[发明专利]形成电极用组合物

说明书

本发明涉及一种形成电极用组合物，涉及所述形成电极用组合物在用于制造电极的方法中的用途，涉及所述电极并且涉及一种包括所述电极的电化学装置。该形成电极用组合物包含至少一种部分氟化的氟聚合物，该至少一种部分氟化的氟聚合物包含衍生自至少一种氟化单体和至少一种包含至少一个羧酸末端基团的官能氢化单体的重复单元；至少一种电活性化合物；至少一种包含至少一种有机碳酸酯或至少一种离子液体的液体介质；以及至少一种金属盐。

本申请要求于2015年7月27日提交的欧洲申请号15306222.9的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种形成电极用组合物，涉及所述形成电极用组合物在用于制造电极的方法中的用途，涉及所述电极并且涉及一种包括所述电极的电化学装置。

背景技术

本领域中已知氟聚合物适合作为粘合剂用于制造用于在电化学装置如二次电池中使用的电极。

总体上，用于制造或者正电极或者负电极的技术涉及使用有机溶剂(如N-甲基-2-吡咯烷酮)用于溶解氟聚合物粘合剂并使它们与电活性材料和所有其他适合的组分均质化，以生产施用到金属集电体上的糊剂。

该有机溶剂的作用典型地是溶解该氟聚合物以便将电活性材料颗粒彼此粘合在一起并且在该有机溶剂蒸发时将这些颗粒粘合到金属集电体上。

该聚合物粘合剂应该适当地将这些电活性材料颗粒粘合在一起并且适当地将这些颗粒粘合到金属集电体上，使得这些颗粒在充电和放电循环过程中可以化学地承受大体积膨胀和收缩。

具体地，WO 2008/129041(意大利苏威特种聚合物有限公司(SOLVAY SPECIALTYPOLYMERS ITALY S.P.A.))30/10/2008披露了线性半结晶偏二氟乙烯共聚物以及该共聚物作为锂离子电池的电极中粘合剂的用途，该共聚物包含按摩尔计0.05％至10％的衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元。

成功商业化二次电池特别是锂离子二次电池的前提是，确保电池在所有环境中的安全性。

适合于在电化学装置如二次电池中使用的电解质典型地包括液体电解质和固体电解质。

为了使电解质适合于在二次电池中使用，它们应该展示对于电极的高的离子电导率、高的化学和电化学稳定性以及在宽的温度范围内的高的热稳定性。

适合于在锂离子二次电池中使用的液体电解质典型地包括溶解于有机溶剂中的锂盐。

例如，EP 0793286A(英国原子能委员会环境技术公司(AEA TECHNOLOGY PLC))3/09/1997披露了包含电解质的复合电极，该电解质包含用不饱和单体接枝的偏二氟乙烯聚合物，该不饱和单体包含选自羧基、磺酸基、酯基和酰胺基的一个或多个基团。

另外，US 2006/0032045(GAIA AKKUMULATORENWERKE公司(GAIAAKKUMULATORENWERKE GMBH))16/02/2006披露了用于存储装置的电极，其在具有一种或多种有机溶剂、支持电解质、聚合物粘结剂以及支持电解质添加剂的混合物中包括可嵌入锂的碳。

然而，当在液体电解质的闪点以上加热它时，由于过热可出现关键的安全问题。具体地，通过由阴极材料释放的氧与作为燃料的有机液体电解质的化学反应在高温下可发生热失控。

为了解决在锂离子二次电池中的安全问题，已经研究了凝胶聚合物电解质，其有利地结合了液体电解质和固体聚合物电解质两者的优点，因此被赋予了高的离子导电率和高的热稳定性。

因此本领域仍需要适于在不含液体电解质的电化学装置中使用的、仍表现出优异容量值的电极。

发明内容