[發明專利]儲能器件用電極

在審

• 申請號: 201680078104.1
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108431995A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 柴野佑紀;畑中辰也;吉本卓司
• 申請（專利權）人: 日產化學工業株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01G11/28;H01G11/36;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/66
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 杜麗利

本發明提供儲能器件用電極，其具有：集電基板、在該集電基板的至少一面形成的包含碳納米管的底涂層和在該底涂層的表面上形成的活性物質層，活性物質層不含導電助劑。

技術領域

本發明涉及儲能器件用電極，更詳細地說，涉及具有不含導電助劑的活性物質層和包含碳納米管(CNT)的底涂層的儲能器件用電極。

背景技術

隨著智能電話、數碼相機、便攜游戲機等便攜電子設備的小型輕質化、高功能化的要求，近年來在積極地進行高性能電池的開發，能夠通過充電反復使用的二次電池的需要在大幅地擴展。其中，鋰離子二次電池具有高能量密度、高電壓，另外，沒有充放電時的記憶效應等，因此是現在最集中精力進行著開發的二次電池。另外，由于近年來的對環境問題的應對，電動汽車的開發也在活躍地進行，對于作為其動力源的二次電池，不斷要求更高的性能。

鋰離子二次電池具有如下結構：將能夠吸留和放出鋰的正極和負極與介于它們之間的隔板容納于容器內，在其中裝滿電解液(鋰離子聚合物二次電池的情況下，代替液體電解液而使用凝膠狀或全固體型的電解質)。

正極和負極一般通過將包含能夠吸留和放出鋰的活性物質、主要由碳材料構成的導電材料、進而聚合物粘結劑的組合物在銅箔、鋁箔等集電體上形成為層狀而制作。該粘結劑用于將活性物質與導電材料粘接、進而將它們與金屬箔粘接，已市售有聚偏氟乙烯(PVDF)等可溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)的氟系樹脂、烯烴系聚合物的水分散體等。

正極和負極中所含的導電材料也稱為導電助劑，是為了提高活性物質層的導電性、順利地進行電池充放電的重要的材料，另一方面，由于在電極中存在導電助劑，因此產生幾個缺點。例如，用作導電助劑的碳材料經常使用乙炔黑等炭黑，但炭黑的堆積密度小，就包含其的活性物質層而言，其密度降低，結果導致電池的體積容量密度的降低。另外，由于在炭黑中存在細孔，因此粘結劑進入其中，結果有時集電體-活性物質層界面的密合性降低。進而，炭黑與活性物質相比，尺寸小，因此容易從電極滑落，有時招致電池的內部短路。

因而，在使用了包含導電助劑的電極的二次電池中，有時發生各種問題。但是，為了防止這樣的事態而在活性物質層中不添加導電助劑的情況下，雖然活性物質層的密度提高，但由于活性物質層的導電性低，因此產生無法進行充分的充放電的問題。

另一方面，作為通過提高集電體與活性物質層之間的密合性，降低接觸電阻從而使電池低電阻化的技術，開發了在集電體與活性物質層之間插入導電性的底涂層的方法。例如，專利文獻1中，公開了如下技術：將以碳作為導電性填料的導電層作為底涂層，配設于集電基板與活性物質層之間，示出了通過使用具有這樣的底涂層的復合集電體，從而能夠減小集電基板和活性物質層間的接觸電阻，并且也能夠抑制高速放電時的容量減小，進而也能夠抑制電池的劣化。另外，在專利文獻2和專利文獻3中也公開了同樣的技術。進而，在專利文獻4和專利文獻5中，公開了以CNT作為導電性填料的底涂層。

雖然使用這些各專利文獻的技術能夠實現電池的低電阻化，但這些文獻的活性物質層含有導電助劑，因此有可能發生上述的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平9-097625號公報

專利文獻2：日本特開2000-011991號公報

專利文獻3：日本特開平11-149916號公報

專利文獻4：國際公開第2014/042080號

專利文獻5：國際公開第2015/029949號

發明內容

發明要解決的課題

本發明鑒于這樣的實際情況而完成，目的在于提供即使在活性物質層中不含導電助劑也防止電池的高電阻化、結果可提高電池的體積容量密度的儲能器件用電極。