电极及电化学元件制造技术

本发明专利技术涉及电极及电化学元件。本发明专利技术的目的在于，提供能使得电化学元件安全性和输出均优异的电极。本发明专利技术的负极(10)是在负极基体(11)上顺序形成负极复合材料层(12)、离子传导层(13)、以及绝缘层(14)。离子传导层(13)包含离子传导性树脂。绝缘层(14)包含绝缘性无机颗粒。粒。粒。

【技术实现步骤摘要】
电极及电化学元件


[0001]本专利技术涉及电极及电化学元件。

技术介绍

[0002]近年，锂离子二次电池等的蓄电元件、燃料电池等的发电元件等的电化学元件的高能量密度化得到迅速进展。能量密度高的电化学元件因混入异物或受到来自外部的冲击，成为破裂、发火等的异常状态，因此，希望确保电化学元件的安全性。
[0003]通常，锂离子二次电池广泛使用在碳酸酯类溶剂中溶解LiPF6(六氟磷酸锂)等锂盐的电解液。若使用这些电解液，会从电化学元件发生漏液、或在负极析出锂，使正极和负极短路。其结果，产生焦耳热，电解液气化，由此，电化学元件就会膨胀或起火。
[0004]在专利文献1中，公开了在正极和/或负极上设有包含非导电性的粉体和非导电性的粘合剂的多孔质膜的锂二次电池。此时，多孔质膜的空隙被含有非水电解液的凝胶状电解质填充。
[0005]但是，由于凝胶状电解质，保持非水电解液，因此，担心多孔质膜的离子传导性降低，输出降低。
[0006]【专利文献1】日本专利第4392881号公报

技术实现思路

[0007]本专利技术是鉴于上述问题而提出来的，本专利技术的目的在于，提供能使得电化学元件安全性和输出均优异的电极。
[0008]本专利技术的一形态涉及电极，其在电极基体上按顺序形成电极复合材料层、离子传导层、以及绝缘层，所述离子传导层包含离子传导性树脂，所述绝缘层包含绝缘性无机颗粒。
[0009]本专利技术的另一形态涉及电极，其在电极基体上按顺序形成电极复合材料层、绝缘层、以及离子传导层，所述绝缘层包含绝缘性无机颗粒，所述离子传导层包含离子传导性树脂。
[0010]下面说明本专利技术的效果：
[0011]根据本专利技术,可以提供能使得电化学元件的安全性和输出均优异的电极。
附图说明
[0012]图1的(a)及(b)是表示本实施形态的负极一例，其中，(a)是平面图，(b)是沿图1(a)的A
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A线的截面图。
[0013]图2的(a)及(b)是表示本实施形态的正极一例，其中，(a)是平面图，(b)是沿图2(a)的B
‑
B线的截面图。
[0014]图3是表示本实施形态的电极元件一例的截面图。
[0015]图4是表示本实施形态的电化学元件一例的截面图。
[0016]图5是表示实施例7、比较例1的非水系蓄电元件的循环试验的循环数和放电容量的维持率的关系的图线。
[0017]具体实施形态
[0018]以下,参照附图，对用于实施本专利技术的形态进行说明。对于同一构成部分，标以同一符号，有时省略说明。
[0019]＜电极＞
[0020]图1表示本实施形态的负极一例。在此，图1(a)及(b)分别是平面图以及沿图1(a)的A
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A线的截面图。
[0021]负极10是在负极基体11上按顺序形成负极复合材料层12、离子传导层13、以及绝缘层14。在此，离子传导层13包含离子传导性树脂。另外，绝缘层14包含绝缘性无机颗粒。
[0022]在此，在离子传导层13上形成绝缘层14，因此，即使减少绝缘层14的厚度，也能提高电化学元件的安全性。具体地说，负极活性物质的平均粒径为10μm左右，因此，在负极复合材料层12的表面存在几μm～10μm左右的凹凸。因此，在负极复合材料层12上形成绝缘层场合，若减少含有绝缘性无机颗粒的液体组合物的涂布量，则绝缘性无机颗粒的平均粒径为1μm左右，因此，液体组合物追随负极复合材料层的凹凸，移动到负极复合材料层的凹部。其结果，负极复合材料层的凸部没有被绝缘层覆盖。因此，在负极的表面的一部分存在负极复合材料层的凸部，电化学元件安全性降低。
[0023]另一方面，若在负极复合材料层12上形成离子传导层13，则在负极复合材料层12的凹部也形成离子传导层13，因此，减少负极复合材料层12的表面凹凸。若进而在离子传导层13上形成绝缘层14，则可以使得绝缘层14的厚度均一，因此，即使减少含有绝缘性无机颗粒的液体组合物的涂布量，也能覆盖离子传导层13的表面。因此，即使减少绝缘层14的厚度，也能提高电化学元件安全性。
[0024]负极10也可以在负极基体11上按顺序形成负极复合材料层12、绝缘层14、以及离子传导层13。
[0025]如上所述，在负极复合材料层12上形成绝缘层14场合，若减少绝缘层14的厚度，则负极复合材料层12表面的凸部没有被绝缘层14覆盖。但是，在形成有绝缘层14的负极复合材料层12上形成离子传导层13，因此，负极复合材料层12的表面的凸部由离子传导层13覆盖，提高电化学元件安全性。
[0026]作为负极10的形状，没有特别限制，可以根据目的适当选择，可以列举例如平板状等。
[0027]图2表示本实施形态的正极一例。在此，图2(a)及(b)分别是平面图以及沿图2(a)的B
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B线的截面图。
[0028]正极20是在正极基体21上形成正极复合材料层22。
[0029]可以代替上述在负极复合材料层12上形成离子传导层13和绝缘层14，或者也可以在负极复合材料层12上形成离子传导层13和绝缘层14的同时，在正极复合材料层22上形成离子传导层13和绝缘层14。该场合，形成离子传导层和绝缘层的顺序不作特别限定。
[0030]作为正极20的形状，没有特别限制，可以根据目的适当选择，可以列举例如平板状等。
[0031]《电极基体》
[0032]作为构成负极基体11的材料，只要是导电性材料,就没有特别的限制,可以根据目的合适地选择，例如，可以列举不锈钢、镍、铝、铜等。其中，特别优选不锈钢、铜。
[0033]作为负极基体11的形状，没有特别限制，可以根据目的适当选择。
[0034]作为负极基体11的尺寸，只要能适用于电化学元件1，没有特别限制，可以根据目的适当选择。
[0035]作为构成正极基体21的材料，只要是导电性材料,就没有特别的限制,可以根据目的合适地选择，例如，可以列举不锈钢、镍、铝、铜、钛、钽等。其中，特别优选不锈钢、铝。
[0036]作为正极基体21的形状，没有特别限制，可以根据目的适当选择。
[0037]作为正极基体21的尺寸，只要能适用于电化学元件1，没有特别限制，可以根据目的适当选择。
[0038]《电极复合材料层》
[0039]负极复合材料层12和正极复合材料层22含有活性物质(负极活性物质或正极活性物质),可以根据需要包含粘结剂(binder)、增粘剂、导电剂等。
[0040]浆状的负极复合材料层用液体组合物含有负极活性物质，根据需要进一步包含粘结剂、增粘剂、导电剂、溶剂等，负极复合材料层12可以通过将上述负极复合材料层用液体组合物涂布在负极基体11上形成。
[0041]作为负极复合材料层用液体组合物的涂布方法,没有特别的限制,可以根据目的适当选择，例如可以列举模涂法、逗号涂布法、凹版涂布法、网板印刷法、干式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，其特征在于:在电极基体上按顺序形成电极复合材料层、离子传导层、以及绝缘层；所述离子传导层包含离子传导性树脂；所述绝缘层包含绝缘性无机颗粒。2.一种电极，其特征在于:在电极基体上按顺序形成电极复合材料层、绝缘层、以及离子传导层；所述绝缘层包含绝缘性无机颗粒；所述离子传导层包含离子传导性树脂。3.根据权利要求1或2中记载的电极，其特征在于，所述离子传导性树脂包含具有氧乙烯基的树脂。4.根据权利要求1～3中任一项记载的电极，其特征在于,所述离子传导层的厚度为1μm以上且50μm以下。5.根据权利要求4中记载的电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：座间优，川瀬广光，升泽正弘，东隆司，松冈康司，柳田英雄，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：