[发明专利]蓄电装置电极用粘结剂

说明书

本发明提供一种在作为蓄电装置的电极所用的粘结剂使用的情况下能够抑制粘结剂树脂的凝聚的蓄电装置电极用粘结剂。另外，提供在范围宽的温度区域内的热劣化及热变形少，对于活性物质的膨胀收缩的追随性高，由此即使在因重复充放电而导致活性物质膨胀收缩时，也能够维持活性物质间及集电体界面的粘接状态的容量保持性优异的蓄电装置电极用粘结剂。进而，提供粘接性优异，能够提高所得的电极的柔软性，对电解液的耐久性高，能够制作高容量的锂二次电池的蓄电装置电极用粘结剂。另外，提供使用该蓄电装置电极用粘结剂的蓄电装置电极用组合物、蓄电装置电极、蓄电装置。本发明是一种蓄电装置电极用粘结剂，其特征在于，其为蓄电装置的电极所使用的粘结剂，所述粘结剂含有聚乙烯醇缩醛树脂，所述聚乙烯醇缩醛树脂的羟基量为30摩尔％～60摩尔％，所述聚乙烯醇缩醛树脂具有交联结构。

技术领域

本发明涉及在作为蓄电装置的电极所用的粘结剂使用的情况下能够抑制粘结剂树脂的凝聚的蓄电装置电极用粘结剂。另外，涉及在范围宽的温度区域内的热劣化及热变形少，对于活性物质的膨胀收缩的追随性高，由此即使在因重复充放电而导致活性物质膨胀收缩时，也能够维持活性物质间及集电体界面的粘接状态的容量保持性优异的蓄电装置电极用粘结剂。进而，涉及粘接性优异，能够提高所得的电极的柔软性，对电解液的耐久性高，能够制作高容量的锂二次电池的蓄电装置电极用粘结剂。另外，涉及使用该蓄电装置电极用粘结剂的蓄电装置电极用组合物、蓄电装置电极、蓄电装置。

背景技术

近年来，伴随着便携式摄像机、便携式个人电脑等便携式电子设备的普及，作为移动用电源的二次电池的需要急剧增加。另外，对于这种二次电池的小型化、轻量化、高能量密度化的要求非常高。

这样，作为可重复充放电的二次电池，以往，铅电池、镍镉电池等成为了主流。然而，这些电池虽然充放电特性优异，但在电池重量、能量密度方面，不能说其具有作为便携式电子设备的移动用电源来说能够充分满足的特性。

因此，作为二次电池，将锂或锂合金用于负极电极的锂二次电池的研究开发正在积极地进行。该锂二次电池具备：具有高能量密度，自放电也少，且轻量的优异特征。

锂二次电池的电极通常通过以下方式形成：将活性物质和粘结剂与溶剂一同混炼，使活性物质分散而制成浆料，然后将该浆料通过刮刀法等涂布在集电体上并干燥，进行薄膜化。

现在，特别是作为锂二次电池的电极(负极)用的粘结剂来说最为广泛地使用的是聚偏二氟乙烯(PVDF)为代表的氟系树脂。

然而，对于聚偏二氟乙烯来说，存在制造电极用浆料时在溶剂中的溶解性变差而使制造效率显著降低的问题。

另外，使用氟系树脂作为粘结剂的情况下，存在因电解液而导致粘结剂发生溶胀，在长期循环中在电极界面处产生剥离，电池特性降低的问题。

针对此，作为使聚偏二氟乙烯溶解的浆料用溶剂，通常使用的是N-甲基吡咯烷酮，但存在以下问题：N-甲基吡咯烷酮因沸点高，所以在浆料干燥工序中需要大量的热能，而且未完全干燥的N-甲基吡咯烷酮在电极中残留，使电池性能降低。

另一方面，作为水系粘结剂而使用了羧甲基纤维素等，但在使用羧甲基纤维素的情况下，由于树脂的柔软性变得不充分，因此存在使活性物质粘结的效果变得不充分或者对集电体的粘接力显著降低的问题。

另外，专利文献1中示出：通过使用作为负极活性物质的石墨层间距离(d002)为0.345～0.370nm的低结晶碳、和作为粘结剂的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、作为增稠剂的羧甲基纤维素，从而可得到良好的负极，可得到输出特性优异的电池。

然而，SBR为低弹性且为低回弹，因此对于活性物质的膨胀收缩的追随性低，特别是在活性物质收缩时存在粘结剂发生剥离的问题。其结果，存在在活性物质间及集电体界面处发生导通不良，因重复充放电而导致容量降低的问题。

现有技术文献

专利文献