高分子化合物和负极电极及其制造方法、中间组成物、蓄电装置、负极电极用浆料制造方法及图纸

一种高分子化合物，是羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和下述通式(1)所示的多官能胺缩合而成的化合物，由聚丙烯酸构成的链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基。Y为碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高分子化合物、中间组成物、负极电极、蓄电装置、负极电极用浆料、高分子化合物的制造方法以及负极电极的制造方法
本专利技术涉及用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物、该高分子化合物的中间组成物、负极电极、蓄电装置、负极电极用浆料、高分子化合物的制造方法以及负极电极的制造方法。
技术介绍
使用二次电池的产品不断增加。二次电池多用于便携电话、笔记本电脑等便携设备。二次电池也作为电动汽车用的大型电源而受到关注。二次电池的电极包括例如由铜、铝等金属材料形成的集电体和粘结于该集电体上的活性物质层。活性物质层一般包含用于将活性物质粘结于集电体的电极用粘合剂(粘结剂)。近年来，已将作为廉价的高分子化合物的聚丙烯酸用作电极用粘合剂。例如，专利文献1公开了包含聚丙烯酸锂盐、聚丙烯酸钠盐的电极用粘合剂。专利文献2公开了包含聚丙烯酸和聚乙烯亚胺的电极用粘合剂。专利文献3公开了包含聚丙烯酸和胺化合物的电极用粘合剂。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2009-080971号公报专利文献2：特开2009-135103号公报专利文献3：特开2003-003031号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的研究者们经过深入研究，发现将羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和具有特定的分子结构的多官能胺缩合而成的高分子化合物作为二次电池等蓄电装置的负极用粘合剂是有用的。本专利技术的目的在于提供作为蓄电装置的负极用粘合剂有用的高分子化合物、用于得到该高分子化合物的中间组成物、将该高分子化合物用作负极粘合剂的负极电极、蓄电装置以及负极电极用浆料。另外，本专利技术的目的在于提供该高分子化合物的制造方法以及负极电极的制造方法。用于解决问题的方案为了解决上述问题，根据本专利技术的第一方面，提供一种用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物，其是羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和下述通式(1)所示的多官能胺缩合而成的，由聚丙烯酸构成的链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基，[化学式1]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。为了解决上述问题，根据本专利技术的第二方面，提供一种用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物，其具有由聚丙烯酸构成的链状结构和将链状结构内或者链状结构间的羧基彼此连接的交联结构，交联结构为从下述通式(2)～(4)中选出的至少一种交联结构，链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基，[化学式2]PAA表示由被锂盐化的聚丙烯酸构成的链状结构，X是下述通式(5)所示的结构，[化学式3]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为氢原子、甲基、三氟甲基或者甲氧基。为了解决上述问题，根据本专利技术的第三方面，提供一种用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物的中间组成物，其含有：羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸；下述通式(1)所示的多官能胺；以及非水溶剂与水的混合溶剂，聚丙烯酸和多官能胺溶解于混合溶剂中，[化学式4]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。为了解决上述问题，根据本专利技术的第四方面，提供一种高分子化合物的制造方法，将羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和下述通式(1)所示的多官能胺在非水溶剂与水的混合溶剂中以150～230℃进行加热，[化学式5]Y为碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。为了解决上述问题，根据本专利技术的第五方面，提供一种蓄电装置的负极电极，其具备：含有上述的高分子化合物的负极用粘合剂；以及负极活性物质，负极活性物质是从能吸纳和放出锂的碳系材料、能与锂合金化的元素以及具有能与锂合金化的元素的化合物中选出的至少一种物质。为了解决上述问题，根据本专利技术的第六方面，提供一种蓄电装置，其具备：上述的负极电极；以及非水电解质。为了解决上述问题，根据本专利技术的第七方面，提供一种负极电极用浆料，是用于蓄电装置的负极电极的制造的负极电极用浆料，其含有：上述的中间组成物；以及负极活性物质，负极活性物质含有从能吸纳和放出锂的碳系材料、能与锂合金化的元素以及具有能与锂合金化的元素的化合物中选出的至少一种物质。为了解决上述问题，根据本专利技术的第八方面，提供一种蓄电装置的负极电极的制造方法，针对集电体使用上述的负极电极用浆料形成负极活性物质层。具体实施方式本实施方式的高分子化合物是(A)羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸(锂化聚丙烯酸)和(B)多官能胺缩合而成的化合物。(A)锂化聚丙烯酸是将作为包括丙烯酸的均聚物的聚丙烯酸的羧基的一部分锂盐化而得到的化合物。(A)锂化聚丙烯酸可以使用市售品，也可以使用将聚丙烯酸的羧基的一部分用氢氧化锂、碳酸锂、有机锂等锂化合物进行锂盐化(中和)而得到的物质。锂化聚丙烯酸的重均分子量没有特别限定，例如，作为将锂换算为氢原子的值，优选为10,000～2,000,000的范围，更优选为25,000～1,800,000的范围，进一步优选为50,000～1,500,000的范围。在此，在将聚酰胺酰亚胺等现有的高分子化合物用作负极用粘合剂的情况下，随着高分子化合物的重均分子量的降低，蓄电装置的循环特性有降低的趋势。而在将本实施方式的高分子化合物用作负极用粘合剂的情况下，即使构成高分子化合物的聚丙烯酸的重均分子量降低，蓄电装置的循环特性也会被维持。因此，(A)锂化聚丙烯酸优选使用例如250,000以下或100,000以下的低分子量的聚丙烯酸。(B)多官能胺是具有下述通式(1)所示的结构的化合物。[化学式6]在通式(1)中，Y为碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子。另外，各苯环中的Y的结合位置可以是相对于氨基的邻位、间位、对位中的任意一个位置。在Y为直链烷基和亚苯基的情况下，也可以在构成其结构的碳原子上结合有取代基。例如，与构成直链烷基的碳原子结合的取代基能举出甲基、乙基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、甲氧基、乙氧基、氧代基。可以仅结合这些取代基中的一种，也可以结合二种以上。另外，与一个碳原子结合的取代基的数量可以是1个，也可以是2个。另外，与构成直链烷基和亚苯基的碳原子结合的取代基也可以是氨基或者是包含氨基的取代基，在这种情况下，成为具有3个以上的氨基的多官能胺。在通式(1)中，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。在R1为甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基的情况下，R1的结合位置可以是相对于氨基的邻位、间位、对位中的任意一个位置。R2也是同样的。对(B)多官能胺的具体例进行记载。Y为直链烷基的多官能胺能举出例如3,3'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯甲烷、3,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-亚乙基二苯胺、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二苯甲烷、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷、9,9-双(4-氨基苯基)芴、2,2'-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-二氨基二苯甲酮、4,4'-亚甲基双(2-乙基-6-甲基苯胺)、副品红。Y为亚苯基的多官能胺能举出例如1,3,5-三(4-氨基苯基)苯。Y为氧原子的多官能胺能举出例如4,4'-二氨基二苯醚。1,3,5-三(4-氨基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子化合物，是用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物，其特征在于，是羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和下述通式(1)所示的多官能胺缩合而成的，由上述聚丙烯酸构成的链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基，[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 JP 2016-0250701.一种高分子化合物，是用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物，其特征在于，是羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸和下述通式(1)所示的多官能胺缩合而成的，由上述聚丙烯酸构成的链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基，[化学式1]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。2.一种高分子化合物，是用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物，其特征在于，具有由聚丙烯酸构成的链状结构和将上述链状结构内或者链状结构间的羧基彼此连接的交联结构，上述交联结构为从下述通式(2)～(4)中选出的至少一种交联结构，上述链状结构具有自由的羧基和被锂盐化的羧基，[化学式2]PAA表示由被锂盐化的聚丙烯酸构成的链状结构，X是下述通式(5)所示的结构，[化学式3]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为氢原子、甲基、三氟甲基或者甲氧基。3.根据权利要求1或2所述的高分子化合物，上述自由的羧基与上述被锂盐化的羧基的比率为95：5～25：75的范围。4.一种中间组成物，是用作蓄电装置的负极用粘合剂的高分子化合物的中间组成物，其特征在于，含有：羧基的一部分被锂盐化的聚丙烯酸；下述通式(1)所示的多官能胺；以及非水溶剂与水的混合溶剂，上述聚丙烯酸和上述多官能胺溶解于上述混合溶剂中，[化学式4]Y是碳数为1～4的直链烷基、亚苯基或者氧原子，R1、R2分别独立地为单个或者多个氢原子、甲基、乙基、三氟甲基或者甲氧基。5.根据权利要求4所述的中间组成物，将来自上述聚丙烯酸的羧基的总数设为“C”，将来自上述聚丙烯酸的羧基中的被锂盐化的羧基的总数设为“LC”，将来自多官能胺的氨基的总数设...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤刚司，杉山佑介，合田信弘，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：日本,JP