锂离子电池用电极以及锂离子电池制造技术

本发明专利技术的锂离子电池用电极(100)是高密度的锂离子电池用电极(100)，其包括集电体层(101)以及设置在集电体层(101)的至少一个表面上并且包含负极活性物质、水基粘合剂树脂、增稠剂和导电助剂的负极活性物质层(103)，其中负极活性物质层(103)的密度为1.55g/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池用电极以及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池用电极以及锂离子电池。
技术介绍
通常，在锂离子电池中使用的负极主要由负极活性物质层和集电体层构成。负极活性物质层例如通过将包含负极活性物质、水基粘合剂树脂(water-basedbinderresin)、增稠剂、导电助剂等的负极活性物质层涂布在集电体如金属箔的表面上并且干燥而获得。作为关于上述锂离子电池用电极的技术，例如，举例说明在专利文献1和专利文献2中描述的技术。专利文献1(日本未审查专利公开号2013-4241)描述了一种锂离子二次电池，其具有集电体和电极活性物质层，所述电极活性物质层保持在所述集电体上并且包含电极活性物质和基于橡胶的粘合剂，其中所述基于橡胶的粘合剂包含重量比例为90％以上的苯乙烯丁二烯橡胶，所述苯乙烯丁二烯橡胶的玻璃化转变温度为-40℃以上且-10℃以下。专利文献2(国际公开号WO2011/001848的单行本)描述了一种二次电池用电极，其包括集电体和电极活性物质层，所述电极活性物质层层压在所述集电体上并且包含活性物质和粘合剂，其中，作为粘合剂，包括由相对于电解液的溶胀度为100％至300％的区段A和相对于电解液的溶胀度为500％至50,000％或可溶于电解液的区段B组成的接枝聚合物。相关文献专利文献[专利文献1]日本未审查专利公开号2013-4241[专利文献2]国际公开号WO2011/001848的小册子专利技术概述技术问题在相关领域的锂离子电池中，不容易引起锂析出的问题。然而，根据本专利技术的专利技术人的研究，已经明确，当增加负极活性物质层的密度以提高能量密度时，锂在负极中析出变得容易。另外，根据本专利技术的专利技术人的研究，已经明确，当使用相对于电解液具有高溶胀度的粘合剂树脂时，锂的析出被抑制；然而，出人意料地，获得的电池的循环特性变差。即，本专利技术的专利技术人发现，在其中使用具有高电极密度的负极的锂离子电池中，锂析出的抑制和循环特性的改善具有平衡(trade-off)关系。本专利技术是考虑到上述情况而形成的，并且提供一种锂离子电池用电极，其即使在电极密度高时也能够实现具有有利的循环特性同时抑制电极中的锂析出的锂离子电池。问题的解决方案本专利技术的专利技术人重复深入的研究以实现上述目的。作为结果，本专利技术的专利技术人发现使用电解液浸入到电极中的时间在特定范围内的负极使得能够获得即使在电极密度高时也具有有利的循环特性同时抑制电极中的锂析出的锂离子电池，并且完成了本专利技术。根据本专利技术，提供了一种高密度的锂离子电池用电极，所述锂离子电池用电极包括：集电体层，和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置在所述集电体层的至少一个表面上并且包含负极活性物质、水基粘合剂树脂、增稠剂和导电助剂，其中所述负极活性物质层的密度为1.55g/cm3以上，并且其中利用以下方法1测量的电解液浸入到电极中的时间为10秒以上且55秒以下。(方法1：在25℃的温度环境中，将5μL通过使作为电解质的LiPF6溶解在碳酸乙二酯和碳酸二乙酯的溶剂混合物(碳酸乙二酯和碳酸二乙酯之间的体积比为3∶7)中以获得1.0mol/L的浓度而得到的电解液，从垂直方向上与所述负极活性物质层的表面相距0.5cm的位置滴加至与所述锂离子电池用电极的负极活性物质层的集电体层侧相反的表面。接着，测量从所述电解液的滴加开始，所述电解液的液滴从所述负极活性物质层的表面变得观察不到(不可见，unobservable)所消耗的时间，并且将所述时间视为所述电解液浸入到电极中的时间)另外，根据本专利技术，提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：所述锂离子电池用电极。专利技术的有利效果根据本专利技术，可以提供一种锂离子电池用电极，其即使在在电极密度高时也能够实现具有有利的循环特性同时抑制电极中的锂析出的锂离子电池。附图简述将利用以下描述的优选实施方案和以下附图进一步阐明上述目的和其他目的、特性和优点。图1是示出了根据本专利技术的一个实施方案的锂离子电池用电极的结构的一个实例的横截面图。图2是示出了根据本专利技术的一个实施方案的锂离子电池的结构的一个实例的横截面图。实施方式描述在下文中，将利用附图来描述本专利技术的实施方案。在所有附图中，相同的构成要素将被赋予相同的附图标号，并且不再重复。另外，附图中的各构成要素显示形状、尺寸和位置关系，使得可以理解本专利技术，并且因此这些形状、尺寸和位置关系不与实际的形状、尺寸和位置匹配。另外，在本实施方案中，除非另外特别说明，数值范围“A至B”表示A以上且B以下。<锂离子电池用电极>首先，将描述根据本实施方案的锂离子电池用电极100。图1是示出了根据本专利技术的一个实施方案的锂离子电池用电极100的结构的一个实例的横截面图。根据本专利技术的一个实施方案的锂离子电池用电极100是高密度的锂离子电池用电极，其包括集电体层101和负极活性物质层103，该负极活性物质层103设置在集电体层101的至少一个表面上并且包含负极活性物质、水基粘合剂树脂、增稠剂和导电助剂，并且其中该负极活性物质层103的密度为1.55g/cm3以上。另外，电解液浸入到电极中的时间为10秒以上且55秒以下。此处，电解液浸入到电极中的时间可以利用以下方法测量。首先，在25℃的温度环境(干燥空气气氛，露点：-40℃以下)中，将5μL通过使作为电解质的LiPF6溶解在碳酸乙二酯和碳酸二乙酯的溶剂混合物(碳酸乙二酯和碳酸二乙酯之间的体积比为3∶7)中以获得1.0mol/L的浓度而得到的电解液，从垂直方向上与极活性物质层103的表面相距0.5cm的位置滴加至与锂离子电池用电极100的负极活性物质层103的集电体层101侧相反的表面。接着，测量从电解液的滴加开始，电解液的液滴从负极活性物质层103的表面变得观察不到(在所有滴加的液体渗入到负极活性物质层103中并且液滴消失时的时间点)所消耗的时间，并且将所述时间视为电解液浸入到电极中的时间。此处，电解液的液滴变得观察不到的时间点是指不能目视确定在电解液和负极活性物质层103之间的接触面与非接触面之间的边界时的时间点。另外，可以从分配器的喷嘴尖端滴加电解液。根据本专利技术的专利技术人的研究，已经明确，当增大负极活性物质层的密度以提高能量密度时，锂在负极中析出变得容易。此外，根据本专利技术的专利技术人的研究，已经明确，当使用相对于电解液具有高溶胀度的粘合剂树脂时，锂的析出被抑制；然而，出人意料地，得到的电池的循环特性变差。即，本专利技术的专利技术人发现，在其中使用具有高电极密度的负极的锂离子电池中，锂析出的抑制和循环特性的改善具有平衡关系。因此，作为深入研究的结果，本专利技术的专利技术人发现使用利用上述方法测量的电解液浸入到电极中的时间在特定范围内的负极使得即使在电极密度高时也能够获得具有有利的循环特性同时抑制电极中的锂的析出的锂离子电池。电解液浸入到电极中的时间的上限为55秒以下，优选50秒以下，更优选45秒以下，并且特别优选40秒以下。在根据本实施方案的锂离子电池用电极100中，当电解液浸入到电极中的时间设定为上述上限值以下时，即使在电极密度高时也能够抑制电极中的锂的析出。电解液浸入到电极中的时间的下限为10秒以上，优选15秒以上，更优选20秒以上，并且特别优选25秒以上。在根据本实施方案的锂离子电池用电极100中，当电解液浸入到电极中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度的锂离子电池用电极，所述锂离子电池用电极包括：集电体层；和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置在所述集电体层的至少一个表面上并且包含负极活性物质、水基粘合剂树脂、增稠剂和导电助剂，其中所述负极活性物质层的密度为1.55g/cm3以上，并且其中利用以下方法1测量的电解液浸入到电极中的时间为10秒以上且55秒以下，(方法1：在25℃的温度环境中，将5μL通过使作为电解质的LiPF6溶解在碳酸乙二酯和碳酸二乙酯的溶剂混合物(碳酸乙二酯和碳酸二乙酯之间的体积比为3∶7)中以获得1.0mol/L的浓度而得到的电解液，从垂直方向上与所述负极活性物质层的表面相距0.5cm的位置滴加至与所述锂离子电池用电极的负极活性物质层的集电体层侧相反的表面，接着测量从所述电解液的滴加开始，所述电解液的液滴从所述负极活性物质层的表面变得观察不到所消耗的时间，并且将所述时间视为所述电解液浸入到电极中的时间)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.10 JP 2016-1574821.一种高密度的锂离子电池用电极，所述锂离子电池用电极包括：集电体层；和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置在所述集电体层的至少一个表面上并且包含负极活性物质、水基粘合剂树脂、增稠剂和导电助剂，其中所述负极活性物质层的密度为1.55g/cm3以上，并且其中利用以下方法1测量的电解液浸入到电极中的时间为10秒以上且55秒以下，(方法1：在25℃的温度环境中，将5μL通过使作为电解质的LiPF6溶解在碳酸乙二酯和碳酸二乙酯的溶剂混合物(碳酸乙二酯和碳酸二乙酯之间的体积比为3∶7)中以获得1.0mol/L的浓度而得到的电解液，从垂直方向上与所述负极活性物质层的表面相距0.5cm的位置滴加至与所述锂离子电池用电极的负极活性物质层的集电体层侧相反的表面，接着测量从所述电解液的滴加开始，所述电解液的液滴从所述负极活性物质层的表面变得观察不到所消耗的时间，并且将所述时间视为所述电解液浸入到电极中的时间)。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用电极，其中所述负极活性物质层的厚度为120μm以上。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用电极，其中所述负极活性物质包括碳材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池用电...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野安孝，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP