[發(fā)明專利]集電體，電極結(jié)構(gòu)體，非水電解質(zhì)電池，導(dǎo)電性填料及蓄電部件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380050630.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104685681A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 原英和;飯?zhí)锕Ш?/a>;盛島泰正;伊藤貴和;齊藤聰平;加藤治;本川幸翁;八重樫起郭;片岡次雄
• 申請（專利權(quán)）人: 古河電氣工業(yè)株式會社;株式會社UACJ;株式會社UACJ制箔
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01B5/00;H01G11/66;H01M4/13;H01M4/62
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 龔敏;王剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集電體、電極結(jié)構(gòu)體、非水電解質(zhì)電池、導(dǎo)電性填料及蓄電部件。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池因為其能量密度高，特別是作為手機、筆記本電腦這樣的小型或便攜型電子器械的電源，其使用范圍逐漸擴大。并且近幾年，因考慮到環(huán)保問題，電動汽車逐漸普及，作為電動汽車的電源的應(yīng)用為人們所期待，鋰離子二次電池作為車載用電源的重要性也高漲起來。

然而鋰離子二次電池，優(yōu)點是能量密度高，而其缺點是因使用非水電解質(zhì)而存在著安全性問題。例如，非故意的從外部加熱以及內(nèi)部發(fā)熱等導(dǎo)致電池高溫，非水電解質(zhì)組分分解，內(nèi)部壓力上升，除了可能導(dǎo)致電池鼓起等問題外，還可能有燃燒起來的危險性。引起電池內(nèi)部發(fā)熱的原因可能是：不當(dāng)?shù)氖褂谩⑦^度充電或受到?jīng)_擊等而產(chǎn)生內(nèi)部短路。

對于這樣的危險性，作為提高電池安全性的手段可以例舉出：以保險閥防止內(nèi)部壓力上升，設(shè)置隨溫度上升電阻值增加的PTC(Positive?Temperature?Coefficient)元件，或設(shè)置發(fā)熱時切斷電流的裝置等。例如為人們所知的還有：于圓柱型電池的正極蓋帽部安裝PTC元件等方法。

但是于正極蓋帽部安裝PTC元件的方法存在的問題是：由于對電池內(nèi)部的溫度上升無法應(yīng)答，發(fā)生內(nèi)部短路等而電池內(nèi)部溫度時上升時不能抑制短路電流。

對于電池內(nèi)部的發(fā)熱，使用分隔部(separator)的方法也廣為人知，該分隔部(separator)是在異常發(fā)熱時樹脂熔化從而表現(xiàn)關(guān)機功能的分隔部。但是，遠(yuǎn)離發(fā)熱部的地方不一定熔化，分隔部可能表現(xiàn)不了關(guān)機功能。并且，如果發(fā)熱進(jìn)一步發(fā)展時，分隔部變形、收縮，反而可能會導(dǎo)致內(nèi)部短路的進(jìn)一步發(fā)展等，對于內(nèi)部發(fā)熱的安全性的提高目前仍有改善的余地。

作為針對這樣的內(nèi)部短路、內(nèi)部發(fā)熱而提高安全性的手段之一，在集電體表面設(shè)置具有PTC功能的導(dǎo)電層(以下有時會將具有PTC功能的導(dǎo)電層簡稱為PTC層)的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1～2中被提出。專利文獻(xiàn)1中記載了：在鋰電池中，正極集電體、負(fù)極集電體的至少任意一個集電體電極面上，有正電阻溫度係數(shù)的元件(PTC元件)疊加。另外，專利文獻(xiàn)2中記載了：在活性物質(zhì)粒子表面交纏具有PTC特性的電子傳導(dǎo)性粒子，形成二次粒子的活性物質(zhì)，該二次粒子的活性物質(zhì)由活性部分和具有PTC特性的非活性部分形成。

另一方面，專利文獻(xiàn)3中提出的方案為：由結(jié)晶熱塑性樹脂、導(dǎo)電劑和粘合劑組成PTC層，將該PTC層覆蓋于集電體上。在這個方案中，用粘合劑溶解結(jié)晶熱塑性樹脂和導(dǎo)電劑，使之在溶液中分散成為糊，將制成的糊涂布于集電體上，使溶劑干燥揮發(fā)以得到導(dǎo)電層。

另外，專利文獻(xiàn)4提出了一種技術(shù)方案：即,對于硬幣型鋰離子二次電池，以樹脂為內(nèi)核，在其表面覆蓋導(dǎo)電性物質(zhì)而成為導(dǎo)電劑，由該導(dǎo)電劑組成的導(dǎo)電層形成于電池外殼和正極劑之間，由此提供了安全性能。

【背景技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本專利特開平7-220755號公報

【專利文獻(xiàn)2】日本專利特開平10-241665號公報

【專利文獻(xiàn)3】日本專利特開2001-357854號公報

【專利文獻(xiàn)4】日本專利特開2010-61941號公報

發(fā)明內(nèi)容

【發(fā)明要解決的課題】

然而，上述文獻(xiàn)記載的現(xiàn)有技術(shù)中存在如下所述的可改善之處。

第一，專利文獻(xiàn)1以及2記載的技術(shù)中，作為PTC層的聚乙烯和由導(dǎo)電性碳的混合物組成的片狀層連接著集電體。但是，聚乙烯對于金屬的粘著力弱，并且和活性物質(zhì)層之間的粘著力也不強。所以，集電體和活性物質(zhì)層容易剝離，由此除了可能導(dǎo)致電池的內(nèi)部電阻增加外，還可能導(dǎo)致特性劣化，即電池充放電循環(huán)時的壽命變短。

第二，專利文獻(xiàn)3中記載的技術(shù)，由于結(jié)晶熱塑性樹脂和導(dǎo)電劑的潤濕性不同，溶劑的干燥過程中等情況下兩者分離，得到兩者均勻分散的導(dǎo)電層非常困難。沒有形成均勻分散狀態(tài)的導(dǎo)電層，除了導(dǎo)致不表現(xiàn)所希望的PTC性能這樣的問題外，還會產(chǎn)生初期電阻值增加的問題。