蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂、电极合剂糊剂、负极活性材料层、蓄电装置用负极片和蓄电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种重复断裂能保持率为70％以上的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂。使用该粘合剂能够改善具有高容量的蓄电装置的特性。性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂、电极合剂糊剂、负极活性材料层、蓄电装置用负极片和蓄电装置


[0001]本专利技术涉及一种蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂、电极合剂糊剂、负极活性材料层、蓄电装置用负极片和蓄电装置。

技术介绍

[0002]诸如锂二次电池等蓄电装置具有高能量密度和高容量，因此被广泛地用作移动信息终端的驱动电源。近年来，已研究针对产业用途(例如，搭载于电动/混合动力汽车和无人飞行器等)的应用，并且正在推进蓄电装置的容量的进一步增加。作为增加容量的实例，就构成蓄电装置的负极而言，已进行使用每单位体积的锂吸藏量较多的硅或锡或者含有这些的合金而使充电/放电容量增加的研究。
[0003]但是，已知诸如硅或锡或者含有这些的合金等充电/放电容量较大的电极活性材料会伴随着充电/放电引起非常大的体积变化。因此，当使用这些电极活性材料并利用聚偏二氟乙烯或橡胶类树脂等通用的粘合剂形成负极活性材料层时，由于电极活性材料的体积变化，会产生诸如负极活性材料层的崩解或集流体与负极活性材料层之间的界面剥离等问题，使得蓄电装置的循环特性下降。
[0004]为了解决这些问题，作为改善因重复充电/放电期间的体积变化引起的循环特性下降的方法，已提出一种方法，其包括使用机械特性优异的聚酰亚胺使平均粒径为1至10微米的硅基颗粒粘合，并进行热压处理，从而形成负极活性材料层(专利文献1至5)。
[0005]已指出，在这些专利文献中所公开的使用聚酰亚胺作为粘合剂的负极中，由于充电/放电而在负极活性材料层产生裂纹，并且形成具有能够吸收充电/放电期间的体积膨胀的空间的岛状结构，这使得重复充电/放电时的容量保持率得以改善(非专利文献1)。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：WO2004/004031
[0009]专利文献2：日本专利未决公报2004
‑
235057号
[0010]专利文献3：日本专利未决公报2003
‑
203637号
[0011]专利文献4：日本专利未决公报2004
‑
288520号
[0012]专利文献5：日本专利未决公报2004
‑
022433号
[0013]非专利文献
[0014]非专利文献1：日本第48届电池讨论会会议录,2B23,p.238(2007)(Yasuo Takano等)

技术实现思路

[0015]技术问题
[0016]虽然在惯常公开的配备有使用聚酰亚胺作为粘合剂的负极的蓄电装置中可以发
现一定程度的容量和循环特性的改善，但尚未实现可满足诸如电动/混合动力汽车和无人飞行器等产业用途所需的实用性的高容量化和高循环特性。
[0017]另外，由于全固态电池不具有充当缓冲剂的液体层，因此先前公开的聚酰亚胺不足以充分展现出全固态电池所需的诸如机械特性或电池特性等功能。
[0018]因此，本专利技术的一个目的是解决上述问题，并提供一种能够进一步改善电池容量和循环特性的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂。本专利技术的另一个目的是提供一种即使在全固态电池中也能够展现出大容量、循环特性和机械特性的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂。
[0019]问题的解决方案
[0020]作为本专利技术人深入研究的结果，本专利技术人已发现具有大容量的蓄电装置的循环特性和机械特性与电极所使用的粘合剂的断裂能有关。因此，本专利技术特别涉及以下项目。
[0021][1]一种蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其重复断裂能保持率为70％以上。
[0022][2]如上述项目1所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中所述粘合剂的熔点高于300℃或实质上不存在。
[0023][3]如上述项目1或2所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其通过使包含下述通式(I)表示的重复单元的聚酰胺酸溶液酰亚胺化而获得，
[0024][0025](其中，A是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种四价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上；B是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种二价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上。)
[0026][4]如上述项目3所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中在所述通式(I)中，A和B中的一个基团的50mol％以上为开链脂族基团。
[0027][5]如上述项目3或4所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中在所述通式(I)中，A的50mol％以上为下述通式(II)表示的基团，
[0028][0029](其中，X为单键或氧原子，n为0至2的整数，如果n为1或2，则X可相同或不同。)
[0030][6]一种粘合剂用树脂组合物，其包括具有下述通式(I)表示的重复单元的聚酰胺酸和溶剂，并且能够通过酰亚胺化反应形成上述项目1至5中任一项所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，
[0031][0032](其中，A是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种四价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上；B是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种二价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上。)
[0033][7]一种电极合剂糊剂，其含有上述项目6所述的粘合剂用树脂组合物和电极活性材料。
[0034][8]一种负极活性材料层，其包含上述项目1至5中任一项所述的蓄电装置用粘合剂和电极活性材料。
[0035][9]一种蓄电装置用负极片，其包含形成在集流体表面上的上述项目8所述的负极活性材料层。
[0036][10]一种蓄电装置，其包含上述项目9所述的蓄电装置用负极片。
[0037]专利技术的有利效果
[0038]根据本专利技术，提供了一种重复断裂能保持率为70％以上的聚酰亚胺类粘合剂，其可用于改善蓄电装置的特性。由于此类聚酰亚胺类粘合剂对于蓄电装置展现出合适的物理行为，因此其可用作诸如负极活性材料层和负极片等蓄电装置的各种构件的粘合剂。
具体实施方式
[0039]＜聚酰亚胺类粘合剂＞
[0040]本专利技术的聚酰亚胺类粘合剂的特征在于，其重复断裂能保持率为70％以上。
[0041]本专利技术中提及的重复断裂能保持率是指由下述公式表示的数值。
[0042]重复断裂能保持率＝(TEB
200
‑
10
)/(TEB0)
[0043]其中，(TEB0)是由依照ASTM D882进行的拉伸断裂试验的结果计算出的拉伸断裂能的初始值。(TEB
200
‑
10
)是由重复10％应变200次之后进行的拉伸断裂试验的结果计算出的拉伸断裂能。其也可简称为10％重复断裂能保持率。类似地，将重复20％应变200次之后的保持率称为20％重复断裂能保持率，并可称为(TEB
200
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其重复断裂能保持率为70％以上。2.如权利要求1所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中所述粘合剂的熔点高于300℃或实质上不存在。3.如权利要求1或2所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其通过使包含下述通式(I)表示的重复单元的聚酰胺酸溶液酰亚胺化而获得，其中，A是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种四价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上；B是选自具有芳环的基团、开链脂族基团或具有脂环结构的基团中的一种或多种二价基团，其可被卤素取代，并且可相同或为两种以上。4.如权利要求3所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中在所述通式(I)中，A和B中的一个基团的50mol％以上为开链脂族基团。5.如权利要求3或4所述的蓄电装置用聚酰亚胺类粘合剂，其中在所述通式(I)中，A的50mol％以上为下述通式(II)表示的基团，其中，X为单键或氧原...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山刚成，成田一贵，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：