聚酰亚胺化合物、以及使用其的锂离子二次电池用负极材料、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池的制作方法

本发明涉及作为锂离子二次电池的电极材料使用的聚酰亚胺。

背景技术：

1、近年来，以智能手机等为代表的电子设备的小型化急速发展，正在积极地进行小型且轻质、并且能够获得高能量密度的锂离子二次电池的开发。

2、作为锂离子二次电池中含有的负极活性物质，使用了放电容量高、首次充放电效率及循环特性优异的硅(si)系材料，但硅在充放电时的膨胀收缩大，有因反复使用而发生负极活性物质间的导电通路的切断、集电体与负极活性物质层的剥离等的风险。

3、鉴于上述硅系材料的问题，作为构成负极的材料、粘结剂树脂，研究了使用聚酰亚胺化合物来代替以往使用的羧甲基纤维素等(参见专利文献1等)。

4、然而，其首次充放电效率及循环特性存在改善的余地，要求能够更进一步改善首次充放电效率及循环特性的聚酰亚胺化合物。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：国际公开wo2017/138604号册

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明鉴于上述问题而进行，其所要解决的课题是提供能够显著改善锂离子二次电池的循环特性的作为电极材料使用的聚酰亚胺。

3、另外，本发明的另一目的在于提供包含该聚酰亚胺的锂离子二次电池的负极材料、由该负极材料形成的负极、及具备该负极的锂离子二次电池。

4、用于解决课题的手段

5、本申请的发明人获得下述见解：通过使用特定的芳香族二胺作为二胺成分，从而即使在使用硅系负极活性物质的情况下，也能够抑制电极的膨胀，并且能够显著改善循环特性。本发明基于这样的见解。即，本发明的主旨如下。

6、[1]聚酰亚胺，其是作为锂离子二次电池的电极材料使用的聚酰亚胺，

7、二胺成分包含下式(1)表示的芳香族二胺化合物：

8、[化学式1]

9、

10、(式中，

11、r1～r4为氢原子，

12、r5～r8中的任一者为碳原子数6～10的芳香族基团、苯氧基、苄基或苄氧基，除此以外的r5～r8为氢原子。)。

13、[2]如[1]所述的聚酰亚胺，其中，酸酐成分包含脂环式酸酐或芳香族酸酐中的至少一种。

14、[3]如[1]或[2]所述的聚酰亚胺，其中，在二胺成分中以20摩尔％以上的比例包含前述式(1)的化合物。

15、[4]锂离子二次电池的负极材料，其包含[1]～[3]中任一项所述的聚酰亚胺、和作为负极活性物质的硅系负极活性物质。

16、[5]如[4]所述的负极材料，其中，以相对于负极活性物质100质量份而言为30质量份以上的比例包含前述硅系负极活性物质。

17、[6]锂离子二次电池用负极，其为具备负极集电体和形成于前述负极集电体上的负极活性物质层的锂离子二次电池用负极，

18、前述负极活性物质层由[4]或[5]所述的负极材料形成。

19、[7]锂离子二次电池，其包含[6]所述的负极、正极和非水电解质。

20、发明效果

21、通过将本发明的聚酰亚胺用作锂离子二次电池的电极材料，从而即使在使用硅系负极活性物质的情况下，也能够抑制电极的膨胀，并且能够显著改善循环特性。

技术特征：

1.聚酰亚胺，其是作为锂离子二次电池的电极材料使用的聚酰亚胺，

2.如权利要求1所述的聚酰亚胺，其中，酸酐成分包含脂环式酸酐或芳香族酸酐中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的聚酰亚胺，其中，在二胺成分中以20摩尔％以上的比例包含所述式(1)的化合物。

4.锂离子二次电池的负极材料，其包含权利要求1～3中任一项所述的聚酰亚胺、和作为负极活性物质的硅系负极活性物质。

5.如权利要求4所述的负极材料，其中，以相对于负极活性物质100质量份而言为30质量份以上的比例包含所述硅系负极活性物质。

6.锂离子二次电池用负极，其为具备负极集电体和形成于所述负极集电体上的负极活性物质层的锂离子二次电池用负极，

7.锂离子二次电池，其包含权利要求6所述的负极、正极和非水电解质。

技术总结
本发明提供能够显著改善锂离子二次电池的循环特性的作为电极材料使用的聚酰亚胺。聚酰亚胺，其是作为锂离子二次电池的电极材料使用的聚酰亚胺，二胺成分包含下式(1)表示的芳香族二胺化合物。

技术研发人员：五岛敏之,M·S·温,日比野温彦,中山真志,东崎哲也
受保护的技术使用者：胜高科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16