[发明专利]蓄电装置的电极用粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电装置的电极用粘合剂组合物。更具体而言，涉及提供充放电容量大、由于充放电循环的重复所导致的容量劣化的程度小的蓄电装置的电极用粘合剂组合物。

背景技术

作为电子仪器的驱动电源，要求电压高、能量密度高的蓄电装置。该用途中，锂离子电池、锂离子电容器受到期待。

蓄电装置中使用的电极通常如下制造：将含有活性物质和发挥作为电极粘合剂的功能的聚合物的组合物(电极用浆料)涂布到集电体表面，并进行干燥，由此制造上述电极。作为用作电极用粘合剂的聚合物所要求的特性，可列举出：

(1) 活性物质之间的结合能力及活性物质与集电体的密合能力、

(2) 卷绕电极工序中的耐擦性、

(3) 活性物质的微粉等不会由于之后的裁断等而从经涂布、干燥的组合物涂膜(以下也简称为“活性物质层”)脱落的“耐落粉性”等。通过聚合物满足这些各种要求特性，蓄电装置的结构设计(例如电极的折叠方法、缠绕半径的设定等)的自由度提高，因此可以实现装置的小型化。

对于上述活性物质之间的结合能力和活性物质与集电体的密合能力、以及耐落粉性，经验上可知性能的好坏大致具有比例关系。因此，本说明书中，以下有时将它们汇总而使用术语“密合性”来表示。

近年来，为了实现这种蓄电装置的高输出功率化和高能量密度化的要求，将锂吸留能力大的材料适用作电极活性物质的研究不断发展。例如硅，通过与锂形成金属间化合物，能够可逆地吸留/释放锂。该硅的理论容量最大约为4200mAh/g，远远大于约为370mAh/g的以往使用的碳材料的理论容量。因此，通过使用硅材料作为负极活性物质，蓄电装置的容量必然大幅提高。但是，硅材料伴随于充放电的体积变化大，因而若对使用了硅材料的负极活性物质直接适用一直以来使用的电极粘合剂材料，则不能维持初始密合性，伴随充放电而产生显著的容量降低的不良问题。

作为用于将这种硅材料保持在活性物质层的电极粘合剂，提出了适用聚酰亚胺的方法(日本特开2007-95670号公报、日本特开2011-192563号公报、日本特开2011-204592号公报)。这些技术的技术思想在于，通过利用聚酰亚胺的刚性分子结构束缚硅材料，来抑制硅材料的体积变化。上述专利文献中记载了，将含有聚酰胺酸的电极用浆料涂布到集电体表面形成涂膜后，将该涂膜在高温下加热，将聚酰胺酸热酰亚胺化，由此生成聚酰亚胺。但是，使用了这些聚酰亚胺的粘合剂由于密合性不充分，电极会因重复充放电而发生劣化，因此未表现出充分的耐久性。

发明内容

本发明是为了解决上述现状而提出的发明。本发明的目的在于提供电极用粘合剂组合物，该电极用粘合剂组合物提供充放电容量大、由于充放电循环的重复所导致的容量劣化的程度小的蓄电装置。

根据本发明，本发明的上述目的和优点通过下述蓄电装置的电极用粘合剂组合物实现，该组合物的特征在于，含有：

(A) 选自由聚酰胺酸和酰亚胺化率为50%以下的其酰亚胺化聚合物组成的组中的至少一种聚合物、和

(B) 水，并且

将上述(A)聚合物的含量设为Ma质量份、上述(B)水的含量设为Mb质量份时，两者之比Ma/Mb为500～5000。

本发明的电极用粘合剂组合物，除了上述(A)聚合物和(B)水之外，还可以进一步含有(C)选自由具有2个以上羧基的化合物和其酸酐组成的组中的至少一种化合物。

本发明的电极用粘合剂组合物以上述那样的(A)聚合物和(B)水作为必需成分，任选含有(C)化合物，但是优选为将它们溶解在液态介质中来含有的溶液状的组合物。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施方式进行详细说明。但应理解的是，本发明并非仅限于下述记载的实施方式，还包括在不改变本发明主旨的范围内实施的各种变型例。

1. 电极用粘合剂组合物

本发明的电极用粘合剂组合物至少含有(A)聚合物和(B)水。

1.1 (A)聚合物

本发明的电极用粘合剂组合物中含有的(A)聚合物是选自由聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物组成的组中的至少一种聚合物。该聚合物在构成蓄电装置的电极的活性物质层中作为粘合剂。