二次电池用电极和二次电池制造技术

技术编号:21739684 阅读:47 留言:0更新日期:2019-07-31 20:58
二次电池用电极具备:集电体;和,配置于集电体的表面的电极层。电极层具有配设于电极层的表面和/或内部的气体流路。气体流路沿电极层的面内方向延伸。电极层由含有电极活性物质和离子传导液的电极层形成材料构成,且为非粘结体。二次电池具备发电元件和收纳发电元件的外壳体,所述发电元件具备:电解质层;配置于电解质层的一面侧的二次电池用正极;和,配置于电解质层的另一面侧的二次电池用负极。二次电池用正极和二次电池用负极中的至少一者为上述二次电池用电极。

Electrodes for Secondary Batteries and Secondary Batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用电极和二次电池
本专利技术涉及二次电池用电极和二次电池。
技术介绍
近年来,为了应对大气污染、全球变暖,迫切期望降低二氧化碳排出量。汽车业界中,导入电动汽车、混合动力电动汽车等所带来的二氧化碳排出量的降低备受期待。而且,成为它们的实用化关键的发动机驱动用二次电池的开发盛行。作为发动机驱动用二次电池,具有高的理论能量的锂离子二次电池受到关注,为了使二次电池为更高性能,目前开发正急速推进。锂离子二次电池一般具有如下构成:电池壳体中收纳有正极、负极和位于它们之间的电解质。正极是将包含正极活性物质的正极用浆料涂布于集电体的表面并干燥而形成的,负极是将包含负极活性物质的负极用浆料涂布于集电体的表面并干燥而形成的。以往,提出了重复充放电循环而产生的非水电解液的分布不均匀和由其引起的容量降低和电池电压的降低少的长寿命的非水电解液二次电池。该非水电解液二次电池是将电极组和非水电解液收纳于容器而成的,所述电极组是将在集电体的表面形成有带状的正极活性物质层的正极、在集电体的表面形成有负极活性物质层的带状的负极、和夹设于前述正极和前述负极之间的分隔件层叠并以螺旋状卷绕而成的。而且,前述正极和前述负极中的至少一者在前述活性物质层中具有槽,前述槽的至少一端在前述活性物质层的长边上终止(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-176558号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题因而,本专利技术人等对二次电池中的放电容量的提高、二次电池的制造方法中的生产率的提高进行了研究,结果获得如下技术见解:形成电极时,可以省略使所涂布的电极用浆料干燥的工序。而且,基于这样的技术见解进而进行研究,结果发现:这样的电极存在下述的应解决的新的课题。与将干燥而形成的电极层叠形成电极结构体后使非水电解液渗透而形成二次电池的情况相比,将在不进行干燥的情况下形成的电极层叠而形成二次电池时,在电极层中容易产生夹带空气。另外,与将干燥而形成的电极层叠形成电极结构体后使非水电解液渗透而形成的二次电池相比,对于将在不进行干燥的情况下形成的电极层叠而形成的二次电池,例如起因于进行充放电时引起的副反应等,在二次电池的内部有时产生的气体难以从电极层排出。而且,它们成为二次电池的性能降低的因素。本专利技术是鉴于这样的应解决的新的课题而作出的。而且,本专利技术的目的在于,得到如下二次电池用电极:将在不进行干燥的情况下形成的电极层叠形成二次电池时,也不易产生电极层中的空气的夹带,起因于副反应而在二次电池的内部产生的某种气体自电极层的排出容易的二次电池用电极,提供能实现优异的放电容量和充放电效率的二次电池用电极和二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人等为了达成上述目的反复深入研究。其结果发现:通过在集电体的表面设置电极层,所述电极层由含有电极活性物质和离子传导液的电极层形成材料构成,具有规定的气体流路,且为非粘结体,从而可以达成上述目的,至此完成了本专利技术。专利技术的效果根据本专利技术,可以提供:能实现优异的放电容量和充放电效率的二次电池用电极和二次电池。附图说明图1为示意性示出本专利技术的一实施方式的二次电池的外观的立体图。图2为示意性示出沿图1所示的二次电池的II-II线的剖面的剖面图。图3为示意性示出图2所示的二次电池用电极的一部分的俯视图。图4为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的一例的剖面图。图5为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的另一例的剖面图。图6为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图7为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图8为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图9为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图10为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图11为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图12为图示意性示出2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。图13为示意性示出图2所示的二次电池的单电池层的进而另一例的剖面图。具体实施方式以下,对本专利技术的一实施方式的二次电池用电极和二次电池详细进行说明。首先,对本专利技术的一实施方式的二次电池用电极详细进行说明。本实施方式的二次电池用电极具备:集电体;和,配置于集电体的表面的电极层。而且,电极层具有配设于电极层的表面和/或内部的规定的气体流路。另外,电极层由含有电极活性物质和离子传导液的电极层形成材料构成。进而,电极层为非粘结体。即使为在不进行干燥的情况下形成的二次电池用电极,将这样的二次电池用电极层叠而形成二次电池的情况下,气体也容易被排出,因此,不易产生电极层中的空气的夹带,另外,起因于副反应而在二次电池的内部有时产生的气体(以下也称为“副反应气体”)自电极层的排出也容易。其结果,可以提供能实现优异的放电容量和充放电效率的二次电池用电极。此处,本专利技术中,“规定的气体流路”是指,沿电极层的面内方向延伸的气体流路。没有特别限定,规定的气体流路例如优选为具有直线部和曲线部中的一者或两者的气体流路。另外,没有特别限定,规定的气体流路例如优选为具有规则地配设的直线部和曲线部中的一者或两者的气体流路。进而,规定的气体流路可以代表性地举出具有直线状的槽形状、管形状的气体流路作为优选例,但不限定于此。但是,通过电极层的干燥工序等中的溶剂的去除而在电极层中随机形成的开孔不包含于规定的气体流路。另外,本专利技术中,“非粘结体”是指,不用粘结剂将电极活性物质彼此相互粘结者。即,作为电极层的正极层、负极层中所含的正极活性物质颗粒、负极活性物质颗粒分别为能根据外力而移动的状态,作为非粘结体的正极层、负极层能根据外力而自由变形。正极层、负极层中分别包含的正极活性物质颗粒、负极活性物质颗粒能追随正极层、负极层的变形而移动,因此,跟相邻的正极活性物质颗粒、负极活性物质颗粒的电连接无法被切断。因此,二次电池大幅变形的情况下,也可以维持导电路径,可以发挥充放电特性。而且,作为非粘结体的正极层、负极层优选为具有流动性的性状。作为具有流动性的性状,可以举出粉体状、浆料状、悬浮液体状等,将正极活性物质颗粒、负极活性物质颗粒分别与作为离子传导液的一例的电解液混合的情况下,通过调整其混合质量比,从而也可以形成接近于凝胶状、粉体状的性状等。而且,本实施方式的二次电池用电极优选的是,电极层形成材料的粘度为2.8Pa·s以上且7.7Pa·s以下。即,电极层形成材料的粘度低于2.8Pa·s时,难以保持电极层的期望的形状。另外,电极层形成材料的粘度超过7.7Pa·s时,难以形成电极层的期望的形状。另一方面,通过使电极层形成材料的粘度为2.8Pa·s以上且7.7Pa·s以下,从而将在不进行干燥的情况下形成的二次电池用电极层叠形成二次电池时,不易产生电极层中的空气的夹带,另外,副反应气体也容易从电极层排出。其结果,可以提供能实现优异的放电容量和充放电效率的二次电池用电极。另外,通过使电极层形成材料的粘度为3.2Pa·s以上,从而电极形状稳定性更优异,故优选。另外,通过使电极层形成材料的粘度为7.1Pa·s以下,从而离子传导率更优异,故优选。此处,本说明书中,“电极层形成材料的粘度”是指,25℃、46.4s-1下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用电极,其特征在于,具备:集电体;和,配置于该集电体的表面的电极层,所述电极层具有配设于该电极层的表面和/或内部的气体流路,该气体流路沿该电极层的面内方向延伸,所述电极层由含有电极活性物质和离子传导液的电极层形成材料构成,所述电极层为非粘结体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.15 JP 2016-2436241.一种二次电池用电极,其特征在于,具备:集电体;和,配置于该集电体的表面的电极层,所述电极层具有配设于该电极层的表面和/或内部的气体流路,该气体流路沿该电极层的面内方向延伸,所述电极层由含有电极活性物质和离子传导液的电极层形成材料构成,所述电极层为非粘结体。2.根据权利要求1所述的二次电池用电极,其特征在于,所述电极层形成材料的粘度为2.8Pa·s以上且7.7Pa·s以下。3.根据权利要求1或2所述的二次电池用电极,其特征在于,所述气体流路具有槽形状或管形状。4.根据权利要求1~3中任一项所述的二次电池用电极,其特征在于,所述电极层的面内方向上的所述气体流路的尺寸相对于所述电极层的厚度之比为0.32以下。5.根据权利要求1~4中任一项所述的二次电池用电极,其特征在于,所述气体流路连通至所述电极层的外周端。6.根据权利要求1~5中任一项所述的二次电池用电极,其特征在于,所述电极层的厚度方向上的所述气体流路的尺寸和/或所述电极层的面内方向上的所述气体流路的尺寸为2μm以上。7.根据权利要求1~6中任一项所述的二次电池用电极,其特征在于,所述电极层具有多个所述气体流路,相邻的所述气体流路的间隔为30mm以下。8...

【专利技术属性】
技术研发人员:中川刚正田中裕行塚田贵浩堀江英明草地雄树江守悠佑水野雄介
申请(专利权)人:日产自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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