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电化学元件用电极以及电化学元件用电极的制造方法技术

技术编号:40652185 阅读:9 留言:0更新日期:2024-03-13 21:29
本发明专利技术提供一种电化学元件用电极,其具有集流体和规定的电极复合材料层。电极复合材料层至少包含电极活性物质和膨胀起始温度为400℃以下的热膨胀性颗粒,在将存在于电极复合材料层表面的、露出径为电极活性物质的体积平均粒径D50的0.5倍以上且5.0倍以下的热膨胀性颗粒作为露出颗粒A的情况下,电极复合材料层表面的露出颗粒A的占有面积率为0.5%以上且20%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种电化学元件用电极以及电化学元件用电极的制造方法


技术介绍

1、锂离子二次电池等电化学元件具有小型、轻质且能量密度高、进而能够反复充放电的特性,在广泛的用途中被使用。因此,近年来,以电化学元件的进一步高性能化为目的,研究了电极等电池构件的改良。

2、在此,锂离子二次电池等电化学元件所使用的电极通常具有集流体和形成在集流体上的电极复合材料层。而且,该电极复合材料层通过例如以下方式形成:将包含电极活性物质和黏结剂组合物等的浆料组合物涂敷在集流体上,使涂敷的浆料组合物干燥,其中,上述黏结剂组合物是包含黏结材料的黏结剂组合物。

3、电化学元件由于内部短路的发生以及内部的各种连锁化学反应等,有发生热失控的风险。为了抑制这种热失控的发生,一直以来,进行了将内包有在电化学元件内部的温度上升时能够抑制化学反应的物质的热膨胀性颗粒与电化学元件用电极配合的研究(例如,参考专利文献1~3)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1:国际公开第2015/133423号;

7、专利文献2:国际公开第2019/189865号;

8、专利文献3:日本特开2003-031208号公报。


技术实现思路

1、专利技术要解决的问题

2、在此,对于电化学元件用电极,要求兼顾对得到的二次电池赋予良好的放热抑制性能以及降低二次电池的iv电阻。然而,在上述以往的电化学元件用电极中,在以更高水平兼顾这些性质这一点上存在改善的余地。

3、因此,本专利技术的目的在于提供一种能够在提高电化学元件的放热抑制性能的同时降低iv电阻的电化学元件用电极及其制造方法。

4、用于解决问题的方案

5、本专利技术人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后,本专利技术人有如下新发现:如果使用膨胀起始温度为规定的温度范围的热膨胀性颗粒以规定比例露出于电极表面而成的电化学元件用电极,则能够在提高电化学元件的放热抑制性能的同时降低iv电阻,从而完成了本专利技术。

6、即,本专利技术以有利地解决上述问题为目的,[1]本专利技术的电化学元件用电极的特征在于,具有集流体和电极复合材料层,上述电极复合材料层至少包含电极活性物质和膨胀起始温度为400℃以下的热膨胀性颗粒,在将存在于上述电极复合材料层表面的露出径为上述电极活性物质的体积平均粒径d50的0.5倍以上且5.0倍以下的热膨胀性颗粒作为露出颗粒a的情况下,上述电极复合材料层表面的露出颗粒a的占有面积率为0.5%以上且20%以下。如果使用具有该特征的电化学元件用电极,则能够在提高电化学元件的放热抑制性能的同时降低iv电阻。

7、另外,热膨胀性颗粒的膨胀起始温度、电极活性物质的体积平均粒径d50以及露出颗粒a的占有面积率能够通过本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

8、在此,[2]在上述[1]所述的本专利技术的电化学元件用电极中,优选上述热膨胀性颗粒的体积平均粒径d50为上述电极活性物质的体积平均粒径d50的0.3倍以上且5.0倍以下。如果使用热膨胀性颗粒的体积平均粒径d50与电极活性物质的体积平均粒径d50满足上述关系的电化学元件用电极,则能够在进一步提高电化学元件的放热抑制性能的同时进一步降低iv电阻。

9、另外,体积平均粒径d50的值能够通过本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

10、此外,[3]上述[1]或[2]所述的本专利技术的电化学元件用电极优选上述电极复合材料层表面的上述露出颗粒a的个数密度为10个/mm2以上且300个/mm2以下。如果使用电极表面的露出颗粒a的个数密度为上述范围内的电化学元件用电极,则能够在进一步提高电化学元件的放热抑制性能的同时进一步降低iv电阻。

11、另外,电极表面的露出颗粒a的个数密度能够通过本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

12、进而,[4]在上述[1]~[3]中任一项所述的本专利技术的电化学元件用电极中,优选上述电极复合材料层进一步包含黏结材料,上述黏结材料为具有选自羧酸基、羟基、腈基、氨基、环氧基、唑啉基、磺酸基、酯基以及酰胺基中的至少一种官能团的聚合物。如果电极复合材料层进一步包含规定的黏结材料,则能够提高电极复合材料层的黏合性。

13、而且,[5]本专利技术以有利地解决上述问题为目的,上述[1]~[4]中任一项所述的本专利技术的电化学元件电极的制造方法的特征在于,其是上述的电化学元件用电极的制造方法,包括如下工序:在集流体上涂敷电极下层用浆料组合物并干燥,形成电极下层的工序;以及在上述电极下层上涂敷电极上层用浆料组合物并干燥,形成电极上层的工序,上述电极上层用浆料组合物和上述电极下层用浆料组合物分别含有电极活性物质和热膨胀性颗粒,上述电极上层用浆料组合物的热膨胀性颗粒浓度高于上述电极下层用浆料组合物的热膨胀性颗粒浓度。根据这样的制造方法,能够高效地制造上述的本专利技术的电化学元件用电极。

14、专利技术效果

15、根据本专利技术,能够提供一种能够在提高电化学元件的放热抑制性能的同时降低iv电阻的电化学元件用电极及其制造方法。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电化学元件用电极,其具有集流体和电极复合材料层,

2.根据权利要求1所述的电化学元件用电极,其中,所述热膨胀性颗粒的体积平均粒径D50为所述电极活性物质的体积平均粒径D50的0.3倍以上且5.0倍以下。

3.根据权利要求1所述的电化学元件用电极,其中,所述电极复合材料层表面的所述露出颗粒A的个数密度为10个/mm2以上且300个/mm2以下。

4.根据权利要求1所述的电化学元件用电极,其中,所述电极复合材料层进一步包含黏结材料,

5.一种电化学元件用电极的制造方法,其为权利要求1~4中任一项所述的电化学元件用电极的制造方法,包括如下工序:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电化学元件用电极,其具有集流体和电极复合材料层,

2.根据权利要求1所述的电化学元件用电极,其中,所述热膨胀性颗粒的体积平均粒径d50为所述电极活性物质的体积平均粒径d50的0.3倍以上且5.0倍以下。

3.根据权利要求1所述的电化学元件用电极,其中,所述电极复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:宫崎明彦召田麻贵
申请(专利权)人:日本瑞翁株式会社
类型:发明
国别省市:

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