[发明专利]蓄电设备电极用粘结剂组合物、蓄电设备电极用糊料、蓄电设备电极及蓄电设备

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电设备电极用粘结剂组合物、含有该粘结剂组合物与电极活性物质的蓄电设备电极用糊料、将该糊料涂布在集电体上而成的蓄电设备电极、及具备该电极的蓄电设备。 

背景技术

近年来，作为电子器件的驱动用电源需要具有高电压、高能量密度的蓄电设备。尤其期待锂离子电池、锂离子电容器作为具有高电压、高能量密度的蓄电设备。 

在这种蓄电设备中使用的电极通常通过将电极活性物质与作为电极粘结剂起作用的聚合物粒子的混合物在集电体表面涂布并干燥来制作。作为对该聚合物粒子要求的特性，可以举出电极活性物质彼此的结合能力以及电极活性物质与集电体的粘结能力、卷绕电极的工序中的耐擦性、即使之后的截断等也不会从涂布得到的电极用组合物层（以下也简称为“电极活性物质层”）产生电极活性物质的微粉等的抗掉粉性等。聚合物粒子满足这些各种要求特性，由此所得电极的折叠方法、缠卷半径的设定等蓄电设备的结构设计的自由度变高，从而能够实现装置的小型化。应予说明，对于上述电极活性物质彼此的结合能力及电极活性物质与集电体的粘结能力、以及抗掉粉性，从经验上可知性能好坏与这些特性大致为正比。因此，在本说明书中，以下，有时将这些性能总括地用“密合性”这个术语来表示。 

作为电极粘结剂，制作正极时，使用聚偏氟乙烯（PVDF）等密合性稍差但耐氧化性优异的含氟系有机聚合物是有利的。另一方面，制作负极时，使用耐氧化性稍差但密合性优异的（甲基）丙烯酸系聚合物是有利的。 

研究并提出了各种使在如上所述的电极粘结剂中使用的聚合物的耐氧化性、密合性等特性提高的技术。例如，在专利文献1中提出了通过将PVDF与橡胶系高分子并用来兼具负极用粘结剂的耐氧化性与密合性的技术。在专利文献2中提出了将PVDF溶解在特定的有机溶剂中并将其涂布在集电体表面上之后、经过在低温下除去溶剂的工序来使密合性提高的技术。进而，在专利文献3中提出了通过应用在由偏氟乙烯共聚物形成的主链上具有含氟原子侧链的结构的电极粘结剂来使密合性提高的技术。 

还提出了通过控制粘结剂组成来使上述特性提高的技术（参照专利文献4）、利用含有环氧基、羟基的粘结剂来使上述特性提高的技术（参照专利文献5、6）。 

现有技术文献 

专利文献 

[专利文献1]日本特开2011-3529号公报 

[专利文献2]日本特开2010-55847号公报 

[专利文献3]日本特开2002-42819号公报 

[专利文献4]日本特开2000-299109号公报 

[专利文献5]日本特开2010-205722号公报 

[专利文献6]日本特开2010-3703号公报 

发明内容

但是，如果采用并用含氟系有机聚合物与橡胶系高分子的专利文献1的技术，则虽然密合性提高，但有机聚合物的耐氧化性大幅受损，因此，采用其制造的蓄电设备存在因重复充放电而导致充放电特性不可逆地劣化这个问题。另一方面，如果采用仅使用含氟系有机聚合物作为电极粘结剂的专利文献2和3的技术，则密合性的水平仍不够。 

另外，对于专利文献4和5这样的粘结剂组成，虽然密合性提高， 但附着在电极活性物质上的粘结剂本身成为电极的电阻成分，从而难以经过长期维持良好的充放电特性。 

而且，这些电极用粘结剂组合物只是着眼于蓄电设备的特性来评价其优劣，关于在实用化时重要的电极用粘结剂组合物的贮藏稳定性未做研究。 

于是，本发明的几个形态是通过解决上述课题来提供贮藏稳定性优异、并且能够制造密合性和充放电特性良好的电极的蓄电设备电极用粘结剂组合物。 

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的形态或者应用例来实现。 

[应用例1] 

本发明的蓄电设备电极用粘结剂组合物的一个形态是一种用于制作在蓄电设备中使用的电极的粘结剂组合物，含有聚合物（A）、羧酸或其盐（B）、和液态介质（C）； 

所述成分（A）含有聚合物（Aa）和聚合物（Ab），是由所述聚合物（Aa）与所述聚合物（Ab）不通过共价键键合的IPN（互穿聚合物网络）形成的聚合物合金粒子，其中，所述聚合物（Aa）具有来源于选自偏氟乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯中的至少一种的重复单元，所述聚合物（Ab）具有来源于不饱和羧酸酯的重复单元； 

所述粘结剂组合物中的所述成分（B）的浓度为20～1000ppm。 

[应用例2]