CN111164797A - 电极、蓄电元件和电极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方式是一种电极,具有活性物质层和层叠于所述活性物质层的表面的绝缘层,所述绝缘层含有填料和第1粘合剂,所述绝缘层中的所述第1粘合剂的含有率为8质量%以上。本发明的另一个方式是一种电极,具有活性物质层和层叠于所述活性物质层的表面的绝缘层,所述绝缘层是含有填料和粘合剂的干式涂覆物。本发明的另一个方式是一种电极的制造方法,包括:形成活性物质层的工序,以及通过在所述活性物质层的表面层叠含有填料和粘合剂的绝缘体而形成绝缘层的工序;并且所述绝缘体不含溶剂。
Description
技术领域
本发明涉及电极、蓄电元件和电极的制造方法。
背景技术
以锂离子二次电池为代表的二次电池由于能量密度高,大量用于个人计算机、通信终端等电子设备以及汽车等。上述二次电池通常构成为:具有由片状的正极和负极构成的一对电极和介设于该电极间的电解质,通过在两电极间进行离子的接受和释放而进行充放电。另外,作为二次电池以外的蓄电元件,也广泛普及有锂离子电容器、电双层电容器等电容器。
上述一对电极通常形成介由隔离件层叠或卷绕的电极体。上述隔离件具有将电极间电绝缘的功能以及保持电解质并在电极间使离子移动的功能。作为隔离件,广泛使用树脂制的多孔质膜。
提出有代替这样的隔离件或者使用隔离件的同时,具备如下电极的蓄电元件,即,所述电极具有形成于活性物质层的表面的多孔质的绝缘层。该绝缘层可通过将含有填料、粘合剂和分散介质的糊料涂布于活性物质层的表面并进行干燥而形成(参照专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-97912号公报
专利文献2:日本特开2009-163942号公报
专利文献3:国际公开第2005/011043号
发明内容
但是,如上述技术那样通过使用糊料的所谓湿式涂覆来在活性物质层表面形成绝缘层时,具有由于得到的电极的电解质渗透性低等而使用该电极的蓄电元件的高倍率放电性能降低这样的不良情况。
本发明是鉴于如上所述的情况而作出的,其目的在于提供一种电极,其抑制了使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能的降低,以及提供具备该电极的蓄电元件以及该电极的制造方法。
为了解决上述课题而作出的本发明的一个方式是一种电极,具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层含有填料和第1粘合剂,上述绝缘层中的上述第1粘合剂的含有率为8质量%以上。
为了解决上述课题而作出的本发明的又一个方式是一种电极,具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层是含有填料和粘合剂的干式涂覆物。
为了解决上述课题而作出的本发明的又一个方式是一种电极的制造方法,包括:形成活性物质层的工序,以及通过在上述活性物质层的表面层叠含有填料和粘合剂的绝缘体而形成绝缘层的工序;并且上述绝缘体不含溶剂。
根据本发明,能够提供一种电极,其抑制了使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能的降低,并且,能够提供具备该电极的蓄电元件以及该电极的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的蓄电元件的一个实施方式的非水电解质二次电池的外观立体图。
图2是表示将本发明的蓄电元件的一个实施方式的非水电解质二次电池集合多个而构成的蓄电装置的示意图。
图3是实施例1的正极截面的电子显微镜图像。
图4是比较例1的正极截面的电子显微镜图像。
具体实施方式
首先,对本说明书公开的电极、蓄电元件和电极的制造方法的概要进行说明。
本发明的一个方式的电极具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层含有填料和第1粘合剂,上述绝缘层中的上述第1粘合剂的含有率为8质量%以上。
根据该构成,能够提高使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能。
本发明的又一个方式的电极具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层包含含有填料和第1粘合剂的干式涂覆物。
根据该构成,能够提高使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能。
在此,上述绝缘层中的上述第1粘合剂的含有率可以为8质量%以上。
根据该构成,能够确保绝缘层的密合性。
在此,上述干式涂覆物可以包含使上述第1粘合剂附着于粒子状的上述填料的表面的粉体的固化物。
根据该构成,通过使粘合剂选择性地存在于填料粒子的表面,能够确保填料粒子间的空间,能够提高绝缘层内的电解质渗透性。
在此,上述填料的表面整体可以被上述第1粘合剂被覆。
根据该构成,通过使粘合剂选择性地存在于填料粒子的表面,能够确保填料粒子间的空间,能够提高绝缘层内的电解质渗透性。
在此,上述绝缘层的厚度可以为3μm以上。
根据该构成,能够发挥更充分的绝缘性。
在此,上述填料可以包含无机氧化物或无机氢氧化物。
根据该构成,能够提高热稳定性。
在此,上述无机氧化物或无机氢氧化物可以包含铝。
根据该构成,能够提高对卤化物离子的稳定性。
在此,上述活性物质层可以含有第2粘合剂,上述绝缘层中的第1粘合剂的含有率大于上述活性物质层中的第2粘合剂的含有率。
根据该构成,能够确保活性物质层的电解质渗透性。
本发明的又一个方式的蓄电元件具备正极和负极,上述正极和上述负极中的至少一者可以包含上述的电极。
根据该构成,能够提高蓄电元件的高倍率放电性能。
在此,可以不具备能够与上述正极和上述负极分离的隔离件。
根据该构成,即使不具备隔离件,也能够发挥良好的绝缘性能。
在此,可以以上述正极与上述负极接触并对置的方式配置。
根据该构成,即使上述正极与上述负极接触并对置,也能够发挥良好的绝缘性能。
在此,上述第1粘合剂的熔点可以为160℃以下。
根据该构成,能够使上述第1粘合剂容易地熔融。
在此,上述第1粘合剂可以包含丙烯酸树脂。
根据该构成,能够使上述第1粘合剂进一步容易地熔融。
在此,可以具备将正极和负极在不弯折的情况下进行层叠的层叠型的电极体。
根据该构成,能够抑制绝缘层的剥离。
在此,上述负极可以具备包含含钛氧化物的负极活性物质。
根据该构成,能够抑制负极中的金属锂的析出。
在此,上述蓄电元件可以为全固体蓄电元件。
根据该构成,能够提高生产率。
本发明的又一个方式的电极的制造方法可以是包括形成活性物质层的工序,以及通过在上述活性物质层的表面层叠含有填料和粘合剂的绝缘体而形成绝缘层的工序,且上述绝缘体不含溶剂的电极的制造方法。
根据该构成,在形成绝缘层时,能够抑制绝缘层的粘合剂向活性物质层流动。
在此,在上述层叠绝缘体的工序中,可以使上述绝缘体带电。
根据该构成,能够形成绝缘层的厚度不均小的稳定的绝缘层。
在此,上述绝缘体可以包含使上述粘合剂的粒子附着于粒子状的上述填料的表面的粉体。
根据该构成,能够使绝缘层中的电解质的渗透性更良好。
以下,对本发明的一个实施方式的电极、蓄电元件和电极的制造方法进行详述。应予说明,只要没有另行定义,则本说明书中使用的技术术语均被解释为与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。
本说明书中的“干式涂覆物”是指通过干式涂覆而形成的层。应予说明,干式涂覆是指不使用溶剂的涂覆方法。以往的湿式涂覆中,在将粉体和溶剂混合而调整成糊状后,涂覆于活性物质层的表面,但干式涂覆中,不形成糊状,以粉体的状态涂覆。
本发明的一个实施方式的电极(a)是具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,并且上述绝缘层是含有填料和粘合剂的干式涂覆物的电极。
该电极(a)能够提高使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件(以下,有时也简称为“蓄电元件”)的高倍率放电性能。该理由尚未确定,但推测如下。通过绝缘层为干式涂覆物,在形成绝缘层时,可抑制绝缘层的粘合剂向活性物质层流动。应予说明,如果绝缘层的粘合剂向活性物质层流动,则流动的粘合剂填埋多孔质状的活性物质层的孔,因此,电解质向活性物质层的渗透性降低。与此相对,该电极(a)中,通过绝缘层为干式涂覆物,可确保活性物质层的多孔质状态乃至电解质的渗透性。如此,该电极(a)中,可确保活性物质层中的电解质渗透性,推测由此能够抑制使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能的降低。
上述干式涂覆物优选为使上述粘合剂的粒子附着于上述填料的粒子的表面的粉体的固化物。由此,通过使粘合剂选择性地存在于填料粒子的表面,能够确保填料粒子间的空间,能够提高绝缘层内的电解质渗透性。
另外,优选上述填料的粒子的表面整体被上述粘合剂被覆。由此,通过使粘合剂选择性地存在于填料粒子的表面,能够确保填料粒子间的空间,能够进一步提高绝缘层内的电解质渗透性。
上述绝缘层中的上述粘合剂的含有率优选为8质量%以上。粘合剂的含有率如此高意味着在形成绝缘层时,绝缘层中的粘合剂向活性物质层的流动少,将粘合剂留在绝缘层内。由此,可更充分地确保活性物质层中的电解质渗透性。另外,由于粘合剂的含有率如此高,能够确保绝缘层的密合性。
本发明的一个实施方式的电极(b)是具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层含有填料和粘合剂,上述绝缘层中的粘合剂的含有率为8质量%以上的电极。
该电极(b)中,绝缘层中的粘合剂的含有率高达8质量%以上。这意味着在形成绝缘层时,绝缘层中的粘合剂向活性物质层的流动少,将粘合剂留在绝缘层内。具有高达8质量%以上的粘合剂含有率的绝缘层可以通过利用干式涂覆来形成而实现。通过干式涂覆而形成的绝缘层在形成绝缘层时,可抑制绝缘层的粘合剂向活性物质层流动,并且通过将充分的粘合剂留在绝缘层内,能够确保绝缘层的密合性。其结果,能够防止绝缘层的剥离等。另一方面,通过以往的湿式涂覆形成绝缘层时,即使粘合剂的含量为8质量%以上,也由于粘合剂向活性物质层流动而绝缘层的粘合剂的含量变得低于8质量%。
应予说明,绝缘层中的“粘合剂的含有率”是指粘合剂在所形成的绝缘层中所占的含有率,并不是形成绝缘层的材料(糊料、粉体等)中的粘合剂的含有率。以下的活性物质层中的粘合剂的含有率也同样。层中的粘合剂的含有率通过实际分析作为对象的层来测定,具体而言是通过以下的方法测定的值。
首先,将活性物质层或活性物质层上的绝缘层从电极剥离。将剥离的层投入到铂(Pt)容器(cell),使用HITACHI High-Tech Science公司制的“STA7200RV”,在Air(大气)流动下,以升温速度5℃/min升温至800℃后,测定保持10min时的质量变化和差示热变化。将粘合剂的差示热峰的从开始到结束为止的减少的质量比率作为粘合剂在活性物质层或活性物质层上的绝缘层中所占的含有率。
本发明的一个实施方式的电极(c)是具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述活性物质层含有第2粘合剂,上述绝缘层含有填料和第1粘合剂,上述绝缘层中的第1粘合剂的含有率大于上述活性物质层中的第2粘合剂的含有率的电极。
该电极(c)中,绝缘层中的第1粘合剂的含有率大于活性物质层中的第2粘合剂的含有率,这意味着在形成绝缘层时,活性物质层中的粘合剂向活性物质层的流动少。因此,通过该电极(c)也可确保活性物质层的多孔质状态乃至电解质渗透性。另外,这样的活性物质层与绝缘层的关系可以通过在活性物质层的表面通过干式涂覆形成绝缘层来实现。
本发明的一个实施方式的电极(d)的活性物质层中的粘合剂的含量为5质量%以下,活性物质层的多孔度为20%以上,在该活性物质层的表面层叠有绝缘层。
活性物质层中的粘合剂的含量为5质量%以下且活性物质层的多孔度为20%以上意味着活性物质层中在活性物质粒子间不太存在粘合剂且空隙多。使用这样的活性物质层时,存在绝缘层的粘合剂容易流动,高倍率放电特性的劣化变大的趋势。因此,通过使绝缘层为干式涂覆物,能够抑制绝缘层的粘合剂的流动而防止活性物质层的空隙被绝缘层的粘合剂填埋。
该电极(a)~(d)中,上述绝缘层的平均厚度优选为3μm以上。由此,能够发挥更充分的绝缘性。另外,根据该电极(a)~(d),即使如此使绝缘层的平均厚度为3μm以上,蓄电元件也发挥良好的高倍率放电性能。
该电极(a)~(d)优选为正极。形成于正极的活性物质层由于正极活性物质的粒子小等,所以表面的平滑性较高,并且与负极的活性物质相比,充放电时的膨胀收缩小。因此,通过在正极形成上述绝缘层,能够发挥更良好的稳定的绝缘性能。
本发明的一个实施方式的蓄电元件(α)是具备正极和负极,上述正极和上述负极中的至少一者是该电极(a)~(d)中的任一者,不具备能够与上述正极和上述负极分离的隔离件的蓄电元件。
该蓄电元件(α)由于具备该电极(a)~(d)中的任一者,因此,即使不具备隔离件也能够发挥良好的绝缘性能,且具有良好的高倍率放电性能。
应予说明,“隔离件”是指存在于电极间(正极与负极之间),具有电绝缘性和多孔性的片,并且能够与电极分离,不附属于电极的独立的部件。即,通过涂覆形成于电极的表面的具有电绝缘性和多孔性的层附属于电极,因此,不属于隔离件。
本发明的一个实施方式的蓄电元件(β)是具备正极和负极,上述正极和上述负极中的至少一者为该电极(a)~(d)中的任一者,以上述正极与上述负极接触并对置的方式配置的蓄电元件。
该蓄电元件(β)由于具备该电极(a)~(d)中的任一者,因此,即使上述正极与上述负极接触并对置,也能够发挥良好的绝缘性能且具有良好的高倍率放电性能。
应予说明,正极与负极接触并对置是指形成在正极活性物质上的具有电绝缘性和多孔性的层与负极活性物质层直接接触并对置,或者形成在负极活性物质上的具有电绝缘性和多孔性的层与正极活性物质层直接接触并对置,或者形成在正极活性物质上的具有电绝缘性和多孔性的层与形成在负极活性物质上的具有电绝缘性和多孔性的层直接接触并对置。
绝缘层为干式涂覆物时,如上所述,能够抑制粘合剂向活性物质层流动,且能够确保绝缘层内的电解质渗透性,因此,即使增厚绝缘层也几乎没有高倍率放电特性的降低。即,通过增厚绝缘层,能够在不使高倍率放电特性降低的情况下可靠地确保正极与负极之间的绝缘,能够不需要隔离件。为了可靠地确保正极与负极之间的绝缘,需要增厚绝缘层。绝缘层为以往的湿式涂覆物时,如果增厚绝缘层,则绝缘层内的粘合剂的含量增加,随之向活性物质层流动的粘合剂量也增加,其结果,出现高倍率放电特性的显著降低。
该蓄电元件(α)中,绝缘层的平均厚度优选为7μm以上。由此,即使不具备隔离件,也能够发挥更良好的绝缘性能。另外,根据该蓄电元件(α),即使如此使绝缘层的平均厚度为7μm以上,也能够发挥良好的高倍率放电性能。
以下,对本发明的一个实施方式的电极、蓄电元件和电极的制造方法进行详述。
<第1实施方式:电极>
本发明的第1实施方式的电极具有电极基材、活性物质层和绝缘层。该电极是依次层叠有上述电极基材、活性物质层和绝缘层的层结构体。上述活性物质层和绝缘层可以仅层叠于电极基材的单面,也可以层叠于两面。另外,电极基材的表面和背面可以具有活性物质层和绝缘层没有被覆(层叠)的区域(非被覆部)。该电极可以为正极,也可以为负极,优选为平滑性高的极板。一般而言,负极活性物质的粒子大,负极的活性物质层表面的平滑性低。与此相对,正极活性物质的粒子小,正极的活性物质层表面的平滑性高。因此,该电极优选为正极。
(电极基材)
上述电极基材具有导电性。应予说明,具有“导电性”是指依据JIS-H-0505(1975年)测定的体积电阻率为107Ω·cm以下。另外,电极基材具有片状的形状。
该电极为正极时,作为电极基材(正极基材)的材质,可使用铝、钛、钽等金属或它们的合金。这些之中,从耐电位性、导电性高和成本的平衡考虑,优选铝和铝合金。即,作为正极基材,优选铝箔。应予说明,作为铝或铝合金,可例示日本JIS-H-4000(2014年)中规定的A1085P、A3003P等。另一方面,该电极为负极时,作为电极基材(负极基材)的材质,可使用铜、镍、不锈钢、镀镍钢等金属或它们的合金,优选铜或铜合金。即,作为负极基材,优选铜箔。作为铜箔,可例示轧制铜箔、电解铜箔等。
作为上述电极基材的平均厚度,例如可以为5μm~50μm。应予说明,“平均厚度”是指在任意的十点测定的厚度的平均值。以下,只要没有特别记载,则关于其它构件等,在称为“平均厚度”时也同样地定义。
(活性物质层)
上述活性物质层层叠于电极基材。活性物质层包含活性物质和根据需要的导电剂、粘合剂(第2粘合剂)、增稠剂、填料等任意成分。这些各成分可以使用一般的活性物质层中使用的公知的成分。
作为该电极为正极时的上述活性物质(正极活性物质),例如可举出LixMOy(M表示至少一种过渡金属)所示的复合氧化物(具有层状的α-NaFeO2型晶体结构的LixCoO2,LixNiO2,LixMnO3,LixNiαCo(1-α)O2,LixNiαMnβCo(1-α-β)O2,Li1+wNiαMnβCo(1-α-β-w)O2等,具有尖晶石型晶体结构的LixMn2O4,LixNiαMn(2-α)O4等),LiwMex(AOy)z(Me表示至少一种过渡金属,A表示例如P、Si、B、V等)所示的聚阴离子化合物(LiFePO4,LiMnPO4,LiNiPO4,LiCoPO4,Li3V2(PO4)3,Li2MnSiO4,Li2CoPO4F等)。这些化合物中的元素或聚阴离子可以被其它元素或阴离子种置换一部分。电极合材层中,可以单独使用这些化合物中的1种,也可以混合使用2种以上。
作为该电极为负极时的上述活性物质(负极活性物质),例如可举出Si、Sn等金属或半金属;Si氧化物、Sn氧化物等金属氧化物或半金属氧化物;Li4Ti5O12、LiTiO2等锂复合氧化物;Li4Ti5O12、LiTiO2、TiO2、TiNb2O7等含钛氧化物;聚磷酸化合物;石墨(Graphite)、非晶碳(易石墨化碳或难石墨化碳)等碳材料等。
这些之中,从能量密度的观点考虑,优选碳材料,从抑制负极中的金属锂的析出的观点考虑,优选含钛氧化物。特别是含钛氧化物即使进行高倍率放电,也能够抑制负极中的金属锂的析出,因而优选。进而,如果使用含钛氧化物,则从活性物质层表面的平滑性变高,容易形成绝缘层的方面出发也优选。此外,含钛氧化物从电子电导率低,即使在减薄绝缘层的情况下也容易确保短路时的绝缘性的方面出发也优选。
作为上述导电剂,可举出碳材料、金属等,但优选碳材料。作为碳材料,可举出天然或人造的石墨、炉黑、乙炔黑、科琴黑等。
上述粘合剂(第2粘合剂),通常使用能够固定活性物质等且在使用范围内电化学稳定的粘合剂。作为上述粘合剂,可举出氟树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等)、丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺等热塑性树脂;乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氟橡胶等弹性体;多糖类高分子等。这些之中,从耐热性等观点考虑,优选氟树脂,更优选PVDF。从制造性的观点考虑,优选熔点低的丙烯酸树脂,更优选PMMA。
作为上述增稠剂,可举出羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素等多糖类高分子。
作为上述填料,只要是作为主成分不会对蓄电元件性能造成不良影响的填料就没有特别限定。作为填料的主成分,可举出聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、二氧化硅、氧化铝、沸石、玻璃等。
作为上述活性物质层中的粘合剂的含有率的下限,例如为1质量%,也可以为2质量%。作为活性物质层中的粘合剂的含有率的上限,例如为8质量%,也可以为5质量%。如此,通过降低活性物质层中的粘合剂的含有率,能够确保活性物质层的良好的多孔质,通过减少作为绝缘体的粘合剂,能够使电子电导率良好。
作为上述活性物质层的平均厚度,例如可以为10μm~200μm。
作为上述活性物质层的多孔度的上限,优选40%,进一步优选35%,更进一步优选30%。通过使活性物质层的多孔度为上述上限以下,能够提高蓄电元件的能量密度。另一方面,作为该多孔度的下限,优选15质量%,更进一步优选20质量%。通过使活性物质层中的多孔度为上述下限以上,能够确保电解质渗透性,缩短注液时间,实现蓄电元件的制造的效率化。
在此,层(活性物质层和绝缘层)的多孔度是通过以下的式子求出的值。
多孔度(%)=(层的空孔体积/层的容积)×100
应予说明,层的空孔体积和容积通过使用压汞仪的压汞法来测定。
(绝缘层)
上述绝缘层层叠于活性物质层的表面(外表面)。绝缘层是指具有绝缘性的层。“绝缘性”是指与电极基材和活性物质层相比导电性低。具体而言,具“有绝缘性”是指将Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制低电阻率计“Loresta EP MCP T360”的双探针式探针按压于绝缘层或不具备绝缘层的活性物质层,测定两者的表面电阻时,绝缘层的电阻值与不具备绝缘层的活性物质层的电阻值相比增加50倍以上电阻值。绝缘层的一部分也可以层叠于没有被活性物质层覆盖的电极基材的表面。
上述绝缘层含有填料和粘合剂(第1粘合剂)。由此,能够发挥绝缘性。绝缘层可以含有填料和粘合剂以外的其它成分。
本发明的第1实施方式中,上述绝缘层为干式涂覆物。上述绝缘层优选为粉体状的绝缘体的固化物。根据该电极,绝缘层通过利用干式涂覆、更优选利用粉体涂装而形成,从而能够提高使用在活性物质层表面层叠有绝缘层的电极的蓄电元件的高倍率放电性能。
上述填料为具有绝缘性的粒子。作为该填料,可以为无机粒子和有机粒子中的任一者,但从耐热性等方面考虑,优选无机粒子。作为无机粒子,可举出二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铈、氧化钇、氧化锌、氧化铁等无机氧化物、氮化硅、氮化钛、氮化硼等无机氮化物、氢氧化铝等无机氢氧化物或无机氢氧化物以及碳化硅、碳酸钙、碳酸锂、硫酸铝、钛酸钾、滑石、高岭粘土、高岭石、勃姆石、埃洛石、叶蜡石、蒙脱石、绢云母、云母、镁绿泥石、膨润土、石棉、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、硅藻土、硅砂、玻璃等。这些之中,从热稳定的方面出发,优选无机氧化物或无机氢氧化物,从对氟化物离子等卤化物离子的稳定性高的方面考虑,更优选氧化铝。
上述绝缘层中,上述填料优选层叠为层状。填料层叠为层状是指在截面视图中,填料的各粒子呈直线排列,由1个粒子的厚度形成的层存在1层或多层。填料是否层叠为层状可以通过利用电子显微镜观察绝缘层截面来判断。通过上述填料层叠为层状,能够形成均质性优异的绝缘层,即使绝缘层的厚度薄也能够确保绝缘。
上述填料优选为单分散粒子。由此,能够较容易地形成填料层叠为层状的绝缘层。作为填料的粒径的变动系数的上限,优选0.2,更优选0.12。另一方面,该下限越小越好,例如为0.01,可以为0.05。应予说明,填料的粒径的变动系数由能够从绝缘层的截面的电子显微镜图像确认的任意的20个粒子的粒径算出。另外,各粒子的粒径是长径与短径(与长径正交的直径)的平均值。
作为上述填料的中值粒径(D50)的下限,优选0.5μm,更优选1μm,有时也更优选2μm。另一方面,作为该上限,优选10μm,更优选5μm。通过使填料的中值粒径为上述范围,能够在维持充分的绝缘性的同时进一步提高电解质渗透性等。
应予说明,“中值粒径”是指依据JIS-Z-8819-2(2001年)计算的体积基准累积分布成为50%的值(D50)。具体而言,可以为通过以下的方法得到的测定值。使用激光衍射式粒度分布测定装置(岛津制作所公司的“SALD-2200”)作为测定装置,使用Wing SALD-2200作为测定控制软件进行测定。采用散射式的测定磨砂机,对测定对象试样分散在分散溶剂中的分散液进行循环的湿式容器(cell)照射激光,由测定试样得到散射光分布。然后,将散射光分布通过对数正规分布进行近似,将累积度50%(D50)时的粒径作为中值粒径。应予说明,确认了基于上述测定的中值粒径与从电子显微镜图像避开极端大的粒子和极端小的粒子抽取100个粒子进行测定的中值粒径大致一致。
上述粘合剂(第1粘合剂)通常能够固定填料等且在使用范围内电化学上稳定的粘合剂。作为上述粘合剂,可举出与作为活性物质层中所含的粘合剂例示的粘合剂同样的粘合剂。这些之中,从耐热性等观点考虑,优选氟树脂,更优选PVDF。从制造性的观点考虑,优选熔点低的丙烯酸树脂,更优选PMMA。活性物质层中的粘合剂(第2粘合剂)与绝缘层中的粘合剂(第1粘合剂)可以相同,也可以不同。
作为上述绝缘层中的粘合剂(第1粘合剂)的含有率的下限,优选5质量%,进一步优选8质量%。通过使绝缘层中的粘合剂的含有率为上述下限以上,能够使绝缘层与活性物质层良好地密合,提高绝缘可靠性等。另一方面,作为该含有率的上限,优选50质量%,更优选30质量%,更进一步优选20质量%。通过使绝缘层中的粘合剂的含有率为上述上限以下,能够在保持绝缘层的密合性的同时在填料粒子间确保适度的空隙。
考虑上述绝缘层的密合性时,绝缘层中的粘合剂(第1粘合剂)的优选的含有率受到绝缘层中的填料的种类的影响。例如,填料为氧化铝时,粘合剂的含有率的下限优选5质量%,更优选8质量%。另一方面,此时的含有率的上限优选25质量%,更优选15质量%。作为上述填料的氧化铝可以适当地使用中值粒径约为3μm(2μm~4μm)的氧化铝。另外,填料为勃姆石时,粘合剂的含有率的下限优选20质量%,更优选25质量%。另一方面,此时的含有率的上限优选40质量%,更优选35质量%。作为上述填料的勃姆石可以适当地使用中值粒径约为2μm(1μm~3μm)的勃姆石。
上述绝缘层中的粘合剂(第1粘合剂)的含有率优选大于上述活性物质层中的粘合剂(第2粘合剂)的含有率。作为该含有率的差的下限,例如可以为1质量%,也可以为2质量%,还可以为3质量%。另一方面,作为该含有率的差的上限,例如为50质量%,可以为30质量%,也可以为20质量%,也可以为10质量%,还可以为6质量%。通过这样,能够确保活性物质层的良好的多孔质状态乃至良好的电解质渗透性,提高蓄电元件的高倍率放电性能。
作为上述绝缘层的平均厚度的下限,优选3μm,更优选4μm,进一步优选6μm,更进一步优选7μm。通过使绝缘层的平均厚度为上述下限以上,能够发挥更充分的绝缘性。另一方面,作为该上限,例如为30μm,可以为20μm,也可以为16μm。通过使绝缘层的平均厚度为上述上限以下,能够实现蓄电元件的薄型化、能量密度提高等。另外,该蓄电元件中,即使在较厚地形成绝缘层的情况下,蓄电元件的高倍率放电性能的降低小,能够发挥良好的高倍率放电性能。
应予说明,“绝缘层的平均厚度”是指通过以下的方法测定的值。观察被覆有绝缘层的电极的任意3个位置的截面电子显微镜图像,对各截面测定任意3个位置的厚度。将测定的全部位置(总计9个位置)的数值的平均值作为绝缘层的平均厚度。
作为上述绝缘层的多孔度的上限,优选70%,更优选50%,更进一步优选35%。通过使绝缘层中的多孔度为上述上限以下,能够抑制绝缘层的剥离,提高绝缘可靠性。另一方面,作为该多孔度的下限,优选5质量%,更优选10质量%,更进一步优选15质量%。通过使绝缘层中的多孔度为上述下限以上,能够确保电解质渗透性,提高蓄电元件的高倍率放电性能。
上述绝缘层的多孔度与上述活性物质层的多孔度可以不同。作为该多孔度的差((绝缘层的多孔度)-(活性物质层的多孔度))的下限,优选-40%,更优选-20%,更进一步优选-10%。另一方面,作为该多孔度的差的上限,例如优选40%,更优选30%,更进一步优选20%。通过这样,能够确保活性物质层与绝缘层的良好的多孔质状态乃至良好的电解质渗透性,提高蓄电元件的高倍率放电性能。另外,通过使该多孔度的差为-10%~20%,能够确保活性物质层与绝缘层的良好的多孔质状态,并且抑制绝缘层的剥离,因而特别优选。
对于该电极,正极和负极均可以采用,但优选作为正极使用。另外,也可以在正极和负极两者均采用该电极。
(制造方法)
该电极例如可以通过在电极基材的表面层叠活性物质层并在该活性物质层的表面层叠绝缘层而制造。绝缘层是将混合填料和粘合剂而成的粉体或者使粘合剂附着于粒子状的填料的表面而成的粉体涂覆于活性物质层的表面而形成的。通过在涂覆后对绝缘层进行加热而使粘合剂熔融,产生绝缘层内的粘结性。
上述活性物质层可以通过公知的方法形成。例如,可以通过涂覆将构成活性物质层的成分用水、有机溶剂分散而成的糊料并使其干燥而形成活性物质层。
上述绝缘层的层叠通过干式涂覆进行。作为干式涂覆,优选将带电的绝缘体层叠在活性物质层上的静电涂装,也优选使用粉体状的绝缘体的粉体涂覆(粉体涂装),进一步优选将上述静电涂装与上述粉体涂覆组合而成的静电粉体涂装法。作为粉体涂装,可举出流动浸渍法等。
上述粉体涂装中,可以使用混合填料和粘合剂而成的粉体、使粘合剂附着于粒子状的填料的表面而成的粉体,但优选使用使粘合剂附着于粒子状的填料的表面而成的粉体。通过使粘合剂选择性地存在于填料的表面,能够减少存在于填料粒子间的空隙的粘合剂而确保填料间的空间,绝缘层中的电解质的渗透性变得更良好。另外,通过使用使粘合剂附着于粒子状的填料的表面而成的粉体,能够使粘合剂相对于绝缘层的厚度方向均匀地分布。
上述粉体涂装中,将上述粉体状的绝缘体使用气流给料器、振动给料器等各种给料器从活性物质层的上方进行喷雾(散布)。通过在喷雾后或者在喷雾的同时对所涂覆的粉体状的绝缘体进行加热,粉体状的绝缘体熔接,从而能够在活性物质层的表面形成绝缘层。
应予说明,在喷雾时,优选采用预先通过静电使粉体带电的静电粉体涂装法。通过使用静电粉体涂装法,能够有效地形成均匀性更高、填料层叠为层状的绝缘层,能够形成绝缘层的厚度不均小的稳定的绝缘层。
上述干式涂覆可以使用日本特开2014-137965号、日本特开2014-212072号等中记载的方法、装置来进行。
所涂覆的绝缘层可以通过利用压力机或辊进行压制而形成为规定的厚度尺寸。应予说明,在涂覆时能够充分地设定绝缘层的厚度尺寸时,可以省略压制工序。
<第2、第3的实施方式:电极>
本发明的第2实施方式的电极是具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述绝缘层含有填料和粘合剂,上述绝缘层中的粘合剂的含有率为8质量%以上的电极。
另外,本发明的第3的实施方式的电极是具有活性物质层和层叠于上述活性物质层的表面的绝缘层,上述活性物质层含有第2粘合剂,上述绝缘层含有填料和第1粘合剂,上述绝缘层中的第1粘合剂的含有率大于上述活性物质层中的第2粘合剂的含有率的电极。
该第2、第3实施方式的电极的详细情况或优选的方式,与上述的本发明的第1实施方式的电极同样。这些第2、第3的实施方式的电极的制造方法没有特别限定,可以通过上述的第1实施方式的电极的制造方法而适当地得到。
<第4实施方式:蓄电元件>
本发明的第4实施方式的蓄电元件具备正极、负极和非水电解质。其中,第4实施方式的蓄电元件可以不具备隔离件。另外,第4实施方式的蓄电元件以上述正极与上述负极接触并对置的方式配置。以下,作为该蓄电元件的一个例子,对作为非水电解质二次电池的锂离子二次电池进行说明。上述正极和负极形成层叠或卷绕的电极体。该电极体收纳于电池容器,在该电池容器内填充有上述非水电解质。上述非水电解质介设于正极与负极之间。另外,作为上述电池容器,可以使用通常用作非水电解质二次电池的电池容器的公知的金属电池容器、树脂电池容器等。
(正极和负极)
上述正极和负极中的至少一者为上述的本发明的一个实施方式的电极。应予说明,正极和负极中的一者使用本发明的一个实施方式的电极以外的电极。作为这样的电极,可举出没有层叠有绝缘层的电极、通过湿式涂覆形成有绝缘层的电极。
应予说明,在正极与负极两者形成有绝缘层时,这些绝缘层的平均厚度、组成可以相同,也可以不同。例如,通过改变正极的绝缘层和负极的绝缘层的平均厚度、组成,能够将绝缘性、高倍率放电性能进一步优化等。
作为电极体,有将正极与负极卷绕的卷绕型的电极体或者将正极与负极层叠的层叠型的电极体。该蓄电元件中,将层叠有绝缘层的极板弯折时,绝缘层有可能变的容易剥离。因此,与产生极板的弯折的卷绕型的电极体相比,优选采用没有将极板弯折的层叠型的电极体。通过采用层叠型的电极体,能够抑制绝缘层的剥离。应予说明,作为层叠型的电极体,可以采用将层叠有绝缘层的极板在不弯折并夹在中间的状态下将没有层叠绝缘层的极板呈蛇纹状地弯折进行层叠的电极体。
该蓄电元件中,作为绝缘层的平均厚度的下限,例如可以为3μm,但优选7μm,也可以为10μm,还可以为15μm。通过使绝缘层的平均厚度为上述下限以上,即使不具备隔离件,也能够发挥更良好的绝缘性能。另外,即使以正极与负极接触并对置的方式配置,也能够发挥更良好的绝缘性能。另外,根据该蓄电元件,即使如此增厚绝缘层的平均厚度,也能够发挥良好的高倍率放电性能。应予说明,该绝缘层的平均厚度的上限例如可以为50μm。
另外,具备隔离件的以往的蓄电元件通常使用加热到110~160℃左右时发生热收缩的隔离件。因此,如果绝缘层中所含的粘合剂的熔点为160℃以下,则在隔离件热收缩时,有绝缘层变形而从活性物质层剥落的可能。与此相对,本实施方式的蓄电元件由于不具备隔离件,因此,可以使绝缘层中所含的粘合剂的熔点为160℃以下。
如果使绝缘层中所含的粘合剂的熔点为160℃以下,则能够使绝缘层中所含的粘合剂熔融,因而优选。作为熔点为160℃以下的粘合剂,例如可举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂等。
(非水电解质)
作为上述非水电解质,可以使用非水电解质二次电池中通常使用的公知的非水电解质。上述非水电解质可以使用将电解质盐溶解于非水溶剂而成的非水电解质。
作为上述非水溶剂,例如可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等环状碳酸酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等链状碳酸酯等。
作为上述电解质盐,可举出锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、盐等,但优选锂盐。作为上述锂盐,可举出LiPF6、LiPO2F2、LiBF4、LiClO4、LiN(SO2F)2等无机锂盐、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3、LiC(SO2C2F5)3等具有氟化烃基的锂盐等。
另外,作为上述非水电解质,也可以使用常温熔融盐、离子液体等。
另外,上述非水电解质可以使用固体电解质,也可以并用非水电解液和固体电解质。
固体电解质可以为锂、钠、钙等具有离子传导性且在常温、例如15℃~25℃下为固体的任意的材料。作为固体电解质,例如可举出硫化物固体电解质、氧化物固体电解质和氮氧化物固体电解质、聚合物固体电解质等。
作为硫化物固体电解质,例如在锂离子电池的情况下,例如可举出Li2S-P2S5系等。更具体而言,作为硫化物固体电解质,可举出Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2S5、Li10Ge-P2S12等。
上述第4实施方式的蓄电元件可以不具备隔离件。另外,以正极与负极接触并对置的方式配置。因此,该蓄电元件中,与具备聚烯烃隔离件的以往的蓄电元件相比,能够减小电极间的锂离子等的离子电阻。因此,能够通过使用离子传导度更高的非水电解质而得到高的效果。具体而言,非水溶剂中的环状碳酸酯的含量优选10体积%~50体积%。作为上述环状碳酸酯,特别优选碳酸亚乙酯。另外,非水溶剂进一步优选含有碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。非水电解质的电解质盐的浓度优选0.8mol/L~1.4mol/L。
<其它实施方式>
上述的第4的实施方式的蓄电元件中,对不具备隔离件的方式进行了说明,但不妨碍具备隔离件。通过具备隔离件,能够进一步提高绝缘可靠性。例如,在绝缘层的一部分脱落而产生缺陷的情况下等,也能够因隔离件的存在而发挥良好的绝缘性。进而,通过使用树脂制的隔离件作为隔离件等,还能够赋予自闭功能。
上述的第4实施方式的蓄电元件中,对使用在非水溶剂中溶解电解质盐而成的非水电解质作为非水电解质的方式进行了说明,但本发明也可以为使用固体电解质作为非水电解质的全固体蓄电元件。全固体蓄电元件是指在常温、例如15℃~25℃下构成成分为固体的蓄电元件。通过为全固体蓄电元件,蓄电元件没有使用可燃性的非水溶剂,因此,能够简化安全装置,抑制制造成本,提高生产率等。
(隔离件)
作为上述隔离件,没有特别限定,可以使用公知的蓄电元件用的隔离件。作为上述隔离件的材质,例如可使用织布、无纺布、多孔质树脂膜等。这些之中,优选多孔质树脂膜。作为多孔质树脂膜的主成分,从强度的观点考虑,例如优选聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。另外,也可以使用将这些树脂与芳族聚酰胺、聚酰亚胺等树脂复合而成的多孔质树脂膜。另外,也可以使用含有无机填料的隔离件、在多孔质树脂膜层叠有无机层的隔离件。
本发明并不限定于上述实施方式,除上述方式以外,也可以以实施了各种变更、改良的方式进行实施。上述实施方式中,以蓄电元件为非水电解质二次电池的方式进行了说明,但也可以为其它蓄电元件。作为其它蓄电元件,可举出电容器(电双层层电容器、锂离子电容器)等。进而,也可以是电解质为水溶液的蓄电元件。另外,电极中,也可以在电极基材与活性物质层之间具备包含导电剂和粘合剂的中间层。
图1表示作为本发明的蓄电元件的一个实施方式的矩形形状的非水电解质二次电池1的示意图。应予说明,图1是透视了电池容器内部的图。图1所示的非水电解质二次电池1将电极体2收纳于电池容器3。电极体2通过将具备正极活性物质的正极和具备负极活性物质的负极根据需要介由隔离件进行卷绕而形成。正极介由正极引线4’与正极端子4电连接,负极介由负极引线5’与负极端子5电连接。
对本发明的蓄电元件的构成没有特别限定,可举出圆筒型蓄电元件、方型蓄电元件(矩形形状的蓄电元件)、扁平型蓄电元件等作为一个例子。本发明也可以作为具备多个上述的蓄电元件的蓄电装置而实现。将蓄电装置的一个实施方式示于图2。图2中,蓄电装置30具备多个蓄电单元20。各个蓄电单元20具备多个非水电解质二次电池1。上述蓄电装置30作为电气汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)等的汽车用电源进行搭载。
实施例
以下,通过实施例对本发明进一步具体地进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
[实施例1]
在作为正极基材的厚度15μm的铝箔的单侧的表面,以锂过渡金属复合氧化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)和锂过渡金属复合氧化物(LiMn2O4)作为正极活性物质,以聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘合剂,使用将它们分散于有机溶剂而成的正极糊料形成活性物质层。正极糊料的固体成分中的PVDF含有率为4质量%。所形成的活性物质层的多孔度为30%,平均厚度为80μm。
另外,将作为填料的粒径(D50)3μm的氧化铝与作为粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)以90:10的质量比通过机械融合进行混合,从而制作在氧化铝粒子的表面附着有PVDF粒子的复合填料粒子(粉体涂装用的粉体)。通过使用该复合填料粒子的静电涂装法在上述活性物质层的表面形成绝缘层,得到实施例1的正电(电极)。即,使上述复合填料粒子带电,喷雾到上述活性物质层上,进行加热,从而形成绝缘层。应予说明,通过上述的方法对绝缘层测定作为填料的氧化铝的粒径的变动系数。测定值为0.11。另外,所形成的绝缘层的多孔度为70%,平均厚度为4μm。
(负极)
将在安装有不锈钢(品名:SUS316)制的端子的不锈钢(品名:SUS316)制的网状集电体(负极基材)的两面贴合厚度300μm的锂金属箔并进行压制加工而成的电极作为负极。
(参比电极)
将在不锈钢(品名:SUS316)制的集电棒的前端贴附锂金属片而成的电极作为参比电极。
(非水电解质)
在将碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯成为各自50体积%和50体积%的方式而成的溶剂中以盐浓度成为1.0mol/L的方式溶解高氯酸锂(LiClO4),制备非水电解质。非水电解质中的水分量为20ppm以下。
(蓄电元件的组装)
在露点-40℃以下的Ar箱中组装玻璃制的非水电解质蓄电元件。在预先在容器的盖部分固定了正极、负极、参比电极用的各导线部的镀金夹具各夹住1片以成为相同的方式切断的正极、负极和参比电极,将各极板固定。此时,正极的活性物质层与负极的活性物质层(锂金属箔)以对置的方式固定。参比电极从负极来看固定于成为正极的背侧的位置。接着,将放入了一定量的非水电解质的聚丙烯制杯设置于玻璃容器内,以在其中浸渍正极、负极和参比电极的方式加盖,从而组装非水电解质蓄电元件(蓄电元件)。
[实施例2~5]
除改变复合填料粒子的喷雾量以外,与实施例1同样地分布得到绝缘层的平均厚度为6μm的实施例2的正极、绝缘层的平均厚度为8μm的实施例3的正极、绝缘层的平均厚度为14μm的实施例4的正极、绝缘层的平均厚度为16μm的实施例5的正极。另外,除使用这些正极以外,与实施例1同样地分别得到实施例2~5的蓄电元件。
[比较例1]
通过使用将作为填料的粒径(D50)3μm的氧化铝与聚偏氟乙烯(PVDF)以90:10的质量比分散于有机溶剂的糊料的湿式涂覆形成平均厚度为10μm的绝缘层,除此以外,与实施例1同样地得到比较例1的正极和蓄电元件。
图3示出实施例1的正极截面的电子显微镜图像,图4示出比较例1的正极截面的电子显微镜图像。图3、4中,白色度高的部分主要表示粘合剂。可知图4的比较例1的正极中,在右侧的绝缘层几乎没有残留粘合剂,在左侧的活性物质层的粒子间的很多部分填充有粘合剂。另一方面,可知在图3的实施例1的正极中,在右侧的绝缘层充分地残留粘合剂,存在于活性物质层的粒子间的粘合剂量少。进而,可知在右侧的绝缘层中,填料粒子的表面的整体被粘合剂被覆。
(PVDF含有率的测定)
对实施例1~5和比较例1的各正极测定活性物质层和绝缘层的粘合剂的含有率。将从各正极剥离的绝缘层投入到铂(Pt)容器,使用HITACHE High-TechScience公司制的“STA7200RV”,在Air(大气)流动下,以升温速度5℃/min升温至800℃后,测定保持10min时的质量变化和差示热变化。由测定数据算出PVDF的差示热峰的从开始到结束为止所减少的质量比率,求出PVDF含有率。对活性物质层也同样地测定质量变化和差示热变化,求出PVDF含有率。将结果示于表1。
可知通过干式涂覆形成了绝缘层的实施例1~5中,绝缘层中的粘合剂含有率没有从绝缘层形成材料中的粘合剂含有率大幅降低。另一方面,可知通过湿式涂覆形成了绝缘层的比较例1中,无法检测出绝缘层中起因于粘合剂的DTA峰。即,推测比较例1的绝缘层中的粘合剂含有率极少,即使往多估计也没有达到1质量%。认为这是因为湿式涂覆中,绝缘层形成材料中的粘合剂在涂覆时流出到活性物质层中。应予说明,这样的比较例1的活性物质层中的粘合剂的流入(活性物质层中的粘合剂含有率的增加)无法作为测定值确定。认为这是因为与绝缘层(平均厚度10μm)相比,充分厚地形成活性物质层(平均厚度80μm),活性物质层中的粘合剂的增加量是对含有率几乎不造成影响的量等导致的。
[评价]
(0.2C放电容量确认试验)
对得到的各蓄电元件在25℃进行恒定电流过程的充电电流0.2C、充电终止电压4.2V、充电时间10小时的恒定电流恒定电压充电,然后,设置10分钟的停止期间。然后,设为放电电流0.2C、放电终止电压3.0V进行恒定电流放电,然后,设置10分钟的停止期间。将该充放电实施1个循环,将放电容量作为0.2C放电容量。
(1C、2C、3C和5C放电容量确认试验)
接着,在25℃下进行恒定电流过程的充电电流0.2C、充电终止电压4.2V、充电时间10小时的恒定电流恒定电压充电,然后,设置10分钟的停止期间。然后,设为放电电流1C、2C、3C或5C、放电终止电压3.0V进行恒定电流放电,将此时的各放电容量作为1C放电容量、2C放电容量、3C放电容量和5C放电容量。
将上述“1C放电容量”、“2C放电容量”、“3C放电容量”和“5C放电容量”相对于上述“0.2C放电容量”的百分率称为“高倍率放电性能(%)”。将结果示于表1。
[表1]
*:无法检测出起因于粘合剂的DTA峰。
如上述表1所示,可知实施例1~5的蓄电元件与比较例1相比,具有优异的高倍率放电性能。另外,将实施例1~5进行比较时,可知即使加厚绝缘层,高倍率放电性能也实质上几乎没有降低。
产业上的可利用性
本发明能够应用于作为个人计算机、通信终端等电子设备、汽车等的电源使用的蓄电元件以及其中具备的蓄电元件用电极等。
符号说明
1 非水电解质二次电池
2 电极体
3 电池容器
4 正极端子
4’ 正极引线
5 负极端子
5’ 负极引线
20 蓄电单元
30 蓄电装置
Claims (20)
1.一种电极,具有活性物质层和层叠于所述活性物质层的表面的绝缘层,
所述绝缘层含有填料和第1粘合剂,
所述绝缘层中的所述第1粘合剂的含有率为8质量%以上。
2.一种电极,具有活性物质层和层叠于所述活性物质层的表面的绝缘层,
所述绝缘层为含有填料和第1粘合剂的干式涂覆物。
3.根据权利要求2所述的电极,其中,所述绝缘层中的所述第1粘合剂的含有率为8质量%以上。
4.根据权利要求2或3所述的电极,其中,所述干式涂覆物包含使所述第1粘合剂附着于粒子状的所述填料的表面的粉体的固化物。
5.根据权利要求1~4的电极,其中,所述填料的表面整体被所述第1粘合剂被覆。
6.根据权利要求1~5的电极,其中,所述绝缘层的厚度为3μm以上。
7.根据权利要求1~6的电极,其中,所述填料包含无机氧化物或无机氢氧化物。
8.根据权利要求1~7的电极,其中,所述无机氧化物或无机氢氧化物包含铝元素。
9.根据权利要求1~8的电极,其中,所述活性物质层含有第2粘合剂,
所述绝缘层中的第1粘合剂的含有率大于所述活性物质层中的第2粘合剂的含有率。
10.一种蓄电元件,具备正极和负极,
所述正极和所述负极中的至少一者包含权利要求1~9中任一项所述的电极。
11.根据权利要求10所述的蓄电元件,其中,不具备能够与所述正极和所述负极分离的隔离件。
12.根据权利要求10所述的蓄电元件,其中,以所述正极与所述负极接触并对置的方式配置。
13.根据权利要求11或12所述的蓄电元件,其中,所述第1粘合剂的熔点为160℃以下。
14.根据权利要求11~13的蓄电元件,其中,所述第1粘合剂包含丙烯酸树脂。
15.根据权利要求10~14的蓄电元件,其中,具备将包含权利要求1~9中任一项所述的电极的正极和/或负极在不弯折的情况下进行层叠的层叠型的电极体。
16.根据权利要求10~15的蓄电元件,其中,所述负极具备含有含钛氧化物的负极活性物质。
17.根据权利要求10~16的蓄电元件,是全固体蓄电元件。
18.一种电极的制造方法,包括:
形成活性物质层的工序,以及
通过在所述活性物质层的表面层叠含有填料和粘合剂的绝缘体而形成绝缘层的工序;
并且所述绝缘体不含溶剂。
19.根据权利要求18所述的电极的制造方法,其中,在层叠所述绝缘体的工序中,使所述绝缘体带电。
20.根据权利要求19所述的电极的制造方法,其中,所述绝缘体包含使所述粘合剂的粒子附着于粒子状的所述填料的表面的粉体。
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