蓄电元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种抑制了因在高温环境下的反复充放电而导致的输出降低的蓄电元件。在本实施方式中提供蓄电元件和该蓄电元件的制造方法，上述蓄电元件具备电极，该电极具有含有粒子状的活性物质的活性物质层和重叠于该活性物质层且含有导电助剂的导电层，活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm，与活性物质层重叠的一侧的导电层的面的表面粗糙度Ra为0.17μm～0.50μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电元件及其制造方法
本专利技术涉及非水电解质二次电池等蓄电元件及其制造方法。
技术介绍
以往，已知具备正极、负极、非水电解质和隔离件的非水电解质二次电池。作为这种电池，已知如下电池：具备具有正极集电体、与形成在正极集电体上且含有正极活性物质的正极合剂层的正极，由含有金属箔和形成在金属箔表面的碳微粒的导电层构成正极集电体(例如，专利文献1)。专利文献1中记载的电池中，正极合剂层的空隙率为25～40％，正极活性物质的平均粒径为10μm以下。专利文献1中记载的电池在高温环境下反复充放电时有时输出降低。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2015-088465号公报
技术实现思路
本实施方式的课题在于提供抑制了因在高温环境下的反复充放电而导致的输出降低的蓄电元件及其制造方法。本实施方式的蓄电元件具备电极，该电极具有含有粒子状的活性物质的活性物质层和重叠于该活性物质层且含有导电助剂的导电层，活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm，与活性物质层重叠的一侧的导电层的面的表面粗糙度Ra为0.17μm～0.50μm，活性物质层的密度为1.6g/cm3～2.8g/cm3。这种构成的蓄电元件中，活性物质层与导电层能够充分密合。由于活性物质层与导电层能够充分密合，所以能够抑制因在高温环境下的反复充放电导致活性物质层与导电层剥离而使蓄电元件的内部电阻升高。因此，上述的蓄电元件中，抑制了因在高温环境下反复充放电而导致的输出降低。上述导电层的单位面积质量可以为0.1g/m2～1.0g/m2。本实施方式的蓄电元件的制造方法具备将含有粒子状的活性物质的活性物质层与含有导电助剂的导电层彼此重叠而制成电极的步骤，活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm，将与活性物质层重叠的一侧的导电层的面的表面粗糙度Ra调整为0.17μm～0.50μm。根据本实施方式，能够提供抑制了因在高温环境下的反复充放电而导致的输出降低的蓄电元件。附图说明图1是本实施方式的蓄电元件的立体图。图2是同一实施方式的蓄电元件的主视图。图3是图1的III-III线位置的截面图。图4是图1的IV-IV线位置的截面图。图5是组装有同一实施方式的蓄电元件的一部分的状态的立体图，是将注液栓、电极体、集电体和外部端子组装于盖板的状态的立体图。图6是用于对同一实施方式的蓄电元件的电极体的构成进行说明的图。图7是重叠的正极、负极和隔离件的截面图(图6的VII-VII截面)。图8是包含同一实施方式的蓄电元件的蓄电装置的立体图。图9是表示蓄电元件的制造方法的工序的流程图。具体实施方式以下，参照图1～图7对本专利技术的蓄电元件的一个实施方式进行说明。蓄电元件中具有二次电池、电容器等。在本实施方式中，作为蓄电元件的一个例子，对可充放电的二次电池进行说明。应予说明，本实施方式的各构成部件(各构成要素)的名称是本实施方式中的名称，有时与
技术介绍
中的各构成部件(各构成要素)的名称不同。本实施方式的蓄电元件1是非水电解质二次电池。更详细而言，蓄电元件1是利用了伴随着锂离子移动而产生的电子移动的锂离子二次电池。这种蓄电元件1供给电能。蓄电元件1以单个或者多个使用。具体而言，蓄电元件1在所要求的输出和所要求的电压小时以单个使用。另一方面，蓄电元件1在所要求的输出和所要求的电压中的至少一方大时，与其它蓄电元件1组合而用于蓄电装置100。上述蓄电装置100中，用于该蓄电装置100的蓄电元件1供给电能。如图1～图7所示，蓄电元件1具备包含正极11和负极12的电极体2、收容电极体2的壳体3、以及配置于壳体3的外侧的外部端子7，该外部端子7与电极体2导通。另外，蓄电元件1除了具有电极体2、壳体3和外部端子7之外，还具有使电极体2与外部端子7导通的集电体5等。电极体2通过卷绕层叠体22而形成，该层叠体22是正极11与负极12以被隔离件4相互绝缘的状态层叠而成的。正极11具有金属箔111(正极基材)、活性物质层112和导电层113，该活性物质层112以覆盖金属箔111的表面的方式进行配置，且含有活性物质、导电助剂和粘合剂，该导电层113配置在金属箔111(正极基材)与活性物质层112之间，含有粒子状的导电助剂。在本实施方式中，导电层113分别与金属箔111的两个面重叠。活性物质层112分别重叠在为各导电层113的一个面且不与金属箔111重叠的一侧的面。活性物质层112分别配置在金属箔111的厚度方向的两侧，同样，导电层113分别配置在金属箔111的厚度方向的两侧。应予说明，正极11的厚度通常为40μm～150μm。金属箔111是带状的。本实施方式的正极11的金属箔111例如为铝箔。正极11在带形的短边方向即宽度方向的一个末端边缘部具有正极活性物质层112的非被覆部(未形成正极活性物质层的部位)115。正极活性物质层112的厚度可以为20μm～80μm。正极活性物质层112的单位面积质量可以为5mg/cm2～25mg/cm2。正极活性物质层112的密度可以为1.6g/cm3～2.8g/cm3。厚度、单位面积质量和密度是以覆盖金属箔111的一个面的方式配置的1层的各值。密度例如可以根据厚度和单位面积质量计算。正极11的活性物质是可吸留放出锂离子的粒子状的化合物。活性物质包含一次粒子凝聚而成的二次粒子。正极11的活性物质的平均一次粒径通常为0.1μm～1.5μm。正极11的活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm。上述的平均一次粒径如下求出。将制成的电池以2V放电后，将该电池在干燥气氛下解体。取出正极11，将正极11用碳酸二甲酯清洗后，真空干燥2小时以上。从正极11削掉正极活性物质层112，削掉的粉末用扫描式电子显微镜观察。电子显微镜的观察图像中，分别测定随机选择的至少20个活性物质的一次粒子(构成二次粒子的一次粒子)的粒径。粒径的测定中，用能够包围测定对象的一次粒子的最小的长方形包围该一次粒子，将该长方形的长边和短边的平均值作为粒径。由测定的各粒径计算平均值，将算出的平均值作为平均一次粒径。应予说明，平均二次粒径也可以同样地测定。测定条件在实施例中详细说明。正极11的活性物质的平均二次粒径例如也可以如下测定。从制造的电池取出正极。进行在将正极加入到N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或者水中的状态下利用超声波使粒子分散的分散处理。分散处理后过滤，由此得到粒子状的活性物质。应予说明，利用比重差，将活性物质和导电助剂分离。作为测定装置，使用激光衍射式粒度分布测定装置(岛津制作所社制“SALD2200”)，作为测定控制软件，使用专用应用软件DMSver2。作为具体的测定方法，采用散射式测定模式，将分散有测定试料(活性物质)的分散液循环的湿式池在超声波环境下放置2分钟后，照射激光，由测定试料得到散射光分布。然后，通过对数正态分布对散射光分布进行近似，将其粒度分布(横轴，σ)中在最小设定为0.021μm、最大设定为2000μm的范围中对应于累积度50％(D50)的粒径作为平均粒径。另外，分散液包含表面活性剂和作为分散剂的SNdispersant7347-C(制品名)或者TritonX-100(制品名)。分散液中可以加入几滴分散剂。上述的平均二次粒径可以通过改变制作粒子状的活性物质的工序(特别是造粒工序，烧制工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电元件，具备电极，所述电极具有含有粒子状的活性物质的活性物质层、和重叠于该活性物质层且含有导电助剂的导电层，所述活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm，与所述活性物质层重叠的一侧的所述导电层的面的表面粗糙度Ra为0.17μm～0.50μm，所述活性物质层的密度为1.6g/cm3～2.8g/cm3。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.26 JP 2016-0880751.一种蓄电元件，具备电极，所述电极具有含有粒子状的活性物质的活性物质层、和重叠于该活性物质层且含有导电助剂的导电层，所述活性物质的平均二次粒径为2.5μm～6.0μm，与所述活性物质层重叠的一侧的所述导电层的面的表面粗糙度Ra为0.17μm～0.50μm，所述活性物质层的密度为1.6g/cm3～2.8g/cm3。2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，所述导电层的单位面积质量为0.1g/m2～1.0g/m2。3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件，其中，所述导电层含有30％～70％...

【专利技术属性】
技术研发人员：川口和辉，宫崎明彦，森澄男，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本,JP