[发明专利]导电性粘接剂组合物、带粘接剂层的集电体及电化学元件电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电性粘接剂组合物，特别是涉及一种适于在构成锂离子二次电池或锂离子电容器等电化学元件的电极的集电体表面形成均匀且密合性良好的导电性粘接剂层的粘接剂组合物。另外，本发明涉及一种具有由该粘接剂组合物形成的导电性粘接剂层的带粘接剂层的集电体及在该集电体的导电性粘接剂层上形成有含有电极活性物质的电极活性物质层的电化学元件电极。

背景技术

利用小型、轻量、且能量密度高、而且能够反复充放电的特性，锂离子二次电池、双电层电容器及锂离子电容器等电化学元件的需要正在迅速扩大。锂离子二次电池由于能量密度较大，因此，被利用于移动电话及个人笔记本电脑等领域，双电层电容器由于能够快速充放电，因此被利用为个人电脑等的储存器后备用小型电源。进而，期待双电层电容器作为电动汽车用大型电源的应用。另外，利用锂离子二次电池和双电层电容器的优点的锂离子电容器因能量密度、输出密度均较高而备受瞩目。伴随用途的扩大及发展，这些电化学元件对例如低电阻化、高容量化及机械特性的提高等要求进一步改善。

这些电化学元件具备正极和负极，可通过使用有机系电解液提高工作电压，提高能量密度。但是，另一方面，存在如下问题：集电体和电极活性物质层的接触电阻大，电极强度小，内阻大。另外，这些电化学元件可通过使用有机系电解液提高工作电压、提高能量密度，但另一方面，由于电解液粘度高，因此，存在内阻大这样的问题点。因此，为了解决这些问题，进行了各种研究。

为了降低内阻，提出有在电极活性物质层和集电体之间设置导电性粘接剂层。例如在专利文献1(WO2011/13756)中，公开有一种含有炭黑等导电材料和丙烯酸系粘合剂且含有羧甲基纤维素(下面，有时记为“CMC”。)等作为分散剂的导电性粘接剂。

作为如上所述的导电性粘接剂的粘合剂，除丙烯酸系聚合物以外，使用二烯系聚合物等各种粘结性聚合物，作为粘合剂，通常使用非水溶性聚合物。另外，导电性粘接剂层中包含为了提高导电材料及粘合剂的分散性而使用的CMC等。

专利文献1：国际公开WO2011/13756

发明内容

发明想要解决的问题

但是，发明人进行了探讨，结果可知存在下面的问题。若用于形成导电性粘接剂层的水系涂布液中含有CMC，则涂布涂布液之后，即使进行干燥水分也难以从涂膜(粘接剂层)蒸发，粘接剂层的干燥耗费时间。进而，由于水分难以蒸发，因此，有时在粘接剂层中残留水分。若在粘接剂层中残留水分，则在电化学元件重复工作期间，引起电解液分解，电化学元件寿命受损。另外，由于CMC也具有作为增粘剂的作用，因此，虽然涂布液的粘度容易调整，但若为了提高分散性而增量，则涂布液增粘，涂膜厚度增大，因此难以减薄粘接剂层。

因此，本发明的目的在于提供一种用于形成导电性粘接剂层的导电性粘接剂组合物，所述导电性粘接剂层作为介于集电体和电极活性物质层之间的导电粘接剂层，可降低水分残留而防止电解液分解，另外，能够进行薄层化且即使进行薄层化也能够充分密合集电体和电极活性物质层。

用于解决课题的方法

本发明人为了解决所述问题继续潜心研究，结果发现，通过使用特定组成的水溶性聚合物作为设在集电体和电极活性物质层之间的导电性粘接剂层的分散剂，导电材料和粘合剂均匀地分散，且涂布干燥后水分残留少，而且即使将粘接剂层薄层化也能够充分地密合集电体和电极活性物质层，从而完成了本发明。

即，以解决所述问题为目的的本发明的主旨如下所述。

(1)一种导电性粘接剂组合物，其含有导电性碳材料、水溶性聚合物及粘合剂，其中，所述水溶性聚合物为含有烯属不饱和羧酸单体单元、(甲基)丙烯酸酯单体单元及含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元的共聚物。

(2)根据(1)的导电性粘接剂组合物，其中，所述导电性碳材料为石墨或炭黑。

(3)根据(1)或(2)所述的导电性粘接剂组合物，其中，所述水溶性聚合物的烯属不饱和羧酸单体为烯属不饱和单羧酸单体。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的导电性粘接剂组合物，其中，所述水溶性聚合物还含有交联性单体单元。

(5)根据(1)～(4)中任一项所述的导电性粘接剂组合物，其中，所述水溶性聚合物的1%水溶液粘度为0.1～20000mPa·s。

(6)根据(1)～(5)中任一项记载的导电性粘接剂组合物，其中，相对于导电性碳材料100质量份，所述水溶性聚合物的含有比率为1～30质量份。