二次电池用电极制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池用电极，在将电极用于二次电池时能够获得优异的输出值和输入值。二次电池用电极由电极合剂层成型体以及层叠于该电极合剂层成型体上的集电器构成，所述电极合剂层成型体由活性物质和紧贴于该活性物质的表面上的碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架构成。电极合剂层成型体具备第1粗糙面，集电器具备第2粗糙面，该电极合剂层成型体的第1粗糙面与该集电器的第2粗糙面被实施了压接。

【技术实现步骤摘要】
二次电池用电极
本专利技术涉及二次电池用电极。
技术介绍
近年来，人们对将碳纳米管(carbonnanotube)的成型体用于二次电池用电极的课题进行了研究。作为这样的二次电池用电极，已知例如在包含碳纳米管的成型体的三维纤维复合体的三维空隙中容纳微颗粒状的活性物质的电极兼集电器(例如参照日本特开2016-31922号公报)。所述三维纤维复合体是将多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架和由碳纳米管构成的导电体一体化而构成。此外，在所述电极兼集电器中，所述活性物质紧贴并附载于所述三维碳纳米管纤维束骨架或者所述由碳纳米管构成的导电体上。然而，在使用了以下述方式构成的电极的二次电池中，存在有难以得到充分的输入值和输出值的问题。上述方式为将日本特开2016-31922号公报中记载的所述电极兼集电器作为电极合剂层成型体而与独立的集电器层叠。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供在将电极用于二次电池时在该二次电池中能够得到优异的输出值和输入值的二次电池用电极。本专利技术者们针对将下述电极用于二次电池时在该二次电池中难以得到充分的输出值和输入值的理由进行了深入研究。上述电极为将由碳纳米管成型体构成的三维纤维复合体的三维空隙中容纳微颗粒状的活性物质的电极合剂层成型体与独立的集电器层叠而构成。其结果，本专利技术者们得到了下述见解：由于作为粘结材料的所述电极合剂层未包含聚偏二氟乙烯(PVDF)等树脂，因此所述电极合剂层成型体与所述集电器的粘结性不充分，故而该电极合剂层成型体与该集电器相对于电子传导的接触电阻大。所述接触电阻是对二次电池的输出值和输入值造成影响的因素之一，为了提高该二次电池的输出值和输入值，期望该接触电阻小。本专利技术者们基于上述见解，经过进一步反复研究后发现，将所述电极合剂层成型体的所述集电器侧的表面制成粗糙面，另一方面，将所述集电器的所述电极合剂层侧的表面制成粗糙面，借助两者的粗糙面将电极合剂层与该集电器压接，由此能够减小所述接触电阻，从而完成了本专利技术。因此，为了实现上述目的，本专利技术的二次电池用电极的特征在于，由电极合剂层成型体以及层叠于该电极合剂层成型体上的集电器构成，所述电极合剂层成型体由活性物质和紧贴于该活性物质的表面上的碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架构成，该电极合剂层成型体在该集电器侧的表面上具备第1粗糙面，该集电器在该电极合剂层成型体侧的表面上具备第2粗糙面，该电极合剂层成型体的第1粗糙面与该集电器的第2粗糙面被实施了压接。根据本专利技术的二次电池用电极，通过对在所述电极合剂层成型体的所述集电器侧的表面上形成的第1粗糙面与在所述集电器的所述电极合剂层成型体侧的表面上形成的第2粗糙面实施了压接，使该电极合剂层成型体与该集电器层叠。其结果，第1粗糙面与第2粗糙面机械性交缠(日文：絡み合う)，所述电极合剂层成型体与所述集电器的接触面积或接触点增大，从而能够降低两者之间的接触电阻。因此，本专利技术的二次电池用电极在用于二次电池时，在该二次电池中能够得到优异的输出值和输入值。本专利技术的二次电池用电极中，所述集电器例如可以是由金属箔构成的。此时，所述金属箔通过具备碳层或凹凸面，能够降低与该电极合剂层成型体之间的接触电阻。该碳层作为所述第2粗糙面由覆盖所述电极合剂层成型体侧的表面的炭黑或石墨构成。该凹凸面作为所述第2粗糙面形成于该集电器在所述电极合剂层成型体侧的表面上。此外，本专利技术的二次电池用电极中，在所述集电器层叠于所述电极合剂层成型体上之前，优选第2粗糙面具备0.13～0.80μm范围的算术平均高度Sa。通过将具备所述范围的算术平均高度Sa的第2粗糙面压接于所述电极合剂层成型体的第1粗糙面，所述电极合剂层成型体与所述集电器的接触面积或接触点能够切实地增大，从而进一步降低两者之间的接触电阻。进一步，本专利技术的二次电池用电极中，优选所述电极合剂层成型体在与所述集电器层叠之前，第1粗糙面具备0.07～0.41μm范围的算术平均高度Sa。通过将具备所述范围的算术平均高度Sa的第1粗糙面压接于所述集电器的第2粗糙面，所述电极合剂层成型体与所述集电器的接触面积或接触点能够切实地增大，从而进一步降低两者之间的接触电阻。具体实施方式接着，针对本专利技术的实施方式进一步进行详细说明。本实施方式的二次电池用电极由电极合剂层成型体以及层叠于该电极合剂层成型体上的集电器构成。所述电极合剂层成型体由活性物质以及紧贴于该活性物质的表面上的碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架构成。这类所述电极合剂层成型体可以通过例如下述方式得到：使微颗粒状的活性物质以及具备规定直径的碳纳米管在水中分散而制备成分散液，将该分散液投入抽滤装置中，使该活性物质与该碳纳米管堆积于过滤器上，然后将堆积物从该过滤器上分离，由此获得电极合剂层。此时，所述碳纳米管的一部分交叉集合而形成三维碳纳米管纤维束骨架。通过上述方式得到的所述电极合剂层成型体形成其表面具备0.07～0.41μm的范围的算术平均高度Sa(根据ISO25178)的第1粗糙面。所述集电器可以例如由铝箔等金属箔构成，通过利用由炭黑或石墨构成的碳层覆盖该金属箔的表面，能够形成第2粗糙面。此外，所述集电器可以通过使金属粉末在所述金属箔的表面上烧结、或者实施蚀刻(etching)来形成第2粗糙面。通过上述方式制得的所述集电器形成其表面具备0.13～0.80μm范围的算术平均高度Sa(根据ISO25178)的第2粗糙面。本实施方式的二次电池用电极可以通过在所述电极合剂层成型体的第1粗糙面上压接所述集电器的第2粗糙面而得到。例如可以通过辊压(rollpess)来进行所述压接。通过所述压接，第1粗糙面与第2粗糙面机械性交缠(日文：絡み合う)，所述电极合剂层成型体与所述集电器的接触面积或接触点增大，能够降低两者之间的接触电阻。实施例接着，示出本专利技术的实施例和比较例。〔实施例1〕本实施例中，首先，向150ml的水中按下述比例投入按照日本特开2016-031922号公报段0053记载的制造方法制造的直径为10～50nm、长度为100～500μm的碳纳米管0.7mg/ml、作为活性物质的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O27.1mg/ml、作为分散剂的十二烷基硫酸锂(lithiumdodecylsulfate)20mg/ml，使用超声均化器(ultrasonichomogenizer)，以50W的输出功率处理60分钟，由此制备1次分散液。在所述1次分散液中，碳纳米管与活性物质的质量比为9:91。接着，使用吉田机械兴业株式会社制湿式微粒化装置NanoVater(注册商标)，在喷嘴直径为100μm、200MPa的压力错流(crossflow)下对所述1次分散液处理5次，制备2次分散液。接着，将所述2次分散液投入抽滤装置，在筛孔尺寸(poresize)为0.1μm的过滤器上，使所述碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架与所述活性物质的混合物堆积，得到堆积物。接着，将所述堆积物从所述过滤器上分离，得到片状的电极合剂层成型体(30mm×40mm)。所述电极合剂层成型体在被制得时的状态下，其表面形成具备0.405μm的算术平均高度Sa的第1粗糙面。接着，在厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池用电极，其特征在于，该二次电池用电极由电极合剂层成型体以及层叠于该电极合剂层成型体上的集电器构成，所述电极合剂层成型体由活性物质和紧贴于该活性物质的表面上的碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架构成，该电极合剂层成型体在该集电器侧的表面上具备第1粗糙面，该集电器在该电极合剂层成型体侧的表面上具备第2粗糙面，该电极合剂层成型体的第1粗糙面与该集电器的第2粗糙面被实施了压接。

【技术特征摘要】
2016.11.28 JP 2016-2304171.一种二次电池用电极，其特征在于，该二次电池用电极由电极合剂层成型体以及层叠于该电极合剂层成型体上的集电器构成，所述电极合剂层成型体由活性物质和紧贴于该活性物质的表面上的碳纳米管或多个碳纳米管交叉集合而成的三维碳纳米管纤维束骨架构成，该电极合剂层成型体在该集电器侧的表面上具备第1粗糙面，该集电器在该电极合剂层成型体侧的表面上具备第2粗糙面，该电极合剂层成型体的第1粗糙面与该集电器的第2粗糙面被实施了压接。2.根据权利要求1所述的二次电池用电极，其特征在于，所述集电器...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森隆弘，坂本良悟，田中觉久，西面和希，西沼卓也，德根敏生，二川秀史，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP