[發(fā)明專利]鋰離子電池用導(dǎo)電基底涂料、鋰離子電池用電極以及鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210015170.8
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102618097A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白髭稔
• 申請（專利權(quán)）人: 日立化成工業(yè)株式會社
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/12;C09D5/24;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;劉強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及降低鋰離子電池用電極中的集電體與活性物質(zhì)之間的接觸電阻、有助于提高集電體與活性物質(zhì)含有層的密合性、且能夠以膜厚6μm以下均勻地涂布的導(dǎo)電基底涂料、使用其的鋰離子電池用電極以及鋰離子電池。

背景技術(shù)

對于鋰離子電池的內(nèi)部電阻的降低，集電體與活性物質(zhì)層之間的接觸電阻的降低和密合性提高很重要。但是，例如在以鋁作為集電體的電極中，在鋁的表面上形成氧化被膜，導(dǎo)電性降低的同時，形成高電阻的鈍態(tài)被膜。

為了改良鋁表面的導(dǎo)電性，例如，在日本特開2000-164466號公報(bào)中記載了使用通過真空蒸鍍法在鋁材料的表面上形成有碳膜的集電體，并在其上被覆活性物質(zhì)。

另外，在日本特開2006-286427號公報(bào)中提出了在集電體的表面上接合導(dǎo)電材料、進(jìn)而在導(dǎo)電材料表面上形成有凹凸的集電體。具體而言，研究了向集電體的表面的石墨或碳化鈦的噴霧。但是，這些由于導(dǎo)電材料的固定不充分，因此期望提高集電體與活性物質(zhì)層的密合性。

國際公開2010/086961A1為了改善密合性，提出了一種碳被覆鋁材料，在由鋁構(gòu)成的集電體表面上附著樹脂被覆的含碳粒子后，在包含含烴物質(zhì)的空間中配置鋁并進(jìn)行加熱，其在鋁表面上由含碳粒子和鋁的碳化物構(gòu)成。但是，鋁集電體的制造成本上升。

另外，以往，為了提高雙電層電容器的生產(chǎn)率和降低內(nèi)部電阻，提出了極化性多孔質(zhì)片與集電體的粘接性好、電阻值低的導(dǎo)電粘接劑。

例如，在日本專利第4371979號公報(bào)中提出了導(dǎo)電粘接劑的組成由合成橡膠、以及作為碳材料的鱗片狀石墨和碳黑構(gòu)成的導(dǎo)電粘接劑，通過導(dǎo)電粘接劑進(jìn)入極化性多孔質(zhì)片的空孔內(nèi)，謀求密合性和內(nèi)部電阻的降低。本方法有助于電容器的生產(chǎn)率提高。但是，在將該方法應(yīng)用于集電體時，需要進(jìn)一步考慮接觸電阻的降低，對于提高與活性物質(zhì)的密合性，需要進(jìn)一步的改良。從降低生產(chǎn)費(fèi)用并且謀求內(nèi)部電阻的降低的觀點(diǎn)出發(fā)，期望形成即使薄也均勻的膜。

另外，在以流過大電流為目的的高功率鋰離子電池中，內(nèi)部電阻的降低和耐久性的提高是重要的課題，需要降低具有集電體和活性物質(zhì)含有層的電極的內(nèi)部電阻。

例如，在日本特開2008-160053號公報(bào)中公開了通過在活性物質(zhì)含有層內(nèi)配置多個集電體、使集電體與活性物質(zhì)含有層的最大距離縮短的結(jié)構(gòu)的電極。該電極能夠期待活性物質(zhì)含有層內(nèi)的擴(kuò)散電阻(拡散抵抗)的降低，但難以謀求作為電極內(nèi)部電阻的另一個主要因素的活性物質(zhì)含有層與集電體的界面電阻的降低。該界面電阻在使用鋁這樣的在表面上形成牢固的氧化薄膜這樣的金屬作為集電體時變得顯著。

另外，在日本特開2009-038017號公報(bào)中提出了一種非水電解質(zhì)電池用電極，具備：由鋁箔或鋁合金箔構(gòu)成的集電體，和在該集電體表面上形成、且包含活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑以及粘接劑的活性物質(zhì)含有層，導(dǎo)電劑含有包含長徑比超過1、其一部分在集電體中以相對于該集電體的厚度以20～50％的深度埋入的碳粒子的碳粒子群，并且碳粒子的長軸具有活性物質(zhì)含有層的厚度的1.05～1.50倍的長度。

作為集電體使用鋁箔或鋁合金箔時，在表面上形成牢固的氧化薄膜，活性物質(zhì)含有層與集電體的界面電阻增大。作為降低該界面電阻的方法，在專利文獻(xiàn)6中記載了如下的電極，其通過加壓使碳粒子進(jìn)入集電體，發(fā)揮所謂的高固定效果(アンカ一効果)，由此降低活性物質(zhì)層與集電體界面的界面電阻。該電極可以期待界面電阻的降低，需要改善由加壓引起的界面電阻的偏差和耐久試驗(yàn)后的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

鑒于上述狀況，本發(fā)明的課題在于，提供降低鋰離子電池用電極中的集電體與活性物質(zhì)之間的接觸電阻、有助于提高集電體與活性物質(zhì)含有層的密合性、且能夠以膜厚6μm以下均勻地涂布的導(dǎo)電基底涂料、使用其的鋰離子電池用電極以及鋰離子電池。

解決課題的方法

本發(fā)明涉及如下方案。

<1>一種鋰離子電池用電極的水系導(dǎo)電基底涂料，其形成含有集電體以及活性物質(zhì)的鋰離子電池用電極的導(dǎo)電基底被膜，

上述導(dǎo)電基底涂料包含薄片化石墨，

上述薄片石墨的50質(zhì)量％激光衍射直徑(X_50dif)為8μm以下，50質(zhì)量％斯托克斯直徑(X_50st)為3.5μm以下，薄片化指數(shù)(X_50dif/X_50st)為2.2～5。

<2>上述<1>所述的水系導(dǎo)電基底涂料，其中，還包含碳黑，

上述薄片化石墨以及碳黑的總含有率為75～90質(zhì)量％的范圍，