[發明專利]蓄電設備的集電體用鋁非織造纖維材料及其制造方法、利用所述鋁非織造纖維材料的電極及其制造方法

有效

• 申請號: 201680052534.6
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN108028389B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 蓮尾俊治
• 申請（專利權）人: IT新材料株式會社
• 主分類號: H01M4/80
• 分類號: H01M4/80;D04H1/4234;D04H1/44;D04H1/724;H01G11/68;H01G11/84;H01M4/04;H01M4/13;H01M4/66;H01M4/74
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;紀秀鳳

該鋁非織造纖維材料的制造方法具有：使熔化的鋁通過微細的孔(42a)，朝空間中擠出，并且，使擠出成形的鋁纖維落在預定的支撐面(43)上，從而在所述支撐面(43)上形成鋁纖維塊的塊形成工序；進行用于從所述鋁纖維塊去除預定長度以下的鋁短纖維的短纖維去除處理的短纖維去除工序；以及，對所述短纖維去除工序后的所述鋁纖維塊進行加壓，成形所述鋁非織造纖維材料的加壓工序。

技術領域

本發明涉及二次電池、電容器等蓄電設備的集電體用鋁非織造纖維材料及其制造方法、利用所述鋁非織造纖維材料的電極及其制造方法。

背景技術

出于節能以及防止地球變暖的目的，在各種領域使用著電容器或二次電池，尤其是在汽車行業中，由于采用電能，所以在加快對于利用這些的技術開發。

目前，雙電層電容器被用作施加低電壓的電路的存儲器的備份，與二次電池相比，具有較高的輸入輸出可靠性。

因此，近年來，利用于太陽光或風力發電等基于自然能量的發電或者建筑機械、電壓驟降電源、電車的再生用電源等。還研究了在汽車中的用途，但是，特性、成本不符合要求，到目前為止還沒有實現在這一領域中的使用。但是，當前，雙電層電容器使用在電子控制制動系統中，正在研究著在汽車電氣部件的備份電源和怠速停止系統的起動用能量供給、制動控制、動力輔助等中的用途。

雙電層電容器的結構由正負電極部、電解液以及用于防止相對的正負電極部短路的隔板構成。將可極化電極(當前主要是活性炭)、用于保持活性炭的粘結劑、導電助劑(主要是碳微?；蚣毨w維)混揉后涂布在作為集電體的鋁箔(厚度約為20μm)上，涂布多層，從而形成電極部。例如專利文獻1公開了這樣的雙電層電容器。

電解質離子在溶液內移動，吸附在活性炭的微孔表面或解吸，從而進行雙電層電容器的充電。雙電層形成在活性炭粉末與電解液接觸的界面。

在這里，通常的活性炭的粒徑例如是約4～8μm，比表面積例如是1600～2500m³/g。電解液具有陽離子、陰離子以及溶劑，作為陽離子使用四乙基銨鹽，作為陰離子使用四氟硼酸離子等，作為溶劑使用碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯等。

另一方面，鋰離子二次電池主要由正極、負極、隔板構成。例如，如圖8示出，一般情況下，正極是在作為集電體的厚度20μm的鋁箔上涂布100μm程度的厚度的把活性物質粉末(通常為鈷酸鋰)、作為添加物的導電助劑、粘結劑揉合而得的物質形成的，負極是在作為集電體的銅箔上涂布碳材料形成的，通過例如聚乙烯等隔板隔開這些，浸在電解液中，從而構成鋰離子二次電池。例如專利文獻2公開了這樣的鋰離子二次電池。

充電放電通過鋰離子在正極與負極之間移動來進行，充電時鋰離子從正極移動至負極，當正極的鋰離子消失或者負極無法儲藏鋰離子時，結束充電。放電時與其相反。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請公開第2005-086113號公報

專利文獻2：日本專利申請公開第2007-123156號公報。

發明內容

發明要解決的課題

近年來，進行著電動車、能量發電等功率器件用電容器的開發。為了高效率地從電容器輸出或向電容器輸入大容量的能量，可以采取增加靜電電容，降低電極部內部阻力的方法。簡單地說，可以采取縮短活性炭與作為集電體的鋁部件之間的距離，盡可能多配置活性炭的方法。

一般情況下，雙電層電容器與以鋰離子二次電池為主的二次電池的區別在于，不會出現化學反應，由于自己放電，所以隨時間丟失電荷，蓄電時間較短，電流放電時間短。并且，在能量密度方面，鋰電池達到數百Wh/L，而雙電層電容器是數十Wh/L?；谏鲜鰠^別，正在研究著雙電層電容器在電氣部件的備份電源或怠速停止系統的起動用能量、制動控制、動力輔助等中的用途，而不是用于蓄電。