电极用粘结剂组合物、电极用糊料、电极和蓄电设备制造技术

本发明专利技术涉及电极用粘结剂组合物、电极用糊料、电极和蓄电设备。上述电极用粘结剂组合物是用于制作在蓄电设备中使用的电极的粘结剂组合物，其特征在于，含有聚合物(A)、由下述通式(1)表示的化合物(B)和液态介质(C)，所述聚合物(A)为含氟系聚合物粒子或二烯系聚合物粒子，所述粘结剂组合物中的所述化合物(B)的浓度是5～500ppm。(式(1)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或1价的烷基。n表示0～5的整数。)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是针对申请日为2013年02月07日、申请号为201310049347.0、专利技术名称为“电极用粘结剂组合物、电极用糊料、电极和蓄电设备”的申请提出的分案申请。
本专利技术涉及电极用粘结剂组合物、含有该粘结剂组合物和电极活性物质的电极用糊料、将该糊料涂布于集电体并干燥而制成的电极、以及具备该电极的蓄电设备。
技术介绍
近年来，作为电子器件的驱动用电源需要具有高电压、高能量密度的蓄电设备。尤其期待锂离子电池、锂离子电容器作为具有高电压、高能量密度的蓄电设备。在这种蓄电设备中使用的电极通常通过将电极活性物质与作为粘结剂起作用的聚合物粒子的混合物在集电体表面涂布并干燥来制作。作为对该聚合物粒子要求的特性，可以举出电极活性物质彼此的结合能力以及电极活性物质与集电体的粘结能力、卷绕电极的工序中的耐擦性、即使之后的截断等也不会从涂布得到的电极用组合物层(以下也简称为“电极活性物质层”)产生电极活性物质的微粉等的抗掉粉性等。通过聚合物粒子满足这些各种要求特性，所得电极的折叠方法、缠卷半径的设定等蓄电设备的结构设计的自由度变高，从而能够实现设备的小型化。应予说明，对于上述电极活性物质彼此的结合能力及电极活性物质层与集电体的粘结能力、以及抗掉粉性，从经验上可知性能好坏与这些特性大致为正比。因此，在本说明书中，以下，有时将这些性能总括地用“密合性”这个术语来表示。作为电极用粘结剂，制作正极时，使用聚偏氟乙烯等密合性稍差但耐氧化性优异的含氟系有机聚合物是有利的。另一方面，制作负极时，使用耐氧化性稍差但密合性优异的(甲基)丙烯酸系聚合物是有利的。研究并提出了各种使在如上所述的电极用粘结剂中使用的聚合物的耐氧化性、密合性等特性提高的技术。例如，在日本特开2011-3529号公报中提出了通过将聚偏氟乙烯与橡胶系高分子并用以兼具负极用粘结剂的耐氧化性与密合性的技术。在日本特开2010-55847号公报中提出了将聚偏氟乙烯溶解在特定的有机溶剂中并将其涂布在集电体表面上之后、经过在低温下除去溶剂的工序来使密合性提高的技术。进而，在日本特开2002-42819号公报中提出了通过应用在由偏氟乙烯共聚物形成的主链上具有含氟原子侧链的结构的电极用粘结剂来使密合性提高的技术。另外，提出了通过控制粘结剂组成来提高上述特性的技术(参照日本特开2000-299109号公报)、通过使乳胶进行聚合时控制粒子中残留的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯量来提高上述特性的技术(参照日本特开2002-319402号公报)。
技术实现思路
如果采用将含氟系有机聚合物与橡胶系高分子并用的日本特开2011-3529号公报中记载的技术，则虽然密合性提高，但有机聚合物的耐氧化性大幅受损，因此，使用其制成的蓄电设备存在因反复充放电而导致充放电特性不可逆地劣化这个问题。另一方面，如果采用仅使用含氟系有机聚合物作为电极用粘结剂的日本特开2010-55847号公报和日本特开2002-42819号公报中记载的技术，则密合性的水平仍不够。另外，对于如日本特开2000-299109号公报和日本特开2002-319402号公报所记载的粘结剂组成，虽然密合性提高，但附着于电极活性物质的粘结剂本身成为电极的电阻成分，从而难以长期维持良好的充放电特性。而且，这些电极用粘结剂组合物只是着眼于蓄电设备的特性来评价其优劣，关于在实用化时重要的电极用粘结剂组合物的贮藏稳定性未做研究。本专利技术通过解决上述课题，能够提供贮藏稳定性优异、并且能够制造密合性和充放电特性良好的电极的电极用粘结剂组合物。本专利技术能够作为以下的应用例来实现。[应用例1]本专利技术的第1方式的电极用粘结剂组合物是用于制作在蓄电设备中使用的电极的粘结剂组合物，其特征在于，含有聚合物(A)、由下述通式(1)表示的化合物(B)和液态介质(C)，所述聚合物(A)是具有来源于含氟乙烯系单体的重复单元(Ma)和来源于不饱和羧酸酯的重复单元(Mb)的含氟系聚合物粒子，所述粘结剂组合物中的所述化合物(B)的浓度为5～500ppm。(式(1)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或1价的烷基。n表示0～5的整数。)[应用例2]如应用例1的电极用粘结剂组合物，依照JIS K7121对所述含氟系聚合物粒子进行差示扫描量热测定(DSC)时，可以仅观测到1个在-50～+250℃的温度范围的吸热峰。[应用例3]如应用例2的电极用粘结剂组合物，所述吸热峰可以在-30～+30℃的温度范围被观测到。[应用例4]本专利技术的第2方式的电极用粘结剂组合物是用于制作在蓄电设备中使用的电极的粘结剂组合物，其特征在于，含有聚合物(A)、由下述通式(1)表示的化合物(B)和液态介质(C)，所述聚合物(A)是具有来源于共轭二烯化合物的重复单元(Mc)、来源于芳香族乙烯基化合物的重复单元(Md)、来源于(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元(Me)和来源于不饱和羧酸的重复单元(Mf)的二烯系聚合物粒子，所述粘结剂组合物中的所述化合物(B)的浓度为5～500ppm。(式(1)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或1价的烷基。n表示0～5的整数。)[应用例5]如应用例4的电极用粘结剂组合物，依照JIS K7121对所述二烯系聚合物粒子进行差示扫描量热测定(DSC)时，可以仅观测到1个在-50～+5℃的温度范围的吸热峰。[应用例6]如应用例1～应用例5中任意一个例子的电极用粘结剂组合物，所述含氟系聚合物粒子或所述二烯系聚合物粒子的数均粒径可以是50～400nm。[应用例7]本专利技术的第3方式的电极用糊料，其特征在于，含有应用例1～应用例6中任意一个例子的电极用粘结剂组合物、和电极活性物质。[应用例8]本专利技术的第4方式的电极，其特征在于，具备集电体、和在所述集电体的表面上涂布应用例7的电极用糊料并干燥而形成的层。[应用例9]本专利技术的第5方式的蓄电设备的特征在于，具备应用例8所述的电极。根据上述应用例的电极用粘结剂组合物，贮藏稳定性优异，而且能够制造密合性和充放电特性优异的电极。具备使用上述应用例的电极用粘结剂组合物而制成的电极的蓄电设备，作为电气特性之一的充放电率特性极其良好。附图说明图1是实施例3中得到的聚合物粒子的DS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极用粘结剂组合物，是用于制作在蓄电设备中使用的电极的粘结剂组合物，其特征在于，含有聚合物A、由下述通式(1)表示的化合物B和液态介质C，所述聚合物A是具有来源于共轭二烯化合物的重复单元Mc、来源于芳香族乙烯基化合物的重复单元Md、来源于(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元Me和来源于不饱和羧酸的重复单元Mf的二烯系聚合物粒子，所述粘结剂组合物中的所述化合物B的浓度为5～500ppm，式(1)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或1价的烷基，n表示0～5的整数。

【技术特征摘要】
2012.02.13 JP 2012-0284431.一种电极用粘结剂组合物，是用于制作在蓄电设备中使用的电
极的粘结剂组合物，其特征在于，
含有聚合物A、由下述通式(1)表示的化合物B和液态介质C，
所述聚合物A是具有来源于共轭二烯化合物的重复单元Mc、来源
于芳香族乙烯基化合物的重复单元Md、来源于(甲基)丙烯酸酯化合
物的重复单元Me和来源于不饱和羧酸的重复单元Mf的二烯系聚合物
粒子，
所述粘结剂组合物中的所述化合物B的浓度为5～500ppm，
式(1)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或1价的烷
基，...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川真希，本多达朗，阿部达也，宫内裕之，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP