电化学器件和粘合剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及电化学器件，其低温特性等充放电特性优异，具有正极和负极，正极和负极中的至少一个具备集电体和电极层，电极层含有电极活性物质和粘合剂，作为粘合剂的构成成分，包含聚合物，该聚合物含有来源于含酰胺基单体的结构单元和来源于(甲基)丙烯酸的结构单元，且上述(A)聚合物满足下述条件(1)或(2)。(1)在包含碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和六氟化磷酸锂的80℃的溶液(i)中浸渍24小时时(A)聚合物的溶胀率为120～600％。(2)在包含碳酸亚丙酯和甲基三乙基铵四氟硼酸盐的80℃的溶液(ii)中浸渍24小时时(A)聚合物的溶胀率为110～300％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学器件和粘合剂组合物。更详细而言，涉及充放电特性优良的电化学器件和粘合剂组合物。
技术介绍
近年来，电子设备的小型化、轻量化的进步显著，与此相伴，作为电子设备的驱动用电源而使用的电化学器件(例如，二次电池、电容器等)，小型化、高能量密度化的要求也进一步提高。作为满足这样的要求的电化学器件(电池)，最近具体开发出了镍氢二次电池、锂离子二次电池、双电层电容器、锂离子电容器等。锂离子二次电池由以含锂的过渡金属氧化物为主成分的正极、以能够吸留、脱离锂离子的碳材料为主成分的负极和含有锂盐的有机系电解液构成。对锂离子二次电池进行充电时，锂离子从正极脱离而吸留于负极的碳材料，在放电时相反，锂离子从负极脱离而吸留于正极的金属氧化物。另外，双电层电容器一般根据使用的电解液的种类而分类为以下类型使用硫酸、 氢氧化钾等无机系水溶液电解液的水系电解液型；和使用碳酸亚丙酯、乙腈等不含水的有机电解液作为溶剂，使用四乙基铵四氟硼酸盐(Et4NBF4)等作为电解质的非水系电解液型。对于这样的电化学器件当然要求长寿命或高容量，因此对长寿命、高容量的电化学器件进行了开发。此外，最近，除了长寿命、高容量以外，还要求提高低温特性、高速特性 (以下，有时记为“速度特性”)等充放电特性。另一方面，以提高充放电特性为目的，对构成电化学器件的电极进行了很多改良。 这里，电极具备集电体和配置于该集电体的一个面的电极层。此外，作为制造该电极的方法，例如，已知以下方法等。首先，得到在水中分散有贮氢合金、石墨、金属氧化物、活性炭等活性物质，羧甲基纤维素等增稠剂，和由含有聚合物粒子的胶乳形成的粘合剂而成的糊剂或浆料，将得到的糊剂或浆料涂布在集电体的表面上进行干燥后，对所得的涂膜进行加压加工，从而在集电体表面上形成电极层而制造电极。另外，上述粘合剂具有将活性物质互相粘结的功能、使电极层和集电体的密合性提高的功能等，通过改良粘合剂，从而进行电化学器件特性的提高。作为粘合剂，具体而言， 已知将含有共轭二烯、芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物和不饱和羧酸的单体组合物进行乳液聚合而得的粘合剂(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平11-25989号公报
技术实现思路
然而，具备使用了专利文献1中记载的组合物(粘合剂)的电极的电化学器件， 由于确保电极活性物质的集电性，提高其利用效率，对电极活性物质的影响少，因此能够实现长寿命、高容量化。但是，对于充放电特性(具体来说，对二次电池而言为低温特性和高速特性，对电容器而言为电容器循环特性(以下，有时简记为“循环特性”))，尚有改良的余地，迫切希望开发出充放电特性优良的电化学器件。本专利技术为了解决上述现有技术的技术问题而完成，其目的在于，提供电化学器件的充放电特性、具体来说对二次电池而言为低温特性和高速特性、对电容器而言为循环特性优良的电化学器件。根据本专利技术，提供以下的电化学器件和粘合剂组合物。 一种电化学器件(第一电化学器件)，具备正极和与上述正极成对的负极，上述正极和上述负极中的至少一个具备平板状的集电体和配置于上述集电体的至少一个面的电极层，上述电极层具有电极活性物质和粘合剂，该粘合剂用于将上述电极活性物质彼此粘接固定和将上述电极活性物质与上述集电体粘接固定，作为上述粘合剂的构成成分， 包含㈧聚合物(以下，有时记为“㈧聚合物”)，该㈧聚合物含有(al)来源于含酰胺基单体的结构单元(以下，有时记为“(al)结构单元”)和(a2)来源于(甲基)丙烯酸的结构单元(以下，有时记为“(a2)结构单元”)，并且上述(A)聚合物满足下述条件(1)或O)。(1)在由体积分率为1 1 1的碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯构成的溶剂中溶解六氟化磷酸锂，使得六氟化磷酸锂的浓度为lmol/L，得到溶液(i)(以下，有时记为“电解液A”)，将得到的上述溶液⑴调节至80°C后，使上述㈧聚合物在80°C的上述溶液(i)中浸渍M小时时上述(A)聚合物的溶胀率为120 600%。(2)在碳酸亚丙酯中溶解甲基三乙基铵四氟硼酸盐，使得甲基三乙基铵四氟硼酸盐的浓度为lmol/L，得到溶液(ii)(以下，有时记为“电解液B”)，将得到的上述溶液(ii) 调节至80°C后，使上述(A)聚合物在80°C的上述溶液(ii)中浸渍M小时时上述(A)聚合物的溶胀率为110 300%。上述所述的电化学器件，其中，作为上述粘合剂的构成成分的上述(A)聚合物是含有相对于其全部结构单元为1 10质量％的上述(al)来源于含酰胺基单体的结构单元的聚合物。上述或所述的电化学器件，其中，作为上述粘合剂的构成成分的上述 (A)聚合物是含有相对于其全部结构单元为0. 3 5质量％的上述(a2)来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的聚合物。 一种电化学器件(第二电化学器件)，具备正极和与上述正极成对的负极，上述正极和上述负极中的至少一个具备平板状的集电体和配置于上述集电体的至少一个面的电极层，上述电极层具有电极活性物质和粘合剂，该粘合剂用于将上述电极活性物质彼此粘接固定和将上述电极活性物质与上述集电体粘接固定，作为上述粘合剂的构成成分， 包含(A)聚合物，该(A)聚合物含有相对于全部结构单元为1 10质量％的(al)来源于含酰胺基单体的结构单元和相对于全部结构单元为0. 3 5质量％的(a2)来源于(甲基) 丙烯酸的结构单元。上述 中任一项所述的电化学器件，其中，上述(al)来源于含酰胺基单体的结构单元是来源于下述通式(1)所示的单体的结构单元。B1一 ζ ^\........ri…/ WN/ \R2 R1(上述通式(1)中，R1为氢原子或甲基。R2和R3各自独立地为氢原子或可以具有取代基的碳原子数1 10的烃基。)上述所述的电化学器件，其中，上述通式⑴中的R1为甲基。上述 中任一项所述的电化学器件，其中，作为上述粘合剂的构成成分的上述(A)聚合物进一步含有相对于其全部结构单元为20 60质量％的(a3)来源于共轭二烯的结构单元。上述 中任一项所述的电化学器件，其中，作为上述粘合剂的构成成分的上述(A)聚合物是将含有含酰胺基单体和(甲基)丙烯酸的聚合物原料在相对于上述聚合物原料的总量100质量份为0. 3 4质量份的链转移剂的存在下进行聚合而得到的。 一种粘合剂组合物(第一粘合剂组合物)，含有㈧聚合物和⑶分散介质， 上述(A)聚合物含有(al)来源于含酰胺基单体的结构单元和(a2)来源于(甲基)丙烯酸的结构单元，上述(A)聚合物满足下述条件(1)或O)。(1)在由体积分率为1 1 1的碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯构成的溶剂中溶解六氟化磷酸锂，使得六氟化磷酸锂的浓度为lmol/L，得到溶液(i)(即，“电解液 A”)，将得到的上述溶液⑴调节至80°C后，使上述㈧聚合物在80°C的上述溶液(i)中浸渍M小时时上述(A)聚合物的溶胀率为120 600%。(2)在碳酸亚丙酯中溶解甲基三乙基铵四氟硼酸盐，使得甲基三乙基铵四氟硼酸盐的浓度为lmol/L，得到溶液(ii)(即，“电解液B”)，将得到的上述溶液(ii)调节至80°C 后，使上述㈧聚合物在80°C的上述溶液(ii)中浸渍M小时时上述㈧聚合物的溶胀率为 110 300% ο本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：茂木武志，本多达朗，手塚照明，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：