[发明专利]蓄电设备用粘结剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极以及蓄电设备

说明书

本发明提供一种可制造柔软性和密合性优异并且示出良好的充放电耐久特性的蓄电设备电极的蓄电设备用粘结剂组合物。本发明所涉及的蓄电设备用粘结剂组合物含有聚合物(A)和液状介质(B)，上述聚合物(A)含有30～65质量份来自于共轭二烯化合物的重复单元(a1)、5～40质量份来自于不饱和羧酸的重复单元(a2)和10～40质量份来自于α,β－不饱和腈化合物的重复单元(a3)，并且满足下述条件1。＜条件1＞将使上述聚合物(A)在40℃的恒温槽中干燥得到的膜1.0g浸渍于pH9的氢氧化钠水溶液20mL，在超声波清洗机中振荡1小时。此时，如果将浸渍前的膜的重量设为Ma，将浸渍后的干燥后的膜的重量设为Mb，则(Mb/Ma)×100的值为90％以上。

技术领域

本发明涉及蓄电设备用粘结剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极以及蓄电设备。

背景技术

近年来，作为电子设备的驱动用电源，要求具有高电压且高能量密度的蓄电设备。作为这样的蓄电设备，期待有锂离子电池、锂离子电容器等。

这样的蓄电设备中使用的电极通过将含有活性物质、作为粘结剂发挥功能的聚合物的组合物(蓄电设备电极用浆料)向集电体的表面涂布并使其干燥而进行制造。作为用作粘结剂的聚合物所要求的特性，可举出活性物质彼此的结合能力和活性物质与集电体的密合能力、卷绕电极的工序中的耐擦性、即使通过其后的剪切等活性物质的微粉等也不会从涂布·干燥而成的组合物涂膜(以下，也称为“活性物质层”)脱落的抗掉粉性等。

应予说明，根据经验已知对于上述活性物质彼此的结合能力以及活性物质与集电体的密合能力、以及抗掉粉性，性能的优劣大致呈比例关系。因此本说明书中，以下有时将这些性能都使用“密合性”这一术语来表示。

近年来，从实现蓄电设备的进一步的高功率化和高能量密度化的观点考虑，进行了将锂嵌入量大的材料用作活性物质的研究。例如如专利文献1所公开，期望有利用锂的理论嵌入量最大约为4200mAh/g的硅材料作为活性物质的方法。

然而，这样的利用了锂嵌入量大的材料的活性物质由于锂的嵌入·脱嵌伴随着大的体积变化。因此，如果将现有使用的电极用粘结剂应用于这样的锂嵌入量大的材料，则无法维持密合性，活性物质会剥离等，伴随着充放电而容量发生显著的降低。

作为用于改良电极用粘结剂的密合性的技术，提出了控制粒子状的粘结剂粒子的表面酸量的技术(参照专利文献2和专利文献3)、使用具有环氧基、羟基的粘结剂提高上述特性的技术(参照专利文献4和专利文献5)等。另外，提出了利用聚酰亚胺的刚性的分子结构限制活性物质，抑制活性物质的体积变化的技术(参照专利文献6)。另外，也提出了使用聚丙烯酸这样的水溶性聚合物的技术(参照专利文献7)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－185810号公报

专利文献2：国际公开第2011/096463号

专利文献3：国际公开第2013/191080号

专利文献4：日本特开2010－205722号公报

专利文献5：日本特开2010－3703号公报

专利文献6：日本特开2011－204592号公报

专利文献7：国际公开第2015/098050号

发明内容

技术问题

然而，在将以锂嵌入量大且伴随着锂的嵌入·脱嵌的体积变化大的硅材料为代表的新活性物质实用化时，上述专利文献1～7公开的电极用粘结剂可以说密合性是不充分的。如果使用这样的电极用粘结剂，则由于重复充放电，活性物质会脱落等，电极发生劣化，因此存在不易充分得到实用化所需的充放电耐久特性的课题。