蓄电器件用电极、蓄电器件、空气电池和全固态电池制造技术

本发明专利技术提供蓄电器件用电极、蓄电器件、空气电池和全固态电池，蓄电器件用电极是包含集电板和电极层的蓄电器件用电极，该集电板具有第1主面和与上述第1主面相反侧的第2主面，该电极层是备置于上述第1主面和上述第2主面的含有活性物质的电极层，该蓄电器件用电极的特征在于，上述集电板由奥氏体系不锈钢形成、具有2个以上的贯通孔，备置于上述第1主面和上述第2主面的上述电极层通过上述2个以上的贯通孔连接。

【技术实现步骤摘要】
蓄电器件用电极、蓄电器件、空气电池和全固态电池本申请是分案申请，其原申请的中国国家申请号为201780047741.7，申请日为2017年8月1日，专利技术名称为“蓄电器件用电极、蓄电器件、空气电池和全固态电池”。
本专利技术涉及蓄电器件用电极以及使用其的蓄电器件、空气电池和全固态电池。
技术介绍
使用了锂等离子化倾向大的金属的蓄电器件可存储大容量的能量，因而被用于多个领域中。作为这样的蓄电器件的制造方法，在专利文献1中公开了一种蓄电器件的制造方法，该蓄电器件具有：在具有贯通孔的正极集电体上形成的正极、在具有贯通孔的负极集电体上形成的负极、以及包含锂盐的非水电解液，所述正极包含具有能够插入脱离阴离子的层状结构的碳质材料作为正极活性物质，所述负极包含具有能够插入脱离锂离子的层状结构的碳质材料作为负极活性物质；该蓄电器件的制造方法的特征在于，其包括下述工序：蓄电器件用电池单元制作工序，在蓄电器件用电池单元内配置将上述正极和负极隔着隔板层积而成的层积体和锂离子供给源、并且注入上述非水电解液；充放电工序，在正极与锂离子供给源之间进行充放电；以及包藏工序，在负极与锂离子供给源之间进行电化学接触，使锂离子包藏在负极中。在专利文献1中记载的蓄电器件的制造方法中，作为锂离子供给源使用了金属锂。使用这样的锂离子供给源在正极与锂离子供给源之间进行充放电，进一步在负极与锂离子供给源之间进行电化学接触、使锂离子包藏在负极中。在利用这样的专利文献1中记载的方法制造蓄电器件时，在蓄电器件内会残留有作为锂离子供给源的金属锂。锂离子供给源中包含的金属锂是易燃的危险材料。因此，优选金属锂不残留在蓄电器件内。在专利文献2中记载了使用实施了锂离子的预掺杂的碳质材料作为这样的锂离子供给源的内容。即，其中记载了，将碳质材料固定于集电体，通过插层将锂离子包藏在碳质材料的层间，将其用作含锂电极(リチウム含有極)。通过使用这样的含锂电极，能够在不使用锂金属的情况下在正极与锂离子供给源之间进行充放电，进一步能够在负极与锂离子供给源之间进行电化学接触、使锂离子包藏在负极中。在通过插层将锂离子包藏在碳质材料中的情况下，锂离子的包藏量具有372mAh/g这样的理论上限值，无法超过该上限值。因此进行了能够比碳质材料包藏更多的锂离子的材料的研究。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-211950号公报专利文献2：日本特开2016-103609号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题硅作为能够与锂离子化学键合而合金化、能够包藏锂离子的物质是已知的。在使用硅包藏锂离子的情况下，理论上据说能够包藏4000mAh/g以上的锂离子。即，在使用硅包藏锂离子的情况下，每单位体积的锂离子的包藏释放量多、能够成为高容量。但是具有在包藏释放锂离子时活性物质本身的膨胀收缩增大的问题。因此，在将硅固定于集电体、使锂离子包藏在硅中而制成含锂电极并将该含锂电极用作制造蓄电器件时的锂离子供给源的情况下，具有集电体产生较大变形、使集电体发生翘曲或褶皱的问题。本专利技术是鉴于上述课题而进行的专利技术，本专利技术的目的在于提供一种即使包藏释放大量的金属离子也不容易发生翘曲或褶皱的结构的蓄电器件用电极和使用其的蓄电器件。用于解决课题的手段用于解决上述课题的本专利技术的蓄电器件用电极是包含集电板和电极层的蓄电器件用电极，该集电板具有第1主面和与上述第1主面相反侧的第2主面，该电极层是备置于上述第1主面和上述第2主面的含有活性物质的电极层，该蓄电器件用电极的特征在于，上述集电板由奥氏体系不锈钢形成、具有2个以上的贯通孔，备置于上述第1主面和上述第2主面的上述电极层通过上述2个以上的贯通孔连接。本专利技术的蓄电器件用电极中，集电板包含奥氏体系不锈钢。奥氏体系不锈钢的腐蚀耐性高、具有高弹性模量。因此，包含奥氏体系不锈钢的集电板耐腐蚀强、不容易发生翘曲或褶皱。此外，本专利技术的蓄电器件用电极中，集电板具有2个以上的贯通孔，在集电板的第1主面和第2主面形成了含有活性物质的电极层。因此，在第1主面侧形成的电极层与在第2主面侧形成的电极层通集电板的贯通孔连接。因此，在第1主面侧形成的电极层与在第2主面侧形成的电极层不容易剥离，两面的电极层彼此相同地施加力，由此使集电板不容易发生翘曲。本专利技术的蓄电器件用电极还优选下述方式。在本专利技术的蓄电器件用电极中，上述活性物质优选包含与金属离子化学键合而包藏上述金属离子的金属离子包藏物质。与插层型的活性物质相比，这样的金属离子包藏物质能够包藏更多的金属离子。因此，能够增大电池容量。另外，金属离子在金属离子包藏物质中进行包藏释放的情况下，金属离子包藏物质的体积变化增大。因此，容易使集电板发生翘曲或褶皱。但是，在本专利技术的蓄电器件用电极中，如上所述，集电板包含奥氏体系不锈钢，具有高弹性模量。因此，即使金属离子包藏物质发生了体积变化，也不容易使集电板发生翘曲或褶皱。在本专利技术的蓄电器件用电极中，金属离子包藏物质优选为硅。与石墨等利用了插层的活性物质相比，硅能够包藏更多的金属离子，适于作为金属离子包藏物质。在本专利技术的蓄电器件用电极中，上述集电板优选含有马氏体系不锈钢。马氏体系不锈钢在不锈钢中硬度也高。因此，集电板含有马氏体系不锈钢时，能够使集电板坚固、成为高强度。因此，容易防止集电板中发生翘曲或褶皱。在本专利技术的蓄电器件用电极中，在将上述集电板沿厚度方向切断的截面中，上述马氏体系不锈钢优选以岛状散布在上述奥氏体系不锈钢中。马氏体系不锈钢的硬度高，但另一方面，其韧性低。因此，在集电板中，在马氏体系不锈钢偏置于奥氏体系不锈钢中的一部分的情况下，马氏体系不锈钢的偏置位置容易折断。但是，在集电板中，在马氏体系不锈钢以岛状散布在奥氏体系不锈钢中时，集电板不容易折断。需要说明的是，以岛状散布表示的是零散地分开存在而没有连接成一体。在本专利技术的蓄电器件用电极中，在将上述集电板沿厚度方向切断的截面中，优选上述马氏体系不锈钢所占的面积为截面整体的5～20％。马氏体系不锈钢所占的面积为上述范围内时，集电板不容易腐蚀，强度高。马氏体系不锈钢所占的面积小于5％时，难以得到由含有马氏体系不锈钢所带来的集电板的强度提高效果。马氏体系不锈钢所占的面积超过20％时，耐腐蚀弱的马氏体系不锈钢容易在表面露出，而且连续地牵连到内部所存在的马氏体系不锈钢，容易对集电板整体带来腐蚀。另外，由于比较脆的马氏体系不锈钢的比例增大，因而集电板容易折断。在本专利技术的蓄电器件用电极中，上述贯通孔优选包含向上述第1主面侧扩展的第1锥形孔、以及向上述第2主面侧扩展的第2锥形孔。贯通孔的形状为仅向第1主面或第2主面的一个方向扩展的锥形形状时，在随着活性物质包藏释放金属离子而发生体积变化的情况下，与体积变化相伴的力在一个主面侧增强，集电板容易发生变形、集电板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电器件用电极，其是包含集电板和电极层的蓄电器件用电极，/n所述集电板具有第1主面和所述第1主面的相反侧的第2主面，/n所述电极层备置于所述第1主面和所述第2主面并含有活性物质，/n该蓄电器件用电极的特征在于，/n所述集电板由奥氏体系不锈钢形成。/n

【技术特征摘要】
20160803 JP 2016-1529311.一种蓄电器件用电极，其是包含集电板和电极层的蓄电器件用电极，
所述集电板具有第1主面和所述第1主面的相反侧的第2主面，
所述电极层备置于所述第1主面和所述第2主面并含有活性物质，
该蓄电器件用电极的特征在于，
所述集电板由奥氏体系不锈钢形成。


2.如权利要求1所述的蓄电器件用电极，其特征在于，所述活性物质包含与金属离子化学键合而包藏所述金属离子的金属离子包藏物质。


3.如权利要求1或2所述的蓄电器件用电极，其特征在于，所述金属离子包藏物质为硅。


4.如权利要求1～3中任一项所述的蓄电器件用电极，其特征在于，所述集电板含有马氏体系不锈钢。


5.如权利要求4所述的蓄电器件用电极，其特征在于，
在将所述集电板沿厚度方向切断的截面中，
所述马氏体系不锈钢以岛状散布在所述奥氏体系不锈钢中。


6.如权利要求4或5所述的蓄电器件用电极，其特征在于，
在将所述集电板沿厚度方向切断的截面中，
所述马氏体系不锈钢所占的面积为截面整体的5％～20％。


7.如权利要求1～6中任一项所述的蓄电器件用电极，其特征在于，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：井户贵彦，守屋茂树，前田伸也，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP