[發明專利]電池用電極及其利用

有效

• 申請號: 201080069711.4
• 申請日: 2010-10-21
• 公開（公告）號: CN103168378A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 高畑浩二
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/66;H01G11/28;H01M4/1391
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及電池用電極、該電池用電極的制造方法、以及具備該電池用電極的非水電解質二次電池。?

背景技術

非水電解質二次電池，例如，作為被搭載在利用電力作為驅動源的車輛上的電源、或被搭載在個人計算機和便攜終端等的電氣制品等上的電源，其重要性不斷提高。特別是重量輕且可得到高能量密度的鋰離子二次電池等，作為可很好地用作車輛搭載用高輸出功率電源的電池受到期待。作為與非水電解質二次電池相關的技術文獻可舉出專利文獻1～3。?

非水電解質二次電池可適當地充電，但如果過量地充電則會變為高溫。專利文獻1中，記載了在鋰離子二次電池的正極的集電體與活性物質含有層（以下，稱為活性物質層）之間，設置在過充電時變化為高電阻體的導電性中間層。根據該鋰離子二次電池，在過充電時導電性中間層的電阻增加，電流的流動被降低或截斷。因此，可阻止鋰離子二次電池的進一步的溫度上升。?

在先技術文獻?

專利文獻1：日本國專利申請公開2000-164206號公報?

專利文獻2：日本國專利申請公開2009-176540號公報?

專利文獻3：日本國專利申請公開2009-170132號公報?

發明內容

上述導電性中間層含有導電材料，具有導電性，但具有一定程度的電阻。因此，具有導電性中間層的上述正極，與不具有導電性中間層的正極，?即活性物質層在集電體的表面直接形成的正極相比時，電阻（薄膜電阻，sheet?resistance）變大。為了減小導電性中間層的電阻，考慮縮小導電材料的粒徑。但是，如果縮小導電材料的粒徑，則在具備該導電材料的非水電解質二次電池（典型的是密閉型電池）中，在電池內部變得容易產生氣體。該氣體可能成為使電池的性能和可靠性降低的要因。?

本發明的目的，是在具備過充電時可降低或截斷電流流動的導電性中間層的電池用電極中，謀求薄膜電阻的降低和氣體產生量的降低。另外，本發明的另一目的，是提供可很好地制造該電池用電極的制造方法。本發明的另一目的，是提供具備該電池用電極的非水電解質二次電池。?

根據本發明，可提供一種電池用電極，其具備：金屬制的集電體；形成于上述集電體上，具有導電性粒子和粘合劑的導電性的中間層；和形成于上述中間層上，具有電極活性物質的活性物質層。在上述中間層中，上述導電性粒子的質量比例大于等于上述粘合劑的質量比例。上述中間層中所含有的導電性粒子的粒徑分布，具有：在第1粒徑值具有峰的第1粒徑分布區域；和在比上述第1粒徑值大的第2粒徑值具有峰的第2粒徑分布區域。粒徑屬于上述第2粒徑分布區域的導電性粒子占上述中間層的質量比例為10%～60%。?

上述電池用電極中，在過充電時中間層的電阻增加，電流的流動被降低或截斷。因此，可阻止電池過度地變為高溫。另外，中間層中，相對小粒徑的導電性粒子（以下，稱為第1導電性粒子）和相對大粒徑的導電性粒子（以下，稱為第2導電性粒子）混合存在。因此，與僅存在大粒徑的導電性粒子的中間層相比，電阻變小。并且，與僅存在小粒徑的導電性粒子的中間層相比，氣體難以產生。根據上述電池用電極，通過第2導電性粒子適量存在，能夠謀求薄膜電阻的降低和氣體產生量的降低。?

再者，本說明書中的「電池」，是指一般的可取出電能的蓄電裝置的用語，是包括二次電池（包含鋰離子電池、金屬鋰二次電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等的所謂蓄電池和雙電層電容器等的蓄電元件）和一次電池的概念。?

在此公開的電池用電極的一個優選方式中，上述第2粒徑值為上述第1粒徑值的2倍以上。由此，能夠充分地謀求薄膜電阻的降低和氣體產生量的降低。?

在此公開的電池用電極的另一優選方式中，上述中間層中的上述導電性粒子與上述粘合劑的質量比為98:2～50:50。由此，能夠充分地謀求在通常使用時的薄膜電阻的降低和氣體產生量的降低，并且很好地阻止過充電時的電池的溫度上升。?

在此公開的電池用電極的另一優選方式中，上述導電性粒子為碳粒子。由此，能夠在很好地阻止過充電時的電池的溫度上升的同時，充分地謀求薄膜電阻的降低和氣體產生量的降低。?

在此公開的電池用電極的另一優選方式中，上述電極活性物質，包含能夠可逆地吸藏和釋放鋰離子的材料（例如鋰過渡金屬氧化物）。由此，能夠在鋰離子二次電池用的電極上，得到上述的效果。作為本發明的另一方面，可提供具備該電極的鋰離子二次電池。?