具有耐热绝缘层的电极制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种电极，其中即使所述电极具有包含聚酰亚胺的绝缘层，热劣化也被抑制。本发明专利技术涉及一种电极，所述电极具有集电器并且具有电极混合物层，其中所述电极具有绝缘层，所述绝缘层包含聚酰亚胺和具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物。

Electrodes with Heat Resistant Insulation Layer

The object of the present invention is to provide an electrode in which thermal degradation is suppressed even if the electrode has an insulating layer containing polyimide. The present invention relates to an electrode having an electric collector and an electrode mixture layer, wherein the electrode has an insulating layer comprising polyimide and aromatic compounds having electron donating and organic acid groups.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有耐热绝缘层的电极
本专利技术涉及一种电极、一种电池、用于制造它们的方法以及搭载有所述电池的车辆。
技术介绍
当金属异物由于某种原因混入具有高能量密度的电池中时，在短路的情况下产生大量的热。已知一种绝缘涂层技术，其中将电极表面主要用无机粒子涂布以在这样的发热的情况下确保电池的安全性。专利文献1公开了一种多孔绝缘层，所述多孔绝缘层包含绝缘性无机粒子和将所述粒子粘合到正极混合物层或负极混合物层上的树脂。使用这样的多孔绝缘层，即使是被定位于正极混合物层与负极混合物层之间的隔膜的至少一部分由于熔融和热收缩而消失，也能够避免正极混合物层与负极混合物层之间的短路。通过将涂布剂施涂到正极混合物层或负极混合物层上来制造所述绝缘层。引文清单专利文献专利文献1：日本特开2010-282849号公报
技术实现思路
技术问题当发热量大时，需要具有更高耐热性树脂的绝缘层。聚酰亚胺是高耐热性树脂。聚酰亚胺由于它的高耐热性而在可塑性方面是不佳的，因此在耐热性和强度方面优异的聚酰亚胺树脂产物一般是通过将作为前体的聚酰胺酸清漆成形为膜或涂膜，然后使它经受高于300℃的高温以将聚酰胺酸转化成聚酰亚胺(酰亚胺化)来获得。然而，当将上述制造聚酰亚胺产品的方法应用于专利文献1中所述的绝缘层的粘合剂时，存在以下问题，即需要将电极与绝缘层一起在300℃以上的温度下进行热处理。存在以下担心，即在高温下对电极进行热处理会引起集电器的氧化以及电极混合物层中使用的粘合剂的熔融和热劣化。集电器的氧化会导致电极混合物层与集电器之间的粘合强度降低。粘合剂的熔融和热劣化会导致电极混合物层中孔的堵塞以及对活性材料粒子的粘附性的降低。这些会导致电池性能劣化，特别是寿命缩短。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种电极，其中即使所述电极具有包含聚酰亚胺的绝缘层，热劣化也被抑制。问题的解决方案本专利技术涉及一种电极，所述电极包含集电器和电极混合物层，其中所述电极包含绝缘层，所述绝缘层包含聚酰亚胺以及具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物。本专利技术的有益效果根据本专利技术，提供了一种电极，其中即使所述电极具有包含聚酰亚胺的绝缘层，热劣化也被抑制。附图说明图1是示出了膜包装电池的基本结构的分解透视图。图2是示意性地示出了图1的电池的截面的截面图。具体实施方式1.电极电极具有绝缘层。其他构造可以与公知的构造相同。除了绝缘层之外，所述电极还含有包含粘合剂和活性材料的电极混合物层和集电器。根据本实施方式的电极可以用作正极或负极。<绝缘层>绝缘层指的是施涂或粘合到电极上并且与电极一体化的绝缘层。举例来说，在电极混合物层或集电器的未涂布电极混合物层的部分上设置绝缘层。已经被设置在这样的位置上的绝缘层能够防止正极的电极混合物层或集电器与负极的电极混合物层或集电器之间的接触。所述绝缘层包含聚酰亚胺。除非本文另外说明，否则术语“聚酰亚胺”不仅可以包括聚酰亚胺，而且还可以包括聚酰胺酰亚胺。聚酰亚胺(在这种情况下，排除聚酰胺酰亚胺)是在其至少一部分中包含由下式(1)表示的重复单元的聚合物。在式(1)中，A表示从四羧酸二酐去除酸酐基团而得的四价基团；并且B表示从二胺去除氨基而得的二价基团。四羧酸二酐和二胺一般用作聚酰亚胺原料。四羧酸二酐和二胺缩合形成式(1)的酰亚胺基。用于绝缘层中的聚酰亚胺的结构不受特别限制，并且可以使用可商购获得的聚酰亚胺。形成式(1)的A的四羧酸二酐的实例包括芳族四羧酸二酐，如3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、苯均四酸二酐、3,4'-氧二邻苯二羧酸酐、4,4'-氧二邻苯二羧酸酐和3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐；以及脂族四羧酸二酐，如1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、二环[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸二酐和1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐。形成式(1)的B的二胺的实例包括芳族二胺，如对苯二胺、间苯二胺、对二甲苯二胺和间二甲苯二胺；以及脂族二胺，如环己二胺、二(氨基甲基)环己烷、二氨基甲基二环庚烷和二氨基甲氧基二环庚烷。聚酰胺酰亚胺是在其至少一部分中包含由下式(1)'表示的重复单元的聚合物。在式(1)'中，A表示从三羧酸酐去除酸酐基和羧基而得的三价基团；并且B表示从二胺去除氨基而得的二价基团。用于绝缘层中的聚酰胺酰亚胺的结构不受特别限制并且可以使用可商购获得的聚酰胺酰亚胺。形成式(1)'的A的三羧酸酐的实例包括偏苯三酸酐、环己烷-1,2,4-三羧酸-1,2-酐、3,4,4'-联苯三羧酸酐以及3,4,4'-二苯基甲烷三羧酸酐。形成式(1)'的B的二胺的实例包括与式(1)中举例说明的二胺相同的二胺。聚酰亚胺可以同时包含式(1)和式(1)'的重复单元。聚酰亚胺可以包含作为前体的由式(2)或式(2)'表示的酰胺酸重复单元。在式(2)中，A和B分别与式(1)的A和B相同。在式(2)'中，A和B分别与式(1)'的A和B相同。在聚酰亚胺中，由式(1)或式(1)'表示的重复单元的总数对由式(1)或式(1)'表示的重复单元和由式(2)或式(2)'表示的重复单元的总数的比率(在下文中，所述比率将被称为酰亚胺化率)不受特别限制并且可以由本领域普通技术人员适当设定。酰亚胺化率可以通过其中将聚酰胺酸转化成聚酰亚胺的热处理中的温度来控制。酰亚胺化率可以是例如50％以上或80％以上，并且可以是100％。聚酰胺酸的酰亚胺化率可以通过NMR或FTIR测量。在聚酰亚胺中由上述式(1)或式(1)'表示的重复单元的含量不受特别限制并且被适当设定。举例来说，它可以是所有重复单元的50摩尔％以上或80摩尔％以上并且可以是100摩尔％。绝缘层中聚酰亚胺的含量不受特别限制并且可以由本领域普通技术人员适当设定。绝缘层中聚酰亚胺的含量取决于其他添加剂、特别是随后描述的绝缘填料的含量。当绝缘层不包含绝缘填料时，聚酰亚胺可以是绝缘层的主要材料。聚酰亚胺的含量的下限可以是绝缘层的50质量％以上或80质量％以上，并且上限可以是绝缘层的99.9质量％以下或95质量％以下。当绝缘层包含绝缘填料时，所述绝缘填料可以是绝缘层的主要材料，并且添加聚酰亚胺主要是为了粘合绝缘填料。聚酰亚胺的含量的下限可以是绝缘层的0.5质量％以上或1质量％以上，并且上限可以是绝缘层的90质量％以下、70质量％以下或50质量％以下。绝缘层包含在低温下促进酰亚胺化的催化剂。所述催化剂优选地是具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物(在下文中，其可以被简称为“芳族化合物”)。还已经报道，仅具有有机酸基团的芳族化合物促进酰亚胺化。然而，当使用具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物时，甚至能够通过在低温下进行热处理来实现高酰亚胺化率。在热处理中将集电器和电极混合物层与绝缘层一起加热，但是通过降低热处理温度，能够防止集电器的氧化以及用于电极混合物层中的粘合剂的熔融和热劣化。给电子基团仅需要是当它在苯甲酸的对位取代时具有负哈米特取代基常数(Hammettsubstituentconstant)的基团。给电子基团的实例包括烷基、烷氧基、氨基、羟基、巯基、烷硫基等。其中，烷基和羟基是特别优选的，并且羟基是最优选的。芳族化合物中存在的给电子基团的数量可以是一个以上。优选的是，给电子基团的数量是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极，所述电极包含集电器和电极混合物层，其中所述电极包含绝缘层，所述绝缘层包含聚酰亚胺和具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.29 JP 2016-1910001.一种电极，所述电极包含集电器和电极混合物层，其中所述电极包含绝缘层，所述绝缘层包含聚酰亚胺和具有给电子基团和有机酸基团的芳族化合物。2.根据权利要求1所述的电极，其中所述有机酸基团是羧酸基。3.根据权利要求1或2所述的电极，其中所述给电子基团选自由烷基、烷氧基、氨基、羟基、巯基以及烷硫基组成的组。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极，其中所述电极混合物层包含选自由以下组成的组中的至少一种粘合剂：聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、苯乙烯-丁二...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上和彦，芹泽慎，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP