蓄电元件用电极体及蓄电元件制造技术

本发明专利技术的课题在于提供能够在电池内部发生短路时防止短路电流增大、安全性高的非水电解质电池等的蓄电元件用的电极体及蓄电元件。为了解决上述课题，本发明专利技术提供一种蓄电元件用电极体，其具备正极、负极和配置在所述正极与所述负极之间的隔膜，其中，所述正极和所述负极中的至少一方具备：集电体、形成在该集电体的至少一面侧的活性物质层和形成在所述集电体与所述活性物质层之间且包含导电助剂和加热至规定温度以上时蒸发或分解的有机粘合剂的底涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及蓄电元件用电极体及使用这些电极体的蓄电元件。
技术介绍
近年来，非水电解质电池等电池、双电层电容器等电容器等蓄电元件广泛应用于各种用途。特别是以锂离子电池为代表的非水电解质电池，作为小型轻量化发达的个人电脑、手机等通讯设备等电子设备的电源、混合动力电动车(HEV)、插入式混合动力电动车(PHEV)、电动车(EV)等汽车的电源等面向生活用途的电池得到广泛应用。这种面向生活用途的电池、特别是上述汽车的电源用电池，除了要求高电压、高能量密度这样的特性以外，还要求高安全性。上述非水电解质电池具有在由金属箔构成的负极集电板上设置负极用活性物质层、在正极集电板上设置正极用活性物质层并且使上述负极用活性物质层和正极用活性物质层以其间夹有用于实现电隔离的隔膜的方式对置的构成，通过在非水电解质中在正极和负极之间进行离子的收送来进行充放电。这种非水电解质电池具有高电压、高能量密度，并且含有可燃性的液体，因此需要提闻安全性。特别是在发生难以进行外部控制的内部短路时确保安全性成为重要的课题。内部短路是由于例如因制造时混入异物等异常导致隔膜产生导电性击穿(膜破裂)而发生的，在发生该内部短路的部位流过短路电流。随着上述短路电流的增大，可能在电池内部产生局部的焦耳热。然后，上述局部的焦耳热导致上述隔膜中产生的膜破裂的直径扩大，从而使焦耳热进一步扩大，由此产生恶性循环，结果，可能使电池内异常过热。在这样的短路时，一直以来的做法是通过提高电极内的电阻来防止短路电流过量流动(专利文献I和专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-77061号公报专利文献2 :国际公开第W099/67835号
技术实现思路
专利文献I中记载了在集电体与活性物质层之间设置有高电阻层的电池。但是，由于这种高电阻层为高电阻，因此，需要使电池达到过度充电状态的高电位，不能期待其防止通常的内部短路时的过热。另外，专利文献2中记载了在集电体与活性物质层之间设置有含有通过加热而达到高电阻的树脂的层的电池。但是，在内部短路部位附近可能会达到使上述树脂分解的高温，在该高温条件下难以维持上述树脂的高电阻。因此，上述各现有技术文献中并没有记载充分防止短路时的过热的技术。因此，本专利技术的课题在于，提供能够在电池内部发生短路时防止短路电流增大并且安全性高的蓄电元件用电极体及蓄电元件。为了解决上述课题，本专利技术人提供一种蓄电元件用电极体，其具备正极、负极和配置在上述正极与上述负极之间的隔膜，其中，上述正极和上述负极中的至少一方具备集电体、·在该集电体的至少一面侧形成的活性物质层、和形成在上述集电体与上述活性物质层之间且包含导电助剂和加热至规定温度以上时蒸发或分解的有机粘合剂的底涂层。上述本专利技术的蓄电元件用电极体中，在上述底涂层中含有加热至规定温度以上时蒸发或分解的有机粘合剂。因此，在蓄电元件的内部发生内部短路而在该内部短路处附近产生由短路电流引起的热时，上述有机粘合剂受热而发生如上所述的变性(蒸发或分解)，从而使上述有机粘合剂在上述底涂层内所占的部分产生空隙。在这种底涂层的空隙中，在上述集电体与形成在上述集电体的至少一面侧的上述活性物质层的界面处产生未电连接的部位。在该部位，上述集电体与形成在上述集电体的至少一面侧的上述活性物质层之间达到高电阻。因此，能够防止短路电流增大。此外，本专利技术中，优选上述规定温度为160°C 500°C。另外，优选上述有机粘合剂为从由甲壳质-壳聚糖衍生物、含氟树脂、合成橡胶、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃和聚丙烯酸树脂组成的组中选择的至少一种。此外，优选上述底涂层的厚度为O. I 10 μ m。另外，优选上述底涂层含有直径比上述导电助剂的粒子的直径大的绝缘性无机剂。在上述底涂层含有直径比上述导电助剂的粒子的直径大的绝缘性无机剂的情况下，在上述集电体与上述活性物质层之间的厚度方向上，上述绝缘性无机剂以高度高于上述导电助剂的状态存在。因此，借助上述导电助剂能够防止上述集电体与上述活性物质层接触，从而能够充分地抑制短路电流的增加。此外，优选上述导电助剂和上述绝缘性无机剂中的至少一者的平均纵横尺寸比为I以上且5以下。另外，本专利技术中所称的纵横尺寸比是指以上述导电助剂和上述绝缘性无机剂中的至少一者的(最大长径)/(与最大长径正交的宽度)的形式计算出的值。详细而言，本专利技术中所称的纵横尺寸比是指使用扫描电子显微镜(SEM)对长度O. Imm的底涂层的SEM图像进行观察、从该图像中观察到的导电助剂和/或绝缘性无机剂中任意选出各5个、分别实际测量最大长径和与该最大长径正交的宽度的长度并由该实测值求出的纵横尺寸比的平均值。另外，优选上述活性物质的硬度比上述底涂层的硬度高。另外，本专利技术中所称的上述活性物质的硬度和上述底涂层的硬度是指通过以下测定方法测得的硬度。(活性物质的硬度)本专利技术中所称的活性物质的硬度是指使用通过JIS R1639-5规定的压头压入试验测得的破坏试验力Pa (mN)和粒径Da ( μ m)并利用下式求出的5个试样的硬度Csa (MPa)的平均值。Csa = 2. 48 X Pa/(31 XDa2)(底涂层的硬度)本专利技术中所称的活性物质的硬度是指使用通过JIS R1639-5规定的压头压入试验测得的I %变异量时的试验力Pu (mN)和粒径 Du(ym)并利用下式求出的任意5个部位的硬度Csu (MPa)的平均值。Csu = Pu/ ( τι X Du2)此外，优选上述有机粘合剂的添加量相对于上述底涂层的全部原料为20 80质量％。另外，优选上述导电助剂的添加量相对于上述底涂层的全部原料为5 50质量％。另外，优选上述底涂层的最大厚度Tmax和最小厚度Tmin满足下述关系Tmax-Tmin > (1/4) Tmax，并且，上述底涂层的厚度T达到T < (1/20) Tmax的部位为整体的10%以下。此外，优选上述底涂层在上述正极中形成在上述集电体与上述正极用活性物质层之间，上述正极用活性物质层中含有的活性物质为由LihMO2O) < a < 1，M为选自由Ni、Mn、Ti、Cr、Fe、Co、Cu、Zn、Al、Ge、Sn、Mg、Mo和Zr组成的组中的至少一种元素)表示的化合物。另外，优选上述底涂层在上述正极中形成在上述集电体与上述正极用活性物质层之间，上述正极用活性物质层中含有的活性物质为由LihNixMlyICzO2 (O彡a彡1，Ml、M2为选自由Mn、Ti、Cr、Fe、Co、Cu、Zn、Al、Ge、Sn、Mg、Mo和Zr组成的组中的至少一种元素，Ml ^ M2, x+y+z = l,x^l,y<l,z<l)表示的化合物。此外,优选由LUixMlyIVKzO2表示的上述活性物质为由LiNixMnyCozO2 (x+y+z = I,X < I, y < I, ζ < I)表示的化合物。另外，优选上述底涂层在上述正极中形成在上述集电体与上述正极用活性物质层之间，上述正极用活性物质层中含有的活性物质为由LiMPO4(M为选自由Fe、Mn、Co组成的组中的至少一种元素)表示的化合物。此外，优选作为LiMPO4的上述活性物质为LiFeP04。另外，本专利技术提供一种蓄电元件，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎明彦，森澄男，山福太郎，手岛稔，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：
国别省市：