二次电池用粘合剂制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种二次电池用粘合剂组合物，用于同时实现改进的充电‑放电效率和良好的循环特性。根据本发明专利技术的二次电池用粘合剂组合物的特征在于包含：包含由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于脂环族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸，所述脂环族二胺由结构式NH2‑(CH2)n‑R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用粘合剂
本专利技术涉及二次电池用粘合剂，二次电池用电极混合物糊料和使用它们的二次电池。
技术介绍
以小尺寸和大容量为特征的锂离子二次电池已广泛用作诸如移动电话和笔记本电脑的电子设备的电源，并且有助于提高移动IT设备的便利性。近年来，诸如用于驱动摩托车和汽车的电源以及用于智能电网的蓄电池的大规模应用已引起关注。随着对锂离子二次电池的需求增加并且它们已经用于各种领域，要求电池具有诸如更高的能量密度，能够经受长期使用的寿命特性以及在宽泛范围的温度条件下的可用性的特性。尽管碳系材料通常用于锂离子二次电池的负极中，但是为了增加电池的能量密度，研究了在负极中使用每单位体积的锂离子吸收和解吸量大的硅系材料。然而，存在的问题在于，通过重复锂的充电和放电，硅系材料膨胀和收缩，从而使活性材料层损坏并从集电器剥离而使得电池的循环特性劣化。已知具有较高机械强度的聚酰亚胺树脂被用作使用硅系材料的负极中的粘合剂以解决该问题。专利文献1公开了芳族二胺与芳族四羧酸二酐之间的反应产物作为聚酰亚胺树脂的具体实例。专利文献2公开了由芳族二胺与脂族四羧酸之间的反应产物组成的聚酰亚胺树脂，与由芳族二胺与芳族四羧酸酐之间的反应产物组成的聚酰亚胺树脂相比，其能够改进充电和放电效率。专利文献3公开了由脂环族二胺与芳族四羧酸之间的反应产物组成的聚酰亚胺树脂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-163031号公报专利文献2：US2006/0099506号公报专利文献3：日本特开2014-78416号公报
技术实现思路
技术问题然而，在上述现有技术文献中描述的聚酰亚胺粘合剂存在的问题是，难以同时实现改进的充电-放电效率和良好的循环特性。特别是，在包含具有大的膨胀和收缩的硅系材料的电极的情况下，这种问题显著出现。本专利技术的目的是提供一种二次电池用粘合剂组合物，其同时实现改进的充电-放电效率和良好的循环特性。技术方案根据本专利技术的二次电池用粘合剂组合物包含：包含由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于由以下结构式表示的脂环族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸；和/或包含由基于脂环族四羧酸二酐的骨架和基于芳族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸。NH2-(CH2)n-R2-(CH2)m-NH2(在式中，R2表示脂环族基团，并且n和m各自独立地表示选自1至5的重复单元的数目。)有益效果利用根据本专利技术的二次电池用粘合剂组合物，可以制造具有高充电-放电效率和高循环特性的二次电池。附图说明图1是示出膜包装电池的基本结构的分解透视图。图2是示意性地示出图1的电池的横截面的横截面图。具体实施方式1)二次电池用粘合剂组合物所述二次电池用粘合剂组合物包含聚酰胺酸和任选的溶剂。<聚酰胺酸>通过使四羧酸二酐和二胺聚合而获得聚酰胺酸。因此，聚酰胺酸包含由基于四羧酸二酐的骨架和基于二胺的骨架组成的重复单元。这两种骨架通过酰胺键缩合而形成聚酰胺酸。更具体地说，聚酰胺酸包含由下列化学式(1)表示的重复单元。在化学式(1)中，A表示已从四羧酸二酐除去酸酐基团而得的四价基团，并且B表示已从二胺除去氨基基团而得的二价基团。在第一实施方式中，在化学式(1)中，A表示已从芳族四羧酸二酐除去酸酐基团而得的四价基团，而B表示已从脂环族二胺除去氨基基团而得的二价基团。也就是说，使用包含由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于脂环族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸。在聚酰胺酸中，由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于脂环族二胺的骨架组成的重复单元的数目对由化学式(1)表示的重复单元的总数的比率优选为50％以上，更优选为80％以上，最优选为100％。所述芳族四羧酸二酐优选由化学式(2)表示。在化学式(2)中，R1表示单环芳族基团、缩合多环芳族基团、或者是由直接地或经由交联构件彼此相互键合的芳族基团组成的非缩合多环芳族基团。在化学式(2)中，R1优选是具有4至27个碳原子的四价基团。由化学式(2)表示的芳族四羧酸二酐的实例包括均苯四酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、双(3,4-二羧基苯基)硫醚二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯二酐、2,2-双[(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-联苯四羧酸二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)醚二酐、双(2,3-二羧基苯基)硫醚二酐、双(2,3-二羧基苯基)砜二酐、1,3-(2,3-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-双(2,3-二羧基苯氧基)苯二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯甲酰基)苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯甲酰基)苯二酐、1,3-双(2,3-二羧基苯甲酰基)苯二酐、1,4-双(2,3-二羧基苯甲酰基)苯二酐、4,4'-间苯二甲酰二邻苯二甲酸酐、重氮二苯基甲烷-3,3',4,4'-四羧酸二酐、重氮二苯基甲烷-2,2',3,3'-四羧酸二酐、2,3,6,7-噻吨酮四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽醌四羧酸二酐和2,3,6,7-呫吨酮四羧酸二酐。芳族四羧酸二酐中芳环上的一些或所有氢原子可以被氟基团、甲基基团、甲氧基基团、三氟甲基基团、三氟甲氧基基团等取代。四羧酸二酐可以包含选自乙炔基基团、苯并环丁烯-4'-基基团、乙烯基基团、烯丙基基团、氰基基团、异氰酸酯基团、腈基团、异丙烯基基团等的基团，所述基团用作交联位点。特别地，由化学式(2)表示的芳族四羧酸二酐在成型性不受损害的范围内，优选在主链骨架中包含作为交联位点的基团，例如亚乙烯基(vinylene)基团、乙烯叉基(vinylidene)基团或乙炔叉基(ethynylidene)基团。含有氟基团的芳族四羧酸二酐的实例包括4,4'-(六氟异丙叉基)二邻苯二甲酸酐、3,3'-(六氟异丙叉基)二邻苯二甲酸酐、5,5'-[2,2,2-三氟-1-[3-(三氟甲基)苯基]乙叉基]二邻苯二甲酸酐、5,5'-[2,2,3,3,3-五氟-1-(三氟甲基)丙叉基]二邻苯二甲酸酐、1H-二氟[3,4-b:3',4'-i]呫吨-1,3,7,9(11H)-特多龙、5,5'-氧基双[4,6,7-三氟均苯四酸酐]、3,6-双(三氟甲基)均苯四酸二酐、4-(三氟甲基)均苯四酸二酐、1,4-二氟均苯四酸二酐和1,4-双(3,4-二羧基三氟苯氧基)四氟苯二酐。所述脂环族二胺优选具有由化学式(3)所示的结构。NH2-(CH2)n-R2-(CH2)m-NH2化学式(3)在化学式(3)中，R2表示脂环族基团，并且n和m各自独立地表示选自1至5的重复单元的数目。在化学式(3)中，n和m各自独立地优选为1或2，并且最优选为1。尽管这种效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用粘合剂组合物，包含包含由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于由以下结构式表示的脂环族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸，NH2‑(CH2)n‑R2‑(CH2)m‑NH2其中R2表示脂环族基团，并且n和m各自独立地表示选自1至5的重复单元的数目；和/或包含由基于脂环族四羧酸二酐的骨架和基于芳族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 JP 2016-0234551.一种二次电池用粘合剂组合物，包含包含由基于芳族四羧酸二酐的骨架和基于由以下结构式表示的脂环族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸，NH2-(CH2)n-R2-(CH2)m-NH2其中R2表示脂环族基团，并且n和m各自独立地表示选自1至5的重复单元的数目；和/或包含由基于脂环族四羧酸二酐的骨架和基于芳族二胺的骨架组成的重复单元的聚酰胺酸。2.根据权利要求1所述的二次电池用粘合剂组合物，其中所述结构式中的R2包含环己烷环。3.根据权利要求2所述的二次电池用粘合剂组合物，其中所述脂环族二胺选自由化学式(3-1)或化学式(3-2)表示的二胺，4.一种二次电池用电极混合物糊料，包含：根据权利要求1至3中的任一项所述的二次电池用粘合剂组合物，以及包含Si和/或硅氧化物的负极活性材料。5.一种二次电池用电极混合物糊料，包含：根据权利要求1至3中的任一项所述的二次电池用粘合剂组合物，以及包含Si和/或硅氧化物以及石墨的负极活性材料。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：芹泽慎，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP