黏著劑組成物、電極組成物、電極及鋰電池制造技術

本發明專利技術提供一種黏著劑組成物、電極組成物、電極及鋰電池，包括溶劑以及聚酰胺酸。聚酰胺酸由式I表示：其中A為芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3?a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基，n為0至10，X為大于0且小于1。本發明專利技術的黏著劑組成物用于鋰電池的陽極且使鋰電池具有良好電容量及穩定性。

Adhesion agent composition, electrode composition, electrode and lithium battery

The present invention provides a composition of an adhesion agent, an electrode composition, an electrode and a lithium battery, comprising a solvent and polyamic acid. The polyamic acid represented by formula I: where A is the pyrene, anthracene, benzo [a] pyrene, benzo [e] pyrene, naphthalene and pyrene, two a] [2,3 dibenzo [a, e] pyrene, benzo [a pyrene two, h] base or a naphthyl group, N 0 to 10 X more than 0 and less than 1. The adhesive composition of the present invention is used for the anode of a lithium battery, and the lithium battery has good capacitance and stability.

【技術實現步驟摘要】
黏著劑組成物、電極組成物、電極及鋰電池
本專利技術涉及一種黏著劑組成物、電極組成物、電極及鋰電池，尤其涉及一種側鏈具有多種官能基團的黏著劑組成物、包括所述黏著劑組成物的電極組成物、由所述電極組成物所制得的電極以及使用所述電極的鋰電池。
技術介紹
近年來可重復充電放電兼具重量輕、高電壓值與高能量密度等特點的二次鋰電池之市場需求量與日劇增，并且二次鋰電池尤其在輕型電動車、電動車、大型儲電產業上的應用及拓展潛力極高。因此，現今對二次鋰電池諸如輕質耐用、高電壓、高能量密度、高安全性與高穩定性等性能的要求也越來越高。然而，在已知二次鋰電池中，由于負極中的黏著劑通常無法同時與活性物質、集電體及助導劑皆具有良好的黏接性，使得在充放電過程中，負極的結構容易因鋰離子的遷入與遷出而受到破壞，進而導致二次鋰電池的穩定性不佳且電容量下降。因此，提供一種新穎的黏著劑，使得二次鋰電池能夠具有良好的電容量及穩定性是目前此領域技術人員所欲達成的目標之一。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種黏著劑組成物、電極組成物、電極及鋰電池，其中黏著劑組成物用于鋰電池的陽極且使鋰電池具有良好電容量及穩定性。本專利技術的黏著劑組成物包括溶劑以及聚酰胺酸。聚酰胺酸由式I表示：其中A為芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3-a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基，n為0至10，X為大于0且小于1。本專利技術的電極組成物包括活性物質、助導劑以及前述的黏著劑組成物。本專利技術的電極由前述的電極組成物所制得。本專利技術的鋰電池包括陽極、陰極、隔離膜、電解液以及封裝結構。陽極為前述的電極。陰極與陽極分離配置。隔離膜設置于陽極與陰極之間，且隔離膜、陽極及陰極定義出容置區域。電解液設置于容置區域中。封裝結構包覆陽極、陰極及電解液。基于上述，本專利技術的黏著劑組成物為一新穎的黏著劑組成物，包括由式I表示的聚酰胺酸及溶劑。另外，本專利技術的電極組成物通過包括由式I表示的聚酰胺酸，使得所述聚酰胺酸、活性物質與助導劑彼此之間能夠穩固相連接。另外，本專利技術的電極通過使用所述電極組成物而制得，使得電極中的活性物質與助導劑能夠穩固黏附在集電體上。另外，通過包括所述電極，本專利技術的鋰電池同時具有良好的組件穩定性、循環壽命以及電容量。為讓本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，并配合附圖作詳細說明如下。附圖說明圖1、圖2、圖3及圖4分別是實施例1、比較例1、比較例2及比較例3的鋰電池的充電放電循環次數及電容量的關系圖；圖5是實施例1、比較例1-3的鋰電池的第6圈至第305圈的放電電容量對第6圈的放電電容量進行規一化后的充電放電循環次數及電容量殘余率的關系圖；圖6A及圖6B分別是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的實施例1的鋰電池的工作電極的掃描電子顯微鏡影像；圖7A及圖7B分別是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例1的鋰電池的工作電極的掃描電子顯微鏡影像；圖8A及圖8B分別是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例2的鋰電池的工作電極的掃描電子顯微鏡影像；圖9A及圖9B分別是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例3的鋰電池的工作電極的掃描電子顯微鏡影像；圖10A及圖10B分別是是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的實施例1的鋰電池的工作電極的截面掃描電子顯微鏡影像；圖11A及圖11B分別是未進行充電放電循環測試前及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例1的鋰電池的工作電極的截面掃描電子顯微鏡影像；圖12A及圖12B分別是未進行充電放電循環測試及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例2的鋰電池的工作電極的截面掃描電子顯微鏡影像；圖13A及圖13B分別是未進行充電放電循環測試及進行第105圈充電放電循環測試后的比較例3的鋰電池的工作電極的截面掃描電子顯微鏡影像；圖14是實施例1、比較例1-3的鋰電池的電化學阻抗頻譜分析(electrochemicalimpedancespectroscopy，EIS)圖。具體實施方式本專利技術的一實施方式提供一種黏著劑組成物，其包括溶劑以及由式I表示的聚酰胺酸：其中A為芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3-a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基，n為0至10，X為大于0且小于1。在本實施方式中，聚酰胺酸均勻溶解于溶劑中。詳細而言，以黏著劑組成物的總重計，溶劑的含量為50wt％至99wt％，以及聚酰胺酸的含量為1wt％至50wt％。另外，由式I表示的聚酰胺酸能夠通過一種四羧酸二酐化合物與兩種二胺化合物進行反應而制備。在本文中，將制備聚酰胺酸所使用的四羧酸二酐化合物稱為二酐單體，而二胺化合物稱為二胺單體。具體而言，制備式I表示的聚酰胺酸所使用的二酐單體為均苯四甲酸二酐(1,2,4,5-Benzenetetracarboxylicanhydride，PMDA)，而二胺單體包括經羧酸基取代的4,4’-二氨基聯苯(4,4’-diaminobiphenyl)以及經帶有芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3-a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基的酯基取代的4,4’-二氨基聯苯。也就是說，在本實施方式中，由式I表示的聚酰胺酸為一種側鏈上具有多種官能基團(即羧酸基及芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3-a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基)的聚酰胺酸。在一實施方式中，所述聚酰胺酸例如是由以下式II表示：詳細而言，對應于式I，在式II表示的聚酰胺酸中，A即為芘基、n為1且X為0.5。另外，式II表示的聚酰胺酸的制備方法將于后文中進行詳細描述。在本實施方式中，作為溶劑，可使用所屬
中普通技術人員所周知的有機溶劑，例如可列舉：N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)。該等溶劑可單獨使用或將2種以上混合使用。本專利技術的另一實施方式提供一種電極組成物，其包括活性物質、助導劑以及任一種前述實施方式中的黏著劑組成物。詳細而言，在本實施方式中，以電極組成物的總重計，活性物質的含量為70wt％至90wt％，黏著劑組成物的含量為10wt％至30wt％以及助導劑的含量為大于0wt％至18wt％。另外，電極組成物例如是藉由將活性物質、助導劑以及任一種前述實施方式中的黏著劑組成物進行混練而得。在本實施方式中，活性物質包括碳材料或硅材料，其中碳材料例如可列舉：石墨、非晶質碳、碳纖維、焦炭、活性碳；硅材料例如可列舉：硅粉末、硅鎳復合物、硅合金、奈米結構化硅材料。也就是說，在本實施方式中，活性物質只要是可使得鋰離子在其中可逆地遷入與遷出者即可。在本實施方式中，助導劑包括石墨碳、碳黑或其組合。詳細而言，助導劑用以提高活性物質彼此間的電性接觸。值得說明的是，在本實施方式中，黏著劑組成物中由式I表示的聚酰胺酸與活性物質、助導劑之間皆具有良好的作用力。詳細而言，這是因為由式I表示的聚酰胺酸的主鏈及側鏈上的羧酸基與硅材料表面的SiO2會形成氫鍵，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種黏著劑組成物，其特征在于，包括：溶劑；以及聚酰胺酸，所述聚酰胺酸由式I表示：

【技術特征摘要】
2015.08.24 TW 1041274831.一種黏著劑組成物，其特征在于，包括：溶劑；以及聚酰胺酸，所述聚酰胺酸由式I表示：其中A為芘基、蒽基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、萘并[2,3-a]芘基、二苯并[a,e]芘基、二苯并[a,h]芘基或萘基，n為0至10，X為大于0且小于1。2.根據權利要求1所述的黏著劑組成物，其特征在于，A為芘基。3.根據權利要求1所述的黏著劑組成物，其特征在于，以所述黏著劑組成物的總重計，所述溶劑的含量為50wt％至99wt％，以及所述聚酰胺酸的含量為1wt％至50wt％。4.一種電極組成物，其特征在于，包括：活性物質；助導劑；以及如權利要求1至3中任一項所述的黏著劑組成物。5.根據權利要求4所述的電極組成物，其特征在于，所述活性物質包括碳材料或硅材料。6.根據權利要求4所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃炳照，林哲增，黃子洋，吳乃立，黃昭郡，梁文杰，余承翰，
申請(專利權)人：黃炳照，
類型：發明
國別省市：中國臺灣,71