[发明专利]蓄电设备用组合物、蓄电设备用浆料、蓄电设备电极及其制造方法、保护膜及其制造方法以及蓄电设备

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电设备用组合物、蓄电设备用浆料、将该浆料涂布在集电体上并干燥而制作的蓄电设备电极及其制造方法、由该浆料形成的保护膜及其制造方法、以及具备该电极和/或该保护膜的蓄电设备。

背景技术

近年来，作为电子设备的驱动用电源，要求具有高电压、高能量密度的蓄电设备。作为具有高电压、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。

这样的蓄电设备中使用的电极通常是将电极活性物质和作为粘结剂发挥功能的聚合物粒子的混合物在集电体表面上涂布·干燥而制作的。作为该聚合物粒子所要求的特性，可举出电极活性物质彼此的结合能力和电极活性物质与集电体的粘合能力、卷绕电极的工序中的耐擦性、在其后的剪切等时不会从涂布的电极用组合物层(以下，也简称为“活性物质层”)产生电极活性物质的微粉等的抗掉粉性等。聚合物粒子通过满足这些各种要求特性，能够使得到的电极的折叠方法、缠绕半径的设定等蓄电设备的结构设计的自由度变高，能够实现设备的小型化。应予说明，经验上已知道，对于上述的电极活性物质彼此的结合能力和活性物质层与集电体的粘合能力以及抗掉粉性，性能的优劣大致呈比例关系。因此本说明书中，以下有时将这些性能概括地用“密合性”这样的用语来表示。

作为电极用粘结剂，制作正极时，使用聚偏氟乙烯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。

研究并提出了各种提高如上所述的电极用粘结剂中使用的聚合物的耐氧化性、密合性等特性的技术。例如，提出了使用具有环氧基、羟基、磺基的粘结剂提高上述特性的技术(参照专利文献1～3)。

另一方面，为了实现蓄电设备的小型化，还必须使隔离正极和负极的隔离件等薄膜化。然而，随着蓄电设备的小型化，产生了如果正极与负极的间隔变窄则容易发生短路这样的问题。特别是利用锂离子这样的金属离子的蓄电设备中，因反复充放电而容易在电极表面产生金属离子所致的树枝状晶体。由于这样的树枝状晶体通常以针状结晶的形式析出，所以容易贯通作为多孔膜的隔离件而生长。如果树枝状晶体贯通隔离件生长到对极表面，则蓄电设备短路，失去充放电功能。

隔离件的薄膜化、正极与负极的间隔变窄令产生这样的现象的危险性变高，随之可靠性降低。为了避免这样的现象，专利文献4、专利文献5中，研究了在多孔隔离件基材上形成含有树脂粘结剂的多孔层，从而改进电池特性的技术，该树脂粘结剂含有聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010－205722号公报

专利文献2:日本特开2010－3703号公报

专利文献3:国际公开第2010/113940号

专利文献4:国际公开第2009/041395号

专利文献5:日本特开2009－87562号公报

发明内容

然而，如果采用使用了上述专利文献1～3中记载的粘结剂的蓄电设备用浆料，虽然密合性提高，但由于在集电体的表面上涂布该浆料时容易产生涂布膜的涂布不均，存在难以得到显示良好的充放电特性的蓄电设备电极的问题。

另一方面，如果采用上述专利文献4～5记载的材料，虽然在隔离件、电极表面上形成保护膜而能够抑制伴随充放电产生的树枝状晶体所引起的短路，但不能说隔离件、电极与保护膜的密合性良好。另外，由于在隔离件、电极表面进行涂布时容易产生涂布膜的涂布不均，所以存在难以得到显示良好的充放电特性的蓄电设备的问题。

因此，本发明的几个方式通过解决上述课题的至少一部分，提供能够制造密合性和充放电特性优异的蓄电设备电极的蓄电设备用组合物和蓄电设备用浆料。

另外，本发明的几个方式通过解决上述课题的至少一部分，提供能够制造密合性和充放电特性优异的保护膜的蓄电设备用组合物和蓄电设备用浆料。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而进行的，通过以下的方式或者应用例能够实现。

[应用例1]

本发明的蓄电设备用组合物的一个方式涉及一种用于制作蓄电设备的组合物，该组合物含有聚合物(A1)、聚合物(A2)和液态介质(B)，其特征在于，

上述聚合物(A1)是每100g上述聚合物(A1)中含有合计0.001～1.2摩尔的选自磺基、羧基和它们的盐的基团中的至少1种官能团，

上述聚合物(A1)具有下述通式(1)表示的重复单元，