[发明专利]蓄电设备用粘合剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极、保护膜形成用浆料、保护膜以及蓄电设备

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电设备用粘合剂组合物、含有该粘合剂组合物和活性物质的蓄电设备电极用浆料、将该浆料涂布于集电体而形成的蓄电设备电极以及具备有该电极的蓄电设备、含有该粘合剂组合物和无机颗粒的保护膜形成用浆料、由该浆料形成的保护膜以及具有该保护膜的蓄电设备。

背景技术

近年，作为电子仪器的驱动用电源，要求开发出具有高电压、高能量密度的蓄电设备。特别期待锂离子电池、锂离子电容器成为具有高电压、高能量密度的蓄电设备。

关于这样的蓄电设备中使用的蓄电设备电极，通常通过将活性物质颗粒与作为电极粘合剂而起作用的聚合物颗粒的混合物涂布于集电体表面并且进行干燥从而被制作出。对于用作电极用粘合剂的聚合物颗粒，所要求的特性有：活性物质颗粒彼此的结合能力以及活性物质颗粒与集电体的粘结能力和/或、卷取电极的工序中的耐擦性、不会在其后的裁剪等中从所涂布的电极用组合物层(以下，也称为“活性物质层”)中产生活性物质的微粉等的抗掉粉性等。通过使聚合物颗粒满足这些要求特性，可提高在所获得的电极的折叠方法和/或卷绕半径等的设定等蓄电设备的结构设计方面的自由度，可实现蓄电设备的小型化。

另外，关于上述的活性物质颗粒彼此的结合能力以及活性物质颗粒与集电体的粘结能力以及抗掉粉性，从经验上看，很明显，性能优良与否大致处于比例关系。因此在本说明书中，在下面有时将它们包括在一起而使用“密接性”这样的用语来表示。

关于用作电极用粘合剂的聚合物，在正极的情况下，使用聚偏氟乙烯等耐氧化性优异的含氟类有机聚合物是有利的。另外，在负极的情况下，使用耐氧化性差但是密接性优异的(甲基)丙烯酸类的聚合物是有利的。关于这些聚合物，提出了各种维持耐氧化性并且更进一步提高密接性的技术。

例如在日本特开2011-3529号公报中，提出了如下技术：通过并用聚偏氟乙烯和橡胶类聚合物，从而想要兼顾负极用粘合剂的耐氧化性和密接性的技术。在日本特开2010-55847号公报中，提出了如下技术：将聚偏氟乙烯溶解于特定的有机溶剂，将其涂布于集电体表面上，然后经由在低温去除溶剂的工序，从而想要提高密接性的技术。更进一步，在日本特开2002-42819号公报中，提出了如下技术：通过适用在由偏二氟乙烯共聚物形成的主链上具有含有氟原子的侧链这样的结构的电极粘合剂，从而想要提高密接性的技术。更进一步，在日本特开2000-299109号公报中，研究了通过控制粘合剂组成而提高上述特性的技术，在日本特开2010-205722号公报以及日本特开2010-3703号公报中，研究了使用具有环氧基和/或羟基的粘合剂而提高上述特性的技术。

另一方面，为了实现蓄电设备的小型化，将正极与负极隔离的隔膜等的薄膜化是必需的。但是可能发生如下的问题：根据蓄电设备的小型化而使正极与负极的间隔变窄，则容易产生短路。特别是在利用锂离子那样的金属离子的蓄电设备中，由于反复进行充放电，因而容易在电极表面生成起因于金属离子的枝状晶体。这样的枝状晶体通常以针状的结晶的方式析出，因而容易贯通作为多孔质膜的隔膜而生长。枝状晶体贯通隔膜而生长，则到达相反的电极表面时，则蓄电设备短路，失去充放电功能。

由于隔膜的薄膜化和/或正极和负极的间隔变狭窄，因而产生这样的现象的危险性变高，可靠性随之降低。为了避免这样的现象，在国际公开第2009/041395号小册子和/或日本特开2009-87562号公报中，研究了如下技术：通过在多孔质隔膜基材上形成包含含有聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺的树脂粘合剂的多孔质层，从而改良电池特性。另外，在日本特开2009-54455号公报中，研究了如下技术：通过在正极以及负极中的至少一方的表面形成包含含有氟树脂和橡胶类树脂的粘结剂的多孔性保护膜，从而改良电池特性。

发明内容

发明想要解决的课题

但是，根据并用含氟类有机聚合物和橡胶类聚合物的日本特开2011-3529号公报中记载的技术，虽然提高了密接性，但是有机聚合物的耐氧化性大大受损，因而使用其而制造的蓄电设备存在有如下问题：因反复进行充放电而使得充放电特性发生不可逆的恶化。另一方面，根据仅使用含氟类有机聚合物作为电极粘合剂的日本特开2010-55847号公报以及日本特开2002-42819号公报中记载的技术，密接性的水平尚不充分。另外，关于日本特开2000-299109号公报、日本特开2010-205722号公报以及日本特开2010-3703号公报中记载的粘合剂组分，虽然提高了密接性，但是附着于活性物质的粘合剂自身变为电极的电阻成分，不易在长期维持良好的充放电特性。