电极及使用该电极的二次电池制造技术

本发明专利技术要解决的问题是提高电极合材与固态电解质的密接性，从而抑制锂的电沉积。为了解决上述问题，本发明专利技术提供一种电极，包括：面状的电极集电器，由金属多孔体构成；电极合材层，填充在金属多孔体的孔内；及，固态电解质层，填充在金属多孔体的孔内；并且，构成为在电极集电器的一面侧形成电极合材层，在另一面侧形成固态电解质层，在金属多孔体的孔内，电极合材层及固态电解质层被层压成面状。层及固态电解质层被层压成面状。层及固态电解质层被层压成面状。

Electrode and secondary battery using the electrode

【技术实现步骤摘要】
电极及使用该电极的二次电池


[0001]本专利技术涉及一种电极及使用该电极的二次电池。

技术介绍

[0002]以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池已经广泛普及。当为电解质是固态的固态电池时，具有固态电解质存在于正极与负极之间的电池构造。层压多个该单电池而构成固态的锂离子二次电池。
[0003]当为固态电池时，从维持锂离子等的离子传导性的观点出发，要求含有正极活性物质或负极活性物质的电极合材与固态电解质具有充分的密接性。若因充放电时反复膨胀与收缩而导致密接性降低，则产生锂的电沉积，从而导致离子传导性降低。
[0004]关于这一点，例如，在下述专利文献1中揭示了如下构造：利用多孔的固态电解质夹着具有致密构造的固态电解质层的两面，且在多孔的孔内填充合材，从而将电极合材与固态电解质一体化。
[0005][先行技术文献][0006](专利文献)
[0007]专利文献1：日本特开2008
‑
226666号公报

技术实现思路

[0008][专利技术所要解决的问题][0009]然而，即使在专利文献1中，多孔的固态电解质也是所谓的生片(green sheet)，电极合材与固态电解质的密接性并不充分，需要进一步改善。
[0010]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提高电极合材与固态电解质的密接性，从而抑制由密接性降低引起的锂的电沉积。
[0011][解决问题的技术手段][0012]本专利技术人等发现，借由在金属多孔体的孔内部将电极合材层与固态电解质层层压成面状，能够解决上述问题，从而完成本专利技术。即，本专利技术提供以下方案。
[0013](1)一种电极，包括：
[0014]面状的电极集电器，由金属多孔体构成；
[0015]电极合材层，在前述金属多孔体的孔内填充有电极合材；及，
[0016]固态电解质层，在前述金属多孔体的孔内填充有固态电解质；并且，
[0017]前述电极合材层及固态电解质层在前述金属多孔体的孔内被层压成面状。
[0018]根据(1)的专利技术，借由在金属多孔体的孔内部将电极合材层及固态电解质层层压成面状，能够追随充放电过程中的体积变化，从而能够抑制锂的电沉积。
[0019](2)根据(1)所述的电极，其中，包括一极耳，所述极耳从前述金属多孔体的一端延伸出，
[0020]在俯视时，至少前述固态电解质层的极耳方向的端缘位于超过前述电极合材层的
极耳方向的端缘的位置。
[0021]根据(2)的专利技术，能够有效防止正负极的短路及作为集电器的极耳的断裂。
[0022](3)一种电极，其是将(1)或(2)所述的两个同一极的电极组合所得，并且，
[0023]构成为各电极的前述电极合材层彼此相对向地接合。
[0024]根据(3)的专利技术，借由设为将一对同一电极贴合在一起的构造，能够提高能量密度。
[0025](4)一种二次电池，其是正极与负极以各自的前述固态电解质层彼此相对向的方式接合而成，
[0026]所述正极是包括正极合材作为前述电极合材的(1)或(2)所述的正极，
[0027]所述负极是包括负极合材作为前述电极合材的(1)或(2)所述的负极，
[0028]所述接合是用以各自的前述固态电解质层彼此相对向的方式。
[0029]根据(4)的专利技术，可以提供一种起到(1)至(3)的效果的二次电池。
[0030](5)根据(4)所述的二次电池，其中，在前述固态电解质层彼此之间，配置有第二固态电解质层。
[0031]根据(5)的专利技术，能够提高防止正负极间短路的效果。
附图说明
[0032]图1是示出使用本专利技术的电极的二次电池的一实施方式的立体图。
[0033]图2是示出本专利技术的电极的制造方法的一个例子的步骤图。
[0034]图3是示出本专利技术的电极的制造方法的另一个例子的步骤图。
具体实施方式
[0035]下面，参考附图对本专利技术的一实施方式进行说明。本专利技术的内容并不限于下述实施方式的记载。另外，在下述实施方式中，以固态的锂离子电池为例进行说明，但本专利技术也可以应用于除锂离子电池以外的电池。
[0036][第一实施方式][0037]＜锂离子二次电池的整体构造＞
[0038]如图1所示，本实施方式的图1的锂离子二次电池100是固态电池，且是将正极10、固态电解质层30及负极20交替地层压配置而成的电极层压体。从电极层压体的各个电极的集电器的一端分别延伸出正极极耳11及负极极耳21，图1是示出极耳集束前的状态的图，省略了集束部。
[0039]下面，对各自的构成构件进行说明。
[0040]＜正极及负极＞
[0041]在该实施方式中，在正极10及负极20中，分别由具有相互连续的孔部(连通孔部)的金属多孔体构成集电器。
[0042]各个集电器的孔部是分别填充配置有包含电极活性物质的电极合材(正极合材、负极合材)的合材填充区域。相反，正极极耳11及负极极耳21是未填充配置电极合材的合材未填充区域。
[0043](集电器)
[0044]集电器由具有相互连续的孔部的金属多孔体构成。借由具有相互连续的孔部，能够在孔部的内部填充包含电极活性物质的正极合材、负极合材，从而能够增加电极层的每单位面积的电极活性物质的量。作为上述金属多孔体，只要具有相互连续的孔部即可，并无特别限制，可以列举例如具有利用发泡形成的孔部的发泡金属、金属网、多孔金属、冲孔金属、金属无纺布等形态。
[0045]作为用于金属多孔体的金属，只要具有导电性即可，并无特别限定，可以列举例如镍、铝、不锈钢、钛、铜、银等。其中，作为构成正极的集电器，优选发泡铝、发泡镍及发泡不锈钢，作为构成负极的集电器，可以优选使用发泡铜及发泡不锈钢。
[0046]借由使用金属多孔体的集电器，能够增加电极的每单位面积的活性物质的量，结果，能够提高锂离子二次电池的体积能量密度。并且，由于正极合材、负极合材容易固定，所以与以往的使用金属箔作为集电器的电极不同，在增加电极合材层的膜厚度时，无需使形成电极合材层的涂布用浆料稠化。因此，能够减少稠化所需的有机高分子化合物等粘合剂。因此，能够增加电极的每单位面积的容量，从而能够实现锂离子二次电池的高容量化。
[0047](电极合材)
[0048]正极合材、负极合材分别配置在形成于集电器内部的孔部。正极合材、负极合材分别含有正极活性物质、负极活性物质作为必需成分。
[0049](电极活性物质)
[0050]作为正极活性物质，只要能够吸藏并释放锂离子即可，并无特别限定，可以列举例如LiCoO2、Li(Ni
5/10
Co
2/10
Mn
3/10
)O2、Li(Ni
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Co
2/10
Mn
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)O2、Li(Ni
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，包括：面状的电极集电器，由金属多孔体构成；电极合材层，在前述金属多孔体的孔内填充有电极合材；及，固态电解质层，在前述金属多孔体的孔内填充有固态电解质；并且，前述电极合材层及前述固态电解质层在前述金属多孔体的孔内被层压成面状。2.根据权利要求1所述的电极，其中，包括一极耳，所述极耳从前述金属多孔体的一端延伸出，在俯视时，至少前述固态电解质层的极耳方向的端缘位于超过前述电极合材层的极耳方向的端缘的位置。3.一种电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：有贺稔之，谷内拓哉，大田正弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：