本发明专利技术提供即使在使用了体积变化大的活性物质的情况下也能够得到显示出高耐久性的电极的电极用粘结剂组合物、以及使用了该组合物制成的蓄电装置用电极、以及具备该蓄电装置用电极的蓄电装置。一种电极用粘结剂组合物，其含有选自由(A)氟系聚合物、丁二烯系聚合物以及热塑性弹性体构成的组中的至少一种或二种以上的聚合物、(B)平均纤维直径为0.5nm以上且20nm以下、纤维长度为0.5μm以上且1mm以下的纤维状纳米碳材料、(C)纤维素材料、(D)纳米纤维素纤维以及(E)水，上述(A)与(B)的质量比为(A)/(B)＝60/40～98/2。为(A)/(B)＝60/40～98/2。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极用粘结剂组合物、电极用涂料组合物、蓄电装置用电极以及蓄电装置
[0001]本专利技术涉及电极用粘结剂组合物、使用该电极用粘结剂组合物制成的电极用涂料组合物、使用该涂料组合物制成的蓄电装置用电极以及具备该电极的蓄电装置。
技术介绍
[0002]近年来，作为电子仪器的驱动用电源，要求电压高且具有高能量密度的蓄电装置。特别是锂离子二次电池、锂离子电容器等作为高电压、高能量密度的蓄电装置而备受期待。这样用在蓄电装置中的电极通常通过将电极活性物质颗粒、导电材料颗粒和粘结剂的混合物向集电体表面涂布并干燥来制造。作为蓄电装置的一例，可以列举出：锂离子二次电池、双电层电容器、锂离子电容器等。这些蓄电装置主要由电极、非水电解液以及隔膜等部件构成。
[0003]其中，蓄电装置用电极例如通过将使电极活性物质和导电材料与粘结剂一起分散于有机溶剂或水中而成的蓄电装置用电极合剂液涂布于作为集电体表面的金属箔上并使其干燥从而形成。蓄电装置的特性当然会很大程度上受到所使用的电极颗粒材料、电解质、集电体等主要构成材料的影响，但也会很大程度上受到被用作添加剂的粘结剂、增粘稳定剂、分散剂的影响。
[0004]特别是在电极的情况下，对电极活性物质、集电体和它们之间赋予粘接力的粘结剂对特性产生的影响大。例如，由于所使用的活性物质的量和种类决定能够与活性物质结合的锂离子的量，因此活性物质的量越多，而且使用的活性物质的固有容量越大，越能够得到高容量的电池。另外，如果粘结剂在上述活性物质间以及活性物质与集电体之间具有优异的粘接力，则电子和锂离子在电极内的移动变得顺畅，电极的内部电阻减少，因此能够进行高效率的充放电。而且，在高容量电池的情况下，作为阳极活性物质，需要碳和石墨、碳和硅这样的复合电极，在充放电时，活性物质的体积会发生较大的膨胀和收缩，因此上述粘结剂不仅具有优异的粘接力，而且具有优异的弹性，即使电极体积反复进行相当大的膨胀和收缩，也必须能够维持本来的粘接力和复原力。并且，为了即使发生电极体积的变化也能够保持电子传导路径，优选使导电剂均匀地分散。
[0005]在使用含有Si的体积变化大的活性物质的情况下，公开了使用专利文献1所示的丙烯酸类聚合物作为粘结剂的例子。通常，使用了这些强度高的粘合剂的电极具有即使活性物质的体积发生变化电极也不断裂的特征，但难以保持电极的柔软性，存在容易引起电极加工时的剥离等这样的问题。另外，一般而言，电极材料的分散性、流变控制性仅用丙烯酸类聚合物是难以实现的。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：国际公开第2015/163302号公报
技术实现思路
[0009]专利技术欲解决的技术问题
[0010]本专利技术的目的在于提供一种即使在使用了体积变化大的活性物质的情况下，也能够得到显示高耐久性的电极的电极用粘结剂组合物、使用该组合物制成的电极用涂料组合物、使用该组合物制成的蓄电装备用电极以及具备该蓄电装备用电极的蓄电装置。
[0011]用于解决问题的技术手段
[0012]本专利技术人等为了实现上述目的而反复进行了深入研究。在该研究的过程中，着眼于满足规定要求的聚合物成分与纤维状纳米碳材料的组合，发现通过将该聚合物成分与纤维状纳米碳材料以一定的比例组合，能够解决所期望的课题，至此完成了本专利技术。
[0013]本专利技术提供以下的[1]至[6]。
[0014][1]一种电极用粘结剂组合物，其特征在于，上述电极用粘结剂组合物含有：(A)选自由氟系聚合物、丁二烯系聚合物和热塑性弹性体构成的组中的一种或两种以上的聚合物成分、(B)平均纤维直径为0.5nm以上且20nm以下、平均纤维长度为0.5μm以上且1mm以下的纤维状纳米碳材料、(C)纤维素材料、(D)纳米纤维素纤维以及(E)水，上述(A)成分与(B)成分的质量比为(A)/(B)＝60/40～98/2。
[0015][2]根据[1]所述的电极用粘结剂组合物，其特征在于，上述(C)成分与(D)成分的质量比为(C)/(D)＝30/70～98/2之间。
[0016][3]根据[1]或[2]所述的电极涂布液组合物，其特征在于，上述(C)成分即纤维素材料的2质量％水溶液粘度(25℃时)为500mPa
·
s以下。
[0017][4]一种电极用涂布液组合物，其特征在于，含有权利要求1至3中任一项所述的电极用粘结剂组合物、活性物质以及分散剂，上述(A)成分相对于上述电极涂布液组合物固形物质量为0.1质量％以上且10质量％以下，上述(B)成分相对于上述电极涂布液组合物固形物质量为0.06质量％以上且2质量％以下，上述(C)成分相对于上述电极涂布液组合物固形物质量为0.06质量％以上且3质量％以下。
[0018][5]一种蓄电装置用电极，其特征在于，使用[4]所述的电极用涂布液组合物进行制造。
[0019][6]一种蓄电装置，其特征在于，具备[5]所述的蓄电装备用电极。
[0020]专利技术效果
[0021]本专利技术的电极用粘结剂组合物具有柔软性和对体积变化的追随性，因此使用了本专利技术的电极用粘结剂组合物的电极具有在加工时不易剥离的特性，进而所得到的该蓄电装置具有高的放电性能和循环稳定性。此外，使用了本专利技术的电极用粘结剂组合物的电极涂布液组合物的分散稳定性高，流变控制性优异。
具体实施方式
[0022]接着，对本专利技术的实施方式进行详细说明。
[0023]本专利技术的电极用粘结剂组合物至少含有(A)选自由氟系聚合物、丁二烯系聚合物和热塑性弹性体构成的组中的一种或两种以上聚合物成分、(B)平均纤维直径为0.5nm以上且20nm以下、纤维长度为0.5μm以上且1mm以下的碳纳米管、(C)纤维素材料、(D)纳米纤维素纤维以及(E)水。
[0024]作为选自由上述氟系聚合物、丁二烯系聚合物和热塑性弹性体构成的组中的一种或两种以上聚合物成分，例如可以使用：聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯与六氟丙烯、全氟甲基乙烯基醚以及四氟乙烯的共聚物等聚偏二氟乙烯共聚物树脂、聚四氟乙烯、氟橡胶等氟系聚合物、苯乙烯
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丁二烯橡胶、乙烯
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丙烯橡胶、苯乙烯
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丙烯腈共聚物等丁二烯系聚合物、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂以及环氧树脂等热塑性弹性体，但并不限于此。这些聚合物成分可以单独使用或并用两种以上，或者也可以使用两种以上的树脂复合型。这些聚合物成分优选具有水溶性和/或水分散性的高分子化合物。
[0025](B)纤维状纳米碳材料
[0026]上述纤维状纳米碳材料的特征在于，由平均纤维直径为0.5nm以上且20nm以下、平均纤维长度为0.5μm以上且1mm以下的纤维状纳米碳材料构成。在平均纤维直径小于0.5nm的情况下，后述的纤维状纳米碳材料的分散体的粘度变得过高，因此存在难以制备电极用涂布组合物的可能性，在超过20nm的情况下，由于纤维状纳米碳材料的柔软性降低，因此所制作的电极复合材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极用粘结剂组合物，其特征在于，所述电极用粘结剂组合物含有：(A)选自由氟系聚合物、丁二烯系聚合物和热塑性弹性体构成的组中的一种或两种以上的聚合物成分、(B)平均纤维直径为0.5nm以上且20nm以下、平均纤维长度为0.5μm以上且1mm以下的纤维状纳米碳材料、(C)纤维素材料、(D)纳米纤维素纤维以及(E)水，所述成分(A)与(B)的质量比为(A)/(B)＝60/40～98/2。2.根据权利要求1所述的电极用粘结剂组合物，其特征在于，所述(C)成分与(D)成分的质量比为(C)/(D)＝30/70～98/2之间。3.根据权利要求1或2所述的电极涂布液组合物，其特征在于，所述(C)纤维素材料的1质量％水...
【专利技术属性】
技术研发人员：祖父江绫乃，渡边聪哉，齐藤恭辉，
申请(专利权)人：第一工业制药株式会社，
类型：发明
国别省市：
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