电极和二次电池制造技术

提供了一种电极，其具有集电体、活性材料层、包括第一粒子的第一层、以及包括第二粒子的第二层，其中该电极的特征在于：与电极表面大致平行的平面中的第一粒子的平均截面积小于与电极表面大致平行的平面中的第二粒子的平均截面积。

Electrodes and secondary batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极和二次电池
本示例性实施例涉及电极和二次电池。
技术介绍
二次电池广泛用作便携式设备(例如，蜂窝电话、数码相机、膝上型计算机等)的电源，以及用作车辆和家庭用的电源。其中，具有高能量密度和低重量的锂离子二次电池已成为生活必不可少的能量存储设备。二次电池可以包括：电极层压体，其中片状正极和片状负极通过分隔件彼此分隔并叠置；电解液；以及外包装，用于容纳电极层压体和电解液。正极可以包括正极集电体和正极活性材料层，正极活性材料层包括形成在正极集电体的一个或两个表面上的正极活性材料。负极可以包括负极集电体和负极活性材料层，负极活性材料层包括形成在负极集电体的一个或两个表面上的负极活性材料。作为分隔件的结构，例如，专利文献1公开了这样一种分隔件，其含有具有预定厚度的板状无机微粒、具有预定粒径的球形有机微粒、以及粘合剂树脂。专利文献2公开了这样一种分隔件，其包括通过将陶瓷材料和粘合剂组合而形成的多孔膜。专利文献3公开了一种包含微粒填料和树脂粘合剂的多孔电子绝缘层。另一方面，除了分隔件以外，专利文献4中还公开了一种非水电解质电池，该非水电解质电池的电极的表面具有无机粒子层，该无机粒子层包含无机粒子和粘合剂，该无机粒子由球状或大致球状的无机粒子和非球状的无机粒子构成。引用列表专利文献专利文献1：JP2009-64566A专利文献2：JP2009-164130A专利文献3：WO2005/078828A1专利文献4：JP2009-70797A专利技术内容技术问题然而，期望具有这些配置的二次电池进一步提高电池性能和安全性。另一方面，如果可以开发具有良好电池性能、高安全性并且没有分隔件的二次电池，则可以降低制造成本并且可以提高生产率。本示例性实施例的目的是提供一种能够提供具有良好电池性能和高安全性的二次电池的电极。问题的解决方案根据本示例性实施例的电极包括集电体、活性材料层、包括第一粒子的第一层以及包括第二粒子的第二层，其中，与电极表面大致平行的平面中的第一粒子的平均截面积小于与电极表面大致平行的平面中的第二粒子的平均截面积。根据本示例性实施例的电极包括：集电体；活性材料层；以及包括无定形无机粒子和板状无机粒子的层。根据本示例性实施例的二次电池包括根据本示例性实施例的电极。专利技术的有益效果根据本示例性实施例，可以提供一种能够提供具有良好电池性能和高安全性的二次电池的电极。附图说明图1是示出了根据本示例性实施例的电极的示例的截面图。图2是示出了根据本示例性实施例的电极的示例的截面图。图3是示出了根据本示例性实施例的电极的示例的截面图。图4是示出了使用根据本示例性实施例的电极作为负极的电极层压体的示例的截面图。图5是示出了使用根据本示例性实施例的电极作为负极的二次电池的示例的俯视图。图6是示出了使用根据本示例性实施例的电极作为负极的二次电池的示例的截面图。具体实施方式[电极]<第一示例性实施例>根据第一示例性实施例的电极包括集电体、活性材料层、包括第一粒子的第一层和包括第二粒子的第二层。在此，与电极表面大致平行的平面中的第一粒子的平均截面积(在下文中，也称为“第一粒子的平均截面积”)小于与电极表面大致平行的平面中的第二粒子的平均截面积(在下文中，也称为“第二粒子的平均截面积”)。“与电极表面大致平行的平面”指在±5°的范围内与电极表面平行的平面。在根据本示例性实施例的电极中，第一层中包括的第一粒子的平均截面积小于第二层中包括的第二粒子的平均截面积。顺便提及，在充电或放电过程期间，离子(例如，Li离子)主要在电极的堆叠方向上扩散。这里，如上所述，当从电极的堆叠方向观看时，每个粒子的截面积均较小的第一层与第二层相比具有数量更多的粒子间隙。因此，第一层中的离子的扩散距离短于第二层中的离子的扩散距离。也就是说，由于离子容易通过第一层并且电阻降低，由此可以提高电池性能。另一方面，在第二层中，当离子扩散并通过第二层时，与上述第二粒子的碰撞频率增加，因此扩散距离增加。也就是说，在第二层中，可以延长离子通过的时间。结果，即使例如在电极之间发生短路时，也可以提高安全性。因此，根据本示例性实施例的电极可以实现高电池性能和高安全性两者。此外，由于第一层和第二层具有分隔件的功能，因此当使用根据本示例性实施例的电极制造二次电池时，无需另外使用分隔件，可以降低制造成本，并可以提高生产率。注意，根据本示例性实施例的电极可以是正极或负极；然而，由于负极的面积通常大于正极的面积，因此当在制造二次电池中不另外使用分隔件时，优选地将根据本示例性实施例的电极用作负极。在图1中示出了根据本示例性实施例的电极的示例。图1所示的电极依次包括集电体1、活性材料层2、第一层3和第二层4。根据本示例性实施例的电极可以具有除集电体1、活性材料层2、第一层3和第二层4以外的其他层。可以堆叠多个第一层3和/或第二层4。例如，如图2所示，可以在第二层4上进一步形成第一层3。在这种情况下，如果两个第一层3中包括的第一粒子的平均截面积小于第二层4中包括的第二粒子的平均截面积，则两个第一层3可以具有相同或不同的配置。优选地，活性材料层2和第一层3彼此接触。优选地，第一层3和第二层4彼此接触。在图1和图2所示的电极中，活性材料层2、第一层3和第二层4形成在集电体1的一个表面上，但是活性材料层2、第一层3和第二层4可以形成在集电体1的两个表面上。(集电体)当根据本示例性实施例的电极是正极时，优选地，铝或铝合金作为正极集电体的材料。当根据本示例性实施例的电极是负极时，优选地，铜、不锈钢、镍、钛或它们的合金可以用作负极集电体的材料。集电体可以具有箔片形状，并且其厚度没有特别限制。(活性材料层)活性材料层可以包括活性材料。当根据本示例性实施例的电极是正极时，正极活性材料的示例包括层状氧化物基材料(例如，LiNiO2、LiNi(1-x)CoxO2、LiNix(CoAl)(1-x)O2、Li2MnO3-LiNiO2、LiNixCoyMn(1-x-y)O2)、尖晶石基材料(例如，LiMn1.5Ni0.5O4、LiMn(2-x)NixO4)、橄榄石基材料(例如，LiNiPO4)、以及氟化橄榄石基材料(例如，Li2NiO4F、Li2NiO4F)。可以使用这些材料之一，或者可以将这些材料中的两种或更多种类型的材料组合使用。当根据本示例性实施例的电极是负极时，例如，碳材料(例如，石墨、无定形碳、类金刚石碳、碳簇、碳纳米管或碳纳米角)、锂金属材料、合金基材料(例如，硅、锡等)、氧化物基材料(例如，Nb2O5、TiO2)或它们的复合物可以用作负极活性材料。可以使用这些材料之一，或者可以将这些材料中的两种或更多种类型的材料组合使用。除了活性材料之外，根据本示例性实施例的电极还可以包括粘合剂、导电助剂等。粘合剂的示例包括聚偏二氟乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极，包括集电体、活性材料层、包括第一粒子的第一层以及包括第二粒子的第二层，其中，与电极表面大致平行的平面中的所述第一粒子的平均截面积小于与所述电极表面大致平行的平面中的所述第二粒子的平均截面积。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170907 JP 2017-1720571.一种电极，包括集电体、活性材料层、包括第一粒子的第一层以及包括第二粒子的第二层，其中，与电极表面大致平行的平面中的所述第一粒子的平均截面积小于与所述电极表面大致平行的平面中的所述第二粒子的平均截面积。


2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述集电体、所述活性材料层、所述第一层和所述第二层是按照此顺序被包括的。


3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述第一粒子是无定形无机粒子。


4.根据权利要求3所述的电极，其中，所述无定形无机粒子包括选自由氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化钙和氧化铝组成的组中的至少一种化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田纯平，三村和矢，
申请(专利权)人：远景AESC能源元器件有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP