[發明專利]集電體，電極結構體，蓄電部件，以及用于集電體的組合物

在審

• 申請號: 201380060453.7
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN104823313A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 齊藤聡平;加藤治;本川幸翁;八重樫起郭;片岡次雄;井上光哉;山部鄉史;盛島泰正;伊藤貴和;原英和;飯田恭宏
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ;株式會社UACJ制箔;古河電氣工業株式會社
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01C7/02;H01G11/68;H01M4/13
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 溫青玲

【技術領域】

本發明涉及集電體，電極結構體，蓄電部件(包括非水電解質電池，雙電層電容，鋰離子電容等)以及用于集電體的組合物。

【背景技術】

用于車載等方面的鋰離子電池在通常使用下遇到故障等意外情況時，對于高倍率(high?rate)充放電特性來說，要求具有自發性且安全地停止充放電的所謂關閉(Shutdown)功能(即PTC功能)。對于前者來說，現有技術中有：將活性物質小粒徑化或于集電體上形成導電層等技術；對于后者來說，作為提高電池安全性的手段有：使用保險閥防止內部壓力上升、裝上隨溫度上升電阻增加的PTC(Positive?Temperature?Coefficient)組件、或設置在發熱時阻止電流的裝置。有人提出方案，其設計思路為：將電池PTC功能用于分離器是公知技術，高溫下熔融導致分離器的細微孔阻塞，通過阻止Li離子從而在異常發熱時阻止電極反應。但是有時候出現的情況是：由于分離器的不完全關閉導致溫度進一步上升至分離器熔點溫度之上，或是外部溫度上升導致分離器融化從而發生內部短路。在這些情況下，已經不能期待分離器的關閉功能，電池會陷于熱破壞。

因此，有人提出技術方案，在通常使用時賦予充放電特性，在故障等意外情況時提高安全性的技術。例如專利文獻1中記載了：導電層融化的開始溫度在130℃以上且小于155℃，使用α結晶和β結晶的質量比(α/β)為0.35～0.56的聚偏氟乙烯，讓溫度升高時電阻增加。

專利文獻2中記載了：使用一種導電層，所述導電層中含有熔點為100℃～120℃的聚烯烴系的結晶性熱可塑性樹脂，溫度升高時電阻達到100Ωcm。

【背景技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本公開專利特開2012-104422號公報

【專利文獻2】日本公開專利特開2001-357854號公報

【發明內容】

【發明要解決的課題】

不過上述文獻記載的現有技術，就以下幾點仍有改進的余地，存在著“確保賦予安全性”的問題。

第一，在專利文獻1中，有賴于用于導電層之樹脂的結晶狀態，由于涂布活性物質層時的加熱溫度或除去水分的干燥工序等過程中電極的熱歷史(Thermal?history)，有時候結晶狀態變化，電阻難以升高。

第二，在專利文獻2中，高倍率充放電的所謂高倍率特性不足，不適合通常的高倍率充放電。另外，因為所用的樹脂為熱可塑性樹脂，涂布活性物質時等情況下達到100℃以上的話，不管有沒有電解質，電極層膨脹而導致電阻增加，進而導致樹脂熔融時其與熔融前的狀態不同，因此生產時溫度不能提高到100℃以上，生產率顯著降低的情況有時候會出現。

進而，專利文獻1，2相關的電極層，當PTC功能表現后電極層的電阻先上升，可以發揮PTC功能，不過繼續升溫的話電阻反而降低，PTC功能難以維持，從而存在安全性問題。

本發明的目的是：鑒于上述情況，提供一種高安全性集電體，電極結構體，蓄電部件，以及用于集電體的組合物，在用于非水電解質電池，雙電層電容，鋰離子電容等蓄電部件的電極結構體時，其PTC功能表現后溫度進一步上升時可以穩定持續地維持PTC功能。

【為了解決課題的技術手段】

本發明人對于如何解決上述課題進行了認真研究后，認識到如下問題，從而做出本發明：即，在導電性基材至少一面上設置具有導電性的樹脂層，在構成集電體用組合物的樹脂中使用特殊聚烯烴系乳膠粒子，以交聯劑(含有硬化劑，以下相同)交聯(包括硬化過程，以下相同)所述聚烯烴系乳膠粒子，得到集電體；該集電體和以往的集電體不同，其作為鋰離子電池等的蓄電部件時，表現PTC功能后溫度上升時仍然保持乳膠狀態，從而可以穩定持續的維持PTC功能。

因此，根據本發明提供一種具備導電性基材和樹脂層的集電體，上述樹脂層被設置于上述導電性基材的至少一面上。所述樹脂層是由包括聚烯烴系乳膠粒子，導電材和交聯劑的糊(Paste)所形成的。另外，上述聚烯烴系乳膠粒子含有聚烯烴系樹脂，所述聚烯烴系樹脂的兩末端被羧酸(Carboxylic?acid)或羧酸酐(Carboxylic?anhydride)修飾。

所述集電體因為使用了特殊的聚烯烴系乳膠粒子，其被用于非水電解質電池，雙電層電容，鋰離子電容等蓄電部件的電極結構體上時，表現PTC功能后溫度即使上升仍然可以使之保持乳膠狀態，穩定持續地維持PTC功能。

本發明提供一種電極結構體，其具備上述集電體、于該集電體的樹脂層上形成的活性物質層或電極材層。