[發明專利]非水電解質二次電池用電極以及使用了該電極的非水電解質二次電池

在審

• 申請號: 202080068110.5
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN114450819A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 攪上健二;青山洋平
• 申請（專利權）人: 株式會社ADEKA
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/60;H01M4/62
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;樸秀玉

本發明提供一種非水電解質二次電池用電極，其包含集電體；以及電極活性物質合劑層，含有有機硫系電極活性物質、導電助劑以及粘結劑，以相對于所述電極活性物質合劑層的總質量為0.01質量％～0.4質量％含有所述粘結劑，并且，所述電極活性物質合劑層形成于所述集電體上。

技術領域

本發明涉及一種在集電體上形成有包含電極活性物質和粘結劑的電極活性物質合劑層的非水電解質二次電池用電極；以及使用了該電極的非水電解質二次電池。

背景技術

鋰離子二次電池由于小型、輕量，且能量密度高、高容量、能反復充放電，因此廣泛用作便攜用個人計算機、手持式攝像機(handy video camera)、信息終端等便攜電子設備的電源。此外，從環境問題的觀點考慮，使用了鋰離子二次電池的電動汽車、動力的一部分利用了電力的混合動力車的實用化正在進行。

在鋰離子二次電池的電極中，通常使用如下涂布法：使電極活性物質、粘結劑以及導電助劑分散于溶劑而制成漿料，將該漿料涂布于集電體，使其干燥，在集電體上制作電極活性物質合劑層。構成電極活性物質合劑層的成分中，粘結劑和導電助劑越少，越能增大每單位質量的電池容量，可得到高容量的電池。另一方面，粘結劑為使粒子與粒子以及粒子與集電體粘結的成分，因此在由于粘結劑不足等而粘結不充分的情況下，容易引起電極合劑層的裂紋、剝離，不僅電池的容量降低，有時也會成為電池的內部短路的原因。因此，難以通過涂布法制作粘結劑的含量極端少的電極。

相對于此，提出了如下方法：通過冷噴涂法、氣溶膠沉積法，使電極活性物質的微粒高速碰撞集電體，由此制作具有不含粘結劑的電極合劑層的電極(例如，參照專利文獻1～2)。然而，這存在如下的問題：需要大型的裝置、能量消耗大、成膜速度慢而生產性低、容易發生組成變動等。此外，冷噴涂法、氣溶膠沉積法雖然適用于硬度較高的電極活性物質，但在作為硬度低的電極活性物質的有機硫系電極活性物質的情況下，難以制造厚的電極合劑層。

另一方面，通過在非氧化性氣氛下對有機化合物和硫的混合物進行熱處理而得到的有機硫系電極活性物質已知：為具有大充放電容量，伴隨著反復充放電的充放電容量的降低少的電極活性物質(例如，參照專利文獻3～15)。有機硫系電極活性物質主要作為正極活性物質進行了研究，但也能用作負極活性物質(例如，參照專利文獻11～12)。然而，在將有機硫系電極活性物質作為電極活性物質，通過涂布法制造出的電極中，電極活性物質合劑層中的粘結劑含量為0.4質量％以下的電極是未知的。此外，有機硫系電極活性物質對于應用冷噴涂法、氣溶膠沉積法而言，硬度不充分。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005－310502號公報

專利文獻2：日本特開2008－184647公報

專利文獻3：日本特開2003－151550號公報

專利文獻4：國際公開第2010/044437號

專利文獻5：日本特開2011－028948號公報

專利文獻6：日本特開2011－170991號公報

專利文獻7：日本特開2012－099342號公報

專利文獻8：日本特開2012－150933號公報

專利文獻9：日本特開2012－150934號公報

專利文獻10：國際公開第2012/114651號

專利文獻11：日本特開2014－096326號公報

專利文獻12：日本特開2014－096327號公報

專利文獻13：日本特開2015－092449號公報