电化学器件制造技术

本发明专利技术提供生产性优异、能够使负极的预掺杂状态均匀化的电化学器件。本发明专利技术的电化学器件具有多个电极体和电解液。电极体具有：正极和负极隔着隔膜交替地层叠的电极组件；具有第一集电体的第一锂离子供给源，上述第一集电体为金属箔且具有电极组件一侧的第一主面和其相反侧的第二主面；和包括第二集电体的第二锂离子供给源，与第一锂离子供给源一起夹着电极组件，上述第二集电体为金属箔且具有电极组件一侧的第三主面和其相反侧的第四主面。多个电极体以第二主面和第四主面相邻的方式配置，由贴附于第一主面的第一金属锂和贴附于第三主面的第二金属锂对电极组件所具有的负极进行锂离子的预掺杂。

Electrochemical devices

The present invention provides an excellent electrochemical device capable of homogenizing the predoped state of the negative electrode. The electrochemical device of the invention has a plurality of electrode bodies and electrolytes. The electrode body has: an electrode assembly alternately stacked between a positive electrode and a negative electrode separated by a diaphragm; a first lithium ion supply source having a first collector, the first collector being a metal foil and having a first main surface on one side of the electrode assembly and a second main surface on the opposite side; and a second lithium ion supply source including a second collector, and a second lithium ion supply source having a second collector, and A lithium ion supply source is clamped together with an electrode assembly. The second collector is a metal foil and has a third main surface on one side of the electrode assembly and a fourth main surface on the opposite side. A plurality of electrode bodies are arranged adjacent to the second and fourth main planes, and the anode of the electrode module is pre-doped with lithium ions by the first metal lithium attached to the first main plane and the second metal lithium attached to the third main plane.

【技术实现步骤摘要】
电化学器件
本专利技术涉及由多个电极组件构成的电化学器件。
技术介绍
大容量电容器在能量再生、负载均衡等的要求进行大电力的反复充放电的
中的利用不断发展。作为大容量电容器，一直以来通常能够利用双电层电容器，但近年来开始研究能量密度高的锂离子电容器的利用。锂离子电容器需要进行将锂离子预先掺杂于负极的预掺杂，但为了长期间稳定地利用锂离子电容器，使负极的预掺杂状态均匀是很重要的。此处，锂离子的预掺杂通过将与负极电连接的金属锂浸渍于电解液来进行。锂离子在电解液中移动而到达负极，因此根据负极与锂离子供给源的位置关系，预掺杂状态会受到影响。例如，专利文献1中公开了，在构成电池单体的多个电极组件之间和最外部配置锂离子供给源，由此向负极供给锂离子的结构。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2006/112068号
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题但是，专利文献1中记载的结构中，在多个电极组件之间锂离子能够容易地移动，由于重力的影响等，电极组件间的锂离子的掺杂量可能产生差异。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供生产性优异、能够使负极的预掺杂状态均匀化的电化学器件。用于解决课题的技术方案为了达成上述目的，本专利技术的一个方式的电化学器件具有多个电极体和电解液。上述电极体具有：正极和负极隔着隔膜交替地层叠的电极组件；与所述电极组件相邻地配置的包括第一集电体的第一锂离子供给源，所述第一集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面；和与所述电极组件相邻地配置的包括第二集电体的第二锂离子供给源，该第二锂离子供给源与所述第一锂离子供给源一起夹着所述电极组件，第二集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第三主面和所述第三主面的相反侧的第四主面。上述电解液浸渍上述多个电极体。上述多个电极体以在相邻的电极体之间上述第二主面与上述第四主面相邻的方式配置，从贴附于上述第一主面的第一金属锂和贴附于上述第三主面的第二金属锂对上述电极组件所具有的负极进行锂离子的预掺杂。根据该结构，从第一锂离子供给源和第二锂离子供给源脱出的锂离子的大致全部量到达被两锂离子供给源夹着的电极组件，而被掺杂于负极。在两锂离子供给源和相邻的电极体之间存在金属箔形成的集电体，是为了利用该集电体抑制相邻的电极组件间的锂离子的移动。由此，电极体之间锂离子的掺杂量为相同程度，能够提高电化学器件的长期稳定性。也可以是，上述电极组件所具有的正极包括：多孔金属箔形成的正极集电体；和含有正极活性物质、层叠于上述正极集电体的正背两面的正极活性物质层，上述电极组件所具有的负极包括：多孔金属箔形成的负极集电体；和含有负极活性物质、层叠于上述负极集电体的正背两面的负极活性物质层。根据该结构，从第一锂离子供给源和第二锂离子供给源脱出的锂离子能够不被正极、负极和隔膜妨碍地在电极组件内移动，在电极组件内能够使锂离子的掺杂量均匀化。也可以是，上述多个电极体各自具有的电极组件具有彼此相同的厚度。根据该结构，能够将相同构造的电极组件用作第一电极组件、第二电极组件和第三电极组件，并且能够在各电极组件内使锂离子的掺杂量均匀化。上述电化学器件也可以是锂离子电容器。专利技术效果根据上述本专利技术，能够提供生产性优异、能够使负极的预掺杂状态均匀化的电化学器件。附图说明图1是本专利技术的实施方式的电化学器件的立体图。图2是该电化学器件的截面图。图3是该电化学器件所具有的电极体的截面图。图4是构成该电化学器件所具有的电极体的电极组件的放大图。图5是该电化学器件所具有的电极体的示意图。图6是表示该电化学器件的锂离子预掺杂的状态的示意图。图7是表示本专利技术的实施例和比较例的电化学器件的各电极体所具有的负极的预掺杂后的SOC的表。具体实施方式说明本实施方式的电化学器件。[电化学器件的构造]图1是本实施方式的电化学器件100的立体图，图2是电化学器件100的截面图。图2是图1的A-A线处的截面图。电化学器件100是需要进行锂离子的预掺杂的电化学器件，能够是锂离子电容器。此外电化学器件100也可以是锂离子电池等的需要锂离子的预掺杂的其它电化学器件。以下的说明中电化学器件100为锂离子电容器。如图1和图2所示，电化学器件100具有3个电极体101、封装膜102、正极端子103和负极端子104。以下将3个电极体101的层叠体作为蓄电元件105。图3是电极体101的示意图。如该图所示，电极体101具有电极组件111、第一锂离子供给源112和第二锂离子供给源113。电极组件111被第一锂离子供给源112和第二锂离子供给源113夹着。图4是电极组件111的示意图。如该图所示，电极组件111具有正极120、负极130和隔膜140。正极120具有正极集电体121和正极活性物质层122。正极集电体121是形成有多个贯通孔的多孔金属箔，例如是铝箔。正极集电体121的厚度例如为0.03mm。正极集电体121直接或经由未图示的配线与正极端子103电连接。正极活性物质层122形成在正极集电体121的正背两面。正极活性物质层122可以是混合有正极活性物质和粘合树脂而成，还可以含有导电助剂。正极活性物质是能够吸附电解液中的锂离子和阴离子的材料，例如是活性炭、聚并苯碳化物等。粘合树脂是接合正极活性物质的合成树脂，例如可以使用丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、芳香族聚酰胺、羧甲基纤维素、氟类橡胶、聚偏二氟乙烯、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶和乙烯丙烯类橡胶等。导电助剂是包括导电性材料的颗粒，能够提高正极活性物质之间的导电性。导电助剂例如能够举出石墨、碳黑等碳材料。它们可以单独使用，也可以混合多种使用。另外，导电助剂只要是具有导电性的材料，则也可以是金属材料或导电性高分子等。负极130具有负极集电体131和负极活性物质层132。负极集电体131是形成有多个贯通孔的多孔金属箔，例如是铜箔。负极集电体131的厚度例如为0.015mm。负极集电体131直接或经由未图示的配线等与负极端子104电连接。负极活性物质层132形成在负极集电体131的正背两面。负极活性物质层132可以是混合有负极活性物质和粘合树脂而成的，还可以含有导电助剂。负极活性物质是能够吸入电解液中的锂离子的材料，例如能够使用难石墨化碳(硬碳)、石墨、软碳等碳类材料、或Si、SiO等的合金类材料，或者它们的复合材料。粘合树脂是接合负极活性物质的合成树脂，例如可以使用丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、芳香族聚酰胺、羧甲基纤维素、氟类橡胶、聚偏二氟乙烯、异戊二烯橡胶、聚丁橡胶和乙烯丙烯类橡胶等。导电助剂是包括导电性材料的颗粒，能够提高负极活性物质之间的导电性。导电助剂例如能够举出石墨、碳黑等碳材料。它们可以单独使用，也可以混合多种使用。另外，导电助剂只要是具有导电性的材料，则也可以是金属材料或导电性高分子等。隔膜140隔开正极120和负极130，使电解液中所含的离子透过。隔膜140能够是织布、无纺布或合成树脂微多孔膜等，例如能够以烯烃类树脂为主要材料。正极120、负极130和隔膜140如图4所示能够构成为，正极120和负极130隔着隔膜140交替地层叠，除了隔膜140的最下层和最上层为负极130。正极120和负极130的层叠数没有特别限定，例如能够是正极120为9层，负极130为10层等。第一锂离子供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学器件，其特征在于：包括多个电极体和浸渍所述多个电极体的电解液，所述电极体具有：正极和负极隔着隔膜交替地层叠的电极组件；与所述电极组件相邻地配置的包括第一集电体的第一锂离子供给源，所述第一集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面；和与所述电极组件相邻地配置的包括第二集电体的第二锂离子供给源，该第二锂离子供给源与所述第一锂离子供给源一起夹着所述电极组件，第二集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第三主面和所述第三主面的相反侧的第四主面，所述多个电极体以在相邻的电极体之间所述第二主面和所述第四主面相邻的方式配置，由贴附于所述第一主面的第一金属锂和贴附于所述第三主面的第二金属锂对所述电极组件所具有的负极进行锂离子的预掺杂。

【技术特征摘要】
2017.02.27 JP 2017-0354311.一种电化学器件，其特征在于：包括多个电极体和浸渍所述多个电极体的电解液，所述电极体具有：正极和负极隔着隔膜交替地层叠的电极组件；与所述电极组件相邻地配置的包括第一集电体的第一锂离子供给源，所述第一集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第一主面和所述第一主面的相反侧的第二主面；和与所述电极组件相邻地配置的包括第二集电体的第二锂离子供给源，该第二锂离子供给源与所述第一锂离子供给源一起夹着所述电极组件，第二集电体为金属箔且具有所述电极组件一侧的第三主面和所述第三主面的相反侧的第四主面，所述多个电极体以在相邻的电极体之间所述第二主...

【专利技术属性】
技术研发人员：横岛克典，加纳幸司，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP