双极型锂离子二次电池用集电体制造技术

本发明专利技术的双极型锂离子二次电池用集电体（3）具有：第一导电性层（3A），其在含有含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而构成；第二导电性层（3B），其具有阻隔锂离子的功能。另外，第二导电性层（3B）具有在含有不含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而成的阻隔性树脂层（3a）和金属层（3b）。而且，第一导电性层（3A）以相对于第二导电性层（3B）位于正极活性物质层侧的方式使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的双极型锂离子二次电池用集电体（3）具有：第一导电性层（3A），其在含有含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而构成；第二导电性层（3B），其具有阻隔锂离子的功能。另外，第二导电性层（3B）具有在含有不含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而成的阻隔性树脂层（3a）和金属层（3b）。而且，第一导电性层（3A）以相对于第二导电性层（3B）位于正极活性物质层侧的方式使用。【专利说明】双极型锂离子二次电池用集电体
本专利技术涉及双极型锂离子二次电池用集电体、使用该集电体的双极型锂离子二次电池用电极及双极型锂离子二次电池。
技术介绍
近年来，从环境或燃耗率的观点出发，制造及销售有混合动力汽车(HEV)或电动汽车(EV)及燃料电池汽车，且继续着新的开发。在这些所谓的电动车辆中，可进行放电及充电的电源装置的有效利用是不可缺少的。作为这种电源装置，可利用锂离子电池、镍氢电池等二次电池或双电层电容器等。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，因此，可认为其适合于电动车辆，而深入开展各种技术的开发。其中，在适用于上述那样的各种汽车的电动机驱动用电源时，为了确保较大输出，需要将多个二次电池串联连接而使用。但是，在经由连接部连接电池的情况下，因连接部的电阻会导致输出降低。另外，具有连接部的电池在空间上也存在不利。即，因连接部会招致电池的输出密度或能量密度的降低。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面形成有正极活性物质层且在另一面形成有负极活性物质层的双极型电极经由电解质层及隔板层叠多个而构成的发电元件。为了确保更大的输出密度，这种双极型二次电池中使用的集电体优选由轻量且导电性优异的材料构成。于是，近年来，提案了将添加有导电性材料的高分子材料作为集电体(树脂集电体)的材料使用。例如，专利文献I中公开有在高分子材料中混合了金属粒子或碳粒子作为导电性材料的树脂集电体。专利文献1:(日本)特开2006 - 190649号公报但是，如专利文献I中记载的那样的树脂集电体中，电解液中的锂离子的阻隔性低。因此，判明了:在适用于双极型锂离子二次电池的情况下，锂离子渗透于构成双极型电极的树脂集电体的内部，且成为锂离子吸藏于该集电体的内部的状态。该被吸藏的锂难以从集电体的内部放出，因此，作为结果，可能会导致电池容量的降低。在此，构成树脂集电体的树脂优选是即使经过电池制作时的加热处理或加压处理也不易变形，且不易溶解于电解液中的溶剂中，耐热性、强度及耐溶剂性优异的树脂。作为同时具有这些特性的树脂，聚酰亚胺这样的含酰亚胺基的树脂适合，但是也判明了:在使用含酰亚胺基树脂的情况下，锂离子向上述的树脂集电体内部的吸藏特别显著。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种现有技术所具有的课题而研发的。于是，其目的在于，提供可在用于双极型锂离子二次电池的包含含酰亚胺基树脂的树脂集电体中，抑制锂离子向集电体内部的吸藏的装置。本专利技术人等为了解决所述课题进行了锐意的研究。在其过程中，本专利技术人等明白了锂离子向树脂集电体的渗透及吸藏的机理。而且，发现通过在含有含酰亚胺基树脂的树脂集电体上设置含有不含酰亚胺基树脂的阻隔性树脂层及金属层，可以显著地抑制锂离子的渗透及吸藏，并最终完成本专利技术。本专利技术的方式的双极型锂离子二次电池用集电体具有:第一导电性层，其在含有含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而构成；第二导电性层，其具有阻隔锂离子的功能。另外，第二导电性层具有在含有不含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而构成的阻隔性树脂层和金属层。而且，第一导电性层以相对于第二导电性层位于正极活性物质层侧的方式使用。【专利附图】【附图说明】图1是示意性地表示使用本专利技术一实施方式的双极型锂离子二次电池用集电体的双极型锂离子二次电池用电极的整体构造的剖面图；图2是示意性地表示使用本专利技术的其它的实施方式的双极型锂离子二次电池用集电体的双极型锂离子二次电池用电极的整体构造的剖面图；图3是示意性地表示使用本专利技术的其它的实施方式的具有防止金属溶出层的双极型锂离子二次电池用集电体的双极型锂离子二次电池用电极的整体构造的剖面图；图4是示意性地表示本专利技术一实施方式的双极型锂离子二次电池的剖面图。符号说明I双极型电极(双极型锂离子二次电池用电极)3集电体(双极型锂离子二次电池用集电体)3A第一导电性层3B第二导电性层3a阻隔性树脂层3b金属层3c防止金属溶出层5正极活性物质层7负极活性物质层10双极型二次电池(双极型锂离子二次电池)17电解质层21发电元件【具体实施方式】以下，参照附图对本专利技术优选的方式进行说明，但本专利技术的技术范围应基于本专利技术请求的范围的记载而定，不仅限于以下的方式。另外，在【专利附图】【附图说明】中，对相同元件标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，为了便于说明，将附图的尺寸比率放大，有时与实际的比率不同。以下，有时将双极型锂离子二次电池用集电体简称为“集电体”，将双极型锂离子二次电池用电极简称为“双极型电极”，将双极型锂离子二次电池简称为“双极型二次电池”。<集电体、双极型电极>图1是示意性地表示使用本专利技术一实施方式的双极型锂离子二次电池用集电体的双极型锂离子二次电池用电极的整体构造的剖面图。图1所示的双极型电极I具有在集电体3的一面上形成正极活性物质层5且在另一面上形成负极活性物质层7的层叠构造。而且，集电体3具有层叠位于正极活性物质层5侧的第一导电性层3A和位于负极活性物质层7侧的第二导电性层3B而成的构造。在此，第一导电性层3A具有在由聚酰亚胺(PI)形成的基材上分散作为导电性填料的科琴黑(注册商标)而成的结构。另外，第二导电性层3B含有阻隔性树脂层3a及金属层3b的两个层。阻隔性树脂层3a具有在含有聚丙烯(PP)等不含酰亚胺基树脂的基材上分散作为导电性填料的科琴黑而成的结构。金属层3b由铜构成。正极活性物质层5含有作为正极活性物质的LiNiO2 (未图示)，负极活性物质层7含有作为负极活性物质的石墨(未图示)。以下，对本实施方式的集电体3及双极型电极I的主要构成元件进行说明。集电体3具有使电子从形成正极活性物质层的一面向形成负极活性物质层的另一面移动的媒介的功能。(第一导电性层)本实施方式中，集电体3具有两个导电性层3A、3B。在此，双极型电极I的位于正极活性物质层5侧的第一导电性层3A具有在含有含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而成的结构。通过这种结构，当然具有作为电子移动媒体的功能，也有助于集电体的轻量化。构成第一导电性层3A的基材必须含有含酰亚胺基树脂。含酰亚胺基树脂的耐热性、强度及耐溶剂性优异。因此，通过将含酰亚胺基树脂作为集电体的基材使用，即使电池制作时的加热处理或加压处理，也不易变形，且可以形成也不易溶解于电解液中的溶剂的集电体。在此，作为含酰亚胺基树脂，除了例如聚酰亚胺(PI)以外，还可以列举:聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)等。其中，作为含酰亚胺基树脂，优选使用聚酰亚胺。作为聚酰亚胺的具体例，可以列举以UPILEX (注册商标，宇部兴产株式会社制造)，Kapton (注册商标，Toray 一 DuPont株式会社制造)，Apical (注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极型锂离子二次电池用集电体，其特征在于，具有：第一导电性层，其在含有含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而构成；第二导电性层，其具有阻隔锂离子的功能，第二导电性层具有在含有不含酰亚胺基树脂的基材中添加导电性填料而成的阻隔性树脂层和金属层，所述第一导电性层以相对于第二导电性层位于正极活性物质层侧的方式而使用。

【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：田中康行，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP