[發明專利]集電體、電極結構體、非水電解質電池及蓄電部件、集電體的制造方法

在審

• 申請號: 201380021621.1
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN104272509A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 加藤治;齊藤聰平;本川幸翁;和佐本充幸;片岡次雄;山部鄉史
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ;株式會社UACJ制箔
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M2/34;H01M4/13
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 龔敏;王剛

技術領域

本發明涉及安全性出色的集電體、電極結構體、非水電解質電池及蓄電部件(雙電層電容器、鋰離子電容器等)，及其制造方法。

背景技術

用于車載等的鋰離子電池，在遇到故障等意外事故時，需要具備自動且安全地停止充放電的所謂關機功能，在電池內部的分隔部(separator)具備該功能。分隔部一般設計為，在110～140℃左右的溫度下溶化而阻塞微細孔，以此來隔離Li離子，從而在異常發熱時止住電極反應。但是，由于分隔部不徹底關機而發生溫度進一步上升而達到高于分隔部熔點的情況，或者，由于外部溫度上升使分隔部融化而發生內部短路的情況。此種情況下，已不能期待分隔部的關機功能，而導致電池急速發熱。為應對此種情況，提出在集電體上形成正溫度系數電阻體的技術。

作為在集電體上形成正溫度系數電阻體的技術，例如，專利文獻1中公開了以包含具備電阻值隨著溫度上升一同增加的正溫度系數電阻體的功能的結晶性熱塑性樹脂、導電劑及粘結劑的導電層覆蓋集電體表面的技術。根據該技術，對電池進行過充電時的發熱導致電池內部溫度達到結晶性熱塑性樹脂的熔點時，會使導電層的電阻急速上升，阻斷通過集電體的電流，從而發揮關機功能。

并且，專利文獻2公開了根據所謂將絕緣彈性體粒子以彈性變形的狀態配置于電極之間，在施加超過玻璃化轉變溫度的熱量時，釋放彈性變形而使電極之間分離而斷開導通狀態的原理的保險絲元件。

【背景技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利申請特開2001-357854號公報

【專利文獻2】日本專利申請特開2010-123421號公報

發明內容

【發明要解決的課題】

專利文獻1所述的技術雖然發揮一定程度的關機功能,但由于實用化不足，需要進一步增強關機功能。

專利文獻2所述的技術中，彈性變形一旦被釋放，即不能再利用，因此實用上不便。并且，該技術中，為使絕緣彈性體粒子保持彈性變形的狀態，需要所謂在將絕緣彈性體粒子夾入一對電極之間的狀態下對電極之間進行加壓，在其狀態下,加熱到超過周圍的基質(Matrix)樹脂的玻璃化轉變溫度的溫度之后再進行冷卻的步驟,但由于集電體中不存在一對電極，所以將該技術不易應用于集電體中。

本發明鑒于此種情況完成，本發明提供容易制造并具備出色安全性的關機功能的集電體、電極結構體、非水電解質電池、蓄電部件，以及集電體的制造方法。

【解決課題的方法】

通過使用如下集電體，可獲得容易制造并具備出色的關機功能的非水電解質電池或蓄電部件。

即，根據本發明,提供一種導電性基材的至少一面具備樹脂層的集電體，其中,所述樹脂層是在含導電劑的熱固性樹脂母材中分散有實質上不含導電劑的熱塑性樹脂粒子而成，(所述熱塑性樹脂粒子)/(所述導電劑)的質量比的值為0.3～1.5，并且(導電劑的平均厚度)/(熱塑性樹脂的平均厚度)的值為0.3～4.0。

本發明的發明人等為使非水電解質電池等的關機功能得到充分發揮而進行銳意研究，結果發現,引用文獻1所述構成的關機功能有時不能適當的發揮，引用文獻2所述的構成中很難導入到集電體中，因此,作為既可導入集電體且可適當發揮關機功能的構成，想出通過將實質上不含導電劑的熱塑性樹脂粒子分散于含導電劑的熱固性樹脂母材中形成的樹脂層。然后，對該種構成實際進行試驗發現,比較容易制造，且隨著溫度上升熱塑性樹脂粒子膨脹，據此在熱塑性樹脂內導電劑之間分離，確保絕緣性，從而發揮關機功能。然后，進一步進行研究發現,只有(熱塑性樹脂粒子)/(導電劑)的質量比的值和(導電劑的平均厚度)/(熱塑性樹脂粒子的平均厚度)的值在特定的范圍內時，才會在常溫時電阻低且升溫時關機功能得以適當發揮,且表現出優異的耐溶劑性，從而完成了本發明。

本發明中，由于利用含導電劑的熱固性樹脂母材和具有實質上不含導電劑的熱塑性樹脂粒子之間的熱膨脹率不同的特點，不需要如引用文獻2那樣配置成對絕緣彈性體粒子進行彈性變形的狀態下，因此可輕易導入集電體。

以下對本發明的各種實施方式進行例示。以下所示的實施方式可相互組合。

優選的,(所述導電劑的平均厚度)/(所述熱固性樹脂母材的平均厚度)的值為1.0～3.0。

優選的,所述熱塑性樹脂粒子是非水溶性。

優選的,(所述熱塑性樹脂的平均厚度)/(所述熱固性樹脂母材的平均厚度)的值為1.0～3.0。

優選的,(所述導電劑)/(所述熱固性樹脂母材)的質量比的值為0.1～0.5。