电极集电体和二次电池制造技术

根据在此公开的技术，能够提高电极集电体的电流阻断功能的工作稳定性。在此公开的电极集电体10具备片状的树脂基材12、以及设置于该树脂基材12的表面12a、12b的金属薄膜14。而且，在此公开的电极集电体10中，与金属薄膜14相接的树脂基材12的表面12a、12b的表面粗糙度Rz为2μm以上。由此，能够使树脂基材12与金属薄膜14的密合性大大提高，因此在产生异常发热时，能够使树脂基材12熔融变形以卷入金属薄膜14，从而使金属薄膜14断裂。其结果，能够使电流阻断功能稳定地工作，适当地防止异常发热的进行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
电极集电体和二次电池


[0001]在此公开的技术涉及电极集电体和使用该电极集电体的二次电池。

技术介绍

[0002]目前，锂离子二次电池等二次电池在车辆、便携设备等各种产品中广泛使用。上述二次电池的电极例如通过在电极集电体的表面赋予包含电极活性物质的电极活性物质层而形成。该电极集电体为片状的导电部件。电极集电体形成从电极活性物质层到电极端子的导电路径的一部分。
[0003]二次电池用电极集电体有时使用用金属薄膜覆盖树脂基材的表面的层叠结构的电极集电体。上述层叠结构的电极集电体具有在因内部短路等而产生异常发热时树脂基材熔融变形使金属薄膜断裂的电流阻断功能(参照专利文献1)。因此，能够为防止异常发热的进行做出贡献。另外，层叠结构的电极集电体的其它例子记载于专利文献2～5。例如，专利文献2中使用具备延展性大的膜基材(树脂基材)的电极集电体。由此，能够防止充放电时的膨胀收缩所致的电极活性物质层的脱落。此外，该专利文献2中将与膜基材(树脂基材)接触的面上的集电层(金属薄膜)的表面粗糙度Rz调节在0.05μm～0.1μm的范围。由此，能够防止集电层(金属薄膜)的剥离。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本申请公开第2004－311146号公报
[0007]专利文献2：日本申请公开第2011－222397号公报
[0008]专利文献3：日本申请公开第平9－213338号公报
[0009]专利文献4：日本申请公开第2011－134514号公报
[0010]专利文献5：日本申请公开第2008－171788号公报

技术实现思路

[0011]然而，以往的层叠结构的电极集电体存在如下情况：尽管因异常发热而使树脂基材熔融变形，但是有时金属薄膜不断裂而进行异常发热。即，可以说以往的层叠结构的电极集电体的电流阻断功能在工作稳定性上存在改善的余地。因此，通常的二次电池中，在使用层叠结构的电极集电体的情况下，采取对电极端子等安装电流阻断机构等的异常发热对策。而且，该异常发热对策成为部件成本增大的原因。
[0012]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供一种对电极集电体的电流阻断功能的工作稳定性的提高做出贡献的技术。
[0013]为了实现上述目的，根据在此公开的技术，提供一种以下构成的电极集电体。
[0014]在此公开的电极集电体是一种二次电池用电极集电体，具备片状的树脂基材、以及设置于该树脂基材的表面的金属薄膜。而且，在此公开的电极集电体中，与金属薄膜相接的树脂基材的表面的表面粗糙度Rz为2μm以上。
[0015]对于在此公开的电极集电体，在使异常发热时的树脂基材的熔融变形所致的应力适当地施加于金属薄膜的观点上，对树脂基材的表面粗糙度Rz进行调整。具体而言，如专利文献2所记载的那样，在防止树脂基材与金属薄膜的剥离的观点上，金属薄膜与树脂基材的接触面的表面粗糙度Rz在0.05μm～0.1μm的范围是充分的。然而，本专利技术人认为为了提高异常发热时的电流阻断功能的工作稳定性，需要使树脂基材与金属薄膜的密合性进一步变大而使金属薄膜配合树脂基材的熔融变形来适当变形。在此公开的技术基于上述见解而将树脂基材的表面粗糙度Rz调整为2μm以上。由此，在产生异常发热时，以卷入金属薄膜的方式树脂基材发生熔融变形。其结果，根据在此公开的电极集电体，能够提高由金属薄膜的断裂所带来的电流阻断功能的工作稳定性。
[0016]在此公开的电极集电体的一个方式中，树脂基材由熔融起始温度为95℃～300℃的树脂材料构成。由此，能够得到在通常的充放电中适当保持形状且在异常发热产生时容易熔融变形的树脂基材。应予说明，作为这样的树脂材料的一个例子，可举出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
[0017]另外，在此公开的电极集电体的一个方式中，树脂基材的表面粗糙度Rz为15μm以下。随着树脂基材的表面粗糙度Rz的变小，存在容易在树脂基材的表面形成金属薄膜的趋势。
[0018]另外，在此公开的电极集电体的一个方式中，树脂基材的厚度t1为10μm～40μm。随着树脂基材的膜厚t1的增加而异常发热时的树脂基材的变形量变大，因此能够进一步提高电流阻断功能的工作稳定性。另一方面，树脂基材并非直接影响电池性能(电池电阻、能量密度等)的部件。因此，在能够确保一定以上的工作稳定性的情况下，优选使树脂基材的膜厚t1变薄。
[0019]另外，在此公开的电极集电体的一个方式中，金属薄膜的膜厚t2为2μm以上。由此，能够提高电极集电体的导电性而有助于电池电阻的减少。应予说明，使金属薄膜的膜厚t2增加时有可能电流阻断功能的工作稳定性降低，因此在以往的层叠结构的电极集电体中难以使金属薄膜的膜厚t2为2μm以上。与此相对，根据在此公开的技术，即便在使金属薄膜的膜厚t2为2μm以上时也能够使电流阻断功能稳定地工作。
[0020]另外，在此公开的电极集电体的一个方式中，树脂基材的表面粗糙度Rz和金属薄膜的膜厚t2满足以下的式(1)。由此，能够进一步提高电流阻断功能的工作稳定性。
[0021]Rz－t2≥－3
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(1)
[0022]另外，作为在此公开的技术的另一方面，可举出具备由正极和负极构成的一对电极的二次电池。上述二次电池的一对电极中的至少一者具备电极集电体、以及被赋予到电极集电体的表面的电极活性物质层，电极集电体为上述构成的电极集电体。由此，能够以低成本来构建能够稳定地防止异常发热的进行的二次电池。
附图说明
[0023]图1是示意地示出一个实施方式的电极集电体的截面图。
[0024]图2是示意地示出一个实施方式的二次电池的截面图。
[0025]图3是示出一个实施方式的二次电池的卷绕电极体的构成的示意图。
[0026]符号说明
[0027]10
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电极集电体
[0028]12
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树脂基材
[0029]14
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金属薄膜
[0030]20
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电池壳体
[0031]22
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壳体主体
[0032]24
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盖体
[0033]26
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正极端子
[0034]28
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负极端子
[0035]29
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安全阀
[0036]30
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电极体
[0037]30a
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正极连接部
[0038]30b
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负极连接部
[0039]40
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正极
[0040]42
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正极集电体
[0041]44
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正极活性物质层
[0042]46
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极集电体，是二次电池用电极集电体，具备片状的树脂基材、以及设置于该树脂基材的表面的金属薄膜，与所述金属薄膜相接的所述树脂基材的表面的表面粗糙度Rz为2μm以上。2.根据权利要求1所述的电极集电体，其中，所述树脂基材由熔融起始温度为95℃～300℃的树脂材料构成。3.根据权利要求2所述的电极集电体，其中，所述树脂材料包含选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极集电体，其中，所述树脂基材的表面粗糙度Rz为15μm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电极集电体，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：进藤洋平，堀川大介，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：