正极电极用集电体制造技术

本发明专利技术的正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，上述导电材料可以具有电化学熔断器的功能，或者具有断开或降低短路电流的功能。或者具有断开或降低短路电流的功能。或者具有断开或降低短路电流的功能。

Collector for positive electrode

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极电极用集电体


[0001]本专利技术涉及正极电极用集电体，更详细地，涉及如下的正极电极用集电体，即，通过在高分子膜镀敷铝金属，从而在短路时防止电池的过热现象，或者执行断开短路电流通路或降低短路电流的电化学熔断器的功能。

技术介绍

[0002]随着对于移动设备的技术研发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求急剧增加，在这些二次电池中，具有高能量密度和工作电位、低自放电率的锂二次电池被商用化。
[0003]锂金属二次电池为首次商用化的二次电池，将锂金属用作负极。但是，锂金属二次电池具有因形成于锂金属负极的表面的锂树脂相导致的电池的体积膨胀、容量及能量密度的逐渐减少、因树脂相持续生长导致的短路、循环寿命减少和电池稳定性问题(爆炸及起火)，商业化仅几年后便停止生产。因此，代替锂金属，使用更稳定且可在格子或空的空间内以离子状态稳定地存储锂的碳类负极，通过使用上述碳类负极来使锂二次电池实现真正的商用化及普及。
[0004]目前为止，锂二次电池主要由碳类负极材料或非碳类负极材料制备，大部分的负极材料研发集中在碳类(石墨、硬碳、软碳等)和非碳类(硅、锡、钛氧化物等)材料。
[0005]另一方面，最近，随着便携式电子设备及信息通讯设备的小型化，作为用于驱动其的超小型电源系统，锂二次电池的利用备受期待。
[0006]尤其，最近，积极开发及研究利用柔韧性(Flexibility)、低价、制备容易性等的优点的高分子类电子设备及器件。因此，为了用于小型化的设备，需要在维持锂二次电池的能量密度或性能的同时减少电池的厚度或重量。
[0007]并且，即使减少锂二次电池的厚度或重量，当发生短路时，仍需通过断开电流通路或减少短路电流来提高锂二次电池的安全性。
[0008]为了解决如上所述的问题，本申请人提出了本专利技术。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本专利技术为了解决如上所述问题而提出，本专利技术的目的在于，提供如下的正极电极用集电体：与由金属箔制成的集电体相比，能够减少厚度或重量，同时在发生内部短路或外部短路时，起到熔断器等的作用，从而可防止温度升高并增加电池的稳定性。
[0011]解决问题的手段
[0012]用于解决上述问题的本专利技术的正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，上述导电材料可以具有电化学熔断器的
功能，或者具有断开或降低短路电流的功能。
[0013]并且，本专利技术的正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，上述导电材料可通过与电解液反应来在其整个厚度上沿着厚度方向腐蚀或断裂的同时断开短路电流通路或降低短路电流。
[0014]并且，本专利技术的正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，随着上述正极电极用集电体的电位下降至负极电位，上述导电材料可在整个厚度上沿着厚度方向腐蚀或断裂的同时断开短路电流通路或降低短路电流。
[0015]可以包括以与上述导电材料电连接的方式形成在上述高分子膜的上部面侧或下部面侧中的至少一侧的金属片，可在上述金属片与上述高分子膜之间形成上述导电材料。
[0016]上述金属片可以由铝箔或SUS 316L箔形成。
[0017]可以包括与上述金属片接合或连接的引线接线片。
[0018]在上述导电材料与上述金属片之间可以形成绝缘性高分子层。
[0019]可在涂敷或涂布于上述高分子膜的表面的上述导电材料形成纳米尺寸的多个孔隙。
[0020]上述金属片可以形成于上述导电材料的一侧的表面，上述导电材料形成于上述高分子膜的上部面及下部面，可以包括：绝缘性高分子层，在上述高分子膜的上部面侧或下部面侧中的与上述金属片相向的一侧，形成于上述导电材料的表面；以及引线接线片，在与上述金属片相向的一侧，与上述绝缘性高分子层接合或连接。
[0021]上述导电材料可以形成于上述高分子膜的上部面或下部面中的一面，相对于上述高分子膜的上部面或下部面，上述导电材料、上述绝缘性高分子层及上述金属片可以形成于同一侧。
[0022]在上述高分子膜的上部面或下部面中的与上述金属片相向的一面可以形成与上述高分子膜接合或连接的引线接线片。
[0023]可以包括：金属片，以与上述导电材料电连接的方式形成在上述高分子膜的上部面或下部面中的一面；以及绝缘性高分子层，形成在上述高分子膜的上部面侧或下部面侧中的与上述金属片相向的一侧，可以在上述绝缘性高分子层与上述高分子膜之间形成上述导电材料。
[0024]可以包括与上述绝缘性高分子层接合或连接的引线接线片。
[0025]专利技术的效果
[0026]在本专利技术的正极电极用集电体中，代替金属箔，利用由非导体制成的高分子膜，并在高分子膜的上下两面中的至少一面涂敷导电材料或形成镀层，因此与由金属箔制成的集电体相比，可以减少厚度或重量。
[0027]本专利技术的正极电极用集电体在发生内部短路或外部短路时，其具有比由金属箔制成的集电体的电阻更大的电阻值，并且由于形成在高分子膜一面的导电材料的腐蚀或电化
学反应的结果物，电流可能会受到干扰，因此可以在发生短路时减少短路电流，并通过防止电池的温度升高来提高电池的安全性。
[0028]本专利技术的正极电极用集电体可以提高二次电池的能量密度，提高安全性，并且在发生短路时可以确保电池的安全性。
附图说明
[0029]图1为示出包括本专利技术的正极电极用集电体的电极组装体的立体图。
[0030]图2为示出本专利技术的电极组装体的分解立体图。
[0031]图3为示出本专利技术的正极电极用集电体的立体图。
[0032]图4为示出本专利技术第一实施例的正极电极用集电体的剖视图。
[0033]图5为示出本专利技术第二实施例的正极电极用集电体的剖视图。
[0034]图6为示出本专利技术第三实施例的正极电极用集电体的剖视图。
[0035]图7为示出本专利技术第四实施例的正极电极用集电体的剖视图。
[0036]图8为示出按导电材料的厚度测量的包括本专利技术第一实施例的正极电极用集电体的锂二次电池的容量测量结果的图表。
[0037]图9为示出按导电材料的厚度进行的包括本专利技术第一实施例的正极电极用集电体的锂二次电池的钉刺试验结果的图表。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其特征在于，包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，上述导电材料具有电化学熔断器的功能，或者具有断开或降低短路电流的功能。2.一种正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其特征在于，包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，上述导电材料通过与电解液反应来在其整个厚度上沿着厚度方向腐蚀或断裂的同时断开短路电流通路或降低短路电流。3.一种正极电极用集电体，其为代替金属箔的正极电极用集电体，其特征在于，包括：高分子膜，由非金属非导体材料制成；以及铝导电材料，以0.25～0.6μm的厚度涂敷或涂布于上述高分子膜的上部面或下部面中的至少一面来形成上述正极电极用集电体的最外面，当发生内部短路或外部短路时，随着上述正极电极用集电体的电位下降至负极电位，上述导电材料在整个厚度上沿着厚度方向腐蚀或断裂的同时断开短路电流通路或降低短路电流。4.根据权利要求1至3中任一项所述的正极电极用集电体，其特征在于，包括以与上述导电材料电连接的方式形成在上述高分子膜的上部面侧或下部面侧中的至少一侧的金属片，在上述金属片与上述高分子膜之间形成上述导电材料。5.根据权利要求4所述的正极电极用集电体，其特征在于，上述金属片由铝箔或SUS 316L箔形成。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金璟俊，崔承虎，晋永勋，
申请(专利权)人：Uamp，amp，S能源公司，
类型：发明
国别省市：