[发明专利]电极板制造用涂敷液、底涂剂及其使用

说明书

技术领域

本发明涉及涂敷液、底涂剂、电极板、其制造方法、电池以及电容器，该涂敷液用于制造例如以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池(以下有时也简称为“电池”)用电极板和双电层电容器(以下有时简称为“电容器”)用电极板。

背景技术

近年来，电子设备和通信设备的小型化和轻质化正在快速发展，对作为它们的驱动用电源而使用的二次电池而言，小型化和轻质化的要求也在逐渐增强。针对这些需求，提出了以具有高能量密度和高电压的锂离子二次电池为代表的电池来代替现有的碱性蓄电池。

另外，对于大幅影响二次电池的性能的那些电极板，还提出了延长充放电循环寿命、以及使电极板的薄膜面积增大来实现高能量密度化的技术。例如，如专利文献1和专利文献2等所记载的那样，公开了一种正极电极板，该正极电极板是通过下述方法得到的，在金属氧化物、硫化物、卤化物等正极活性物质粉末中，将导电助剂和粘合剂(binder)分散溶解到适当的润湿剂(溶剂)中而制备糊状的活性物质涂敷液，以金属箔构成的集电体作为基体，在该基体上涂布上述涂敷液而形成涂敷层(活性物质层)，从而得正极电极板。

另外，利用了在极化电极板和电解质的界面形成的双电层的电容器作为存储器后备电源(memory backup power)使用，而且在电动汽车用电源等需要大容量的用途中的应用也备受关注，但是为了获得大容量，则需要同时实现高的静电容量和低的内部电阻。电容器用电极板和上述电池的负极板同样地，通常可以将粘合剂、活性物质和导电性赋予剂等混合而形成的涂敷液涂布到集电体上，并进行干燥来制造。

作为在上述电池和电容器的电极板用涂敷液中使用的粘合剂，可以使用例如聚偏氟乙烯等含氟树脂或者有机硅-丙烯酸共聚物。另外，负极电极板(电池)和极化电极板(电容器)通过下述方法得到，即，将粘合剂溶解到适当的润湿剂(溶剂)中后，将其加入到碳质材料等活性物质中，制备糊状活性物质涂敷液，并将其涂布到集电体上，从而得到负极电极板(电池)和极化电极板(电容器)。对上述涂布型电极板来说，制备活性物质涂敷液中所使用的粘合剂必须是对非水性电解液在电化学性质上稳定，而且不会溶解到电池或电容器的电解液中，不会由于电解液而溶胀，而且必须在任何溶剂中可溶以进行涂布。

专利文献1：特开昭63-10456号公报

专利文献2：特开平3-285262号公报

发明内容

对于在将上述活性物质涂敷液涂布到集电体上而得到的电池和电容器的电极板，涂布和干燥而形成的活性物质层(涂敷层)对集电体的密合性和柔韧性不足，对集电体的接触电阻较大，而且在电池和电容器的组装工序和充放电时，具有活性物质层产生剥离、脱落、裂纹等问题。

因此，本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供一种用于制造电池用电极板或电容器用极化电极板的涂敷液、底涂剂、电极板、其制造方法、电池和电容器，其中的活性物质层对集电体的密合性优异，而且还可以改善与集电体的接触电阻。

另外，在本发明中，有时还将电池和双电层电容器中的钴酸锂等正极活性物质、石墨等负极活性物质和活性炭等电极活性物质全部称作“活性物质”。

上述目的是通过下述的本发明而实现的。即，本发明提供一种用于制造电极板的涂敷液(在下文中，有时也简称为“涂敷液”)，其特征在于：其是在非质子性极性溶剂中含有羟烷基壳聚糖(hydroxyalkylchitosan)以及有机酸和/或其衍生物的溶液(以下有时也简称为“羟烷基壳聚糖溶液”)中，添加活性物质，并进行混炼而形成。

在上述涂敷液中，羟烷基壳聚糖是选自羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、羟丁基壳聚糖和甘油化壳聚糖中的至少1种；此外，作为导电助剂，包括乙炔黑、科琴炭黑(Ketjen Black)以及其它碳类导电助剂中的任意一种；非质子性极性溶剂是选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮以及二甲基亚砜中的至少1种；有机酸是多元酸、特别是苯均四酸和/或偏苯三酸；有机酸和/或其衍生物的用量是，相对于每100质量份羟烷基壳聚糖优选为20～300质量份。以上的涂敷液在制造电池用电极板或电容器用电极板中使用。

另外，本发明提供电池用电极板和电容器用电极板，其特征在于：其包含集电体和形成在该集电体表面的活性物质层，该活性物质层由活性物质和粘合剂形成，上述粘合剂是通过多元酸交联而形成的羟烷基壳聚糖。在上述电极板中，多元酸是苯均四酸和/或偏苯三酸，多元酸和/或其衍生物的用量是，相对于每100质量份羟烷基壳聚糖优选为20～300质量份。