电极及制作方法、电极元件和非水电解质蓄电元件技术

公开的电极包括电极基底；形成在电极基底上且包含活性材料的电极混合物层；和形成在电极混合物层上的多孔绝缘层，其中多孔绝缘层包含树脂作为主要组分，并且多孔绝缘层的至少一部分存在于电极混合物层的内部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极及制作方法、电极元件和非水电解质蓄电元件
本文中讨论的公开内容涉及电极及其制造方法、电极元件、和非水电解质蓄电元件。
技术介绍
在蓄电元件例如蓄电池和发电元件例如燃料电池中，对于更高功率、更高容量和更长寿命的需求与日俱增。然而，对于元件实施而言，仍存在各种与安全性相关的问题；具体而言，防止由电极之间的短路导致的热失控反应是重要问题。热失控反应的发生被认为由以下因素所致。由于电极之间的短路引起的大异常电流在元件内产生热，其导致电解质的分解反应等。电解质的分解反应等使温度进一步升高而在元件内产生可燃性气体。据此，为了防止热失控反应，只须防止电极之间的短路。例如，专利文献1公开了通过在电极混合物层的外表面上提供由基于酰亚胺的聚合物形成的离子可渗透的多孔层而改善安全性的技术。然而，电极之间的短路不仅在元件中发生的电化学异常反应例如金属体在电极上的沉积中发生，而且还在元件由于外部冲击引起的变形中发生。因此，通过简单地提供物理上隔离电极的隔板或多孔层，极难完全防止自身的短路。因此，已经考察用于防止热失控反应的多种方法；作为它们之一，可给出具有切断(shutdown)功能的隔板，其在元件发热时通过熔融而阻塞开孔部分，以防止热失控反应。根据该方法，当温度超过一定温度时，切断功能起作用，使得在正极和负极之间的放电消失；因此，可预期对热失控反应的抑制。关于该方法，例如，专利文献2提出具有多阶段切断功能的隔板。另外，例如，专利文献3提出具有因加入辅料而提升的切断功能的隔板。引文列表>专利文献[PTL1]国际公开文本No.WO2014/106954[PTL2]日本未审专利公布No.2016-181326[PTL3]日本未审专利公布No.2004-288614
技术实现思路
技术问题然而，上述的切断功能对于提供热失控反应的抑制效果可能不充分，因为正极和负极在维持高温的同时与电解质接触，其可导致电解质的分解反应等。鉴于以上，已经完成本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供在抑制热失控反应方面优异的电极。根据本公开的一方面，电极包括：电极基底；形成在电极基底上且包含活性材料的电极混合物层；和形成在电极混合物层上的多孔绝缘层，其中多孔绝缘层包含树脂作为主要组分，且多孔绝缘层的至少一部分存在于电极混合物层的内部。专利技术的有益效果根据所公开的技术，可提供在抑制热失控反应方面优异的电极。附图说明[图1]图1为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的负极的横截面视图；[图2]图2为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的正极的横截面视图；[图3]图3为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的电极元件的横截面视图；[图4]图4为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的一种实例的横截面视图；[图5A]图5A为说明多孔绝缘层的示意性平面视图；[图5B]图5B为示意性地说明多孔绝缘层的示意性横截面视图；[图6A]图6A为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第1部分)的第一步骤的视图；[图6B]图6B为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第1部分)的第二步骤的视图；[图6C]图6C为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第1部分)的第三步骤的视图；[图7A]图7A为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第2部分)的第一步骤的视图；[图7B]图7B为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第2部分)的第二步骤的视图；[图7C]图7C为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第2部分)的第三步骤的视图；[图8]图8为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的制造工序(第3部分)的视图；和[图9]图9为说明用于根据第一实施方式的变体1的非水电解质蓄电元件的电极元件的横截面视图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述本公开的实施方式。在图中，通过用相同数字指代相同元件(适用时)，可省略重复说明。第一实施方式图1为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的负极的横截面视图。参考图1，负极10配置成包括负极基底11、形成在负极基底11上的负极混合物层12、和形成在负极混合物层12上的多孔绝缘层13。负极10的形状没有特别规定并可根据意图适当地选择；例如，负极10的形状可为平板状等。在负极10中，多孔绝缘层13的至少一部分存在于负极混合物层12的内部并且与构成负极混合物层12的活性材料的表面成为一体(一体化)。注意，在该情形中的“与表面成为一体”不是仅仅作为上层在下层上层积(堆叠)的膜状部件等，而是构成上层的物质的表面结合(bond)到构成下层的物质的表面的膜状部件等，其中上层的一部分进入下层而在上层和下层之间未形成清晰的界面。注意，负极混合物层12被示例性图示为具有球形粒子的层叠结构；然而，构成负极混合物层12的粒子可为球形或非球形，且可具有多种形状和尺寸的混合。图2为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的正极的横截面视图。参考图2，正极20配置成包括正极基底21、形成在正极基底21上的正极混合物层22、和形成在正极混合物层22上的多孔绝缘层23。正极20的形状没有特别规定并可根据意图适当地选择；例如，正极20的形状可为平板状等。在正极20中，多孔绝缘层23的至少一部分存在于正极混合物层22的内部且与构成正极混合物层22的活性材料的表面成为一体。注意，正极混合物层22被示例性图示为具有球形粒子的层叠结构；然而，构成正极混合物层22的粒子可为球形或非球形，且可具有多种形状和尺寸的混合。图3为说明用于根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的电极元件的横截面视图。参考图3，电极元件40配置成包括经由隔板30层叠的负极10和正极20，其中负极基底11和正极基底21面向外面。负极引线41连接至负极基底11。正极引线42连接至正极基底21。图4为说明根据第一实施方式的非水电解质蓄电元件的一种实例的横截面视图。参考图4，非水电解质蓄电元件1通过如下获得：将非水电解质注入到电极元件40中以形成电解质层51，和将获得的电解质层51用外包装体52密封。在非水电解质蓄电元件1中，将负极引线41和正极引线42引出到外包装体52的外部。非水电解质蓄电元件1按需可具有其它部件。非水电解质蓄电元件1没有特别规定并可根据意图适当地选择。非水电解质蓄电元件1的实例包括非水电解质二次电池、非水电解质电容器等。非水电解质蓄电元件1的形状没有特别规定并且可根据其预期用途从各种通常采用的形状中适当地选择。该形状的实例可包括层叠型、其中片电极和隔板螺旋地成形的圆柱型、具有圆片电极和隔板的组合的由内向外结构化的圆柱型、其中圆片电极和隔板层叠的硬币型等。下文详细说明非水电解质蓄电元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电极，其包括：/n电极基底；和/n形成在电极基底上且包含活性材料的电极混合物层；以及/n形成在电极混合物层上的多孔绝缘层，/n其中/n所述多孔绝缘层包含树脂作为主要组分，且/n所述多孔绝缘层的一部分存在于所述电极混合物层的内部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 JP 2017-243163;20181002 JP 2018-1877391.电极，其包括：
电极基底；和
形成在电极基底上且包含活性材料的电极混合物层；以及
形成在电极混合物层上的多孔绝缘层，
其中
所述多孔绝缘层包含树脂作为主要组分，且
所述多孔绝缘层的一部分存在于所述电极混合物层的内部。


2.根据权利要求1所述的电极，其中所述电极混合物层与所述活性材料的表面成为一体。


3.根据权利要求1或2所述的电极，其中所述多孔绝缘层具有多孔绝缘层的孔的一个与在这一个孔周围的其它孔连接的连通性。


4.根据权利要求1-3任一项所述的电极，其中多孔绝缘层包含树脂作为主要组分且具有交联结构。


5.电极元件，其包括：
负极和正极，其在结构上层叠成使得负极和正极彼此绝缘，其中所述负极和/或所述正极为根据权利要求1-4任一项所述的电极。


6.电极元件，其包括：
负极和正极，其在结构上层叠成使得负极和正极彼此接触，其中所述负极和/或所述正极为根据权利要求1-4任一项所述的电极。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹰氏启吾，柳田英雄，升泽正弘，座间优，木村兴利，川瀬广光，大木本美玖，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP