蓄电装置及其中使用的电极或分隔件制造方法及图纸

蓄电装置具备：第1电极；第2电极；分隔件，其夹设在第1电极与第2电极之间；以及阻隔层，其夹设在第1电极与分隔件之间和第2电极与分隔件之间的至少一者，阻隔层包含络合剂及树脂材料。材料。材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置及其中使用的电极或分隔件


[0001]本专利技术主要涉及蓄电装置。

技术介绍

[0002]蓄电装置被用于电子设备、工业设备、汽车用设备等各种领域。近年来，为确保蓄电装置的优异的特性，针对构成要素的改良进行了很多尝试。
[0003]例如非水电解质电池、锂离子电容器等蓄电装置利用电化学氧化还原反应。这些蓄电装置内作为杂质存在铜、铁等金属时，会发生该金属的溶解析出反应，电池电压下降。其结果，蓄电装置的充放电循环特性下降。利用氧化还原反应的蓄电装置中，抑制金属的溶解和析出是重要的。
[0004]作为抑制金属的溶解和析出的方法，例如在金属表面处理领域，已知有使用络合剂的技术。络合剂与金属离子结合形成络合物。通过在金属表面施加包含络合剂的涂层，能够抑制金属的溶解和析出。例如，专利文献1提出的用于金属基体的适用组合物为包含金属阳离子、络合剂及水性载体的组合物。金属基体的加工方法包括：将组合物应用于基体的步骤；和、使组合物干燥形成化学转化涂层的步骤。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特表2016
‑
514770号公报

技术实现思路

[0008]即使将金属表面处理领域中使用的络合剂应用于蓄电装置，也难以充分抑制金属的溶解和析出。例如，使络合剂溶解在电解液中或分散在电极合剂中时，金属离子与络合剂之间的结合不能有效地进行。
[0009]虽然电解液、电极合剂等中含有络合剂时，能够在电极的表面形成包含络合剂的SEI(固体电解质介面膜，Solid electrolyte interface)覆膜，但难以使该覆膜内保持足够量的络合剂。
[0010]本专利技术的一个方面涉及一种蓄电装置，其具备：第1电极；第2电极；分隔件，其夹设在所述第1电极与所述第2电极之间；以及、阻隔层，其夹设在所述第1电极与所述分隔件之间和所述第2电极与所述分隔件之间的至少一者，所述阻隔层包含络合剂及树脂材料。
[0011]本专利技术的另一个方面涉及一种蓄电装置用电极，其具备：具有第1表面及其相反侧的第2表面的电极；以及负载在所述电极的所述第1表面及所述第2表面的至少一者的阻隔层，所述电极具备电极活性物质层和负载所述电极活性物质层的集电体，所述阻隔层至少设置在所述电极活性物质层的与所述集电体侧相反侧的所述表面，所述阻隔层包含络合剂及树脂材料。
[0012]本专利技术的再一个方面涉及蓄电装置用分隔件，其具备：具有第1表面及其相反侧的第2表面的分隔件；以及负载在所述分隔件的所述第1表面及所述第2表面的至少一者的阻
隔层，所述阻隔层包含络合剂及树脂材料。
[0013]根据本专利技术，能够提高蓄电装置的充放电循环特性。
附图说明
[0014]图1为对本专利技术的一实施方式的非水电解质二次电池的一部分进行剖切而得到的立体图。
[0015]图2为本专利技术的电极组的一个例子的示意图。
[0016]图3为本专利技术的电极组的另一个例子的示意图。
[0017]图4为本专利技术的电极组的再一个例子的示意图。
具体实施方式
[0018]本专利技术的蓄电装置具备：第1电极；第2电极；分隔件，其夹设在第1电极与第2电极之间；以及阻隔层，其夹设在第1电极与分隔件之间和第2电极与分隔件之间的至少一者。
[0019]蓄电装置没有特别限定，可列举出锂一次电池、锂离子二次电池、锂(金属)二次电池等非水电解质电池；将活性碳、导电性高分子用于正极的同时将碳材料用于负极的锂离子电容器等电化学电容器；双电层电容器等。非水电解质电池、电化学电容器等蓄电装置的情况下，第1电极和第2电极中一者为正极，另一者为负极。
[0020]阻隔层包含络合剂及树脂材料。络合剂可与金属离子形成络合物。树脂材料具有使络合剂保持在至少一个电极与分隔件之间的粘合剂的作用。阻隔层可以在至少一个电极与分隔件之间形成为层状，也可以具有膜、片或薄膜的形态。根据上述构成，阻隔层成为抑制至少一个电极与分隔件之间的金属离子的移动的阻隔。
[0021]例如在蓄电装置内存在铜、铁等杂质金属的情况下，由阻隔层带来的金属离子的移动抑制效果是显著的。杂质金属暴露于正极电位时，有时金属离子会从杂质金属溶出到电解液中。另外，有时金属离子也会从电极中的活性物质中溶出。例如，非水电解质电池的正极包含正极活性物质，正极活性物质的电位高且包含金属成分(多为过渡金属)。溶出到电解液中的金属离子从正极侧移动到负极侧，作为杂质金属析出。与此相对，在蓄电装置内设置阻隔层的情况下，可以显著抑制溶出的金属离子在电极间移动，抑制电池电压的下降。以下，也将可在负极中作为杂质金属析出的金属离子称为杂质金属离子。
[0022]阻隔层内的络合剂的移动因树脂材料而受到限制。另一方面，在正极侧溶出到电解液中的杂质金属离子向负极侧移动时会通过阻隔层。因此，通过阻隔层，杂质金属离子与络合剂相互作用的概率提高，能够有效地形成络合物。形成了络合物的金属离子与络合剂同样地移动的自由度受到限制。因此，能够大幅抑制杂质金属离子由正极侧向负极侧移动。
[0023]络合剂局部存在于至少一个电极与分隔件之间，但部分会在蓄电装置内扩散。通过扩散到达杂质金属表面的络合剂在金属表面形成覆膜，抑制金属离子的溶出。另外，正极中扩散的络合剂在正极活性物质的表面形成覆膜，抑制金属离子自正极活性物质溶出。即，根据上述构成，不仅可以抑制金属离子自正极侧向负极侧移动，还能抑制金属离子的溶出本身。
[0024]接着，本专利技术的蓄电装置用电极为具备具有第1表面及其相反侧的第2表面的电极、以及负载在电极的第1表面及第2表面的至少一者的阻隔层的电极(以下称为电极X)。除
阻隔层以外的电极部分对应于上述蓄电装置的第1电极或第2电极，例如对应于非水电解质电池的正极或负极。即，蓄电装置用电极既可以为具有阻隔层的正极，或者也可以为具有阻隔层的负极。
[0025]电极例如包含电极合剂层(或电极活性物质层)和负载其的集电体。此时，具有阻隔层的第1表面及第2表面的全部或大部分均相当于电极合剂层(或电极活性物质层)的与集电体侧相反侧的表面(以下也称为外侧表面)。不过，未被电极合剂层覆盖的集电体的表面也可以成为具有阻隔层的第1表面或第2表面的至少一部分。
[0026]充电时锂金属析出，放电时锂金属溶解的锂二次电池的情况下，有时负极不具有负极合剂层(或负极活性物质层)。此时，具有阻隔层的第1表面及第2表面的全部或大部分可以为负极集电体的表面。
[0027]接着，本专利技术的蓄电装置用分隔件为具备具有第1表面及其相反侧的第2表面的分隔件、和负载在分隔件的第1表面及第2表面的至少一者的阻隔层的分隔件(以下称为分隔件X)。除阻隔层以外的分隔件部分对应于上述蓄电装置的分隔件。
[0028]具有至少一个阻隔层的上述蓄电装置可以使用具有对应于第1电极的电极的电极X、具有对应于第2电极的电极的电极X及分隔件X中的至少一者来构成。阻隔层可以为单层结构，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】1.一种蓄电装置，其具备：第1电极；第2电极；分隔件，其夹设在所述第1电极与所述第2电极之间；以及阻隔层，其夹设在所述第1电极与所述分隔件之间和所述第2电极与所述分隔件之间的至少一者，所述阻隔层包含络合剂及树脂材料。2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，所述阻隔层的厚度为1μm以上且40μm以下。3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中，所述阻隔层中包含颗粒状的所述络合剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电装置，其中，所述络合剂及所述树脂材料的总截面积中所述络合剂的截面积所占的比例为15％以上且小于100％。5.根据权利要求1～4中任一项所述的蓄电装置，其中，所述络合剂为具有至少1个硫醇基的1,3,5
‑
三嗪衍生物。6.根据权利要求5所述的蓄电装置，其中，所述三嗪衍生物为选自由1,3,5
‑
三嗪
‑2‑
硫醇、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三硫醇、6
‑
甲硫基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6
‑
丁硫基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6
‑
甲基氨基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6
‑
二甲基氨基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6
‑
二异丙基氨基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6
‑
丁基氨基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇及6
‑
二丁基氨基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇组成的组中的至少1种。7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄电装置，其中，所述树脂材料为选自由聚丙烯腈、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中的至少1种。8.一种蓄电装置用电极，其具备：具有第1表面及其相反侧的第2表面的电极；以及负载在所述电极的所述第1表面及所述第2表面的至少一者的阻隔层，所述电极具备电极活性物质层和负载所述电极活性物质层的集电体，所述阻隔层至少设置在所述电极活性物质层的与所述集电体侧相反侧的所述表面，所述阻隔层包含络合剂及树脂材料。9.根据权利要求8所述的蓄电装置用电极，其中，所述阻隔层的厚度为1μm以上且40μm以下。10.根据权利要求8或9所述的蓄电装置用电极，其中，所述阻隔层中包含有颗粒状的所述络合剂。11.根据权利要求8～10中任一项所述的蓄电装置用电极，其中，所述络合剂及所述树脂材料的总截面积中所述络合剂的截面积所占的比例为15％以上且小于100％。12.根据权利要求8～11中任一项所述的蓄电装置用电极，其中，所述络合剂为具有至少1个硫醇基的1,3,5
‑
三嗪衍生物。13.根据权利要求12所述的蓄电装置用电极，其中，所述三嗪衍生物为选自由1,3,5
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三嗪
‑2‑
硫醇、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三硫醇、6
‑
甲硫基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
二硫醇、6

【专利技术属性】
技术研发人员：安久津诚，佐藤贵夫，小川裕子，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：