[发明专利]水系浆料组合物、蓄电装置用电极板及蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及包含环境负荷少的多糖系聚合物及含水的水系介质的、疏水性填料均一分散而成的水系浆料组合物。进而，涉及该水系浆料组合物的利用技术，即，在二次电池和电容器等蓄电装置中，通过在集电体与电极活性物质层(以下称为电极层)之间配置耐溶剂性优异的涂装膜，从而能提供对于提高集电体与电极层的密合性、并降低内阻、提高循环特性有效的蓄电装置用电极板及包含该电极板的蓄电装置的技术。本发明的水系浆料组合物不限于上述领域，能适用于在各种产业领域中使用的各种涂装液，能广泛利用。

背景技术

近年来，在各个领域中不断进行如下尝试：将含有功能性材料的浆料或膏糊等(以下记为“浆料”)作为涂装液，通过涂布该涂装液而形成涂装膜，利用该涂装膜的功能性。

例如，由导电性填料、粘合剂树脂、固化剂、溶剂等构成的膏糊状的导电性涂装液根据用途被用作导电性粘接剂、导电性涂料、导电性油墨等(非专利文献1)。此外，录音磁带、录像磁带、软盘等涂布型磁记录介质通过将使亚微米尺寸的磁性粒子均一地分散在高分子溶液中而成的磁性涂料涂布到聚酯等基体薄膜上而制得。并且，锂离子二次电池的电极结构通过在活性物质和导电助剂中混合粘合剂(粘结材料)而调制浆料，涂布到集电体箔上，并干燥而实现(非专利文献2)。

上述各种涂装液能充分发挥其功能性的共通的属性是分散质均一地分散在分散介质中，并且形成的涂装膜实现高的密合性。换而言之，为了使用含有功能性填料的浆料，使该填料的功能性充分体现，必需条件是浆料的状态适合于体现功能性、即填料均一且稳定地分散、并能形成密合性高的涂装膜。从这样的目的出发，若以填料的分散性为中心考虑适当的溶剂，则作为浆料的溶剂(分散介质)，填料的均一分散性优异、显示高的密合力且容易干燥的非水系(有机溶剂系)的溶剂(分散介质)绝对是有利的，实际中被广泛使用。

但是，有机溶剂不仅在挥发性方面对环境的负荷大，而且必须考虑遗传毒性，在安全性、作业性方面也存在问题。近年来，在很多产业领域中对于环境保护和防止健康危害的意识不断提高，针对具有上述问题的有机溶剂的使用，对VOC减少、无溶剂化等的要求不断提高，并要求更换成对环境和人温和的制品。

因此，作为对环境和人温和的制品而最受瞩目的是水系制品或由来源于生物的原料形成的制品，期待其作为无溶剂化或脱石油制品起一部分作用。但是，在含有疏水性填料的浆料中，在使用水作为溶剂来代替有机溶剂的情况下，产生各种问题。例如，在水系浆料中，若填料粒子处于带电状态，则在浆料中粒子容易凝聚，进而，由于溶剂与溶质的比重差大，从而存在容易沉淀、很难进行均一地分散的问题。进而，难以找到能代替以往的来源于石油的原料的功能性优异的来源于生物的原料。

这里，作为通常的分散不良的对策，可以考虑分散剂的添加、填料的表面处理、微胶囊化、超声波处理、向聚合物引入极性基等。实际上，在分散剂添加方面，有如下尝试：对于包含在涂料、油墨、橡胶/塑料、电子材料等中使用的微粒化的黑色无机氧化物的浆料组合物，使用水溶性的两性系分散剂的尝试(专利文献1)；和在包含导电助剂的电池用组合物中使用具有碱性官能团的化合物的尝试(专利文献2)。此外，在填料表面处理方面，提出了使金属氧化物微粒填料表面的金属氧化物与亲水性硅烷偶联剂反应而形成表面处理层的尝试(专利文献3)等各种方案。另外，还有关于对包含无机氧化物填料的膏糊施加超声波振动使该填料分散、和在导电性填料的表面形成绝缘性树脂而形成微胶囊型导电性填料等的方案。

但是，在这些方案中使用的分散介质以有机溶剂为中心来使用，使用水系的例子非常少。相对于此，从近年对于环境保护和防止健康危害的意识的提高方面出发，迫切希望出现使用对于环境温和、廉价、安全性也高的水系浆料、并且填料可均一地分散的方法。

在尝试水系浆料的填料分散稳定化的情况下，也可以考虑上述各种方法，但是，如果考虑到制造工艺和涂装系统的简易化以及成本方面，使用分散剂是有利的。可在水系浆料中使用的分散剂可以考虑在涂料领域中使用的聚羧酸盐和磷酸系胺盐(非专利文献3)、作为高分子分散剂的聚丙烯酰胺(非专利文献4)等，但是，如果考虑到环境负荷降低，则优选为对环境温和的天然物系的物质。对此，提出了关于在制造非水电解质二次电池电极时使用羧甲基纤维素作为水系分散剂的方案(专利文献4)。但是，根据本发明者们的研究，在其分散效果方面存在改良的余地。此外，为了形成牢固的涂装膜，需要使用石油系的粘合剂树脂，期望获得是来源于生物的物质的天然系聚合物、并能体现出与使用石油系的粘合剂树脂的情况相比毫不逊色的密合性的天然系聚合物的利用技术。