电极用粘合剂组合物和电极用混合浆料制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种粘结力强且不妨碍活性物质表面稳定界面（ＳＥＩ）形成的电极用粘合剂组合物。本发明专利技术的电极用粘合剂组合物含有：至少１种四羧酸衍生的酯化合物、至少１种有３个以上氨基的化合物和有机溶剂。此外，优选该电极用粘合剂组合物还含有至少１种二胺化合物。另外，该电极用粘合剂组合物中，优选使用沸点在２５０℃以下的溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电极用粘合剂组合物和电极用混合浆料，特别涉及锂离子电池用的电极用粘合剂组合物和电极用混合浆料。
技术介绍
锂离子电池是能使锂离子在正极和负极之间移动而进行充放电的二次电池，一般地，主要由正极、负极和电解液构成，所述正极包含钴酸锂(LiCoO2)等金属氧化物作为正极活性物质，所述负极包含石墨等碳材料作为负极活性物质，所述电解液使用碳酸酯类等作为电解质的溶剂。与镍镉电池、镍氢电池等电池相比，锂离子电池能量密度大、放电电压高。因此，利用该特长，能使锂离子电池比其他电池更小型化、轻量化。另外，锂电池没有记忆效果，还具有充放电循环特性优异等特长。因此，锂离子电池对于笔记本电脑、手机、便携式游戏机、数码相机、电子记事簿等其小型化、轻量化具有重要商品价值的移动设备不可或缺。移动设备不仅在小型化、轻量化方面，而且在例如OneSeg等尖端化技术方面也在逐年发展。因此，移动设备要求更耐久的高容量、高性能的电池。因此，近年来，对锂的储存·放出能力强的锡和/或锡合金、硅和/或硅合金有望作为实现电池高容量化的负极活性物质。作为负极的最普通的工业制造方法，可以列举使用含有负极活性物质和粘合剂的负极混合浆料并在铜等负极集电体表面形成负极层的方法。粘合剂使活性物质之间以及活性物质和集电体相粘结，防止活性物质从集电体剥离，因而是必需的。此外，通常，作为用于工业上多用的现有的碳材料负极的粘合剂，例如，可以列举聚偏二氟乙烯(PVDF)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和丁苯橡胶(SBR)的水分散液。但是，聚偏二氟乙烯(PVDF)作为使碳材料之间一体化的粘合剂很优异，但与铜等集电体金属的密合性不好。因此，在具有这样的碳材料负极的电池中，如果进行反复充放电，则作为活性物质的碳材料会从集电体剥离而使电池容量降低，也就是会有循环寿命变短的问题。另一方面，如果想要解决该问题而增加粘合剂量，则会产生在电池这样一个有限的空间内活性物质的填充量相对降低而电池容量降低的新的问题。另一方面，为了活性物质的分散稳定，丁苯橡胶的水分散液需要羧甲基纤维素等增粘剂。增粘剂容易在负极中残留，本质上是绝缘物质。因此，在具有这样的碳材料负极的电池中，有不能充分提高电池容量的问题(例如，参照专利文献1和2)。另外，所述硅和/或硅合金与石墨不同，充电时其体积3-4倍膨胀。对于该现象， 现有的粘合剂由于与充放电相关的反复膨胀和收缩，活性物质会产生裂纹和微粉化，其结果是，会有充放电循环特性突然降低且电池性能降低的问题。为解决该问题，在专利文献3和4中提出使用聚酰亚胺树脂作为粘合剂。但是，如果使用所述那样的高分子材料作为粘合剂，则会出现高分子材料容易完全覆盖活性物质、 妨碍负极表面稳定界面(SEI)形成的可能性。另外，高分子材料原本就是绝缘物质，因此，也会有初期充放电效率降低的问题。对此，在专利文献5中提出了设计可分解的聚酰亚胺树脂。在该专利文献5中，通过使聚酰亚胺树脂热分解，使得电解液容易浸透负极、初期充放电效率提高，且在负极层中形成空穴，缓和活性物质的膨胀、收缩的应力。现有技术文献 专利文献专利文献1 特开平11-007948号公报专利文献2 特开2001-210318号公报专利文献3 特开平11-158277号公报专利文献4 国际公开2004/004031文本专利文献5 特开2007-242405号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于所述问题点而做出的，其目的在于提供一种粘结力强且不妨碍活性物质表面稳定界面(SEI)的形成的电极用粘合剂组合物。另外，本专利技术的目的在于提供一种混合活性物质和电极用粘合剂组合物而形成的电极用混合浆料。解决向题的手段本申请专利技术人为解决所述问题而反复研究，结果发现如下的电极用粘合剂组合物能解决所述问题，即含有至少1种四羧酸衍生的酯化合物、至少1种“有3个以上氨基的化合物”和有机溶剂的电极用粘合剂组合物。S卩，权利要求1所述的电极用粘合剂组合物含有至少1种四羧酸衍生的酯化合物 (以下称为“四羧酸酯化合物”)、至少1种“有3个以上氨基的化合物”和有机溶剂。权利要求2所述的电极用粘合剂组合物是权利要求1所述的电极用粘合剂组合物，其还含有至少1种二胺化合物。权利要求3所述的电极用粘合剂组合物是权利要求1或2所述的电极用粘合剂组合物，四羧酸酯化合物是从下述化学式(A)(式中，R1, R2, R3> R4分别独立地表示氢、碳数为 1到8的烃基(也可以有芳香环、-0-、-CO-、-OH等官能基)或者苯基；另外，R’用化学式 (A-I)、化学式(A-幻或化学式(A-3)(式中，X表示0、S、CH2、C(CH3)2、C0或直接键合)来表示)所表示的四羧酸酯化合物构成的群中选择的至少1种四羧酸酯化合物权利要求1.一种电极用粘合剂组合物，其含有至少1种四羧酸衍生的酯化合物(以下称为“四羧酸酯化合物”)； 至少ι种有3个以上氨基的化合物；和有机溶剂。2.权利要求1所述的电极用粘合剂组合物，其还含有至少1种二胺化合物。3.权利要求1或2所述的电极用粘合剂组合物，其中所述四羧酸酯化合物从下述化学式(A)(式中，札、R2, R3、R4分别独立地表示氢、碳数为1到8的烃基(也可以有芳香环、-0-、-CO-、-OH等官能基)或者苯基；另外，R’用化学式(A-I)、化学式(A-幻或化学式 (八-3)(式中3表示0、5、012、((013)2、0)或直接键合)来表示)所表示的四羧酸酯化合物构成的群中选择的至少1种四羧酸酯化合物4.权利要求1-3任一项所述的电极用粘合剂组合物，其中所述有3个以上氨基的化合物是含有3个以上与芳香环或杂环直接键合的氨基的化合物。5.权利要求1-4任一项所述的电极用粘合剂组合物，其中所述二胺化合物是从下述化学式(I)(式中，R”用化学式(1-1)、化学式(1-2)或化学式(1-3)(式中，Y表示0、S、 C (CH3) 2、CO或直接键合)来表示)所表示的二胺类化合物构成的群中选择的至少1种二类化合物6.权利要求1-5任一项所述的电极用粘合剂组合物，其中所述有机溶剂的沸点在 250°C以下。7.权利要求1-6任一项所述的电极用粘合剂组合物，其中烧结后的玻璃化转变温度 (Tg)在 300°C 以上。8.权利要求1-7任一项所述的电极用粘合剂组合物，其中烧结后的交联点间分子量 (Mx)在 150g/mol 以下。9.在权利要求1-8任一项所述的电极用粘合剂组合物中至少混合活性物质而构成的电极用混合浆料。全文摘要本专利技术的目的在于提供一种粘结力强且不妨碍活性物质表面稳定界面(SEI)形成的电极用粘合剂组合物。本专利技术的电极用粘合剂组合物含有至少1种四羧酸衍生的酯化合物、至少1种有3个以上氨基的化合物和有机溶剂。此外，优选该电极用粘合剂组合物还含有至少1种二胺化合物。另外，该电极用粘合剂组合物中，优选使用沸点在250℃以下的溶剂。文档编号H01M4/13GK102341942SQ20108001070公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月5日 优先权日2009年3月6日专利技术者森内幸司, 武田泰昭 申请人:株式会社I.S.T.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电极用粘合剂组合物，其含有：至少１种四羧酸衍生的酯化合物（以下称为“四羧酸酯化合物”）；至少１种有３个以上氨基的化合物；和有机溶剂。

【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：森内幸司，
申请(专利权)人：株式会社IST，
类型：发明
国别省市：JP