双极型二次电池用集电体制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种可以抑制电池温度的上升的双极型二次电池用集电体。本发明专利技术的双极型二次电池用集电体为具有导电性的双极型二次电池用集电体。而且，该集电体的特征在于，其具有在规定温度以上的温度时向集电体的厚度方向膨胀的膨胀部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及双极型二次电池用集电体。特别是，本专利技术涉及用于抑制双极型二次电池的温度上升的改良。
技术介绍
近年来，从环境、燃烧消耗率的观点考虑，制造并销售了混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)以及燃料电池汽车，并且在继续新的开发。在这些所谓的电动车辆中，可进行充电 放电的电源装置的有效利用是不可缺少的。作为该电源装置，可利用锂离子电池、镍氢电池等二次电池，双电层电容器(electric double layer capacitor)等。特别是锂离子二次电池由于其能量密度高、对反复充放电的耐久性高，可认为其适合于电动车辆，故各种开发正在深入开展。但是，为了适用于上述那样的各种汽车的电动机驱动用电源，为了确保大输出功率，需要将多个二次电池串联连接而使用。但是，介由连接部连接电池的情况下，连接部的电阻会导致输出功率降低。另外，具有连接部的电池在空间上也存在不利。即，连接部可招致电池的输出功率密度、能量密度的降低。作为解决该问题的技术，正在开发双极型锂离子二次电池等双极型二次电池。双极型二次电池具有在集电体的一侧的面形成有正极活性物质层且在另一侧的面形成有负极活性物质层的双极型电极介由电解质层而多个层叠而成的发电元件。换言之，其构造为正极活性物质层、电解质层以及负极活性物质层形成I个单电池层，该单电池层介由集电体而多个串联层叠。进而近来年，开发了 对于这样的双极型二次电池而言，通过使集电体包含高分子材料而使集电体轻量化，从而使相对于电池重量的输出功率密度提升的技术(例如，专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2006-190649号公报
技术实现思路
_9] 专利技术要解决的问题然而，对于上述的现有的双极型二次电池，在电池内部的温度上升的情况下，存在电解质与电极的发热反应推进，电池温度进一步上升的可能性。因此本专利技术的目的在于提供一种可以抑制电池温度的上升的双极型二次电池用集电体。_2] 用于解决问题的方案本专利技术的双极型二次电池用集电体为具有导电性的双极型二次电池用集电体。而且，该集电体的特征在于其具有在规定温度以上的温度时向集电体的厚度方向膨胀的膨胀部。专利技术的效果根据本专利技术，当电池内部的温度上升并达到规定温度以上时，膨胀部向集电体的厚度方向膨胀。由此，集电体的厚度方向的电阻上升，从而使流向该方向的电流量降低。其结果，可以抑制电池温度的上升。附图说明图I为表示本专利技术的优选实施方式中所述的双极型二次电池用集电体的剖视示意图。图2为表示本专利技术的一个实施方式中所述的双极型二次电池的整体构造的剖视示意图。图3为表示实施例f 17中制作的双极型电极的剖视示意图。 图4为表示比较例I飞中制作的双极型电极的剖视示意图。具体实施例方式以下，针对本专利技术的优选实施方式进行说明。本专利技术的一个实施方式为具有导电性的双极型二次电池用集电体。而且，该集电体的特征在于其具有在规定温度以上的温度时向集电体的厚度方向膨胀的膨胀部。以下，一边参照附图，一边说明本实施方式，但本专利技术的保护范围应当基于权利要求书的记载来确定，不仅限于以下的实施方式。予以说明，在附图的说明中相同的元件带有相同的符号，省略重复说明。另外，关于附图的尺寸比率，为了方便说明而被放大，有时会与实际的比率不同。<集电体>集电体具有从形成正极活性物质层的一侧的面向形成负极活性物质层的另一侧的面转移电子的媒介功能。本专利技术的优选实施方式中所述的集电体包含具有导电性的树脂层(以下，简称为“树脂层”)以及具有导电性的粘接层(以下，简称为“粘接层”)。可进一步根据需要包含离子阻断层等其它的层。其中，本专利技术的范围不仅限于这样的实施方式，只要满足权利要求书所规定的特征，即使不包含这些层，所有的实施方式也可包含于本专利技术的范围内。图I为表示本专利技术的优选实施方式中所述的双极型二次电池用集电体的剖视示意图。图I的(a) (i)的集电体均由I或2个以上的具有导电性的树脂层I和I或2个以上的具有导电性的粘接层3层叠而成。更详细而言，(ar(c)的集电体为仅由I或2个以上的树脂层I以及I或2个以上的粘接层3层叠而得到的形态。另一方面，(dra)的集电体除了树脂层I和粘接层3之外，还包含离子阻断层5，具有由它们层叠而成的构造。特别是，(d广(f)的实施方式中，离子阻断层5位于集电体的一侧的面以及/或者另一侧的面的最外层，(gr(i)的实施方式具有由树脂层I以及/或者粘接层3夹持离子阻断层5而成的构造。予以说明，(ar(i)的集电体的任一者中的至少I个粘接层3的一侧的面与至少I个树脂层I的一侧的面接触。另外，在图I所示的实施方式中，粘接层3具有比树脂层I低的熔点。其中，本专利技术的集电体不仅限于这样的实施方式。此处，树脂层I例如由向聚乙烯中添加作为导电性填料的科琴黑而成的树脂形成。粘接层3例如由热膨胀性微胶囊和粘接剂形成，所述热膨胀性微胶囊由在包含聚氯乙烯的壳中内包作为膨胀材料的己烷而成，所述粘接剂包含作为导电性填料的碳颗粒。这样的实施方式中，上述热膨胀性微胶囊相当于本专利技术中的膨胀部。即，可以说其为粘接层3包含膨胀部的实施方式。另 外，离子阻断层5例如由铜箔形成。对于图I所示的实施方式中所述的集电体的粘接层3所包含的热膨胀性微胶囊而言，若温度上升，则壳中内包的膨胀材料气化而膨胀。由此，当集电体的温度上升并达到规定温度以上时，粘接层3向集电体的厚度方向(层叠方向)膨胀。其结果，集电体的厚度方向的电阻上升，从而使流向该方向的电流量降低。另外，对于优选实施方式而言，伴随温度的上升，粘接层3熔融而导致集电体被分断。由此也可提升集电体的厚度方向的电阻从而实现流向该方向的电流量的降低。而且，若在其后温度进一步上升，则树脂层I也熔融。该情况下，利用构成熔融的树脂层I的树脂覆盖形成于集电体表面的活性物质层的表面。其结果，也可抑制活性物质层与电解质的发热反应。以下，针对本实施方式的集电体的各构成部件进行详细说明。[树脂层]具有导电性的树脂层I自不用说其具有作为电子转移介质的功能，还可有助于集电体的轻量化。该树脂层I可包含由高分子材料形成的基材，并可根据需要包含导电性填料以及其它的部件。基材所使用的树脂可以无限定地使用以往公知的非导电性高分子材料或者导电性高分子材料。作为优选的非导电性高分子材料，例如，可列举出聚乙烯(PE ;高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE))、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PB T)、聚醚腈(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚苯乙烯(P S)、硅树脂、纤维素以及环氧树脂等。这些非导电性高分子材料具有优异的耐电位性或者耐溶剂性。另外，作为优选的导电性高分子材料，例如，可列举出聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯、聚苯撑乙烯(polyphenylenevlnylene)、聚丙烯腈、以及聚〖惡二唑等。这些导电性高分子材料即使不添加导电性填料也具有充分的导电性，因此在制造工序的容易化或者集电体的轻量化的方面是有利的。本实施方式的集电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.20 JP 2009-2651811.一种双极型二次电池用集电体，其特征在于，其为具有导电性的双极型二次电池用集电体， 具有在规定温度以上的温度时向集电体的厚度方向膨胀的膨胀部。2.根据权利要求I所述的双极型二次电池用集电体，其中，所述膨胀部包含热膨胀性微胶囊，所述热膨胀性微胶囊为在包含热塑性高分子材料的壳中内包膨胀材料而成。3.根据权利要求I或2所述的双极型二次电池用集电体，其由具有导电性的树脂层和粘接层层叠而成，所述粘接层具有导电性，并具有比所述树脂层低的熔点， 所述粘接层包含所述膨胀部...

【专利技术属性】
技术研发人员：本田崇，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：