电化学元件的电极用粘合剂、电化学元件的电极用组合物、电化学元件的电极及电化学元件制造技术

本发明专利技术关于电化学元件的电极用粘合剂，所述电极用粘合剂是具有N-乙烯基甲酰胺单元的聚合物，可以抑制起因于粘合性下降及电池内部电阻增大的电池性能的下降，可提升电池性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术关于电化学元件的电极用粘合剂，所述电极用粘合剂是具有N-乙烯基甲酰胺单元的聚合物，可以抑制起因于粘合性下降及电池内部电阻增大的电池性能的下降，可提升电池性能。【专利说明】电化学元件的电极用粘合剂、电化学元件的电极用组合物、电化学元件的电极及电化学元件
本专利技术关于电化学元件的电极用粘合剂、电化学元件的电极用组合物、电化学元件的电极及电化学元件。 本申请基于2011年6月24日向日本提交的专利申请2011-140358号主张优先权，此处引用其内容。
技术介绍
作为电化学元件之一的二次电池，被用作笔记本电脑和手机等弱电民生机器用途、混合动力车和电动汽车等的蓄电池。作为二次电池，多使用锂离子二次电池(以下有时也单称为电池)。一般，作为电池的电极，使用的是具备集流体、和设置在集流体上的通过粘合剂支撑电极活性物质及导电助剂而成的混合剂层。作为电池电极用的粘合剂，例如，作为正极用，使用聚偏氟乙烯(PVDF)等氟系树月旨。在制造电极时，由于将PVDF等粘合剂溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂中使用，干燥时的溶剂回收成本、对环境的高负荷等问题逐渐突显。 近年来，尝试了用水取代有机溶剂，作为负极用的粘合剂，使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)乳胶等水分散系粘合剂和作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)。但是，水分散系粘合剂以含水的状态流通，因此存在运输费增大的问题。此外，水分散系粘合剂中添加有防霉剂，因此使用了水分散系粘合剂的电池存在无法长期维持高放电容量(循环性能)、倍率性能下降等的电池性能下降的担忧。乳胶多为低玻璃化温度的组成，因此粉末化后存在高分子链缠绕、难以分散于水的问题。 因此，为了使PVDF粉溶解于NMP使用，希望能提供制造电极时可溶解或分散于水使用的粉末状的粘合剂。另一方面，CMC在制造电极时溶解于水使用，但由于源自天然物，因此存在每个供应批次的品质不稳定的问题。因此，希望有品质稳定的可供应的粘合剂。 此外，要求粘合剂发挥高电池性能。对于这些问题，公开了以聚N-乙烯基乙酰胺为粘合剂的专利技术(例如，专利文献I)。此外，公开了含有聚N-乙烯基乙酰胺、以及环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)的共聚物的电极(例如，专利文献2)。 现有技术文献 专利文献专利文献1:日本专利特开2002-251999号公报 专利文献2:日本专利特开2002-117860号公报
技术实现思路
但是，专利文献I?2的技术中，电池性能，特别是倍率性能尚不充分。 因此，目的是提供可提升电池性能的电化学元件的电极用粘合剂。另外，目的是提供可以粉末状流通的电化学元件的电极用粘合剂。本【专利技术者】们进行了锐意研究后，对于以往的电化学元件的电极用粘合剂的电池性能下降的原因，得到了以下见解。 N-乙烯基乙酰胺等有2个以上与N原子结合的碳的化合物，显示出与电解液亲和溶胀的趋势。 此外，N-乙烯基乙酰胺的分子结构刚直，因此在电极卷绕时或分切加工时，存在混合剂层从集流体落粉的担忧。 本【专利技术者】们发现，作为结构单元具有N-乙烯基甲酰胺单元的聚合物，可以抑制起因于粘合性下降及电池内部电阻增大的电池性能的下降，并且所述的聚合物易溶解或分散于水，从而完成了本专利技术。本专利技术具有以下的?的形式。 一种电化学元件的电极用粘合剂，是具有N-乙烯基甲酰胺单元的聚合物。 根据所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，其为水溶性。 根据或所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，所述聚合物具有N-乙烯基甲酰胺单元10?100摩尔％。 根据或所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，所述聚合物具有N-乙烯基甲酰胺单元50?100摩尔％。 根据?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，所述聚合物的粘均分子量为I万?1000万。 根据?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，所述聚合物的粘均分子量为10万?800万。 根据?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，所述聚合物的粘均分子量为50万?500万。 根据?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，根据下述条件I的循环伏安法所求得的氧化电流值在2mA/g以下。 <条件I > 使用下述规格的三电极电解池，以扫描速率lmV/s、扫描范围3.5?5V测定第I个循环的电流值。氧化电流值是电压值4.8V时的电流值除以工作电极的质量而得到的值。 《三电极电解池的规格》 工作电极:在铝箔与铝制的栅网之间，设置有由电极用粘合剂I质量份和乙炔黑I质量份构成的混合剂层。 参比电极:锂箔。 对电极:锂箔。 电解液:lmol/L的六氟磷酸锂溶液(溶剂:碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯=1/2 (体积比))。 根据?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂，其中，根据下述条件II的循环伏安法所求得的还原电流值在5mA/g以下。 <条件II > 使用下述规格的三电极电解池，以扫描速率lmV/s、扫描范围3?OV测定第I个循环的电流值。还原电流值是电压值0.5V时的电流值除以工作电极的质量所得到的值。 《三电极电解池的规格》 工作电极:在铝箔与铝制的栅网之间，设置有由电极用粘合剂I质量份和乙炔黑I质量份构成的混合剂层。 参比电极:锂箔。 对电极:锂箔。 电解液:lmol/L的六氟磷酸锂溶液(溶剂:碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯=1/2 (体积比))。 一种电化学元件的电极用组合物，含有?任意一项所述的电化学元件的电极用粘合剂。 一种电化学元件用的电极，具备有集流体、和设置在所述集流体上的混合剂层，所述混合剂层含有所述的电化学元件的电极用组合物和电极活性物质。 一种电化学元件，具备所述的电化学元件用的电极。根据本专利技术的电化学元件的电极用粘合剂，可以抑制起因于粘合性下降及电池内部电阻增大的电池性能的下降，可提升电池性能。根据本专利技术的一个实施方式所涉及的电化学元件的电极用粘合剂，可以粉末状流通。【具体实施方式】本稿中，电化学元件是具有非水电解质的电池、电容器(Capacitor)、电容器(Condenser)等。以下，作为电化学元件，以二次电池，特别是锂离子二次电池为例，说明本专利技术。(电化学元件的电极用粘合剂) 电化学元件的电极用粘合剂(以下有时单称为粘合剂)，是具有N-乙烯基甲酰胺单元的聚合物。 优选粘合剂为水溶性。本稿中的“水溶性”指的概念不仅是粘合剂全部溶解于水，也包含粘合剂的一部分溶解于水。例如，粘合剂由水溶成分和水不溶成分构成、在水中出现相分离的情况下，只要一部分溶解于水，也是水溶性的。本稿中，相对于水100质量份，溶解0.1质量份以上时,则为水溶性。N-乙烯基甲酰胺单元表示的是N-乙烯基甲酰胺聚合物中的源自N-乙烯基甲酰胺的结构单元。以构成聚合物的全部结构单元合计为100摩尔％时，聚合物中的N-乙烯基甲酰胺单元的含有率优选为10?100摩尔％，更优选50?100摩尔％，进一步优选80?100摩尔％。N-乙烯基甲酰胺单元的含有率越高，越难以在电解液中膨胀，导电助剂的网络容易形成，倍率性能变高。此外，混合剂层难以从集流体剥离。即，N-乙烯基甲酰胺单元的含有率越闻，粘合剂的粘合性越闻。粘合剂的分子量并无特别限定，作为粘均分子量，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学元件的电极用粘合剂，其是具有N‑乙烯基甲酰胺单元的聚合物。

【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：冈田春树，藤川大辅，野殿光史，百濑扶实乃，下中绫子，伊藤公一，石井明宏，百濑阳，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP