树脂集电体、层叠集电体和锂离子电池制造技术

[课题]本发明专利技术的目的在于提供在锂离子电池中提高循环特性的手段。[解决手段]一种树脂集电体，其特征在于，该树脂集电体包含聚烯烃树脂和导电性碳填料，树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积为7.0m

Resin collector, stack collector and lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂集电体、层叠集电体和锂离子电池
本专利技术涉及树脂集电体、层叠集电体和锂离子电池。
技术介绍
近年来，为了保护环境，迫切希望减少二氧化碳排放量。汽车行业中，通过导入电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)来减少二氧化碳排放量备受期待，深入进行了作为它们实用化的关键的发动机驱动用二次电池的开发。作为二次电池，能够实现高能量密度、高功率密度的锂离子电池受到瞩目。锂离子电池通常具有使用粘结剂分别将活性物质(正极活性物质/负极活性物质)等涂布于集电体(正极用集电体/负极用集电体)而形成的电极(正极/负极)。此外，在为双极型的电池的情况下，具有双极型电极，该双极型电极具有集电体、使用粘结剂在该集电体的一侧的面涂布正极活性物质等而形成的正极活性物质层、以及使用粘结剂在该集电体的另一侧的面涂布负极活性物质等而形成的负极活性物质层。在这种锂离子电池中，作为集电体，一直以来使用金属箔(金属集电箔)。近年来，代替金属箔，提出了由添加有导电性填料的树脂构成的、所谓的树脂集电体。这种树脂集电体与金属集电箔相比更为轻量，可期待提高电池每单位质量的功率。专利文献1中公开了含有树脂集电体用分散剂、树脂和导电性填料的树脂集电体用材料、以及具有该树脂集电体用材料的树脂集电体。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/005116号
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1中，作为树脂集电体的例子，记载了使用聚丙烯树脂作为树脂、使用乙炔黑作为导电性填料的例子。判明了：在使用这种树脂集电体作为锂离子电池的正极用集电体的情况下，在规定的重复次数之后无法充分维持循环特性。基于以上情况，本专利技术的目的在于提供在锂离子电池中提高循环特性的手段。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入研究。在该过程中判明了，在使用专利文献1中记载的树脂集电体作为正极用集电体的情况下，(氧化)分解电流流过，这是造成循环特性降低的一个原因。并且，进一步进行大量研究发现，通过减小树脂集电体中包含的导电性碳填料的总表面积，能够抑制(氧化)分解电流的产生，完成了本专利技术。即，本专利技术的一个方式的树脂集电体的特征在于，该树脂集电体包含聚烯烃树脂和导电性碳填料，树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积为7.0m2以上且10.5m2以下。此外，本专利技术的另一个方式的层叠集电体的特征在于，其由含冇无聚烯烃树脂和导电性碳填料的导电性树脂层、以及导电性薄膜层叠而成，导电性树脂层1g中包含的导电性碳填料的总表面积为7.0m2以上且10.5m2以下。专利技术的效果根据本专利技术，通过使树脂集电体或导电性树脂层1g中包含的导电性碳填料的总表面积较小即为7.0m2以上且10.5m2以下，使得不易在导电性碳填料的表面发生副反应(分解反应)，伴随分解反应的分解电流减小。其结果，在锂离子电池中，能够提高循环特性。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书中，表示范围的“X～Y”是指“X以上且Y以下”。此外，在没有特别写明的情况下，操作和物性等的测定在室温(20～25℃)/相对湿度40～50％的条件下进行。本专利技术的一个方式的树脂集电体的特征在于，该树脂集电体包含聚烯烃树脂和导电性碳填料，树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积为7.0m2以上且10.5m2以下。作为聚烯烃树脂，优选列举出聚烯烃[聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)和聚环烯烃(PCO)等]。更优选为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚甲基戊烯(PMP)。例如，以下物质可以从市场购得。PE：“NOVATEC(注册商标、下同)LLUE320”、“NOVATECLLUJ960”，均为日本聚乙烯株式会社制造PP：“SUNALLOMER(注册商标、下同)PM854X”、“SUNALLOMERPC684S”、“SUNALLOMERPL500A”、“SUNALLOMERPC630S”、“SUNALLOMERPC630A”、“SUNALLOMERPB522M”，均为SunAllomerLtd.制造；“PrimePolymer(注册商标)J-2000GP”，普瑞曼聚合物株式会社制造；“WINTEC(商品名)WFX4T”，JapanPolypropyleneCorporation制造PMP：“TPX(注册商标)”，三井化学株式会社制造。本专利技术的树脂集电体中，树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积为7.0m2以上且10.5m2以下，优选为7.1m2以上且9.6m2以下，更优选为7.1m2以上且8(8.0)m2以下，进一步优选为7.1m2以上且7.6m2以下，特别优选为7.3m2以上且7.6m2以下。如果树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积小于7.0m2，则电阻值过度升高，如果超过10.5m2，则在导电性碳填料的表面发生副反应(分解反应)，流过过量的氧化分解电流，导致循环特性变差。导电性碳填料的比表面积是根据“JISZ8830：2013基于气体吸附的粉体(固体)的比表面积测定方法”作为BET比表面积测得的值。树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积按以下式子算出。树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积(m2)＝树脂集电体1g中的导电性碳填料的质量(g)×导电性碳填料的比表面积(m2/g)需要说明的是，在树脂集电体包含2种以上的导电性碳材料作为导电性碳填料的情况下，分别针对各导电性碳材料测定导电性碳填料的比表面积。该情况下，通过用树脂集电体1g中包含的各导电性碳材料的质量乘以各导电性碳材料的比表面积来计算树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积。通过使树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积为10.5m2以下，使得不易在导电性碳填料的表面发生副反应(分解反应)。通过减小伴随分解反应的分解电流，能够改善循环特性。此外，树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积与向树脂集电体中的电解液浸渍量成正相关。如果电解液浸渍量多，则在电池的充放电后发生电解液的渗出，会对树脂集电体的耐久性产生不良影响。因此，通过使树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积较小为10.5m2以下，能够提高树脂集电体的耐久性。例如前述专利文献1的实施例记载的树脂集电体1g所含有的导电性碳填料的总表面积在实施例14～19、21～24、26和27中为6.9m2，因此电阻值过度升高，未能获得足够的电池性能。在其他实施例中为13.8～80.0m2，因此产生氧化分解电流，未能充分维持循环特性。此外，树脂集电体的耐久性不充分。作为导电性碳填料，可列举出：石墨(graphite)、炭黑(乙炔黑、科琴黑(注册商标、下同)、炉法炭黑、槽法炭黑、热灯黑(thermallampblack)等)以及它们的混合物等，但并不限定于这些。本专利技术的树脂集电体为了使树脂集电体1g中包含的导电性碳填料的总表面积小至10.5m2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂集电体，其中，该树脂集电体包含聚烯烃树脂和导电性碳填料，/n所述树脂集电体1g中包含的所述导电性碳填料的总表面积为7.0m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 JP 2017-2011011.一种树脂集电体，其中，该树脂集电体包含聚烯烃树脂和导电性碳填料，
所述树脂集电体1g中包含的所述导电性碳填料的总表面积为7.0m2以上且10.5m2以下。


2.根据权利要求1所述的树脂集电体，其中，所述导电性碳填料包含比表面积为10.0m2/g以下的第1导电性碳填料(A1)、以及比表面积为30.0m2/g以上且70.0m2/g以下的第2导电性碳填料(A2)。


3.根据权利要求2所述的树脂集电体，其中，所述第1导电性碳填料(A1)相对于所述第2导电性碳填料(A2)的质量比，即第1导电性碳填料(A1)的质量/第2导电性碳填料(A2)的质量为3以上且20以下。

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【专利技术属性】
技术研发人员：草野亮介，池田吉宏，都藤靖泰，大泽康彦，草地雄树，佐藤一，赤间弘，堀江英明，
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