[发明专利]锂离子二次电池电极粘合剂用树脂、含有其的组合物和糊料以及使用其的锂离子二次电池电极

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池的电极粘合剂(binder)用树脂。更具体地 说，涉及具有特定的结构和对数粘度的聚酰胺酰亚胺类的电极粘合剂用 树脂。此外，涉及含有上述树脂和可以吸留、贮藏、释放锂离子的活性 物质粒子的锂离子二次电池的电极材料用糊料，以及锂离子二次电池电 极。

背景技术

近年，随着以携带电话、PDA(personal digital assistant、个人用携 带型信息终端仪器)或笔记本型计算机为代表的携带型电子仪器的小型 化以及轻量化，对于锂离子二次电池等蓄电装置，小型化、轻量化、高 能量密度化、充放电特性(容量以及充放电循环特性)改善的要求提高。

以往，作为锂离子二次电池的负极活性物质，主要使用石墨类碳材 料。但是，为了制造能量密度更高的锂离子二次电池，期待具有进一步 高的充放电容量的负极活性物质。

近年，作为替代石墨类碳材料的新型负极活性物质材料，锡、硅受 到瞩目。使用这些锡、硅，或其合金或氧化物等作为锂离子二次电池负 极活性物质时，充电时的活性物质与锂的反应形成所谓的合金化反应。 因此，由于充放电所导致的负极活性物质的体积的膨胀收缩大幅增大。

另一方面，对于锂离子二次电池电极材料，提出了在聚酰胺酰亚胺 树脂的溶液中分散有碳粉的聚酰胺酰亚胺树脂组合物(例如参照专利文 献1)，含有聚酰胺酰亚胺树脂溶液、无机微粒和着色颜料的糊状组合物 (例如参照专利文献2)，含有聚酰胺酰亚胺树脂与偶联剂反应而成的粘 合剂成分的树脂组合物(例如，参照专利文献3)。但是，这些文献公开 的树脂与活性物质或金属箔的粘接性不充分。此外，特别是使用锡、硅 等由充放电所导致的体积膨胀、收缩大的负极活性物质时，由于充放电 产生活性物质的脱离，循环特性不充分。

与此相对地，提出了使用含有含硅的活性物质粒子和粘合剂的电极 材料的具有拉伸强度为50N/mm²以上，断裂伸长率为10％以上，应变能 密度为2.5×10^-3J/mm³以上和弹性模量为10000N/mm²以下的机械特性 的锂二次电池用负极(例如参照专利文献4)。但是，其中公开的树脂与 电极活性物质粒子的粘接性、与金属箔的粘接性也不充分，此外对于充 放电所导致的体积膨胀、收缩大的负极活性物质的保持性不够。

专利文献1：日本特开平7-292245号公报

专利文献2：日本特开平7-331068号公报

专利文献3：日本特开平11-224671号公报

专利文献4：国际公开第2004/4031号小册子

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供与电极活性物质粒子的粘 接性、与金属箔的粘接性优异，充放电所导致的体积膨胀、收缩大的电 极活性物质粒子的保持性优异的锂离子二次电池电极粘合剂用树脂。

本申请发明人进行了深入研究结果发现，具有特定化学结构的聚酰 胺类树脂与电极活性物质粒子的粘接性、与金属箔的粘接性优异，充放 电所导致的体积膨胀、收缩大的电极活性物质粒子的保持性优异，作为 锂离子二次电池电极粘合剂用树脂发挥优异的性能，从而完成了本发 明。

即，本发明如下所述。

1.锂离子二次电池电极粘合剂用树脂，以由下述通式(1)～(3)中的 任意一个所示的结构单元中选择的至少1种结构单元作为主要成分，通 式(1)所示的结构单元的含量(a)、通式(2)所示的结构单元的含量(b)、通 式(3)所示的结构单元的含量(c)具有下式(A)的关系，30℃下的对数粘度 为0.02～2.0dl/g。

          a/(a+b+c)≤0.55(摩尔比)     (A)

[化学式1]

[化学式2]

[化学式3]

(上述通式(1)～(3)中，R表示下述通式(4)所示的2价芳基，Ar¹表示下述 通式(5)所示的2价芳基，Ar²表示下述通式(6)所示的3价芳基，不同的 结构单元中的各R、各Ar¹和各Ar²相互独立))

[化学式4]

[化学式5]