[發明專利]鋰離子電容器用電極以及鋰離子電容器

無效

• 申請號: 200980142601.3
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN102203891A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 佐佐木智一
• 申請（專利權）人: 日本瑞翁株式會社
• 主分類號: H01G9/058
• 分類號: H01G9/058;H01G9/016
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張平元

技術領域

本發明涉及鋰離子電容器用電極以及鋰離子電容器。更詳細而言，涉及電極強度優異、內部電阻降低、輸出密度提高的鋰離子電容器用電極以及鋰離子電容器。

背景技術

一種小型輕量、且能量密度高、還可反復充放電的鋰離子電容器，正發揮著其特性，并迅速地擴大其需求。另外，由于鋰離子電容器的能量密度、輸出密度大，因此期待其不僅用于移動電話、筆記本型個人電腦的小型用途，還進一步用于車載等大型用途。因此，對于鋰離子電容器而言，隨著用途的擴大或發展，要求其在低電阻化、高容量化、高耐電壓、機械特性的提高等方面進一步得到改善。

鋰離子電容器在正極具有極化性電極、在負極具有非極化性電極，通過使用有機類電解液可提高工作電壓、提高能量密度，但另一方面其也存在下述問題：具有貫通正反面(表裏)的孔的集電體與電極組合物層的接觸電阻增大，內部電阻也大。

于是，為了降低內部電阻，曾提出在集電體表面涂布導電性涂料(專利文獻1)。專利文獻1中的鋰離子電容器用電極是通過下述方法得到的：在具有貫通孔的集電體上涂布導電性涂料，在其上涂布由電極活性物質、導電材料以及粘合劑制成的電極組合物層用漿料。但就所述電極而言，內部電阻的降低不充分。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：專利第4015993號公報(對應美國專利第6862168號說明書)

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的在于，提供電極強度優異的鋰離子電容器用電極以及可降低內部電阻、提高輸出密度的鋰離子電容器。

解決問題的方法

為了達到所述目的，本發明人進行了深入研究，結果發現了下述鋰離子電容器用電極，其包含集電體和含有電極活性物質、導電材料以及粘合劑的電極組合物層，在電極組合物層和集電體之間形成含有碳粒子的導電性粘接劑層，由此，可以提高鋰離子電容器用電極的電極強度、降低鋰離子電容器的內部電阻、提高輸出密度。

基于這些發現，本發明人完成了本發明。

于是，按照本發明可提供鋰離子電容器用電極，該鋰離子電容器用電極包含集電體和含有電極活性物質、導電材料以及粘合劑的電極組合物層，且在所述電極組合物層與集電體之間具有含有碳粒子的導電性粘接劑層。

另外，按照本發明可提供具有正極、負極、電解液以及隔板，且所述正極和負極為上述電極的鋰離子電容器。

發明的效果

本發明的鋰離子電容器用電極可容易地制造電極強度高、內部電阻低、并且輸出密度也高的鋰離子電容器。本發明的鋰離子電容器可適用于個人電腦、攜帶終端等存儲器的備用電源、個人電腦等瞬間停電對策用電源、電動車或混合動力汽車的應用、與太陽能電池組合使用的太陽能發電能量貯藏系統、與電池組合的負荷均衡電源等各種用途。

具體實施方式

本發明的鋰離子電容器用電極包含集電體和含有電極活性物質、導電材料以及粘合劑的電極組合物層，電極組合物層與集電體之間具有含有碳粒子形成的導電性粘接劑層。以下，有時將電極組合物層中使用的粘合劑記為“電極組合物用粘合劑”，另外有時將下述導電性粘接劑層中使用的粘合劑記為“導電性粘接劑用粘合劑”。

(集電體)

就本發明的鋰離子電容器用電極中使用的集電體的材料而言，可以使用例如，金屬、碳、導電性高分子等，優選使用金屬。作為集電體用金屬，通常使用鋁、鉑、鎳、鉭、鈦、不銹鋼、銅、其它合金等。其中，從導電性、耐電壓性方面考慮，優選使用銅、鋁或鋁合金。

就本發明的鋰離子電容器用電極中使用的集電體的形狀而言，可以列舉，金屬箔、金屬蝕刻箔(金屬エツヂド箔，metal?etchd箔)等集電體；膨脹合金、沖孔金屬板、網狀等具有貫通孔的集電體，從降低電解質離子的擴散電阻且提高鋰離子電容器的輸出密度這一點考慮，優選具有貫通孔的集電體，其中，進一步從電極強度優異這一點考慮，特別優選膨脹合金、沖孔金屬板。在本發明中，具有貫通孔的集電體是指具有貫通正反面的孔的集電體。

本發明的鋰離子電容器用電極中優選使用的具有貫通孔的集電體的貫通孔的比例為10～80面積％、優選20～60面積％、更優選30～50面積％。貫通孔的比例在該范圍時，電解液的擴散電阻降低、鋰離子電容器的內部電阻降低。貫通孔的平均孔徑通常為0.1～5,000μm、優選0.5～3,000μm、更優選1～1,000μm。這里，孔的平均孔徑是由孔長軸方向的長度X與短軸方向的長度Y根據式(X+Y)/2而求得的值。

本發明的鋰離子電容器用電極中使用的集電體的厚度為5～100μm、優選10～70μm、特別優選20～50μm。