电池及其制造方法技术

本公开提供一种电池，包含第1电极、第2电极和隔膜。第1电极包含第1主面和第2主面。在第1电极形成有多个贯穿孔。贯穿孔从第1主面贯穿第1电极到第2主面。隔膜覆盖贯穿孔的内壁。第2电极配置在贯穿孔内。隔膜包含第1层和第2层。第1层配置在内壁和第2层之间。第1层包含具有第1平均粒径的第1无机粒子群。第2层包含具有第2平均粒径的第2无机粒子群。第2平均粒径小于第1平均粒径。本公开的目的是在形成于贯穿孔内壁上的涂布型隔膜中减少空隙。孔内壁上的涂布型隔膜中减少空隙。孔内壁上的涂布型隔膜中减少空隙。

【技术实现步骤摘要】
电池及其制造方法


[0001]本公开涉及电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]日本特开2020
‑
123484公开了具有多个贯穿孔的电极和层叠在该贯穿孔内壁上的隔膜层。

技术实现思路

[0003]电池包含第1电极和第2电极。第2电极的极性与第1电极不同。为了避免第1电极和第2电极的接触，在第1电极与第2电极之间配置隔膜。隔膜是电绝缘性的。隔膜是多孔质的，具有离子透过性。一般而言，电极是片状的。与片状电极相对应，使用膜状隔膜。例如，聚烯烃制微多孔膜等作为隔膜正在普及。
[0004]特殊结构的电极也在研究中。例如，在第1电极上形成贯穿孔。贯穿孔的内壁被隔膜覆盖。在内壁被隔膜覆盖的贯穿孔内配置第2电极。由于电极不是片状的，所以难以通过膜状隔膜避免第1电极与第2电极的接触。
[0005]因此，例如考虑使用涂布型隔膜。即，通过在贯穿孔的内壁涂布无机粒子群，可形成涂布型隔膜。但是，根据本公开的新见解，在形成于贯穿孔内壁上的涂布型隔膜中，存在空隙(voids、气泡)容易残存的倾向。在存在空隙的位置，可能局部地发生绝缘强度下降。例如，由于电极的一部分侵入空隙，可能形成短路路径。例如，也可能因空隙而形成针孔。
[0006]本公开的目的是在形成于贯穿孔内壁上的涂布型隔膜中减少空隙。
[0007]以下，说明本公开的技术方案和作用效果。不过，本说明书的作用机理包含推定。作用机理没有限定本公开的技术范围。
[0008]1.电池包含第1电极、第2电极和隔膜。第1电极包含第1主面和第2主面。第2主面是第1主面的相反面。在第1电极形成有多个贯穿孔。贯穿孔从第1主面贯穿第1电极到第2主面。
[0009]隔膜覆盖贯穿孔的内壁。第2电极的极性与第1电极不同。第2电极配置在贯穿孔内。第2电极沿着贯穿孔的轴向延伸。
[0010]隔膜包含具有第1厚度的第1层和具有第2厚度的第2层。第1层配置在内壁和第2层之间。第1层包含具有第1平均粒径的第1无机粒子群。第2层包含具有第2平均粒径的第2无机粒子群。第2平均粒径小于第1平均粒径。
[0011]在涂布型隔膜中，存在无机粒子群的粒子尺寸越小，空隙的尺寸就越小的倾向。因此，通过使用粒子尺寸小的无机粒子群，可期待空隙的减少。不过，无机粒子群的粒子尺寸越小，涂布型隔膜就越致密，离子透过性可能下降。即，电池电阻会增大。
[0012]在上述"1."的电池中，隔膜包含第1层和第2层。第1层(下层)比第2层(上层)更接近内壁。第1层由第1无机粒子群(大粒子群)形成。第2层由第2无机粒子群(小粒子群)形成。在形成第2层时，第1层中的空隙可填充小粒子群的一部分。即，认为能够减少空隙。此外，由
于第1层由大粒子群形成，因此隔膜可适度稀疏。因此，能够减轻电池电阻的增大。
[0013]2.第1电极例如也可以形成蜂窝芯材。
[0014]即，在第1电极的与轴向正交的截面中，贯穿孔也可以被铺满成蜂窝状。作为特殊结构的电极，有望使用蜂窝结构的电极。通过使电极具有蜂窝结构，可期待反应面积的增大和活性物质密度的增大。即，可期待输入输出特性和能量密度的并存。
[0015]认为第1电极具有蜂窝结构时，难以应用涂布型隔膜以外的隔膜。认为第1电极具有蜂窝结构时，难以检测形成于贯穿孔内壁上的涂布型隔膜的缺陷。另外，认为在不破坏蜂窝结构的情况下除去涂布型隔膜的缺陷也是困难的。认为上述"1."的隔膜对于蜂窝结构的电极是有效的。
[0016]3.也可以在第1层形成空隙。在空隙中也可以填充有部分第2无机粒子群。
[0017]4.第2平均粒径例如也可以小于第1厚度。
[0018]虽然机理尚不明确，但空隙的尺寸取决于第1层的厚度(第1厚度)。通过使第2无机粒子群的粒子尺寸小于第1厚度，可期待第2无机粒子群容易填埋空隙。
[0019]5.第2平均粒径相对于第1厚度之比例如也可以为1/300以下。因为这样可期待空隙的减少。
[0020]6.第1平均粒径例如也可以为0.3～2μm。
[0021]7.第1厚度例如也可以为10～150μm。
[0022]8.第2厚度例如也可以为30μm以下。
[0023]9.第2厚度相对于第1厚度之比例如也可以为0.5以下。因为这样可减轻电池电阻的增大。
[0024]10.第1层也可以还含有第1粘合剂。第2层也可以还含有第2粘合剂。
[0025]11.第1无机粒子群和第2无机粒子群例如也可以各自独立地包含选自氧化铝、氧化铝水合物、氢氧化铝和氧化钛中的至少一种。
[0026]12.第1电极例如也可以是柱状的。第1主面和第2主面也可以分别位于第1电极的轴向两端。
[0027]13.电池也可以还含有电解液。
[0028]14.一种电池的制造方法，包含下述工序(a)～(c)。
[0029]工序(a)：准备形成有多个贯穿孔的第1电极。
[0030]工序(b)：形成覆盖贯穿孔内壁的隔膜。
[0031]工序(c)：在上述工序(b)之后，在贯穿孔内配置第2电极。
[0032]上述工序(b)包含下述步骤(b1)和(b2)。
[0033]步骤(b1)：通过在贯穿孔的内壁涂布第1糊而形成第1层。
[0034]步骤(b2)：通过在第1层的表面涂布第2糊而形成第2层。
[0035]第2电极的极性与第1电极不同。第1糊包含具有第1平均粒径的第1无机粒子群。第2糊包含具有第2平均粒径的第2无机粒子群。第2平均粒径小于第1平均粒径。
[0036]根据上述"14."的制造方法，可制造上述"1."的电池。
[0037]15.第1电极包含第1主面和第2主面。第2主面是第1主面的相反面。贯穿孔从第1主面贯穿第1电极到第2主面。
[0038]上述步骤(b1)也可以包含：从第1主面或第2主面吸引第1糊。
[0039]上述步骤(b2)也可以包含：从第1主面或第2主面吸引第2糊。
[0040]通过向贯穿孔内吸引糊，可在贯穿孔的内壁涂布糊。
[0041]16.第1糊也可以还包含第1粘合剂和第1分散介质。第2糊也可以还包含第2粘合剂和第2分散介质。
[0042]17.电池的制造方法也可以还包含下述工序(d)。
[0043]工序(d)：使电解液浸渗隔膜。
[0044]以下，说明本公开的实施方式(以下可简称为"本实施方式")、以及本公开的实施例(以下可简称为"本实施例")。不过，本实施方式和本实施例没有限定本公开的技术范围。
附图说明
[0045]以下，参考附图说明本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同标记表示相同元件。
[0046]图1是表示本实施方式中的电池一例的概略图。
[0047]图2是表示第1电极一例的概略图。
[0048]图3是表示贯穿孔的第1例的概略截面图。
[0049]图4是表示贯穿孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池，包含第1电极、第2电极和隔膜，所述第1电极包含第1主面和第2主面，所述第2主面是所述第1主面的相反面，在所述第1电极形成有多个贯穿孔，所述贯穿孔从所述第1主面贯穿所述第1电极到所述第2主面，所述隔膜覆盖所述贯穿孔的内壁，所述第2电极的极性与所述第1电极不同，所述第2电极配置在所述贯穿孔内，所述第2电极沿着所述贯穿孔的轴向延伸，所述隔膜包含具有第1厚度的第1层和具有第2厚度的第2层，所述第1层配置在所述内壁和所述第2层之间，所述第1层包含具有第1平均粒径的第1无机粒子群，所述第2层包含具有第2平均粒径的第2无机粒子群，所述第2平均粒径小于所述第1平均粒径。2.根据权利要求1所述的电池，所述第1电极形成蜂窝芯材。3.根据权利要求1或2所述的电池，在所述第1层形成有空隙，在所述空隙中填充有部分所述第2无机粒子群。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池，所述第2平均粒径小于所述第1厚度。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池，所述第2平均粒径相对于所述第1厚度之比为1/300以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池，所述第1平均粒径为0.3～2μm。7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池，所述第1厚度为10～150μm。8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池，所述第2厚度为30μm以下。9.根据权利要求1～8中任一项所述的电池，所述第2厚度相对于所述第1厚度之比为0.5以下。10.根据权利要求1～9中任一项所述的电池，所述第1层还含有第1粘合剂，所述第2层还含有第2粘合剂。11.根据权利要求1～10中任一项所述的电池，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：濑上正晴，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：