[發(fā)明專利]電極膜、電極及其制造方法、以及蓄電設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980147385.1
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN102227837A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江口裕規(guī);阪谷泰一（死亡）
• 申請（專利權(quán)）人: 住友化學(xué)株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M2/02;H01M4/02;H01M4/04;H01M4/13;H01M4/139;H01M6/02;H01M10/04;H01G9/00;H01G9/058;H01G9/22;H01M10/0585;H01M10/0587
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極膜、電極及其制造方法。本發(fā)明進一步涉及具有上述電極的蓄電設(shè)備。需要說明的是，本發(fā)明中的所謂電極膜，是指與集電體一起構(gòu)成電極的部件，是在電極中實質(zhì)上蓄積電的部分。

背景技術(shù)

作為在稱為一次電池、二次電池、混合電容(hybrid?capacitor)的蓄電設(shè)備中使用的電極，已知有包含作為集電體的金屬箔和用粘結(jié)劑(binder)粘合的活性物質(zhì)的電極。以往，作為粘結(jié)劑，可以使用氟樹脂，其中優(yōu)選使用耐熱性、耐藥劑性、電氣化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的聚四氟乙烯(以下記為PTFE)、優(yōu)選可以使用聚偏氟乙烯(以下，記為PVDF)。

例如日本特開平6-103979號公報中公開了將聚氟化乙烯和含有活性物質(zhì)的混合物壓合于金屬網(wǎng)板上而得到的電極。

近年來需要導(dǎo)電性高的電極。對于上述的作為粘結(jié)劑含有氟樹脂的電極而言，從導(dǎo)電性的觀點出發(fā)，尚不充分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供導(dǎo)電性高的電極膜、以及具備其的電極和蓄電設(shè)備。

本發(fā)明的一個方面涉及一種電極膜，其含有平均粒徑為2μm以上50μm以下的活性物質(zhì)和平均粒徑為1nm以上且小于2μm的含導(dǎo)電離子的無機粒子，其中，上述活性物質(zhì)通過上述無機粒子進行粘合。

本發(fā)明的另一方面涉及一種電極，其是將上述電極膜層疊在集電體上的電極。

本發(fā)明的其他的方面涉及上述電極的制造方法，該方法中，將活性物質(zhì)和含導(dǎo)電離子的無機粒子分散在液體介質(zhì)中得到分散液，將所得的分散液涂布在集電體上形成分散液膜，然后從上述分散膜中除去上述液體介質(zhì)，從而形成電極膜。

本發(fā)明的其他的方面涉及一種蓄電設(shè)備，其是具有上述電極的蓄電設(shè)備，該設(shè)備中，2片電極以各自的電極膜彼此對向的方式配置，兩電極以在各電極膜之間介在有間隔件的狀態(tài)下被卷繞或?qū)盈B，上述電極和間隔件與電解液一起被封入金屬盒中。

具體實施方式

本發(fā)明的電極膜含有活性物質(zhì)和含導(dǎo)電離子的無機粒子。

在本發(fā)明中，所謂活性物質(zhì)，是指通過與電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出電子或取得電子的物質(zhì)。一般而言，放電時放出電子的物質(zhì)稱為負(fù)極活性物質(zhì)，放電時獲取電子的活性物質(zhì)稱為正極活性物質(zhì)。

在本發(fā)明中，所謂正極活性物質(zhì)，可舉出含導(dǎo)電離子的過渡金屬元素的氧化物或硫?qū)僭鼗铮鲞^渡金屬包括鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈮(Nb)、鉬(Mo)等，例如，在鋰離子二次電池中，從平均放電電位高的觀點出發(fā)，可舉出鈷/鋰復(fù)合氧化物，含有鎳以及、鋁(Al)或鎳以外的過渡金屬元素的鋰復(fù)合氧化物等。

作為負(fù)極活性物質(zhì)，可舉出輕金屬、輕金屬合金、碳物質(zhì)、無機氧化物、無機硫族化合物、金屬絡(luò)合物、有機高分子化合物等，優(yōu)選為碳物質(zhì)。所謂碳物質(zhì)，是指含有碳作為成分的物質(zhì)。作為碳物質(zhì)，例如可舉出天然石墨、人造石墨、石墨化中間相碳小球體、石墨晶須、石墨化碳纖維、氣相成長碳纖維等石墨系材料，煤焦炭、石油焦炭、瀝青焦炭等將干餾燃料熱處理而得的石墨化性碳材料，糠醇樹脂的燒成品、酚醛清漆樹脂的燒成品、酚醛樹脂的燒成品、聚丙烯腈樹脂的燒成品、螺縈(rayon)的燒成品、活性炭、乙炔黑、科琴黑等炭黑，玻璃碳、碳納米管、碳納米微球，優(yōu)選活性炭。此外，活性炭可以通過將鋸屑或椰殼等來自植物的碳源，或者焦炭、瀝青等來自煤、石油的碳源，或者酚醛樹脂、糠醇樹脂、氯化乙烯基樹脂等合成高分子系碳源碳化并活性化來制造。這些可以單獨使用，也可以組合使用，作為可應(yīng)用于本發(fā)明的組合，例如，可舉出輕金屬和碳物質(zhì)的組合、輕金屬和無機氧化物的組合、輕金屬和碳物質(zhì)以及無機氧化物的組合等。

在本發(fā)明中，活性物質(zhì)的平均粒徑為2μm以上50μm以下。另外，從膜的強度和穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，活性物質(zhì)的平均粒徑優(yōu)選為2μm以上、30μm以下的范圍內(nèi)。此外，所謂活性物質(zhì)的平均粒徑是通過激光衍射/散射式粒度分布測定裝置測定的平均粒徑。這樣的平均粒徑的活性物質(zhì)可以通過球磨機等粉碎裝置對市售的活性物質(zhì)進行粉碎來得到。通過球磨機進行粉碎時，為了避免金屬粉的混入，磨球和粉碎容器優(yōu)選使用氧化鋁、瑪瑙、氧化鋯等非金屬制品。

所謂含導(dǎo)電離子的無機粒子是含有導(dǎo)電離子的無機粒子，通過其自身的化學(xué)反應(yīng)(例如，與電解質(zhì)的反應(yīng))能夠放出該導(dǎo)電離子的無機粒子。