负极和负极的制造方法以及电极用粘结剂技术

提供一种使用了粘结性优异的粘结剂的负极并且能在负极的制造时使用水作为有机溶剂的代替溶剂的负极。一种负极，其特征在于，具备：聚丙烯酸与由下述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物；纤维素衍生物；以及负极活性物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极和负极的制造方法以及电极用粘结剂
本专利技术涉及二次电池等蓄电装置所使用的负极和负极的制造方法以及电极用粘结剂。
技术介绍
一般来说，二次电池等蓄电装置具备正极、负极以及电解液作为主要的构成要素。并且，负极具备集电体和参与充放电的负极活性物质。工业界要求蓄电装置的高容量化，作为其应对，已在研究各种技术。作为其中一个具体技术，已知采用含有锂等电荷载体的吸留能力高的Si的含Si负极活性物质作为蓄电装置的负极活性物质的技术。例如，在专利文献1中记载有负极活性物质为硅的锂离子二次电池。在专利文献2中记载有负极活性物质为SiO的锂离子二次电池。在专利文献3中记载有使CaSi2与酸反应而合成以除去了Ca的层状聚硅烷为主要成分的层状硅化合物，将该层状硅化合物在300℃以上进行加热而制造出使氢脱离后的硅材料、以及具备该硅材料作为负极活性物质的锂离子二次电池。已知含Si负极活性物质在充放电时会膨胀和收缩，因此可以说，在具备含Si负极活性物质的负极中，优选采用粘结力强的聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺等粘结剂。实际上，作为专利文献1～3所记载的负极的具体的粘结剂，采用了聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺。另外，在专利文献4中记载有聚丙烯酸与多官能胺缩合而成的化合物作为具备含Si负极活性物质的负极用粘结剂是优异的。在该文献中记载了将聚丙烯酸与4,4’-二氨基二苯甲烷等缩合而成的化合物用作负极用粘结剂的锂离子二次电池与将聚酰胺酰亚胺用作负极用粘结剂的锂离子二次电池相比电池特性优异，并记载了具体的试验结果。而且，在专利文献4中记载有聚丙烯酸与多官能胺在150℃以上的加热条件下发生缩合反应(参照试验9。)。并且，在专利文献4中具体地记载了含有聚丙烯酸与多官能胺缩合而成的化合物的负极是通过以下的制造方法得到的(参照实施例1。)。在130℃的条件下，制造含有聚丙烯酸与多官能胺的中间组合物的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液↓使用中间组合物的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液制造浆状的负极活性物质层形成用组合物↓对负极集电体涂敷负极活性物质层形成用组合物，除去N-甲基-2-吡咯烷酮↓通过以160℃进行3小时加热处理，使中间组合物发生缩合反应而形成具有交联结构的高分子，制造负极现有技术文献专利文献专利文献1：特开2015-57767号公报专利文献2：特开2015-179625号公报专利文献3：国际公开第2014/080608号专利文献4：国际公开第2016/063882号
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，从对环境的考虑或费用的方面来看，可以说，在负极的制造时优选避免使用有机溶剂，优选使用水作为有机溶剂的代替溶剂。但是，在专利文献1～专利文献4中，使用了N-甲基-2-吡咯烷酮作为制造负极时的溶剂。可以认为其理由是因为粘结剂或其前体或其原料化合物可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮，对水的溶解性低。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种使用了粘结性优异的粘结剂的负极并且能在负极的制造时使用水作为有机溶剂的代替溶剂的负极、以及该负极的制造方法。而且，目的在于提供一种新的电极用粘结剂。用于解决问题的方案专利文献4所记载的聚丙烯酸与多官能胺缩合而成的化合物作为负极用粘结剂是优异的，但由于专利文献4所记载的多官能胺难溶于水，因此，将水作为溶剂来制造负极活性物质层形成用组合物事实上是困难的。对此，本专利技术的专利技术人想到了采用水溶性的聚氨基苯衍生物来替代专利文献4所记载的多官能胺，使用含有聚丙烯酸、水溶性的聚氨基苯衍生物、负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物来制造负极。并且，本专利技术的专利技术人实际上尝试了使用含有聚丙烯酸、水溶性的聚氨基苯衍生物、负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物来制造负极。但是，由于在负极活性物质层形成用组合物中产生了凝集，因此，没能制造出负极。对此，本专利技术的专利技术人在制造进一步添加了纤维素衍生物的负极活性物质层形成用组合物时，没有产生凝集，成功地制造出了负极。基于这种发现，本专利技术的专利技术人完成了本专利技术。本专利技术的负极的特征在于，具备：聚丙烯酸与由下述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物；纤维素衍生物；以及负极活性物质。[化学式1]在通式(1)中，R分别独立地选自可以被取代基取代的烷基、烷氧基、卤素、OH、SH、NO2、CN、CO2H、SO3H、CONH2。m为2～6的整数，n为0～4的整数，m+n≤6。本专利技术的负极的制造方法的特征在于，具有如下工序：a)准备含有聚丙烯酸与上述通式(1)的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物的前体、纤维素衍生物、负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物，或者准备含有聚丙烯酸、由上述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物、纤维素衍生物、负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物；b)将上述负极活性物质层形成用组合物涂敷到集电体来制造负极前体；c)加热上述负极前体来进行上述聚丙烯酸与上述聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物的缩合反应。本专利技术的电极用粘结剂的特征在于，含有聚丙烯酸与由上述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物。专利技术效果本专利技术的负极具备粘结性优异的本专利技术的电极用粘结剂。在本专利技术的负极的制造方法中，能使用水作为溶剂。附图说明图1是聚丙烯酸与聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物的前体的所设想的化学结构的一个方式。图2是评价例5的升温程序。图3是评价例5中的使用了实施例3的溶液的试样的红外吸收光谱。图4是在使聚丙烯酸的链以对苯二胺进行交联的脱水缩合反应中推定的反应式。图5是评价例5中的使用了实施例5的溶液的试样的红外吸收光谱。图6是在使聚丙烯酸的链以3,5-二氨基苯甲酸的自缩合物进行交联的脱水缩合反应中推定的反应式。图7是评价例6中的加热前的干燥体、以及＜条件2＞～＜条件4＞的膜的红外吸收光谱。具体实施方式以下说明本专利技术的实施方式。此外，除非另有说明，本说明书所记载的数值范围“a～b”在其范围内包含下限a和上限b。并且，包含这些上限值和下限值以及实施例中列出的数值在内，通过将它们任意组合可构成数值范围。而且，能够将从这些数值范围内任意地选择的数值作为新的上限或下限的数值。本专利技术的负极的特征在于，具备：聚丙烯酸与由上述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物；纤维素衍生物；以及负极活性物质。本专利技术的负极的制造方法的特征在于，具有如下工序：a)准备含有聚丙烯酸与由上述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极，其特征在于，/n具备：聚丙烯酸与由下述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物；纤维素衍生物；以及负极活性物质，/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180810 JP 2018-152102;20181031 JP 2018-2055121.一种负极，其特征在于，
具备：聚丙烯酸与由下述通式(1)表示的聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物；纤维素衍生物；以及负极活性物质，
[化学式1]



在通式(1)中，R分别独立地选自可以被取代基取代的烷基、烷氧基、卤素、OH、SH、NO2、CN、CO2H、SO3H、CONH2，
m为2～6的整数，n为0～4的整数，m+n≤6。


2.根据权利要求1所述的负极，其中，
构成上述聚丙烯酸的丙烯酸单体单元与上述聚氨基苯衍生物的摩尔比在2：1～50：1的范围内。


3.根据权利要求1或2所述的负极，其中，
上述聚丙烯酸的重均分子量在40万～200万的范围内。


4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的负极，其中，
上述负极活性物质为含Si负极活性物质。


5.一种负极的制造方法，是权利要求1至4中的任意一项所述的负极的制造方法，其特征在于，具有如下工序：
a)准备含有上述聚丙烯酸与上述聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物缩合而成的化合物的前体、上述纤维素衍生物、上述负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物，或者准备含有上述聚丙烯酸、上述聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物、上述纤维素衍生物、上述负极活性物质以及水的负极活性物质层形成用组合物；
b)将上述负极活性物质层形成用组合物涂敷到集电体来制造负极前体；
c)加热上述负极前体来进行上述聚丙烯酸与上述聚氨基苯衍生物和/或上述聚氨基苯衍生物的自缩合物的缩合反应。


6.根据权利要求5所述的负极的制造方法，其中，
在上述c)工序中，对上述负极前体照射波长为4～8μm的光。


7.根据权利要求5或6所述的负极的制造方法，其中，
上述c)工序使用具备辊放卷部...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤刚司，阿部友邦，小柳津圭吾，田崎智之，藤泽宏树，
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