电极和蓄电元件制造技术

本发明专利技术的一个方案是一种蓄电元件用的电极，其依次具备导电性基材、中间层和活性物质层，上述中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂，上述中间层中的上述聚烯烃的含量相对于上述导电剂的含量以质量比计为2倍以上且20倍以下。

Electrodes and storage elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极和蓄电元件
本专利技术涉及电极和蓄电元件。
技术介绍
以锂离子二次电池为代表的二次电池因能量密度高而常用于个人电脑、通信终端等电子设备、汽车等。这种二次电池、电容器等蓄电元件通常存在因预料不到的使用等而发生放热、起火等异常的情况。例如，出于下落等冲击、制造时混入的异物等原因而在电极间发生短路，其结果，有时过量地发生放热。在现有技术中，作为即使呈现过充电状态而导致电池温度急剧上升也可靠地阻断充电电流来确保电池安全性的技术，公开了一种锂离子二次电池，其具备在形成至正极集电体上的导电层在过充电状态下的高电位下进行分解的物质(碳酸锂)，在因过充电而达到高电位(例如4.5～5.5V)的情况下，在高电位下进行分解的物质被分解而产生气体，电池的内部电阻上升而能够阻断充电电流(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2000-77061号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，为了使这种导电层达到高电阻，需要使电池为过充电状态的高电压，电池不在过充电状态的情况下的短路时的放热抑制效果不充分。本专利技术是基于如上那样的情况而进行的，其目的是提供通过在电极间发生短路时抑制短路电流的增大从而安全性高的电极和具备该电极的蓄电元件。用于解决课题的手段为了解决上述课题而进行的本专利技术的一个方案是一种蓄电元件用的电极，其依次具备导电性基材、中间层和活性物质层，上述中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂，上述中间层中的上述聚烯烃的含量相对于上述导电剂的含量以质量比计为2倍以上且20倍以下。为了解决上述课题而进行的本专利技术的另一方面是具备该电极的蓄电元件。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供通过在电极间发生短路时抑制短路电流的增大从而安全性高的电极和具备该电极的蓄电元件。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式所述的非水电解质二次电池的外观立体图。图2是表示将本专利技术的一个实施方式所述的非水电解质二次电池集合多个而构成的蓄电装置的示意图。图3是表示与实施例的加热相伴的电阻变化的图。图4是表示实施例的加热试验结果的图。图5是表示实施例的针刺试验结果的图。具体实施方式本专利技术的一个实施方式所述的电极是蓄电元件用的电极，其依次具备导电性基材、中间层和活性物质层，上述中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂，上述中间层中的上述聚烯烃的含量相对于上述导电剂的含量以质量比计为2倍以上且20倍以下。根据该电极，通过在电极间发生短路时抑制短路电流的增大而能够具备高安全性。产生这种效果的理由尚不确定，可以如下考虑。对于该电极而言，因短路而导致电极过量放热时，中间层中的聚烯烃发生软化，能够覆盖导电剂。因此，中间层中的导电剂彼此、基材与活性物质层之间的电子传导路径被断开，因此，基材与活性物质层之间的电阻上升。尤其是，中间层中的上述聚烯烃的含量相对于导电剂的含量以质量比计为2倍以上，因此，对导电剂覆盖对于发生上述断开而言充分量的聚烯烃，因此能够有效地实现电阻的上升。像这样，对于该电极而言，随着由短路等导致的过量放热，发挥出电流关闭功能，能够抑制短路电流的增大，因此能够具备高安全性。上述中间层优选还包含碳酸化合物、碳酸氢化合物、氢氧化物(其中不包括碱金属的氢氧化物在内)、其它的无机化合物或它们的组合。通过使上述中间层还包含这些成分，能够提高过量放热时的关闭功能，能够进一步提高安全性。上述中间层的平均厚度优选为0.5m以上且10μm以下。通过将上述中间层的平均厚度设为上述范围，能够进一步提高关闭功能，且能够实现正极的薄膜化。作为上述中间层中的上述聚烯烃的含量，优选为30质量％以上且90质量％以下。通过将上述聚烯烃的含量设为上述范围，能够在通常时确保充分的导电性，且在过量放热时充分提高电阻。作为上述中间层中的上述导电剂的含量，优选为2质量％以上且15质量％以下。通过将上述导电剂的含量设为上述范围，能够在通常时确保充分的导电性，且在过量放热时充分断开导电剂间的电子传导路径，能够有效地提高电阻。通过使上述导电剂的含量上限为上述范围，短路电流的大小受到抑制，因此能够进一步提高安全性。作为上述聚烯烃的熔点，优选为140℃以上。通过将聚烯烃的熔点设为上述范围，能够在通常时确保充分的导电性，且在过量放热时充分地断开导电剂之间的电子传导路径，能够有效地提高电阻。在制造工序中的干燥时，可维持形状保持性而不发生软化，因此能够高效地制造。上述聚烯烃优选为粒子状。通过使聚烯烃为粒子状，能够在通常时确保充分的导电性，且在由短路导致的过量放热时发生软化而覆盖导电剂，因此能够有效地提高电阻。该电极优选为正极。负极具备导电性比正极活性物质层高的活性物质层，且基材也使用导电性高的铜箔，与在负极中设置中间层相比，在导电性比负极低的正极中设置中间层时，在电极间发生短路时，对于短路电流更能够获得更高的阻断效果。本专利技术的一个实施方式所述的蓄电元件是具备该电极的蓄电元件。该蓄电元件具备该电极，因此，通过在电极间发生短路时抑制短路电流的增大而能够提高安全性。以下，针对作为本专利技术的电极的一个实施方式的正极和作为本专利技术的蓄电元件的一个实施方式的非水电解质二次电池(以下有时也简称为“二次电池”)进行详述。<正极(电极)>本专利技术的一个实施方式所述的正极依次具备正极基材、中间层和正极活性物质层。正极基材是基材的一例，正极活性物质层是活性物质层的一例。中间层和正极活性物质层可以仅层叠于正极基材的一面侧，也可以层叠于两面。在本实施方式中，该正极被用作蓄电元件的正极。在该电极为正极的情况下，不易发生由通过设置中间层而可能发生的通常时的导电性降低导致的影响。因此，能够在通常时确保充分的导电性，且在过量放热时充分提高电阻。[正极基材]正极基材是具有导电性的基材。作为正极基材的材质，可以使用铝、钛、钽、不锈钢等金属或它们的合金。这些之中，从耐电位性、导电性的高度与成本的平衡出发，优选为铝和铝合金。作为正极基材的形态，可列举出箔、蒸镀膜等，从成本的方面出发，优选为箔。换言之，作为正极基材，优选为铝箔。作为铝或铝合金，可例示出JIS-H-4000(2014年)中规定的A1085P、A3003P等。[中间层]中间层配置在正极基材与正极活性物质层之间，覆盖正极基材的至少一部分表面。中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂。一般来说，中间层是具有降低正极基材与正极活性物质层的接触电阻的功能的层，本实施方式的中间层在具有上述功能的基础上，还具有在过量放热时阻断电流的功能。(导电剂)作为中间层中含有的导电剂，只要具有导电性就没有特别限定。作为导电剂，可列举出炉黑、乙炔黑、科琴黑等炭黑；天然或人造的石墨、金属、导电性陶瓷等。作为导电剂，这些之中，优选为炭黑。导电剂的形状通常为粒子状。具有“导电性”是指按照JIS-H-0505(1975年)而测定的体积电阻率为107Ω·本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电元件用的电极，其依次具备导电性基材、中间层和活性物质层，/n所述中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂，/n所述中间层中的所述聚烯烃的含量相对于所述导电剂的含量以质量比计为2倍以上且20倍以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1913751.一种蓄电元件用的电极，其依次具备导电性基材、中间层和活性物质层，
所述中间层包含导电剂、聚烯烃和粘结剂，
所述中间层中的所述聚烯烃的含量相对于所述导电剂的含量以质量比计为2倍以上且20倍以下。


2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述中间层还包含碳酸化合物、碳酸氢化合物、氢氧化物、其它的无机化合物或它们的组合，其中，所述氢氧化物中不包括碱金属的氢氧化物。


3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述中间层的平均厚度为0.5m以上且10μm以下。
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【专利技术属性】
技术研发人员：辻田幸平，大杉勇太，田边森人，向井宽，亘幸洋，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP