CN106797046B - 叠层型电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种叠层型电池,其具有:对多个单电池层电串联地进行叠层而形成的发电要素,所述单电池层通过依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而形成;和内部待配置所述发电要素的外装体,所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一者包含具有导电性的树脂层,所述发电要素在含有所述树脂层的单电池层的外表面侧,还具有与所述树脂层邻接的电阻降低层。根据本发明,提供一种在使用了树脂集电体的叠层型二次电池中,提高输出功率性能的方法。

Description

叠层型电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及叠层型电池及其制造方法。
背景技术
近年来,对于环境、能源问题的解决,期待各种电动汽车的普及。作为 掌握普及这些电动汽车的关键的电动机驱动用电源等车载电源,深入进行着 二次电池的开发。但是,为了广泛普及电动汽车,需要将电池制成高性能, 且更廉价。另外,对于电动汽车,需要使单次充电续行距离接近汽油发动机 汽车,期望具有更高的能量密度的电池。因此,特别是高容量、可期待高输 出功率的二次电池等非水电解质二次电池备受关注。
而且,为了进一步提高上述二次电池的高输出功率化等电池的输出功率 特性,对各部件(集电体及活性物质层等)进行着各种研究。例如,为了提高二 次电池的单位重量的输出功率密度,特开2006-190649号公报(对应美国专利 公报2008/220330号)中,提出了将含有高分子材料及导电性填料的集电体(以 下,均称为“树脂集电体”)用作双极型二次电池的集电体。
发明内容
但是,上述特开2006-190649号公报(与美国专利公报2008/220330号对 应)所记载的技术中,电池的输出功率不充分,要求输出功率特性的进一步提 高。
因此,本发明的目的在于,提供一种提高叠层型二次电池中的输出功率 特性的技术方案。
用于解决课题的技术方案
本发明人等重复进行了深入研究。其结果发现,在叠层多层单电池层而 成的叠层型电池中,通过在包含具有导电性的树脂层的单电池层的外表面侧, 设置与该树脂层邻接的电阻降低层,能够解决上述技术问题。
即,根据本发明,提供一种叠层型电池,对多个单电池层电串联地进行 叠层而形成的发电要素,所述单电池层通过依次对正极集电体、正极活性物 质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而形成。该叠层型 电池中,上述发电要素配置于外装体内。在此,正极集电体及负极集电体中, 至少一个集电体含有具有导电性的树脂层。而且,上述叠层型电池的特征在 于,在含有树脂层的单电池层的外表面侧,还具有与该树脂层邻接的电阻降 低层。
附图说明
图1是示意性地表示本发明第一实施方式的叠层型(扁平型)非双极型锂 离子二次电池的截面概略图;
图2是示意性地表示图1的叠层型电池中所包含的单电池层的剖视图;
图3是示意性地表示本发明的比较例的叠层型电池的剖视图;
图4是从上方45°方向对由含有20质量%乙炔黑的聚丙烯形成的树脂层 的表面进行了观察得到的扫描电子显微镜(SEM)的照片;
图5是利用SEM观察图4所示的树脂层的截面得到的照片;
图6是表示在由含有20质量%乙炔黑的聚丙烯形成的树脂层的表面上设 置作为电阻降低层的乙炔黑层而形成的电极的截面SEM照片;
图7是利用SEM对在由含有20质量%乙炔黑的聚丙烯形成的树脂层的 表面上,通过蒸镀设置了由铂形成的电阻降低层的最外层集电体的截面的照 片;
图8是示意性地表示本发明第二实施方式的叠层型(扁平型)双极型锂离 子二次电池的截面概略图;
图9是表示图1及图8所示的锂离子二次电池的外观的立体图。
符号说明
100、200、100’ 叠层型电池(叠层型锂离子二次电池)
80 层压薄膜(电池外装体)
50、150、50’ 发电要素
10、110 单电池层
1 正极集电体
2 正极活性物质层
3 电解质层
4 负极活性物质层
5 负极集电体
6、16 密封部
7 集电体
7a 最外层正极集电体
7b 最外层负极集电体
20a、20b、20c 电阻降低层
25 双极型电极
30 正极集电板
40 负极集电板
58 正极极耳
59 负极极耳
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。但是,本发明不限定于以下的实施方式。 此外,在附图的说明中,对相同的要素标注相同的符号,并省略重复的说明。 另外,为了便于说明,附图的尺寸比率被放大,有时与实际的比率不同。
《叠层型电池》
本发明涉及一种叠层型电池,其通过将发电要素封入至外装体中而形成, 所述发电要素通过对多个单电池层电串联地进行叠层而形成,所述单电池层 通过依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负 极集电体进行叠层而形成。即,涉及将使上述单电池层以电串联连接方式叠 层而成的发电要素封入至外装体内而成的叠层型电池。上述正极集电体及负 极集电体中,至少一个集电体含有具有导电性的树脂层。而且,在含有该树 脂层的单电池层的外表面侧,配置有与该树脂层邻接的电阻降低层。此外, 本说明书中,将具有导电性的树脂层均简称为“导电性树脂层”或“树脂层”。
“电阻降低层”是指,与将树脂层与封入外装体内的其它部件不隔着该电 阻降低层而连接的情况相比,在配置该电阻降低层的情况下,电池的内部电 阻变小的层。在此,上述“其它部件”具体是指,构成单电池层的集电体或集 电板这样可与树脂层进行电连接的部件。通过这种以与正极集电体和/或负极 集电体中所含的树脂层邻接的方式配置电阻降低层,与现有的叠层型电池相 比,内部电阻明显降低,其结果,输出功率特性提高。
电阻降低层只要配置在单电池层的外表面侧,并使其与至少一个树脂层 邻接即可,可以采用各种配置形式。例如,可以使电阻降低层的两面与树脂 层邻接地配置。这种配置形式,即,是将单电池层隔着电阻降低层与相邻的 单电池层进行电连接的形式。另外,本发明的电池可以还具有与配置于发电 要素的最外层的最外层集电体进行了电连接并夹着上述发电要素的一对集电 板。而且,最外层集电体的至少一个集电体含有最外层树脂层的结构中,可 以将电阻降低层配置于上述最外层树脂层和集电板之间。这种配置形式,即,是使配置于最外侧的单电池层隔着电阻降低层与集电板进行电连接的形式。
以下,一边示例一边说明上述实施方式。此外,本发明不限定于以下说 明的形式,可以在本发明的范围内进行其它各种的实施方式。优选叠层型电 池为叠层型的锂离子二次电池。以下,对本实施方式的叠层型锂离子二次电 池的结构进行说明。此外,本说明书中,有时将叠层型锂离子二次电池简称 为“叠层型电池”。
<第一实施方式:非双极型二次电池>
本发明的第一实施方式如图1中示例那样,是将以电串联连接的方式叠 层多个单电池层而成的发电要素依次叠层而成的叠层型(扁平型)电池。另外, 在多个单电池层之间配置有电阻降低层。电阻降低层由下述的导电性材料形 成,就所述导电性材料而言,为在配置有该电阻降低层的情况下,与将单电 池层(更具体而言,构成单电池层的导电性树脂层)彼此不隔着该电阻降低层而 连接的情况相比,会使电池的内部电阻变小。优选电阻降低层含有电阻率比 与该电阻降低层邻接的导电性树脂层小的材料。
本实施方式中,优选叠层型电池为虽然具有将单电池层串联叠层而成的 形式,但是不是具有双极型电极的双极型电池的二次电池(即,非双极型电池)。 在此,“非双极型”是指不具有双极型电极。以下,说明本实施方式的非双极 型锂离子二次电池的结构。
图1是示意性地表示本发明一个实施方式的叠层型(扁平型)非双极型电 池的剖视图。
如图1所示,本实施方式的叠层型电池100具有实际进行充放电反应的 大致矩形的发电要素50密封于作为外装体的层压薄膜80的内部的结构。在 此,发电要素50通过叠层多个单电池层10而形成,所述单电池层10通过依 次对正极集电体1、正极活性物质层2、电解质层3、负极活性物质层4、负 极集电体5进行叠层而成。而且,发电要素50在单电池层10的外表面侧还 包含与正极集电体1及负极集电体5分别邻接的电阻降低层20a、20b。单电池层10中,在电解质层3的外周设有密封部6。
发电要素50中,对相邻的单电池层10进行叠层使它们进行电串联。即, 一个单电池层10的正极集电体1和另一个单电池层10的负极集电体5以电 连接的方式邻接地叠层。这样,本实施方式的叠层型电池100中所含的发电 要素50具有将多个单电池层10电串联地连接而成的结构,由此,可以如双 极型二次电池那样进行高电压化。
图1中,图示了对单电池层10进行六层叠层而成的发电要素50,但在制 作发电要素50时,单电池层10的叠层次数(叠层数)可根据期望的电压适宜调 节。
本实施方式的叠层型电池100中,多个正极集电体1及负极集电体5是 具有导电性树脂层的树脂集电体。这样,通过使用树脂集电体,可以实现叠 层型电池100的轻质化。
而且,本实施方式的叠层型电池100中,相互相邻的单电池层10彼此在 其外侧表面侧,形成有与正极集电体1及负极集电体5分别邻接的电阻降低 层20a、20b,并隔着该电阻降低层20a、20b进行叠层。另外,在将单电池层 10叠层多个而成的发电要素50和正极集电板30及负极集电板40之间分别配 置有电阻降低层20a、20b。此外,本发明的叠层型电池100中,未必一定需 要将所有的单电池层10隔着电阻降低层20a、20b进行叠层,只要含有树脂 集电体的单电池层隔着电阻降低层与相邻的单电池层进行电连接即可。
另外,存在相邻的单电池层间的电阻降低层也可以是一层。在隔着一层 电阻降低层对单电池层10彼此进行叠层的情况下,可以实现叠层型电池100 的轻质化及减少界面,因此,在耐久性的点上优选。
即,本实施方式的叠层型电池100中,只要包含至少一个树脂集电体的 单电池层隔着至少一层电阻降低层与相邻的单电池层进行电连接即可。
具有上述构成的叠层型电池100叠层有可独立发挥作用的单电池层10, 因此,与双极型二次电池相比,生产效率优异。例如,特开2005-276486号 公报所示例那样的叠层多个双极型电极而成的双极型二次电池的制造主要通 过以下那样的工序进行。首先,通过在集电体的一个表面上形成正极活性物 质层,且在另一个表面上形成负极活性物质层来制造双极型电极。接着,将 多个该双极型电极隔着隔板进行叠层而形成发电要素,然后,利用外装体密 封该发电要素,由此,制造双极型二次电池。
这样,使用双极型电极制造的双极型二次电池存在在直到评价最终得到 的双极型二次电池,即使例如在双极型电极的一部分存在缺陷的情况下,也 不能判别该情况的问题点。因此,有时具有电串联地叠层双极型电极而成的 发电要素的双极型二次电池在制造时的成品率不良。
因此,作为二次电池的其它形式(结构),本发明的发明人研究了:具有对 多个具有正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层和负极 集电体的单电池层串联地进行叠层这样的、新的结构的叠层型电池。这种叠 层型电池与上述的双极型二次电池不同,可以对每个单电池层(单电池)的电池 特性进行制作和评价,因此,可以在构筑叠层型电池的发电要素50之前的阶 段,分别评价单电池层。因此,该过程中,可以消除具有缺陷的单电池层10, 因此,存在制造时的成品率良好且生产力优异的优点。
而且,本发明人等为了提高输出功率特性,尝试着将特开2006-190649 号公报(与美国专利公报2008/220330号对应)所公开的树脂集电体应用于叠层 上述单电池层而成的叠层型电池。这样,结果发现,若仅单纯将树脂集电体 应用于上述结构的叠层型电池,则存在依然不能得到充分的输出功率特性的 问题点。即,判明对含有树脂集电体的单电池层10进行叠层时,若是仅制成 使直接单电池层10彼此叠层的结构,则输出功率特性不充分。因此,本发明 的发明人对该问题进行了详细研究,并推测为:构成一个单电池层10的树脂 集电体和构成其它单电池层10的集电体(也可以是树脂集电体)之间的接触电 阻较高是原因之一。
因此,本发明人等关注了集电体间的电接触。图4中,作为树脂集电体 的一个实例,观察含有作为高分子材料的聚丙烯(PP)和作为导电性填料的乙炔 黑的树脂集电体的表面。更具体而言,图4是相对于水平方向从上方45°方向 对由含有20质量%的作为导电性填料的乙炔黑的聚丙烯(PP)形成的树脂的表 面进行观察得到的扫描电子显微镜(SEM)的照片。图4中,能够观察到的较白 的是乙炔黑,能够观察到的较黑的是聚丙烯。如从图4可知,在构成集电体 的PP的表面上具有1μm左右的凹凸,在该凹凸的各处,乙炔黑露出。另外,树脂集电体微观性地出发可知,整体具有“波浪”,未必一定具有均匀的平滑 表面。
从这种观察结果出发,本发明人等如下推测。即,由于在具有导电性树 脂层的树脂集电体的表面上存在的凹凸或树脂集电体自身的波浪,在对单电 池层10彼此进行叠层时,一个单电池层10的正极集电体1和与其邻接的单 电池层10的负极集电体5接触的面积变小。因此,树脂集电体的表面相对于 其它集电体仅能够进行局部点接触,且不能二维及三维性地充分接触。其结 果推测为,是否在使用了树脂集电体的情况下,不易进行电连接,从而接触 电阻变大。
图5是同样利用SEM观察相同的集电体的截面的照片,但判明在集电体 内部大量存在乙炔黑,且在表面露出的乙炔黑的比例较少。因此,认为与构 成树脂集电体的树脂含有导电性的高分子的情况相比,在含有不具有导电性 的高分子和乙炔黑那样的导电性填料的情况下,上述的接触电阻的问题更显 著。
另外,根据这种观察结果,本发明人等推测为,是否树脂集电体和与该 树脂集电体邻接配置的部件(其它树脂集电体或集电板)进行局部点接触,不能 二维或三维性地充分接触,因此,难以进行电连接,从而接触电阻变大。另 外,就点接触而言,推测为由于振动等,树脂集电体从集电板脱离等,电连 接变得不稳定,有时不能维持电池的性能(耐久性差)。
为了解决这种问题,本发明人等进行了深入研究。其结果发现,通过采 用以下(a)及(b)中的至少一种结构,导电性树脂层(树脂集电体)和与该树脂层 邻接的部件(其它树脂集电体或集电板)的二维/三维性的接触增加,电连接提 高,接触电阻变小:
(a)隔着电阻降低层对树脂集电体和其它集电体(树脂集电体)进行了叠层;
(b)在构成最外层集电体的导电性树脂层的表面(即,发电要素和集电板之 间)上配置有电阻降低层。
图6是表示在由含有20质量%乙炔黑的聚丙烯形成的树脂集电体的表面 上设有作为电阻降低层的乙炔黑层而成的电连接结构的一部分的截面SEM照 片。图6所示的电连接结构部分中,可知树脂集电体(图6的“20%AB/PP”)中 的乙炔黑(AB)和设于其表面上的乙炔黑层(图6的“AB层”)紧密地接触。这样, 通过将AB层这样的电阻降低层配置于单电池层间,可以使具有导电性树脂 层的集电体和与其叠层的集电体的二维/三维性的接触增加,而降低接触电阻。
另外,图7是表示在由含有20质量%乙炔黑的聚丙烯形成的树脂层的表 面上,通过蒸镀设有由铂形成的电阻降低层的最外层集电体的截面的SEM照 片。图7中,可知树脂层中的乙炔黑(AB)和设于其表面上的电阻降低层紧密 地接触。通过设置这种电阻降低层,可以使含有导电性填料的树脂层和集电 板的二维/三维性的接触增加,从而降低接触电阻。由此,可以降低电池的内 部电阻,并且可以提高输出功率特性。此外,上述为推测,本发明不被上述 限定。
此外,图1中,图示了所有的单电池层10均隔着电阻降低层20a、20b 进行叠层而成的结构,但不限定于上述形式。叠层型电池中,只要含有树脂 集电体的单电池层和与其相邻的单电池层隔着电阻降低层进行叠层即可。但 是,从轻质化或制造效率的观点出发,优选正极集电体1及负极集电体5均 为树脂集电体。因此,叠层型电池100中,优选在所有的单电池层10之间配 置电阻降低层。此时,优选电阻降低层的两面与正极集电体1及负极集电体5 邻接地配置。此外,图1中,图示了在相邻的单电池层10彼此之间配置了二 层的电阻降低层20a、20b而成的形式,但从功能性的观点出发,将电阻降低 层20a、20b看作一个层,则图1的结构还包含“电阻降低层的两面与导电性 树脂层邻接地配置的形式”。
另外,电阻降低层不仅配置于单电池层10彼此之间,而且还可以配置于 正极集电体1和正极活性物质层2之间,或负极集电体5和负极活性物质层4 之间。即,可以在正极集电体1的一个表面上形成有第一正极电阻降低层, 且在另一个面上依次形成第二正极电阻降低层及正极活性物质层2。同样,还 可以在负极集电体5的一个表面上形成有第一负极电阻降低层,且在另一个 表面上依次形成有第二负极电阻降低层及负极活性物质层4。通过设为这种方 式,可以降低各活性物质层和集电体之间的接触电阻。
上述发电要素50易于受到使用时的来自外部的冲击以及环境劣化的影 响,因此,需要防止这些情况。因此,发电要素50减压封入至层压薄膜80 内。而且,优选设为将正极集电板30及负极集电板40取出至层压薄膜80的 外部的结构。
图1中,配置于最上部的单电池层10的正极集电体1(最外层集电体)及 配置于最下部的单电池层10的负极集电体5(最外层集电体)分别隔着电阻降 低层20a及电阻降低层20b叠层于正极集电板30及负极集电板40上。即, 电阻降低层20a设于正极集电体1(最外层集电体)和正极集电板30之间,电 阻降低层20b配置于负极集电体5(最外层集电体)和负极集电板40之间。而 且,显示这些正极集电板30及负极集电板40导出层压薄膜80的外部的结构, 并使它们分别夹持于层压薄膜80的端部。另外,作为另一方式,可以设为将 位于发电要素50的最外层的正极侧及负极侧的最外层集电体分别延伸设置, 且将该延伸设置的部分导出层压薄膜80的外部的结构,并使它们分别夹持于 层压薄膜80的端部。
本实施方式的叠层型电池100的一个特征在于,构成发电要素50的单电 池层10以分别的个体形成,且各个单电池层10可各自地作为二次电池发挥 作用。以下,参照图2说明构成叠层型电池100的发电要素50的单电池层10。 图2是示意性地表示图1的叠层型电池中所含的单电池层的剖视图。
如图2所示,本实施方式的叠层型电池100的单电池层10具有对正极、 电解质层3和负极进行叠层而成的结构。正极具有在正极集电体1的单面上 配置有正极活性物质层2的结构。负极具有在负极集电体5的单面上配置有 负极活性物质层4的结构。而且,单电池层10中,依次对负极、电解质层及 正极进行了叠层,使一个正极活性物质层2和与其相邻的负极活性物质层4 隔着电解质层3对置。即,单电池层10具有依次对正极集电体1、正极活性物质层2、电解质层3、负极活性物质层4、负极集电体5进行叠层的结构。 由此,正极、电解质层3及负极构成一个单电池层10,且能够仅利用该单电 池层10评价电池特性。其结果,在组装发电要素50之前,可以除去具有缺 陷部分的单电池层10,从而可以提高制造叠层型电池100的成品率。
此外,以下进行详细叙述,但电解质层3的种类(形式)没有特别限制。例 如,在使非水电解液含浸于隔板而成的液体电解质型电池、被称为聚合物电 池的高分子凝胶电解质型电池及固体高分子电解质(全固体电解质)型电池中 均可使用。关于高分子凝胶电解质及固体高分子电解质,可以单独使用它们, 也可以使这些高分子凝胶电解质或固体高分子电解质含浸于隔板进行使用。 这种形式中,如图1中所示,优选将密封部6设于电解质层3的外周。通过 设置密封部6,可以防止电解液从电解质层3泄漏产生的液体接界。通过设置密封部6,可提供确保长期间的可靠性及安全性的高质量的叠层型电池100。
以下,分别说明构成本实施方式的叠层型电池100的各部件。
此外,本说明书中,在记载为“集电体”的情况下,有时是指正极集电体 和负极集电体这两者,有时仅指一者。同样,在记载为“活性物质层”的情况 下,也有时是指正极活性物质层和负极活性物质层这两者,有时仅指一者。 同样,在记载为“活性物质”的情况下,有时是指正极活性物质和负极活性物 质这两者,有时仅指一者。
[集电体(具有导电性的树脂层)]
集电体具有从一面向另一面传送电子的移动的功能。
从电池的轻质化的观点出发,就在构成本实施方式的叠层型电池的多个 单电池层而言,至少一个含有具有导电性树脂层的树脂集电体。因此,叠层 型电池中,只要是正极集电体及负极集电体中的至少一个集电体是具有导电 性树脂层的树脂集电体即可。但是,从轻质化及制造效率的观点出发,优选 一个单电池层中的正极集电体及负极集电体为树脂集电体。另外,更优选构 成叠层型电池的所有的单电池层中的正极集电体及负极集电体为树脂集电 体。
在此,树脂集电体的表面的凹凸或波浪等引起的接触电阻的问题点在叠 层的集电体的二者为树脂集电体的情况下特别显著。但是,如上述,通过含 有树脂集电体的单电池层和与其相邻的其它单电池层隔着电阻降低层进行电 连接,由此,可以消除接触电阻的问题。因此,可以得到树脂集电体带来的 轻质化的效果,并且进一步提高输出功率特性。
本实施方式中,构成导电性树脂层的材料可以是导电性高分子,也可以 是不具有导电性的高分子。可使用根据需要在导电性高分子或不具有导电性 的高分子中添加了导电性填料的树脂。另外,该高分子可以单独或混合2种 以上使用。另外,该高分子可以是市售品,也可以是合成品。
导电性高分子具有导电性,从用作电荷移动介质的、且不具有离子的传 导性的材料选择。认为就这些导电性高分子而言,共轭的多烯类形成能量带 而显示导电性。作为代表性的例子,可以使用电解电容器等中实现实用化的 多烯类导电性高分子。具体而言,可举出:聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙 炔、聚对苯撑、聚对苯撑乙烯撑、聚噁二唑、或它们的混合物等。从在电子 传导性及电池内可稳定地使用的观点出发,更优选为聚苯胺、聚吡咯、聚噻 吩、聚乙炔。
作为不具有导电性的高分子材料的例子,例如可举出:聚乙烯(PE)(高密 度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚酰 胺酰亚胺(PAI)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡胶(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)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、或它们的混合物。这些材料的 电位窗非常宽,相对于正极电位及负极电位均稳定,且轻质,因此,可以进 行电池的高输出功率密度化。其中,从相对于使用的电解液的耐久性的观点 出发,优选为聚丙烯、聚乙烯等各种聚烯烃或它们的共聚物以及混合物。
另外,从提高含有导电性的高分子材料的树脂集电体的导电性的目的或 对含有不具有导电性的高分子材料的树脂集电体赋予导电性的目的出发,导 电性树脂层优选含有导电性填料。导电性填料从具有导电性的材料选择。从 抑制导电性树脂层内的离子透过的观点出发,优选使用用作电荷移动介质且 不具有离子传导性的材料。
具体而言,可举出:碳材料、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铁(Fe)、 铂(Pt)、铬(Cr)、锡(Sn)、铟(In)、锑(Sb)、钛(Ti)、镍(Ni)等,但不限定于此。 这些导电性填料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,也可 以使用不锈钢(SUS)等它们的合金材料。从耐腐蚀性的观点出发,优选为铝、 不锈钢、碳材料、镍,更优选为碳材料或镍,特别优选为碳材料。另外,这 些导电性填料可以是在粒子类陶瓷材料或树脂材料的周围,通过镀敷而涂敷 有上述所示的金属等的填料。
作为上述碳材料,可举出例如选自乙炔黑、碳黑、Vulcan(注册商标)、Black Pearl(注册商标)、碳纳米纤维、科琴黑(注册商标)、碳纳米管、碳纳米突、碳 纳米球、硬碳中的至少1种。这些碳材料的电位窗非常宽,相对于正极电位 及负极电位这两者在较宽的范围内稳定,且导电性更优异。另外,碳材料非 常轻质,因此,质量最小限度地增加。另外,碳材料大多用作电极的导电助 剂,因此,即使与这些导电助剂接触,材料也相同,因此,接触电阻非常低。 此外,在将碳材料用作导电性填料的情况下,通过对碳材料的表面实施疏水 性处理,也可以降低电解质的溶合性,创建电解质不易渗入集电体的空孔的 状况。
此外,本形式的电池为锂离子二次电池,在负极活性物质的充放电电位 接近于Li的析出电位的情况下,碳材料等导电性填料在充放电中发生Li的插 入而膨胀,因此,可能损害集电体(对集电体赋予损伤)。因此,与负极对置的 集电体的导电性填料优选不会发生锂化的Ni、Cu、Fe、SUS等材料。另外, 可优选使用利用这些材料包覆表面而成的导电性填料。
导电性填料的形状没有特别限制,可以适宜选择粒子状、粉末状、纤维 状、板状、块状、布状或网眼状等公知的形状。例如,欲在广泛的范围赋予 导电性的情况下,优选使用粒子状的导电性填料。另一方面,在欲进一步提 高特定方向的导电性的情况下,优选以纤维状等形状使用具有一定的方向性 的导电性填料。
导电性填料的平均粒径(一次粒子的平均粒径)没有特别限定,但优选为 0.01~10μm,更优选为0.01~1μm左右。此外,本说明书中,只要没有特别 记载,“粒径”是指,该粒子的轮廓线上的任意2点间的距离中最大的距离L。 作为“平均粒径”的值,采用使用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜 (TEM)等观察装置,作为在数~数十视野中观察的粒子的粒径的平均值而算出 的值。
在导电性填料为纤维状的情况下,其平均纤维长没有特别限制,但优选 为0.1~100μm。此外,本说明书中,平均纤维长度采用使用扫描电子显微镜 (SEM)或透射电子显微镜(TEM)等观察装置,作为在数~数十视野中观察的纤 维的纤维长度的平均值而算出的值。另外,导电性填料为纤维状时的其平均 直径也与上述一样算出。平均直径没有特别限制,但优选为0.01~1μm。
导电性树脂层中的高分子材料的含量没有特别限制。导电性树脂层中, 在含有高分子材料和导电性填料的情况下,将导电性树脂层中的高分子材料 和导电性填料的总量设为100质量份,高分子材料的含量优选为10~95质量 份,更优选为12~95质量份,进一步更优选为12~90质量份,进一步更优 选为50~90质量份,特别优选为60~90质量份。
另外,导电性树脂层中的导电性填料的含量也、没有特别限制。但是, 将导电性树脂层中的高分子材料和导电性填料的总量设为100质量份,导电 性填料的含量优选为5~90质量份,更优选为5~88质量份,进一步更优选 为5~50质量份,特别优选为10~40质量份。通过上述量的导电性填料添加 至高分子材料中,可以抑制集电体的质量增加,同时对集电体赋予充分的导 电性。
上述导电性树脂层中,除了高分子材料及导电性填料以外,可以含有其 它添加剂。作为其它添加剂的例子,可举出马来酸酐改性聚丙烯等羧酸改性 聚丙烯等。作为其它添加剂的添加量,没有特别限制,但相对于高分子材料 和导电性填料的总计100质量份,优选为1~25质量份。
导电性树脂层的厚度优选为1~200μm,更优选为3~150μm,进一步优 选为5~100μm。
导电性树脂层的制造方法没有特别限制,例如可举出如下方法,利用挤 出机等,对高分子材料、导电性填料及根据需要添加的添加剂的各成分进行 熔融混炼,然后,利用热压机对经过熔融混炼的材料进行压延。
此外,上述集电体(导电性树脂层)可以是单层结构,也可以是将由这些材 料形成的层适宜组合而成的叠层结构。或这,上述集电体除了具有上述树脂 集电体以外,还可以具有其它层。作为其它层,例如具有金属层。从遮断单 电池层间的锂离子的移动的观点出发,优选金属层。
另外,单电池层含有树脂集电体时,构成单电池层的两个集电体中,一 个集电体除了是树脂集电体以外,例如也可以是金属集电体。在正极集电体 或负极集电体为金属集电体的情况下,可以使用公知的金属集电体。例如, 金属集电体优选由选自铝、钽、铌、钛、铪、锆、锌、钨、铋、锑、及含有 它们中的一种以上的合金、以及不锈钢合金中的一种以上形成。另外,其厚 度也没有特别限制,可以与公知的厚度一样,或适宜变更进行使用。
[电阻降低层]
本实施方式的叠层型电池中,含有具有导电性树脂层的树脂集电体的单 电池层与其它单电池层,隔着与该树脂集电体邻接配置的电阻降低层,进行 电连接。因此,电阻降低层在一个单电池层的正极集电体和其它单电池层的 负极集电体之间,与各集电体分别抵接地配置。通过该结构,电阻降低层相 对于集电体可有效地且稳定地进行电接触,因此,可以降低接触电阻,并提 高电池的输出功率性能。
本实施方式的电阻降低层由下述的导电性材料形成,所述电池导电性材 料为与不隔着该电阻降低层将树脂层和封入外装体内的其它部件(具体而言, 构成其它单电池层的集电体或集电板这样的可与树脂层进行电连接的部件) 连接的情况相比内部电阻会变小那样的导电性材料。本发明是基于本发明的 发明人首先发现下述事项的发明,即使电池的输出功率特性降低的原因在于 具有导电性的树脂层表面的凹凸。因此,构成电阻降低层的导电性材料只要 是减小电池的内部电阻(即,降低树脂层和可与该树脂层进行电连接的其它部 件的接触电阻)这样的材料即可,可以没有限制地使用。
树脂层和可与该树脂层进行电连接的其它部件之间的电阻,可根据构成 树脂层、集电板、及介设于树脂层和集电板之间的部件的材料及厚度、相互 邻接的树脂层、集电板、及介设于树脂层和集电板之间的部件彼此的接触电 阻或接触压力、树脂层的凹凸等主要原因而改变。这些主要原因中、特别是 对构成电阻降低层的导电性材料进行适宜选择,由此,可以容易地制造本发 明的叠层型二次电池。
作为电阻降低层的材料(本说明书中,均简称为“导电性材料”),没有特别 限制,但优选电阻降低层含有电阻率比与该电阻降低层邻接的正极集电体或 负极集电体小的材料。通过含有这种材料,可以减小树脂集电体之间的接触 电阻,作为结果,可以提高叠层型电池的输出功率特性。另外,为了缩小叠 层型电池的内部电阻,且提高输出功率特性,优选电阻降低层的体积电阻率 比与该电阻降低层邻接的正极集电体或负极集电体的体积电阻率小。
作为更优选的形式,构成本形式的电阻降低层的导电性材料的、该电阻 降低层与邻接的导电性树脂层的接触电阻为2Ω以下。该接触电阻更优选为 1Ω以下,进一步优选为0.7Ω以下,特别优选为0.5Ω以下,最优选为0.25Ω 以下。如果是由这种材料形成的电阻降低层,则可以更进一步降低电池的内 部电阻。此外,本说明书中,电阻降低层和树脂集电体(导电性树脂层)的接触 电阻采用根据后述的实施例中所记载的方法测定的值。另外,优选上述接触 电阻的值较小。
特别是在树脂集电体含有导电性填料的情况下,作为导电性材料,优选 为与导电性填料的接触电阻较小的材料。因此,优选电阻降低层含有金属材 料或碳材料(导电性碳)。金属材料及碳材料相对于上述的树脂集电体,接触电 阻较小,因此,优选用作构成电阻降低层的材料。特别是优选使用金属作为 导电性材料。
作为上述导电性材料,具体而言,优选电阻降低层分别独立地含有选自 铁(Fe);镉(Cd)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)、铜(Cu)、 银(Ag)、钯(Pd)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)等离子化倾向比铁(Fe)小的金属;钛 (Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb);及以选自它们的至少一种元素为主成分的合金 (不锈钢(SUS)等);以及由导电性碳中的至少1种。此外,以某个元素为“主成 分”是指,可以含有该元素以外的元素。此时,导电性材料中的上述特定的元 素(铁;离子化倾向比铁小的金属;Ti、Zr、Ta、Nb等)的含量(含有多个元素 的情况下,其总量)优选如下所述。即,上述特定的元素相对于导电性材料的 总质量100质量%(合金的总质量),优选为50质量%以上,更优选为60质量 %以上,进一步优选为70质量%以上,进一步更优选为80质量%以上,特别 优选为90~100质量%,最优选为95~100质量%。
上述材料不易形成具有绝缘性的氧化被膜,另外,即使形成氧化被膜, 电阻也较小,因此,可以长期间维持与树脂层中所含的导电性填料的电接触。
另外,上述导电性材料中,作为金属材料,优选含有选自镍(Ni)、铜(Cu)、 及钛(Ti)中的至少1种。另外,电阻降低层的构成材料优选为选自镍(Ni)及钛 (Ti)中的至少1种。
特别优选使用金属作为构成电阻降低层的导电性材料,且通过选自蒸镀、 溅射、离子镀及镀敷中的至少1种方法形成。即,根据本发明优选的一个形 式,上述电阻降低层通过从蒸镀、溅射、离子镀及镀敷中选择的至少1种方 法而形成,且由下述金属构成,所述金属为与不隔着该电阻降低层而使上述 树脂层和上述集电板连接时相比,电池的内部电阻变小这样的金属。通过设 置这种电阻降低层,可以增加树脂层和集电体的接触,并使电池的内部电阻 降低。并且,可以充分减薄电阻降低层进行制膜,因此,不会妨碍发电要素(单电池层)的轻质化,且制成具有较高的能量密度的电池。
作为蒸镀法,没有特别限制,但可举出电阻加热法、电子束法、高频感 应法及激光法等。
作为溅射法,没有特别限制,但可举出二极DC辉光放电溅射法、磁控 溅射法及离子束溅射法等。
作为离子镀法,没有特别限制,但可举出RF离子镀法、电阻加热离子镀 法及电子束离子镀法等。
作为镀敷法,没有特别限制,但可举出非电解镀敷法及非电解镀敷后电 解镀敷的方法等。
这些方法中,从工序的简易度的观点出发,优选为蒸镀法、溅射法。
另外,作为上述导电性碳的具体例,例如可举出选自乙炔黑、碳黑、 Vulcan(注册商标)、Black Pearl(注册商标)、碳纳米纤维、科琴黑(注册商标)、 碳纳米管、碳纳米突、碳纳米球、硬碳中的至少1种。
上述导电性材料中,优选含有选自钛、镍、铜、金、乙炔黑、碳纳米管、 碳黑中的至少1种。
另外,在导电性树脂层含有导电性填料的情况下,作为导电性材料,可 以使用与导电性填料相同的材料。这样,当将电阻降低层和导电性填料设为 相同的材料时,可以减小接触电阻。另外,导电性材料也可以根据正极及负 极适宜选择。
此外,上述导电性材料可以单独使用1种或以2种以上的混合物的形式 进行使用。
另外,本形式的叠层型二次电池可以具有多个电阻降低层(例如,正极侧 及负极侧这两者的最外层集电体为电阻降低层)。在这种的情况下,该两个电 阻降低层可以由相互相同的导电性材料构成,也可以由不同的导电性材料构 成。另外,电阻降低层可以仅以单层构成,也可以具有叠层多层的结构。还 可以如后述,电阻降低层设为含有电阻降低层主体及导电性粘接部件的层。
构成电阻降低层的导电性材料的微观性的形状没有特别限制,可以适宜 选择粒子状、粉末状、纤维状、板状、块状、布状、或网眼状等公知的形状。
导电性材料的平均粒径(一次粒子的平均粒径)没有特别限定,但优选为 0.01~10μm,更优选为0.01~1μm左右。如果是这种大小,则导电性材料可 以与导电性树脂层表面的凹凸有效地接触。其结果,可以进一步提高集电体 和电阻降低层的电接触。此外,本说明书中,“粒径”及“平均粒径”的定义及测 定方法如上述。
在导电性材料为纤维状的情况下,其平均纤维长没有特别限制,但优选 为0.1~100μm。此外,本说明书中,“平均纤维长”的测定方法如上述。另外, 导电性材料为纤维状时,其平均直径也均没有特别限制,但优选为0.001~ 1μm。如果是这种大小,纤维状的导电性材料可以与集电体表面的凹凸有效 地接触,因此,可以进一步提高集电体和电阻降低层的电接触。另外,在导 电性材料为纤维状的情况下,即使少量添加,也可以增大二维的(横向的)电接 触,故优选。
电阻降低层可以仅由上述导电性材料构成,或也可以如下述所示含有其 它材料。
例如,电阻降低层可以在不损坏导电性材料的效果的范围中,在上述导 电性材料的基础上,还含有粘合剂、粘接剂、导电性高分子、不具有导电性 的其它高分子等。在使用导电性碳作为作为导电性材料的情况下,从集电体 和电阻降低层的密合性的观点出发,电阻降低层优选还含有粘合剂或粘接剂。
本实施方式中可使用的粘合剂及粘接剂没有特别限制,可以使用公知物 质。例如,可举出:丙烯酸类粘合剂/粘接剂、硅类粘合剂/粘接剂、乙烯基醚 类粘合剂/粘接剂等。
作为丙烯酸类粘合剂/粘接剂,可以使用:(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基) 丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-二乙基丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯 酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯 酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸、 马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、二 甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙基、 酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等官能单体的共聚物。此外,本说明书 中“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。
作为有机硅类粘合剂/粘接剂的具体例,使用由二甲基硅氧烷橡胶和二甲 基硅氧烷树脂的混合物和/或聚合物构成的物质。
作为乙烯基醚类粘合剂/粘接剂的具体例,可举出:乙基乙烯基醚、丙基 乙烯基醚、丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚等均聚物或它们的共聚物。
另外,可以与导电性材料一起使用的导电性高分子也没有特别限制,例 如可举出:聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑、聚对苯撑乙烯撑、 聚丙烯腈、聚噁二唑等。
另外,作为可使用的不具有导电性的高分子,可举出:聚乙烯(高密度聚 乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙 二醇酯、聚醚腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯、苯乙烯- 丁二烯橡胶、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚 偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯等。上述这些其它成分可以单独使用或混合2种 以上进行使用。
另外,作为粘合剂/粘接剂,可以使用市售的物质。例如,可以使用三洋 化成工业株式会社制造的Polythick 310-S、Polythick AH-311、Polythick 410-SA、Polythick430-SA、Polythick 470-S、Polythick 610-SA等。
在电阻降低层还含有导电性材料以外的材料(粘合剂,粘接剂等)的情况 下,导电性材料的含量相对于电阻降低层的总质量优选为2~90质量份,更 优选为3~85质量份,进一步更优选为5~75质量份,特别优选为5~60质 量份。这样,在除了导电性材料以外,电阻降低层还含有粘合剂等的情况下, 集电体和电阻降低层的密合性提高,故优选。
该电阻降低层设于集电体的至少一个表面上,但其面方向的形状可以设 于集电体的整个面,也可以仅设于用于进行与导电性树脂层中所含的导电性 填料进行电接触所需要的区域。另外,电阻降低层可以以与配置于集电体的 一个表面侧的活性物质层重合的范围,形成于集电体的另一个表面。另外, 电阻降低层可以沿面方向连续设置,也可以局部或间歇性地设置。作为其形 状,可举出网眼状、条纹状、格子状、点状、带状等各种形状。
电阻降低层的厚度没有特别限制,但在电阻降低层由作为导电性材料的 金属形成的情况下,优选为5~10000nm(0.005~10μm),更优选为10~ 10000nm(0.01~10μm),进一步更优选为50~5000nm(0.05~5μm),更优选为 50~1000nm(0.05~1μm),进一步优选为100~500nm(0.1~0.5μm)。另一方面, 在电阻降低层含有作为导电性材料的导电性碳的情况下,其厚度优选为100~ 30000nm(0.1~30μm)。通过设为上述范围,电阻降低层可以发挥充分的导电 性,并且可以防止不需要的厚度的增加。
另外,电阻降低层的总单位面积重量(在电阻降低层含有多种材料的情况 下,这些材料的单位面积重量的总和)没有特别限制,但优选为以下的范围。 即,电阻降低层的总单位面积重量优选为0.1~10mg/cm2,更优选为0.5~ 5mg/cm2,特别优选为1~3mg/cm2。通过将总单位面积重量设为0.1mg/cm2以上,电阻降低层呈现充分的导电性。另一方面,通过将总单位面积重量设 为10mg/cm2以下,不会导致不需要的厚度的增加,有助于叠层型电池的轻质 化。
电阻降低层的形成方法没有特别限制,例如,可以使用真空蒸镀法或溅 射法的气相法(干式法),或涂布含有导电性材料的涂布液的涂布法(湿式法)形 成。此外,对于电阻降低层的形成方法的详细情况,通过下述的叠层型电池 的制造方法的项目进行详细说明。
另外,以下中,说明构成本发明的叠层型电池的、电阻降低层及集电体 以外的部分(部件)的优选的形式,但以下的各部件(活性物质层,电解质层, 外装体)可以与公知的部件一样,或将其适宜修饰使用。
[活性物质层]
活性物质层含有活性物质。在此,活性物质在充放电时吸藏/释放离子, 产生电能量。活性物质有正极活性物质和负极活性物质,所述正极活性物质 为具有在放电时吸藏离子且在充电时放出离子的组成,所述负极活性物质具 有在放电时放出离子且在充电时可以吸藏离子的组成。本方式的活性物质层 在使用正极活性物质作为活性物质的情况下,作用正极活性物质层发挥作用, 在使用负极活性物质作为活性物质的情况下,作为负极活性物质层发挥作用。 本说明书中,与正极活性物质及负极活性物质共同的事项简单作为“活性物 质”进行说明。
作为正极活性物质,例如可举出:LiMn2O4、LiCoO2、LiNiO2、 Li(Ni-Mn-Co)O2及这些过渡金属的一部分被其它元素取代而成的物质等锂-过 渡金属复合氧化物、锂-过渡金属磷氧化合物、锂-过渡金属硫氧化合物等。这 些正极活性物质可以仅单独使用1种,也可以组合2种以上使用。从容量、 输出功率特性的观点出发,优选将锂-过渡金属复合氧化物用作正极活性物 质。
更优选使用含有锂和镍的复合氧化物,进一步优选使用Li(Ni-Mn-Co)O2及这些过渡金属的一部分利用其它元素取代而成的物质(以下,均简称为 “NMC复合氧化物”)。NMC复合氧化物具有锂原子层和过渡金属(Mn,Ni及 Co有秩序地配置)原子层隔着氧原子层交替层叠而成的层状晶体结构,且对于 过渡金属M的每1原子含有1个Li原子。因此,取出的Li量为尖晶石系锂 锰氧化物的2倍,即供给能力成为2倍,可以具有较高的容量。
如上所述,NMC复合氧化物还含有过渡金属元素的一部分利用其它金属 元素取代而成的复合氧化物。作为此时的其它元素,可举出:Ti、Zr、Nb、 W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Fe、B、Ga、In、Si、Mo、Y、Sn、V、 Cu、Ag、Zn等。优选为Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr,更 优选为Ti、Zr、P、Al、Mg、Cr,从循环特性提高的观点出发,进一步优选 为Ti、Zr、Al、Mg、Cr。
NMC复合氧化物由于理论放电容量较高,优选具有以通式(1): LiaNibMncCodMxO2(其中,式中,a,b,c,d,x满足0.9≤a≤1.2,0<b<1, 0<c≤0.5,0<d≤0.5,0≤x≤0.3,b+c+d=1。M为选自Ti、Zr、Nb、W、 P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr的元素中的至少1种)表示的组成。在此,a表 示Li的原子比,b表示Ni的原子比,c表示Mn的原子比,d表示Co的原子 比,x表示M的原子比。从循环特性的观点出发,通式(1)中,优选为0.4≤b ≤0.6。此外,各元素的组成例如可以利用电感耦合等离子(ICP)发光分析法进 行测定。
一般而言,已知从材料的纯度提高及电子传导性提高的观点出发,镍(Ni), 钴(Co)及锰(Mn)有助于容量及输出功率特性。Ti等是将晶格中的过渡金属局 部取代的物质。从循环特性的观点出发,优选将过渡元素的一部分利用其它 金属元素进行取代,特别优选通式(1)中0<x≤0.3。通过将选自Ti、Zr、Nb、 W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr及Cr中的至少1种进行固溶,使晶体结构稳定 化,因此,其结果认为,即使反复进行充放电,也可以防止电池的容量降低, 并可实现优异的循环特性。
作为更优选的实施方式,通式(1)中,b,c及d中,0.44≤b≤0.51,0.27 ≤c≤0.31,0.19≤d≤0.26,但从提高容量和寿命特性的平衡的观点出发优选。 例如,与一般生活电池中具有成效的LiCoO2、LiMn2O4、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等相比,LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2单位质量的容量较大。另外,具有通过能够提高 能量密度,从而可制作紧凑且高容量的电池的优点,且从续航距离的观点出 发优选。此外,在容量更大的点上,LiNi0.8Co0.1Al0.1O2更有利,另外,LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2具有与LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2同等优异的寿命特性。
此外,当然也可以使用上述以外的正极活性物质。
另一方面,作为优选的负极活性物质,可举出:Si或Sn等金属;或TiO、 Ti2O3、TiO2、或SiO2、SiO、SnO2等金属氧化物;Li4/3Ti5/3O4或Li7MnN等锂 和过渡金属的复合氧化物;Li-Pb系合金、Li-Al系合金、Li、或石墨(天然石 墨、人造石墨)、碳黑、活性炭、碳纤维、焦炭、软碳、或硬碳等碳材料等。 另外,优选负极活性物质含有与锂进行合金化的元素。通过使用与锂进行合 金化的元素,可以得到与碳材料相比具有高的能量密度的高容量及优异的输 出功率特性的电池。这些负极活性物质也可以仅单独使用1种,也可以组合2 种以上使用。从容量、输出功率特性的观点出发,优选将碳材料用作负极活 性物质。此外,当然也可以使用上述以外的负极活性物质。
在使用上述碳材料以外的活性物质材料(以下,均称为“非碳类活性物质材 料”)的情况下,优选将利用碳材料包覆了该非碳类活性物质材料表面而成的物 质用作活性物质。根据这种形式,在活性物质彼此间或活性物质与后述的导 电助剂之间构筑导电网络,即使在使用膨胀/收缩较大的活性物质的情况下, 也可以确保电极内的导电通路。其结果,即使在重复进行充放电的情况下, 也可以抑制电阻的上升。从提高电极的能量密度的观点出发,进一步优选将 利用碳材料对与高容量的锂进行合金化的材料进行了包覆而成的物质用作活 性物质。此时的碳材料的包覆量只要根据非碳类活性物质材料(粒子)的粒径,使用活性物质彼此或活性物质与导电助剂之间的电接触良好的量即可。优选 经过包覆的活性物质相对于总质量,设为2~20质量%左右。此外,本发明 中“包覆”不仅包含将活性物质的整个面被碳材料覆盖的形式,而且还包含碳 材料存在(附着)于活性物质的表面的一部分的形式。
上述活性物质的平均粒径没有特别限制,但从电池的高容量化、反应性、 循环耐久性的观点出发,优选为1~100μm,更优选为1~20μm。如果是这种 范围,则二次电池可抑制高输出功率条件下充放电时电池内部电阻的增大, 可取出充分的电流。此外,在活性物质为2次粒子的情况下,可以说优选构 成该2次粒子的1次粒子的平均粒径为10nm~1μm的范围,但本形式中,未 必限制于上述范围。但是,根据制造方法,当然活性物质也可以不是通过凝 聚、块状等进行2次粒子化的物质。该活性物质的粒径及1次粒子的粒径可 以使用采用激光衍射法得到的中值粒径。此外,活性物质的形状根据其种类 或制造方法等,可得到的形状不同,例如,可举出:球状(粉末状)、板状、针 状、柱状、角状等,但不限定于此,可以为任意形状而可以没有问题地使用。 优选适宜选择能够提高充放电特性等电池特性的最适的形状。
本形式的活性物质层根据需要,还含有导电助剂、粘合剂、电解质(聚合 物基体(polymer matrix)、离子传导性聚合物、电解液等)、用于提高离子传导 性的锂盐等的其它添加剂。但是,活性物质层中,可作为活性物质发挥作用 的材料的含量优选为85~99.5质量%。
导电助剂是指为了提高活性物质层的导电性而配合的添加物。作为导电 助剂,可举出科琴黑(注册商标)、乙炔黑等碳黑、碳纤维等碳材料。活性物质 层含有导电助剂时,高效地形成活性物质层的内部的导电网络,可有助于提 高电池的输出功率特性。在此,就导电助剂的含量而言,只要可以将活性物 质层的导电性提高到期望的程度即可,没有特别限制,但相对于活性物质层 总量(固体含量换算,其中,载体除外),优选为0.5~15质量%,更优选为1~ 10质量%。
粘合剂具有使活性物质、导电助剂等相互粘结,并保持活性物质层的结 构及导电网络的功能。用作粘合剂的材料没有特别限定,但在用于含有负极 活性物质的活性物质层的情况下,优选含有水性粘合剂。水性粘合剂的粘结 力较高,另外,作为原料的水的供给容易,而且在干燥时产生的是水蒸气, 因此,具有可大幅抑制对制造生产线的设备投资,并可以实现降低环境负荷 的优点。
水性粘合剂是指将水设为溶剂或分散介质的粘合剂,具体而言,符合该 水性粘合剂的有热塑性树脂、具有橡胶弹性的聚合物、水溶性高分子等或它 们的混合物。在此,将水设为分散介质的粘合剂是指包含胶乳或体现为乳胶 的全部物质,与水进行乳化或悬浮于水中的聚合物,例如可举出本身乳化那 样的体系中进行了乳液聚合而成的聚合物胶乳类。
作为水性粘合剂,具体而言,可举出:苯乙烯类高分子(苯乙烯-丁二烯橡 胶、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物等)、丙烯腈-丁二烯橡 胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶、(甲基)丙烯酸类高分子(聚丙烯酸乙酯、聚 甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸甲酯橡胶)、 聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸丁酯、 聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚丙烯酸乙基己酯、 聚甲基丙烯酸乙基己酯、聚丙烯酸月桂酯、聚甲基丙烯酸月桂酯等)、聚四氟 乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁二烯、丁基橡胶、氟橡胶、 聚环氧乙烷、聚表氯醇、聚膦腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯-丙烯-二烯共聚 物、聚乙烯吡啶、氯磺化聚乙烯、聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂;聚乙烯 醇(平均聚合度优选为200~4000,更优选为1000~3000,皂化度优选为80 摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上)及其改性体(乙烯/乙酸乙烯酯=2/98~ 30/70摩尔比的共聚物的乙酸乙烯酯单位中的1~80摩尔%皂化物,聚乙烯醇 的1~50摩尔%部分缩醛化物等)、淀粉及其改性体(氧化淀粉、磷酸酯化淀粉、 阳离子化淀粉等)、纤维素衍生物(羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟基丙基纤维 素、羟基乙基纤维素、及它们的盐等)、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸(盐)、聚 乙二醇、(甲基)丙烯酰胺和/或(甲基)丙烯酸盐的共聚物[(甲基)丙烯酰胺聚合 体、(甲基)丙烯酰胺-(甲基)丙烯酸盐共聚物、(甲基)丙烯酸烷基(碳原子数1~ 4)酯-(甲基)丙烯酸盐共聚物等]、苯乙烯-马来酸盐共聚物、聚丙烯酰胺的曼尼 希(Mannich)改性体、醛缩合型树脂(尿素-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等)、 聚酰胺聚胺或二烷基胺-表氯醇共聚物、聚亚乙基亚胺、酪蛋白、大豆蛋白、 合成蛋白、以及甘露聚糖-半乳聚糖衍生物等的水溶性高分子等。这些水性粘 合剂可以仅单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
从粘结性的观点出发,上述水性粘合剂优选含有选自苯乙烯-丁二烯橡 胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶及甲基丙烯酸甲酯橡胶 中的至少一个橡胶类粘合剂。另外,由于粘结性良好,因此水性粘合剂优选 含有苯乙烯-丁二烯橡胶。
在使用苯乙烯-丁二烯橡胶作为水性粘合剂的情况下,从提高涂敷性的观 点出发,优选组合使用上述水溶性高分子。作为优选与苯乙烯-丁二烯橡胶并 组合使用的水溶性高分子,可举出:聚乙烯醇及其改性体、淀粉及其改性体、 纤维素衍生物(羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、及它们的盐等)、 聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸(盐)、或聚乙二醇。特别是作为粘合剂,优选组合 苯乙烯-丁二烯橡胶和羧甲基纤维素(盐)。苯乙烯-丁二烯橡胶和水溶性高分子 的含有质量比没有特别限制,优选为苯乙烯-丁二烯橡胶:水溶性高分子= 1:0.1~10,更优选为0.5~2。
上述水性粘合剂的含量相对于粘合剂的总量,优选为80~100质量%, 优选为90~100质量%,且优选为100质量%。
另外,作为上述水性粘合剂以外的粘合剂材料,没有特别限定,例如可 举出:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚丙 烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、纤维素、羧甲基纤维素(CMC)、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯橡 胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物及其氢化物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其氢化 物等的热塑性高分子、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯- 六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟 乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、 聚氟乙烯(PVF)等氟树脂、偏二氟乙烯-六氟丙烯类氟橡胶(VDF-HFP类氟橡 胶)、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯类氟橡胶(VDF-HFP-TFE类氟橡胶)、偏 二氟乙烯-五氟丙烯类氟橡胶(VDF-PFP系氟橡胶)、偏二氟乙烯-五氟丙烯-四 氟乙烯类氟橡胶(VDF-PFP-TFE类氟橡胶)、偏二氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚- 四氟乙烯类氟橡胶(VDF-PFMVE-TFE类氟橡胶)、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯类氟橡胶(VDF-CTFE系氟橡胶)等的偏二氟乙烯类氟橡胶、环氧树脂等。特别是 更优选为聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯橡胶、羧甲基纤维素、聚 丙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺。这些优选的粘合剂 的耐热性优异,且电位窗非常宽,在正极电位、负极电位两者中稳定,可以 用于活性物质层。这些粘合剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种。
粘合剂的含量只要是可以使活性物质粘结的量即可,没有特别限定,优 选相对于活性物质层总量(以固体含量剂,其中,载体除外)为0.5~15质量%, 更优选为1~10质量%。
构成上述活性物质的材料(活性物质或导电助剂等)可以担载于发泡金属 载体。
发泡金属载体是由板状的发泡金属构成的载体。“发泡金属”是内部具有 多个空孔的软木样式的金属,均称为金属模板。另外,发泡金属载体除了可 以使用市售品以外,在对聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯等发泡树脂实施金属镀敷 后,对其进行烧成,分解并除去树脂,由此而得到。此时,作为发泡树脂, 从空隙率较高,且易于热分解,因此,优选使用发泡聚氨酯。
构成发泡金属载体的材料没有特别限制,现有的用作集电体的构成材料 的金属材料可同样地使用。作为发泡金属载体的构成材料的一个实例,可举 出:铝、镍、铜及不锈钢等。
发泡金属载体的发泡性,即,空隙率没有特别限制,可考虑为了得到期 望的电池容量所需要的活性物质等的担载量或期望的电极性能等适宜决定。 但是,发泡金属载体的空隙率越大,载体的体积占据电极体积的比例越降低, 因此,可充分确保用于担载活性物质的体积及锂离子的扩散路径。从这种观 点出发,发泡金属载体的空隙率优选为90%以上。但是,发泡金属载体的空 隙率不仅限制于这些范围中所含的形式,也可以采用脱离这些范围的形式。 此外,发泡金属载体的空隙率的上限值没有特别限制,但考虑制造的容易度 及强度等时,优选为98%以下。在此,作为本愿中的“发泡金属载体的空隙率” 的值,采用依据根据材料的实际密度算出的实际体积与表观体积的比求得的 值。此外,发泡金属载体具有的空隙部的形状没有特别限定,可以是任意的 形状。
发泡金属载体的厚度没有特别限制,可考虑为了得到期望的电池容量所 需要的活性物质等的担载量等适宜决定。
本形式的活性物质层的厚度(发泡金属载体的厚度)没有特别限定,适宜参 照电池的目前公知的认识,但优选为0.1~3mm,更优选为0.5~1.5mm。如 果活性物质层的厚度为0.1mm以上,则可充分确保电池容量。另一方面,如 果活性物质层的厚度为3mm左右以下,则可抑制锂离子不易向电极深部(集 电体侧)扩散而随之产生的内部电阻增大的问题的产生。
[电解质层]
本形式的电解质层所使用的电解质没有特别限制,但从确保上述的非水 电解质二次电池用活性物质层的离子传导性的观点出发,可使用液体电解质、 凝胶聚合物电解质或离子液体电解质。
液体电解质具有作为锂离子的载体的功能。构成电解质层的液体电解质 具有在作为增塑剂的有机溶剂中溶解有作为支撑盐的锂盐的形式。作为使用 的有机溶剂,例如可示例碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯 (DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯等碳酸酯类。另外,作为锂盐,同样 可采用Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiTaF6、 LiCF3SO3等可以添加至电极的活性物质层的化合物。液体电解质可以还含有 上述成分以外的添加剂。作为这种化合物的具体例,例如可举出:碳酸亚乙 烯酯、碳酸甲基亚乙烯酯、碳酸二甲基亚乙烯酯、碳酸苯基亚乙烯酯、碳酸 二苯基亚乙烯酯、碳酸乙基亚乙烯酯、碳酸二乙基亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙 烯酯、1,2-二乙烯基碳酸乙烯酯、1-甲基-1-乙烯基碳酸乙烯酯、1-甲基-2-乙烯 基碳酸乙烯酯、1-乙基-1-乙烯基碳酸乙烯酯、1-乙基-2-乙烯基碳酸乙烯酯、 乙烯基碳酸亚乙烯酯、烯丙基碳酸乙烯酯、乙烯氧基甲基碳酸乙烯酯、烯丙 氧基甲基碳酸乙烯酯、丙烯酰氧基甲基碳酸乙烯酯、甲基丙烯酰氧基甲基碳 酸乙烯酯、乙炔基碳酸乙烯酯、丙炔基碳酸乙烯酯、乙炔氧基甲基碳酸乙烯 酯、丙炔氧基碳酸乙烯酯、亚甲基碳酸乙烯酯、1,1-二甲基-2-亚甲基碳酸乙烯 酯等。其中,优选为碳酸亚乙烯酯、甲基碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯, 更优选为碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯。这些环式碳酸酯可以仅单独使 用1种,也可以组合2种以上。
凝胶聚合物电解质具有在由离子传导性聚合物形成的基质聚合物(主体 聚合物)中注入上述液体电解质而成的结构。通过使用凝胶聚合物电解质作为 电解质,电解质的流动性消失,在容易遮断各层间的离子传导性的方面优异。 作为用作基质聚合物(主体聚合物)的离子传导性聚合物,例如可举出:聚环氧 乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏二氟 乙烯-六氟丙烯(PVdF-HEP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及它们的共聚物等。
凝胶聚合物电解质的基质聚合物可以通过形成交联结构而显现优异的机 械强度。形成交联结构中,只要使用适当的聚合引发剂,对高分子电解质形 成用的聚合性聚合物(例如,PEO或PPO)实施热聚合、紫外线聚合、放射线 聚合、电子束聚合等聚合处理即可。
离子液体电解质是锂盐溶解于离子液体而成的电解质。需要说明的是, 离子液体是指,仅由阳离子及阴离子构成的盐,且常温下为液体的一系列的 化合物。
构成离子液体的阳离子成分优选为选自取代或非取代的咪唑鎓离子、取 代或非取代的吡啶鎓离子、取代或非取代的吡咯鎓离子、取代或非取代的吡 唑鎓离子、取代或非取代的吡咯啉鎓离子、取代或非取代的吡咯烷鎓离子、 取代或非取代的哌啶鎓离子、取代或非取代的三嗪鎓离子、及取代或非取代 的铵离子中的至少1种。
作为构成离子液体的阴离子成分的具体例,可举出:氟化物离子、氯化 物离子、溴化物离子、碘化物离子等的卤化物离子、硝酸根离子(NO3 -)、四氟 化硼酸根离子(BF4 -)、六氟磷酸根离子(PF6 -)、(FSO2)2N-、AlCl3 -、乳酸根离子、 乙酸根离子(CH3COO-)、三氟乙酸根离子(CF3COO-)、甲磺酸根离子(CH3SO3 -)、 三氟甲磺酸根离子(CF3SO3 -)、双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺离子((CF3SO2)2N-)、 双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺离子((C2F5SO2)2N-)、BF3C2F5 -、三(三氟甲烷磺酰基) 碳酸根离子((CF3SO2)3C-)、高氯酸根离子(ClO4 -)、双氰胺离子((CN)2N-)、有机 硫酸离子、有机磺酸根离子、R1COO-、HOOCR1COO--OOCR1COO-、 NH2CHR1COO-(此时,R1为取代基、脂肪族烃基、脂环式烃基、芳香族烃基、 醚基、酯基、或酰基,上述的取代基可以含有氟原子)等。
作为优选的离子液体的例子,可举出1-甲基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲烷磺 酰基)酰亚胺、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺。这些离子 液体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
用于离子液体电解质的锂盐与上述的液体电解质所使用的锂盐一样。此 外,该锂盐的浓度优选为0.1~2.0M,更优选为0.8~1.2M。
另外,可以在离子液体添加如下所述的添加剂。通过含有添加剂,可进 一步提高高速率下的充放电特性及循环特性。作为添加剂,可以使用与上述 液体电解质中所含的添加剂相同的物质。作为添加剂的具体的例子,例如可 举出:碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、甲基 二甘醇二甲醚、环丁砜、三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、甲氧基甲基乙基碳 酸酯、氟化碳酸乙烯酯等。它们可以单独使用,也可以组合2种以上使用。 使用添加剂时的使用量相对于离子液体,优选为0.5~10质量%,更优选为 0.5~5质量%。
另外,也可以在电解质层中使用隔板。隔板具有保持电解质且确保正极 和负极之间的锂离子传导性的功能,以及作为正极和负极之间的隔壁的功能。 特别是在使用液体电解质、离子液体电解质作为电解质的情况下,优选使用 隔板。
作为隔板的方式,可以举出例如,由对上述电解质进行吸收保持的聚合 物或纤维形成的多孔片材的隔膜或无纺布隔膜。
作为由聚合物或纤维构成的多孔性片材的隔膜,例如可以使用微多孔隔 膜(微多孔膜)。作为由该聚合物或纤维构成的多孔性片材的具体的形式,例如 可举出:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃;叠层有多层这些物质的叠层体(例 如,形成PP/PE/PP的3层结构的叠层体等)、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、聚偏二 氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-HFP)等的烃类树脂、由玻璃纤维等构成的微多孔质 (微多孔膜)隔膜。
作为微多孔质(微多孔膜)隔膜的厚度,根据使用用途不同而各异,因此, 不能一概而论地限定。如果示例一个实例,则优选在电动汽车(EV)或混合动 力电动汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCV)等电动机驱动用二次电池等的用途 中,单层或多层为4~60μm。上述微多孔质(微多孔膜)隔膜的微细孔径优选最 大为1μm以下(通常,数十nm左右的孔径)。
作为无纺布隔膜,单独或混合使用绵、人造纤维、醋酸纤维、尼龙、聚 酯;PP、PE等聚烯烃;聚酰亚胺,芳纶等目前公知的物质。另外,无纺布的 容积密度只要通过含浸的高分子凝胶电解质得到充分的电池特性即可,应没 有特别限制。另外,无纺布隔膜的厚度只要与电解质层相同即可,优选为5~ 200μm,特别优选为10~100μm。:
另外,作为隔板,优选为在多孔质基体上叠层了耐热绝缘层形成的隔板 (带耐热绝缘层的隔板)。耐热绝缘层是含有无机粒子及粘合剂的陶瓷层。带耐 热绝缘层的隔板使用熔点或热软化点为150℃以上,优选为200℃以上的耐热 性高的隔板。通过具有耐热绝缘层,缓和在温度上升时增大的隔板的内部应 力,因此,可得到热收缩抑制效果。其结果,可以防止电池的电极间短路的 诱发,因此,成为不易引起温度上升带来的性能降低的电池结构。另外,通 过具有耐热绝缘层,提高带耐热绝缘层的隔板的机械强度,不易引起隔板的破膜。另外,根据热收缩抑制效果及机械强度的高度,隔板在电池的制造工 序不易卷曲。
耐热绝缘层中的无机粒子有助于耐热绝缘层的机械强度及热收缩抑制效 果。用作无机粒子的材料没有特别限制。例如可举出:硅、铝、锆、钛的氧 化物(SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2)、氢氧化物、及氮化物、以及它们的复合体。 这些无机粒子可以是来自勃姆石、沸石、磷灰石、陶土、莫来石、尖晶石、 橄榄石、云母等矿物资源的粒子,也可以人工制造的粒子。另外,这些无机 粒子也可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。其中,从成本的观点出发,优选使用二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3),更优选使用氧化铝(Al2O3)。
耐热性粒子的单位面积重量没有特别限定,但优选为5~15g/m2。如果为 该范围,则可得到充分的离子传导性,且在维持耐热强度的点上优选。
耐热绝缘层中的粘合剂具有使无机粒子彼此或无机粒子和树脂多孔基体 层粘接的作用。通过该粘合剂,稳定地形成耐热绝缘层,且防止多孔质体层 及耐热绝缘层之间的剥离。
用于耐热绝缘层的粘合剂没有特别限制,例如可将羧甲基纤维素(CMC)、 聚丙烯腈、纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶 (SBR)、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、 聚氟乙烯(PVF)、丙烯酸甲酯等化合物用作粘合剂。其中,优选使用羧甲基纤 维素(CMC)、丙烯酸乙酯、或聚偏二氟乙烯(PVDF)。这些化合物也可以仅单 独使用1种,也可以并用2种以上。
耐热绝缘层中的粘合剂的含量相对于耐热绝缘层100质量%,优选为2~ 20质量%。粘合剂的含量为2质量%以上时,可以提高耐热绝缘层和多孔质 基体层之间的剥离强度,并可以提高隔板的耐振动性。另一方面,粘合剂的 含量为20质量%以下时,可适度保持无机粒子的间隙,因此,可以确保充分 的锂离子传导性。
带耐热绝缘层的隔板的热收缩率优选在150℃、2gf/cm2条件下,保持1 小时后,MD、TD同时为10%以下。通过使用这种耐热性较高的材质,正极 发热量变高,即使电池内部温度到达150℃,也可以有效地防止隔板的收缩。 其结果,可以防止电池的电极间短路的诱发,因此,成为不易引起温度上升 带来的性能降低的电池结构。
[正极集电板及负极集电板]
构成集电板(30,40)的材料没有特别限制,作为锂离子二次电池的集电板, 可使用以往使用的公知的高导电性材料。作为集电板的构成材料,例如优选 为铝、铜、钛、镍、不锈钢(SUS)、它们的合金等金属材料。从轻质、耐腐蚀 性、高导电性的观点出发,更优选为铝、铜。此外,正极集电板30和负极集 电板40中,可以使用相同的材料,也可以使用不同的材料。
另外,可以根据需要利用导电性粘接部件对集电板和上述最外层集电体 进行贴合。通过使用导电性粘接部件进行贴合,可以降低集电板和最外层集 电体的电接触的面内偏差。
[正极引线及负极引线]
另外,虽然省略图示,但可以将集电体7和集电板(30,40)之间隔着正极 引线或负极引线进行电连接。作为正极及负极引线的构成材料,同样可采用 公知的锂离子二次电池中使用的材料。此外,从外装取出的部分会与周边设 备或配线等接触而漏电,为了不对产品(例如,汽车零件,特别是电子设备等) 造成影响,优选利用耐热绝缘性的热收缩管等进行包覆。
[密封部]
密封部(绝缘层)具有防止集电体彼此的接触或单电池层的端部的短路的 功能。作为构成密封部的材料,只要具有绝缘性、相对于固体电解质的脱落 的密封性或相对于来自外部的水分的透湿的密封性(密封性)、以及电池动作温 度下的耐热性等即可。例如,可使用丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、 聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、橡胶(乙烯-丙烯-二烯橡胶:EPDM) 等。另外,可以使用异氰酸酯类粘接剂或丙烯酸树脂系类粘接剂、氰基丙烯 酸酯类粘接剂等,可以使用热熔粘接剂(聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树 脂)等。特别是从耐腐蚀性、耐化学药品性、制作容易度(制膜性)、经济性等 观点出发,优选将聚乙烯树脂或聚丙烯树脂用作绝缘层的构成材料,并优选 使用将以非结晶性聚丙烯树脂为主成分的乙烯、丙烯、丁烯进行了共聚合而 成的树脂。
[外装体(电池外装体)]
作为电池外装体(层压薄膜80),除了可以使用公知的金属罐壳体以外, 还可以使用可以覆盖发电要素并使用了含有铝的层压薄膜的袋状的壳体。该 层压薄膜中,例如可以使用依次叠层PP、铝、尼龙而成的3层结构的层压薄 膜等,但不限制于此。从高输出功率化或冷却性能优异、可以使用于EV、HEV 用的大型设备用电池的观点出发,优选为层压薄膜。另外,可以容易调整从 外部向所述的发电要素的组压,且容易向期望的电解质层厚度进行调整,因 此,外装体更优选为含有铝的层压薄膜。
[电池大小]
图9是表示图1及后述的图8所示的锂离子二次电池的外观的立体图。
如图9所示,扁平的二次电池100(或200)中,具有长方形状的扁平的形 状,从其两侧部引出用于取出电力的正极极耳58、负极极耳59。发电要素50 被二次电池100(或200)的电池外装材料(层压薄膜80)包覆,其周围进行热熔 接,发电要素50(或150)以将正极极耳58及负极极耳59引出至外部的状态进 行了密封。在此,发电要素50(或150)相当于之前说明的图1及以下说明的图 8所示的二次电池100(或200)的发电要素50(或150)。
此外,本发明的叠层型二次电池不限制于叠层型的扁平的形状。卷绕型 的双极型二次电池中,可以是圆筒型形状的电池,也可以是使这样的圆筒型 形状的电池变形,形成扁平的长方形状的形状那样的电池等,且没有特别限 制。上述圆筒型的形状中,其外装材可以使用层压薄膜,也可以使用现有的 圆筒罐(金属罐)等,且没有特别限制。优选发电要素利用铝层压薄膜进行外装。 通过该形式,可达成轻质化。另外,卷绕型的锂离子电池中,只要对极耳进 行改变即可,例如利用圆筒罐(金属罐)形成端子。
另外,关于图9所示的极耳58、59的取出,没有特别限制。可以将正极 极耳58和负极极耳59从相同的边引出,也可以将正极极耳58和负极极耳59 分别分成多个,并从各边取出等,且不限制于图9所示的方式。
《叠层型电池的制造方法》
叠层型电池的制造方法(以下,均简称为“制造方法”)只要是可以隔着与树 脂集电体抵接的电阻降低层对具有上述结构的多个单电池层进行叠层使其电 串联连接的方法,就没有特别限制。因此,本实施方式的叠层型电池的制造 方法含有以下的工序。首先,依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质 层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而成的多个单电池层以电串联连 接的方式叠层,制作发电要素。接着,将上述发电要素封入外装体的内部。 而且,此时,制作上述发电要素的工序包括,将具有包含导电性树脂层的集电体的单电池层隔着电阻降低层与相邻的单电池层进行叠层。此外,正极集 电体及上述负极集电体中,至少一个集电体包含具有导电性的树脂层。
这种制造方法中,预先制作单电池层,该单电池层可以评价各自的电池 特性。因此,在组装叠层型电池之前的阶段,可以排除具有缺陷的单电池层。 而且,不单纯地叠层含有树脂集电体的单电池层,而隔着与树脂集电体抵接 的电阻降低层,由此,可以抑制含有树脂集电体所引起的接触电阻的增大。
本形式的制造方法可以通过例如以下那样的工序进行。首先,预先制作 多个单电池层,在这些单电池层中所含的正极集电体和/或负极集电体的表面 上形成电阻降低层。接着,对多个具备电阻降低层的单电池层进行叠层使其 电串联,形成发电要素,并将该发电要素封入外装体内。
另外,本方式的制造方法除了上述以外,可以通过以下那样的工序进行。 首先,在制作单电池层时,预先在正极集电体和/或负极集电体的表面(与叠层 活性物质层的表面的相反侧的表面)上形成电阻降低层。而且,在叠层活性物 质层及电解质层时,以将电阻降低层配置于外侧的方式,制作单电池层。此 时,按照电阻降低层、正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性 物质层、负极集电体层、电阻降低层的顺序进行叠层。此外,电阻降低层只 要每个单电池层设置1层即可,未必一定需要如上述那样,具备于正极集电 体及负极集电体这两者。接着,对多个具备该电阻降低层的单电池层进行叠 层,使它们电串联,形成发电要素,并将该发电要素封入外装体内。
上述二种顺序中,考虑电阻降低层的形成方法的多样性、作业效率等时, 优选后者。另外,与进行在组装单电池层后形成电阻降低层的工序相比,从 不易降低单电池层的特性的观点出发,优选预先将带电阻降低层的集电体叠 层于活性物质层等。
因此,关于本形式的制造方法,以下,对预先在集电体上形成电阻降低 层后,制作单电池层,并将带该电阻降低层的单电池层进行叠层的顺序进行 说明。
电阻降低层的形成方法没有特别限制,例如可举出(1)通过干式或湿式制 膜法形成电阻降低层的方法,(2)将电阻降低层转印至集电体上的方法,(3)利 用导电性粘接部件对电阻降低层和集电体进行贴合的方法,(4)将含有导电性 材料的涂布液涂布于集电体上而形成电阻降低层的方法等。以下,详细叙述 这些各方法的详细。
〔(1)通过干式或湿式制膜法在集电体上形成电阻降低层的方法〕
本方法中,在集电体上,使用溅射法、蒸镀法、离子镀法等干式制膜法 或镀敷法等湿式制膜法直接形成电阻降低层。
作为溅射法,没有特别限制,但可举出二极DC辉光放电溅射法、磁控 溅射法、离子束溅射法等。
作为蒸镀法,没有特别限制,但可举出电阻加热法、电子束法、高频感 应法、激光法等。
作为离子镀法,没有特别限制,但可举出RF离子镀法、电阻加热离子镀 法、电子束离子镀法等。
作为镀敷法,没有特别限制,但可举出非电解镀敷法、非电解镀敷后进 行电解镀敷的方法等。
这些方法中,在导电性树脂层中可包含的导电性填料和电阻降低层更容 易接触,且接触电阻进一步降低的点上,优选使用溅射法、蒸镀法。
作为上述方法中的电阻降低层的形成条件,只要是上述那样的可将电阻 降低层形成于集电体上那样的条件即可,没有特别限制,只要使用公知的条 件,并根据使用的电阻降低层的材料种类适宜选择即可。
本方法可用于在电阻降低层不含有树脂等的情况,即形成仅由作为导电 性材料的金属形成的电阻降低层的情况。
〔(2)将电阻降低层转印至集电体上的方法〕
本方法中,将与集电体另行地制作的电阻降低层转印至集电体上。
作为与集电体另行地制作电阻降低层的方法,例如可举出在聚酰亚胺膜 等的耐热性膜上涂布含有导电性材料的油墨并进行干燥而得到的方法。另外, 在电阻降低层含有导电性材料和高分子材料的情况下,优选采用本方法,此 时,该电阻降低层可以通过对导电性材料和高分子材料熔融混合后,对经过 熔融混炼的材料利用热压机进行压延的方法而得到。
作为用于上述油墨的溶剂,例如可以使用丙酮等酮类、甲苯、二甲苯等 芳香族烃溶剂、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙 酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、乙腈等极性溶剂等。它 们可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
上述油墨中的导电性材料的浓度没有特别限制。涂布方法也没有特别限 制,可举出利用刷毛的涂布、棒涂法、喷涂法、丝网印刷法、喷涂法等。导 电性材料的适当的涂布量根据导电性材料的种类不同而各异,不能一概而论, 优选设为但与活性物质层的接触电阻较小,而且与活性物质层稍微重合,但 相对于活性物质层的厚度不过厚的量。干燥温度、干燥时间没有特别限制, 根据使用的溶剂,在不会引起材料的劣化的范围适宜确定即可。
作为上述干燥后、将得到的电阻降低层(还包含通过熔融混合及压延得到 的电阻降低层)向集电体上的转印方法,可举出使用了公知的热辊装置、热压 装置等热压等方法。此外,即使不进行热压,也可以在集电体上形成电阻降 低层,但从更有效地进行导电性填料和电阻降低层的电接触,且进一步降低 接触电阻的观点出发,优选进行热压。
如果举出热压的条件的一个实例,则在树脂集电体中所包含的高分子材 料为聚丙烯的情况下,优选以170~200℃的温度范围,在导电性树脂层不会 变薄的加压条件下进行。特别优选以比树脂集电体中所包含的高分子材料的 熔点稍微高的温度进行热压。如果为这种温度范围,则高分子材料的至少一 部分熔融,且导电性树脂层中的导电性填料和电阻降低层易于电接触,故优 选。另外,通过进行热压,可以形成将电阻降低层的至少一部分埋入导电性 树脂层的表面的结构。如果为这种结构,则集电体中的导电性填料和电阻降低层更进一步容易接触,可以更进一步降低接触电阻,且提高电池的输出功 率性能。
在耐热性膜上制作电阻降低层的情况下,通过转印后剥离耐热性膜,可 在集电体上形成电阻降低层。
〔(3)利用导电性粘接部件使电阻降低层主体和集电体贴合的方法〕
本方法中,使用导电性粘接部件使与具有导电性树脂层的集电体另行地 制作的电阻降低层主体贴合于集电体上。作为与集电体另行地制造电阻降低 层主体的方法,与上述项目中说明的内容一样,因此,在此省略说明。这样, 可以利用电阻降低层主体和导电性粘接部件形成导电性树脂层。
导电性粘接部件包含在1个分子中具有2个以上的能够进行热聚合的聚 合基团的单体或低聚物、导电性物质、聚合引发剂等。
作为上述单体或低聚物的例子,例如可举出:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、 二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇 二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸 酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯等2官能(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲 基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能(甲基)丙烯酸酯、二(三羟 甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等4官能(甲基)丙烯 酸酯等。除了上述以外,还可举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等单体、它们的 共聚低聚物或与丙烯腈的共聚低聚物,但不限定于此。另外,导电性粘接部 件可以含有作为上述“电阻降低层”的项目中说明的粘合剂/粘接剂示例的物 质。
另外,作为导电性物质,可举出:乙炔黑、科琴黑(注册商标)、碳黑、石 墨、气相生长碳纤维、碳纳米管等碳材料或金、银、铜、铝、镍、镁等的金 属粉末。作为聚合引发剂,可举出:过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、 过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、过 氧化叔戊酸叔丁酯等。
上述的单体或低聚物、导电性物质及聚合引发剂可以分别单独使用,也 可以混合2种以上使用。
在这种制造方法的情况下,可降低接触电阻的面内偏差。
〔(4)涂布含有导电性材料的涂布液而形成电阻降低层的方法〕
本方法中,将含有导电性材料的涂布液涂布于集电体上而形成电阻降低 层。
在此,电阻降低层中所含的导电性材料的种类等与上述“电阻降低层”的 项目中说明的内容一样,因此,在此省略说明。
作为含有导电性材料的涂布液所使用的溶剂,没有特别限制,优选使用 与上述(2)中的油墨用溶剂相同的溶剂。另外,如后述,还含有导电性材料以 外的其它成分,在该其它成分中可分散导电性材料的情况下,可以不添加溶 剂。
上述涂布液中的导电性材料的浓度没有特别限制,优选为2~50质量%。 涂布方法没有特别限制,可举出利用刷毛的涂布、棒涂法、喷涂法、丝网印 刷法、喷涂法等。
从电阻降低层和集电体的密合性的观点出发,优选上述涂布液除了含有 导电性材料以外,还含有粘接剂(原料)或粘合剂(原料)、聚合引发剂等其它成 分。
作为粘接剂(原料)及粘合剂(原料),没有特别限制,可以使用公知的粘接 剂(原料)/粘合剂(原料)。电阻降低层中可含的粘接剂/粘合剂的例子与上述“电 阻降低层”的项目中说明的内容一样,因此,在此省略说明。
另外,用于形成电阻降低层的涂布液中所含的粘接剂原料及粘合剂原料 也没有特别限制,除了使用成为上述粘接剂/粘合剂的原料的化合物(单体或低 聚物)以外,还使用上述(3)中作为导电性粘接部件的原料示例的化合物。优选 该化合物为具有可热聚合的聚合基团的单体。
另外,在涂布液含有作为粘接剂/粘合剂的原料的化合物的情况下,优选 还含有聚合引发剂。作为该聚合引发剂,可使用上述(3)中作为聚合引发剂示 例的化合物。
上述的单体或低聚物、导电性物质及聚合引发剂可以分别单独使用,也 可以混合2种以上使用。
涂布液中的作为上述粘接剂/粘合剂的原料的化合物的浓度没有特别限 制,但优选为50~95质量%。另外,涂布液中的聚合引发剂的浓度还优选为 0.1~10质量%,更优选为1~10质量%。
将上述涂布液涂布于集电体的至少一个表面后,例如以30~110℃的温度 范围保持0.1~3小时,更优选保持0.5~3小时,由此,可以在集电体上形成 电阻降低层。可以根据需要在干燥时或干燥后对集电体进行加压。另外,在 涂布液中含有作为粘接剂/粘合剂的原料的化合物的情况下,优选通过适宜调 节干燥时的温度,使原料化合物进行聚合。
通过上述的工序制作电阻降低层后,为了使集电体和电阻降低层的融合 更良好,也可以以一定的温度进行保持。例如,优选将形成有电阻降低层的 集电体在30~70℃的温度范围保持0.5~3小时。通过进行这种操作,期待进 一步提高输出功率性能的效果。
如上所述,在集电体上形成电阻降低层后,在集电体中,形成有电阻降 低层的表面的相反侧的表面上叠层活性物质层。而且,使用具备电阻降低层 的集电体,制作单电池层,且对该单电池层进行叠层,由此,制作发电要素。 然后,该发电要素封入外装体内。在此,在具备电阻降低层的集电体上叠层 活性物质层的工序以后,其方法没有特别限制,可以同样或适宜修饰使用公 知的方法。
作为形成电阻降低层的方法,上述(1)~(4)的方法中,优选(1)、(2)或(4) 的方法。即,一个实施方式的叠层型电池的制造方法优选包括在集电体上通 过干式或湿式制膜法形成电阻降低层的工序(电阻降低层形成工序1)。然后, 优选包括形成含有上述集电体的单电池层的工序(单电池层形成工序),及制作 将多层上述单电池层电串联地叠层而成的发电要素,并将上述发电要素配置 于外装体内的工序(叠层型电池制作工序)(方法I)。另外,其它实施方式的叠 层型电池的制造方法也可以包括将电阻降低层转印至集电体上的工序(电阻 降低层形成工序2)。然后,进行上述单电池层形成工序及叠层型电池制作工序(方法II)。其它实施方式的叠层型电池的制造方法可以还包含将含有导电性 材料的涂布液涂布于集电体上而形成电阻降低层的工序(电阻降低层形成工 序3)。然后,进行上述单电池层形成工序及叠层型电池制作工序(方法III)。
通过上述方法得到的叠层型电池中,集电体和电阻降低层的密合性良好。 其结果,树脂集电体中的导电性填料和电阻降低层的电接触高效且稳定地形 成,可以进一步降低接触电阻,发挥优异的输出功率性能。
此外,在电阻降低层采用2层以上的叠层结构的情况下,优选至少2层 电阻降低层利用导电性粘接部件贴合。通过使用导电性粘接部件进行贴合, 可以降低接触电阻的面内偏差。作为此时使用的导电性粘接部件,可使用与 上述(3)的项目中说明的部件相同的部件,且没有特别限制。
如上述制造的本发明的叠层型电池适用于锂离子二次电池。在此,上述 锂离子二次电池中,对于电极以外的主要的构成部件(活性物质层,电解质层, 集电板,引线,外装体等),适宜采用目前公知的认识。另外,上述的锂离子 二次电池可以通过目前公知的制造方法进行制造。
<第二实施方式:双极型二次电池>
本发明的第二实施方式是图8所示例那样的双极型二次电池。双极型二 次电池是将发电要素封入外装体的内部而成的双极型二次电池,所述发电要 素含有在集电体的一个表面上形成正极活性物质层,且在另一面上形成负极 活性物质层的双极型电极,且隔着电解质层叠层多层而成的叠层体。该双极 型二次电池具有配置于发电要素的最外层的一对最外层集电体和与最外层集 电体进行电连接且夹住发电要素的一对集电板。另外,最外层集电体的至少 一个集电体在未形成正极活性物质层或负极活性物质层的面侧配置有电阻降 低层。即,最外层集电体的至少一个集电体,在最表面侧,电阻降低层以与 具有导电性的树脂层邻接的方式配置。而且,电阻降低层由如下材料形成, 所述材料为,与树脂层和集电板不隔着该电阻降低层连接的情况相比,电池 的内部电阻变小那样的导电性材料。
根据上述特开2006-190649号公报(与美国专利公报2008/220330号对应) 所记载的现有技术,提出了为了提高二次电池的单位重量的输出功率密度, 使用含有高分子材料及导电性填料的树脂集电体。但是可知,在将树脂集电 体用作最外层集电体及最外层集电体以外的集电体的情况下,电池的输出功 率特性不充分。因此,本发明人等对该问题进行了详细研究,结果,推测为 位于最外层的树脂集电体和集电板之间的接触电阻较高为一个原因,且其大 幅影响电池的内部电阻的增大。因此,本发明的发明人对树脂集电体(具有导电性的树脂层)和集电板的电接触进行关注,并最终完成本实施方式。
根据本实施方式的电池,通过在双极型二次电池中、具有最外层集电体 的导电性的树脂层的表面设置电阻降低层,可以降低电池的内部电阻,且提 高输出功率特性。
本说明书中,将双极型二次电池简称为“双极型电池”。
图8是表示本发明一个实施方式的扁平型(叠层型)双极型锂离子二次电 池(以下,均简称为“双极型二次电池”)的基本结构的截面概略图。此外,对与 通过图1说明的第一实施方式的电池中使用的部件共同部件标注相同的符号。
图8所示的双极型二次电池200具有实际进行充放电反应的大致矩形的 发电要素150密封于作为外装体的层压薄膜80的内部的结构。
如图8所示,本形式的双极型二次电池200的发电要素150具有多个双 极型电极25,所述双极型电极25在集电体7的一个表面上形成电耦合的正极 活性物质层2,且在集电体7的相反侧的表面上形成电耦合的负极活性物质层 4。本形式中,正极活性物质层2或负极活性物质层4的至少一者优选为负极 活性物质层4,更优选为正极活性物质层2及负极活性物质层4双方由图8 所示的电极活性物质层构成。各双极型电极25隔着电解质层3叠层而形成发 电要素150。此外,电解质层3具有在作为基材的隔板的面方向中央部保持电 解质而成的构成。此时,将各双极型电极25及电解质层3交替叠层,使一个 双极型电极25的正极活性物质层2和与上述一个双极型电极25相邻的其它 双极型电极25的负极活性物质层4隔着电解质层3对置。即,在一个双极型 电极25的正极活性物质层2和与上述一双极型电极25相邻的其它双极型电 极25的负极活性物质层4之间夹入配置有电解质层3。
邻接的集电体7、正极活性物质层2、电解质层3及负极活性物质层4构 成一个单电池层110。此外,集电体7兼具一个单电池层的正极集电体和与该 单电池层相邻的其它单电池层的负极集电体。因此,可以说双极型二次电池 200具有叠层单电池层110而成的结构。另外,为了防止电解液从电解质层3 的泄漏引起的液体接界,在单电池层110的外周部配置有密封部(绝缘层)16。 此外,位于发电要素110的最外层的最外层集电体(最外层正极集电体7a及最 外层负极集电体7b)中,仅在单面分别形成有正极活性物质层2或负极活性物 质层4。
另外,图8所示的双极型二次电池200中,配置有正极集电板30,使其 与正极侧的最外层集电体(最外层正极集电体7a)邻接,将该集电板延长并从 作为电池外装材料的层压薄膜80导出。此外,配置了最外层正极集电体7a 和正极集电板30,使它们隔着电阻降低层20c相邻。另一方面,配置有负极 集电板40,使其与负极侧的最外层集电体(最外层负极集电体7b)邻接,同样, 将该极电板延长并从层压薄膜80导出。此外,配置了最外层负极集电体7b 和负极集电板40,使它们隔着电阻降低层20c相邻。
本形式中,正极侧及负极侧这两者的最外层集电体(最外层正极集电体7a 及最外层负极集电体7b)具有在其表面上分别叠层电阻降低层20c而成的构 成。上述的正极活性物质层2或负极活性物质层4形成于最外层集电体(最外 层正极集电体7a及最外层负极集电体7b)的内表面侧,且在其相反侧分别配 置有电阻降低层7a、7b,使它们与正极集电板30或负极集电板40接触。但 是,本发明不仅限制于这种形式,只要具有在正极侧或负极侧的任一侧的最 外层集电体的表面上叠层有电阻降低层7a或7b的构成即可。
图8所示的双极型二次电池200中,通常在各单电池层110的周围设置 密封部16。该密封部16用于防止在电池内相邻的集电体7彼此接触,或用于 防止引起发电要素150中的单电池层110的端部的稍微地未对齐等引起的短 路而设置。通过设置这种密封部16,可提供确保长期间的可靠性及安全性、 且高质量的双极型二次电池200。
单电池层110的叠层次数根据期望的电压调节。另外,双极型二次电池 200中,即使尽可能减薄电池的厚度,如果可确保充分的输出功率,则也可以 减少单电池层110的叠层次数。双极型二次电池200中,为了防止使用时的 来自外部的冲击、环境劣化,也可以设为向作为电池外装材料的层压薄膜80 中减压注入发电要素150,并将正极集电板30及负极集电板40取出至层压薄 膜80的外部的结构。
此外,本实施方式中构成电池的各部件(各集电体、各活性物质层、电解 质层、集电板、密封部及层压薄膜等)可以使用与上述的实施方式(第一实施方 式)中说明的各部件同样的部件。
另外,电阻降低层的制造方法也可以采用与上述第一实施方式的方法同 样的方法,除此以外的制造工序可以适宜使用双极型二次电池的制造方法的 公知的方法。
《电池组》
电池组将多个电池连接而构成。详细而言,为使用至少两个以上,且由 串联化或并联化或其两种方式构成的电池组。通过进行串联、并联化,可以 自由地调节容量及电压。
可以将电池串联或并联地连接多个而形成可装卸的小型的电池组。而且, 将该可装卸的小型的电池组进一步串联或并联地连接多个,可以形成具有适 于要求高体积能量密度、高体积输出功率密度的车辆驱动用电源后辅助电源 的大容量、大输出功率的电池组。连接多少个电池来制作电池组,且将几个 的小型电池组叠层制作大容量的电池组只要根据搭载的车辆(电动汽车)的电 池容量及输出功率决定即可。
《车辆》
具有上述电极的锂离子二次电池可以优选用作电动汽车或混合动力电动 汽车、燃料电池车或混合动力燃料电池汽车等要求高质量能量密度、高质量 输出功率密度等的车辆驱动用电源或辅助电源。
具体而言,可以将电池或组合多个电池而成的电池组搭载于车辆。当搭 载这样的电池时,可构成EV行驶距离较长的插电式混合动力电动汽车或一 次充电行驶距离较长的电动汽车。如果可以将电池或组合多个电池而成的电 池组用于例如汽车,则不仅混合动力汽车、燃料电池车、电动汽车(任意四轮 车(轿车,卡车,公共汽车等商用车,轻型汽车等)以外,还可以用于二轮车(摩 托车)或三轮车。但是,用途不限定于汽车,例如也可以应用于其它车辆、例 如电车等移动体的各种电源,并用作无停电电源装置等载置用电源。
实施例
使用以下的实施例及比较例说明本发明的效果。但是,本发明的技术范 围不仅限制于以下的实施例。此外,以下,只要没有特别记载,操作以室温 (25℃)进行。
[实施例1-1]
(1)树脂集电体的制作
(a)树脂层的制作
将聚丙烯(商品名“Sun Allomer(注册商标)PL500A”,Sun Allomer株式会社 制造)75质量份、乙炔黑(AB)(商品名“Denka Black(注册商标)HS-100”,电气 化学工业株式会社制造,一次粒子的平均粒径:36nm)20质量份及分散剂(三 洋化成工业株式会社制造,商品名“Youmex(注册商标)1001”,马来酸酐改性 聚丙烯)5质量份在180℃、100rpm、滞留时间10分钟的条件下使用造粒机进 行熔融混炼,得到树脂集电体用颗粒。使用得到的树脂集电体用颗粒,利用 热压机进行压延,由此,得到厚度100μm的树脂层(均称为“20wt%AB-PP”)。
(b)电阻降低层的形成
在上述树脂层的单面上,通过溅射法形成由Ni形成的电阻降低层。另外, 制作了在树脂层的两面上形成有电阻降低层的部件用于接触电阻测定。此时, Ni层(金属薄膜)的厚度成为200nm(单面)。
(2)叠层型二次电池的制作
(a)各构成部件的制作
(正极活性物质层的制作)
作为用于正极活性物质层的骨架材料,使用了三菱Material株式会社制 造的发泡铝(公称孔径:600μm,孔率:90%,厚度:1mm)。
为了制作正极活性物质层,使用作为活性物质的LiCoO2(LCO)(日本化学 工业株式会社制造商品名“Cellseed C-8G”)、作为导电助剂的乙炔黑(AB)(商品 名“Denka Black(注册商标)HS-100”,电气化学工业株式会社制造,一次粒子 的平均粒径:36nm)、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)、作为溶剂的N-甲 基-2-吡咯烷酮(NMP),制备电极浆料。此时,作为LCO:AB:PVdF=90:5:5(质 量比),制备电极浆料。在预先切出6cm×6cm、PET膜上的发泡铝上,涂布指 定量的得到的电极浆料并进行干燥,轻轻地压制,制成正极活性物质层。此外,涂布使用简单Dai Koter进行。此时的LiCoO2(LCO)的面密度为40mg/cm2
(负极活性物质层的制作)
除了变更下述点以外,与上述正极活性物质层的制作同样地制作负极活 性物质层。作为骨架材料,将Seiren株式会社制造的镀镍发泡氨酯(型号 Si-70-500T,厚度0.7mm)切成6.5cm×6.5cm的大小进行使用。作为负极活性 物质,使用硬碳(Kureha BatteryMaterials Japan株式会社制造的商品名 “CARBOTRON(注册商标)PS(F)”,简称为“HC”),使HC:PVdF=90:10(质量比), 制备电极浆料。将该电极浆料在上述镀镍发泡氨酯上涂布并干燥。此时的硬 碳(HC)的面密度为20mg/cm2
(b)电池的制作
(6电池叠层型电池的制作)
首先,如下制作叠层型电池的单电池层(单电池单元)。首先,将上述那样 制作的树脂集电体(20wt%AB-PP,100μm厚,Ni层仅形成于单面的集电体) 切成8.0cm×8.0cm。对于该树脂集电体,利用热封口机将密封用的框型PP膜 (厚度:100μm)贴附于树脂集电体(未形成Ni层的面)的外周部,所述框型PP 膜空出外侧为9.0cm×9.0cm,内侧为7.0cm×7.0cm的孔。准备两组这样在树脂 集电体上贴合有密封膜的集电体。
接着,依次对上述那样准备的树脂集电体膜(带密封膜)、正极活性物质层、 隔板(7.5cm×7.5cm,厚度25μm的聚丙烯的微多孔膜两片)、负极活性物质层、 树脂集电体膜(带密封膜)进行叠层,形成叠层体。此外,此时,叠层有Ni层, 并使其配置于叠层体的外侧(即,配置有正极活性物质层或负极活性物质层的 侧的相反侧)。
对于如上所述制作的叠层体,对PP膜(密封膜)三边进行密封。将其在80℃ 下真空加热干燥1天后,注入指定量的电解液,并对剩余的一边进行真空热 封,形成单电池层(单电池)。此时,作为电解液,使用了将1MLiPF6溶解于碳 酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合溶剂(体积比3:7)中得到的溶液。
将上述那样制作的单电池层(单电池)叠层6组,使它们电串联,形成发电 要素。此时,在6组叠层的单电池层(发电要素)之下(负极侧),配置有负极侧 的电流取出用镍板。另一方面,在叠层的单电池层的上部(正极型)配置有正极 侧的电流取出用铝板。而且,从一边向外侧取出正负极用的两个端子,使用 三边开放的铝层压包装袋用材料,收纳上述叠层的6组单电池层,进行热封 并使该铝层压包装袋的一边不进行密封。接着,将剩余的一边进行真空密封, 使大气压施加于叠层型电池单元。通过上述工序,得到具有图1所示的结构的叠层型电池1-1。
[实施例1-2]
实施例1-1中,除了代替形成于树脂集电体的外侧表面的Ni层,而形成 钛(Ti)层以外,与实施例1-1同样地制作叠层型电池1-2。此外,此时,Ti层 通过蒸镀形成,其厚度设为200nm。
[实施例1-3]
实施例1-1中,除了代替形成于树脂集电体的外侧表面的Ni层,而形成 使用了下述那样的乙炔黑(AB)的电阻降低层以外,与实施例1-1同样地制作 叠层型电池1-3。
形成使用了AB的电阻降低层的树脂集电体如下述制作。首先,将乙炔 黑(AB)(商品名“Denka Black(注册商标)HS-100”,电气化学工业株式会社制造, 一次粒子的平均粒径:36nm)分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,制备分散 液(AB的浓度:3质量%)。接着,将该分散液涂布于聚酰亚胺(Kapton(注册商 标),Toray-DuPont株式会社制造)膜上,使乙炔黑的涂布量(面密度)为 0.25mg/cm2。然后,以90℃、3小时进行干燥,形成涂膜。接着,使上述涂 膜贴合于树脂集电体的单面,以180℃实施热压辊后,除去聚酰亚胺膜。由此, 在树脂集电体的单侧表面上形成作为电阻降低层的AB层(厚度:约1μm)。
[实施例1-4]
实施例1-1中,除了代替形成于树脂集电体的外侧表面的Ni层,而形成 使用了下述那样的碳纳米管(CNT)的电阻降低层以外,与实施例1-1同样地制 作叠层型电池1-4。
形成有使用了CNT的电阻降低层的树脂集电体如下述制作。首先,将碳 纳米管(CNano公司制造,商品名:FloTube9000,平均直径:10~15nm,平 均纤维长:10μm)7质量份,与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯70质量份、四乙二 醇二丙烯酸酯18质量份及作为聚合引发剂的过氧化叔戊酸叔丁酯5质量份进 行搅拌混合,使其分散,制备分散液。接着,将该分散液涂布于树脂集电体 上,使CNT及树脂(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及四乙二醇二丙烯酸酯的共聚 物)的总量为1.5mg/cm2。然后,通过以75℃保持两个半小时的操作进行聚合, 由此,形成作为电阻降低层的CNT层(厚度:约20μm)。此外,本实施例中, 将各单电池层重合后,为了使叠层的层彼此融合,进一步进行将其在45℃保 持1小时的操作,制作叠层型电池1-4。
[实施例1-5]
实施例1-4中,除了形成电阻降低层时如下述变更以外,与实施例1-4同 样地制作叠层型电池1-5。
作为用于形成电阻降低层的分散液的材料,变更了CNT以外的成分。具 体而言,将碳纳米管(与实施例1-4的管一样)7质量份与丙烯酸2-乙基己酯72 质量份、丙烯酸4质量份、乙酸乙烯酯15质量份及作为聚合引发剂的过氧化 叔戊酸叔丁酯3质量份进行搅拌混合,使其分散,制备分散液。将该分散液 涂布于树脂集电体上,使CNT及树脂(丙烯酸2-乙基己酯,丙烯酸,乙酸乙 烯酯)的合计量成为1.5mg/cm2。然后,通过以75℃保持两个半小时的操作进 行聚合,由此,形成作为电阻降低层的CNT层(厚度:约20μm)。
[实施例1-6]
实施例1-5中,除了形成电阻降低层时,如下述变更以外,与实施例1-5 同样地制作叠层型电池1-6。
变更了用于形成电阻降低层的分散液的材料。具体而言,将乙炔黑 (AB)(与实施例1-3的物质相同)20质量份及粘合剂(三洋化成工业株式会社制 造:Polythick AH-311)80质量份分散于甲苯500质量份中,制备分散液。将 该分散液涂布于树脂集电体上,使AB及粘合剂的总量为2.0mg/cm2。由此, 形成作为电阻降低层的AB层(厚度:约20μm)。此外,本实施例中,使用以 110℃使溶剂(甲苯)干燥后的树脂集电体,制作各单电池层,将单电池层进行 叠层,制作叠层型电池1-6。
[比较例1-1]
实施例1-1中,除了不在树脂集电体的表面上形成Ni层以外,与实施例 1-1同样地制作比较叠层型电池1-1。即,制作图3所示的结构的叠层型电池。
<电阻降低层和树脂层之间的接触电阻的测定>
对上述实施例及比较例进行电阻降低层和树脂层之间的接触电阻的测 定。在直径20mm的两张镀金盘中,夹住形成有电阻降低层的树脂集电体的 样品(接触电阻测定用的集电体样品),施加1kg/cm2的恒定负载。利用交流阻 抗测定装置,通过四端子法将频率从10KHz开始降低,并采用阻抗的实数成 分充分一定的1061Hz时的实轴的电阻值。仅就树脂层的体积电阻而言,制作 宽度1cm的短条状的样品,通过四端子法同样地进行电阻测定。而且,将树 脂集电体的块状电阻进行了面积换算得到的值(0.013Ω)较小,但形式上从上述的测定值(形成有电阻降低层的树脂集电体的样品的测定值)减去,算出单侧表 面的接触电阻。将结果在表1中表示。此外,测定的电阻值是(树脂集电体的 体积电阻+2×接触电阻(树脂集电体/电阻降低层)+2×接触电阻(电阻降低层/ 镀金盘)),因此,用该值减去树脂集电体的体积电阻,并将除2的值表示为表 1的接触电阻。接触电阻(电阻降低层/镀金盘)相对较小,因此,可以考虑实际 上相当于接触电阻(树脂集电体/电阻降低层)。
<电池的内部电阻的测定>
对于上述实施例及比较例中制作的叠层型电池,如下述评价内部电阻。
将单电池层(单电池)单元的正极材料的容量看作145mAh/g,以0.1C的电 流速率,利用CC-CV充电15小时,直到成为24.6V(每个单电池,平均4.1V)。 接着,以0.1C利用CC在15.0V切断进行放电后,再次以相同的条件进行充 电,测定AC阻抗,求得0.1Hz下的电阻值。将结果在表1中表示。此外,表 中的“-”未形成电阻降低层,因此,表示不能测定。
[表1]
电阻降低层的形式 接触电阻[Ω] 电阻降低层的厚度 内部电阻[Ω]
实施例1-1 Ni溅射 0.12 200nm 22.9
实施例1-2 Ti蒸镀 0.25 200nm 23.1
实施例1-3 AB贴附 0.50 1μm 23.1
实施例1-4 含CNT的粘结剂 0.35 20μm 22.5
实施例1-5 含CNT的粘合剂 0.37 20μm 23.5
实施例1-6 含AB的粘合剂 0.28 20μm 23.0
比较例1-1 - - 32.6
根据表1的结果,形成电阻降低层并对单电池层(单电池)进行叠层的形式 (实施例)中,与未形成电阻降低层的形式(比较例)相比,呈现内部电阻变小。 其结果是指本发明的电池的输出功率特性优异。
更具体而言,对于内部电阻值,在实施例1-4和比较例1-1之间的差最大, 比较例1-1为实施例1-4的约1.4倍。
另外,虽然是大致,但内部电阻的值与电阻降低层的接触电阻值相关, 在接触电阻值较小的情况下,观察到内部电阻值变小的倾向。
根据实施例1-1的结果推测为,通过使用离子化倾向较小的Ni,可以降 低内部电阻。另一方面,实施例1-2中,Ti的离子化倾向变小,但由于Ti本 身的性质(耐腐蚀性良好,不易形成较厚的氧化被膜),因此认为与树脂集电体 的接触电阻变小。
另外,作为构成电阻降低层的材料,即使通过使用导电性的碳材料,也 呈现以各种形式(贴合或使用粘接剂等)得到内部电阻值的降低效果。
[实施例2-1]
(1)(最外层)集电体的制作
(a)树脂层的制作
将聚丙烯(PP;Sun AllomerPL500A(商品名),Sun Allomer(株)制造)75质 量%,乙炔黑(AB;Denka Black(注册商标)NH-100,电气化学工业(株)制造)20 质量%、分散剂(Youmex1001,三洋化成工业(株)制造)5质量%在180℃、 100rpm、滞留时间10分钟的条件下,利用造粒机进行熔融混炼,得到树脂集 电体用颗粒。使用得到的树脂集电体用颗粒,利用挤出成形机进行制膜,得 到膜厚100μm的树脂层(20质量%AB/PP)。此外,上述各成分的量表示混合 比,聚丙烯、乙炔黑及分散剂的总计为100质量%。
此外,后述的双极型二次电池中,作为最外层集电体以外的集电体,仅 使用了该树脂层(未形成下述的电阻降低层)。
(b)电阻降低层的形成
与上述[实施例1-1]的(b)电阻降低层的制作中所记载的方法同样地形成由 Ni形成的电阻降低层(膜厚200nm),完成最外层集电体。另外,与上述[实施 例1-1]同样,在树脂层的两面上,通过溅射形成由Ni形成的电阻降低层(膜厚 200nm),设为后述的接触电阻测定用的集电体。
(2)双极型二次电池的制作
(a)各构成部件的制作
将仅由上述树脂层形成的(未形成电阻降低层)集电体切出8.0cm×8.0cm, 在其两面上,利用热封口机贴附空出有外侧为9.0cm×9.0cm且内侧为 7.0cm×7.0cm的孔的密封用的框型PP膜。
同样,将上述的最外层集电体切出8.0cm×8.0cm,在树脂层侧(未形成电 阻降低层的面侧),利用热封口机贴附空出有外侧为9.0cm×9.0cm且内侧为 7.0cm×7.0cm的孔的密封用的框型PP膜。
上述[实施例1-1]的(正极活性物质层的制作)所记载的方法中,除了变更 导电助剂,且代替Denka Black(注册商标)HS-100而使用了Denka Black(注册 商标)NH-100以外,通过与[实施例1-1]同样的方法,形成正极活性物质层。 此外,正极活性物质层中的LiCoO2的面密度为40mg/cm2
另外,与上述[实施例1-1]的(负极活性物质层的制作)所记载的方法同样 地形成负极活性物质层。
(b)电池的制作
将上述中制作的最外层集电体、正极活性物质层、两片隔板(7.5cm×7.5cm 的聚丙烯的微多孔膜)、负极活性物质层、集电体(未形成电阻降低层)、正极 活性物质层、两片隔板、负极活性物质层、最外层集电体依次叠层。此外, 配置了最外层集电体,使树脂层与正极活性物质层或负极活性物质层接触。 而且,将密封用的PP膜的3边进行热封,将该膜在80℃下真空加热干燥一 天。
作为电解液,制备在碳酸乙烯酯(EC):碳酸二乙酯(DEC)=3:7(体积比)的 混合溶剂中以1M的浓度溶解有LiPF6的溶液。将该电解液从上述叠层体的未 密封部分注入后,进行真空热封,制作由两个单电池层(2电池)构成的发电要 素。
在该发电要素的与正极活性物质层接触一侧的最外层集电体的表面(电 阻降低层的表面)上,作为正极集电板,重合留有电流取出用的细长的极耳的 200μm厚的Al板。另一方面,在与负极活性物质层接触一侧的最外层集电体 的表面(电阻降低层的表面)上,作为负极集电板,重合留有电流取出用的细长 的极耳的200μm厚的Ni板。而且,在各个电流取出用的细长的极耳部分卷 绕密封膜,从作为外装体的铝层压薄膜的一边导出,并在减压下密封该层压 薄膜,完成双极型二次电池2-1。
[实施例2-2]
形成上述电阻降低层中,除了通过蒸镀形成由Ti形成的电阻降低层(膜厚 200nm)以外,通过与实施例2-1同样的方法制作双极型二次电池2-2。
[实施例2-3]
制作上述电池中,除了如下变更连接发电要素和集电板的方法以外,通 过与实施例2-1同样的方法制作双极型二次电池2-3。
使发电要素的与正极活性物质层接触一侧的最外层集电体的表面(电阻 降低层的表面)和作为正极集电板的留有电流取出用的细长的极耳的200μm 厚的Al板,隔着导电性粘接剂(CIRCUITWORKS,导电性环氧粘接剂CW2400) 进行叠层。同样,使与负极活性物质层接触一侧的最外层集电体的表面(电阻 降低层的表面)和作为负极集电板的留有电流取出用的细长的极耳的200μm 厚的Ni板,隔着上述导电性粘接剂叠层。而且,在各个电流取出用的细长的 极耳部分卷绕密封膜,从作为外装体的铝层压薄膜的一边导出,在减压下密封该层压薄膜。而且,在室温(25℃)下施加1个气压的压力,使导电性粘接剂 在常温下固化1天,完成双极型二次电池2-3。
[实施例2-4]
形成上述电阻降低层中,除了通过溅射,在树脂层的表面上形成有Al形 成的电阻降低层(膜厚200nm)以外,通过与实施例2-1同样的方法制作双极型 二次电池2-4。
[实施例2-5]
形成上述电阻降低层中,除了在树脂层的表面上通过与[实施例1-6]相同 的方法形成电阻降低层以外,通过与实施例2-1同样的方法制作双极型二次 电池2-5。
[比较例2-1]
形成最外层集电体中,除了未形成电阻降低层以外,通过与实施例2-1 同样的方法制作比较双极型二次电池2-1。
[参考例1]
上述电阻降低层的形成中,除了在树脂层的表面上通过溅射形成由Cu构 成的电阻降低层(膜厚200nm)以外,通过与实施例2-1(实施例1-1)同样的方法 制作接触电阻测定用的集电体。
[参考例2]
形成上述电阻降低层中,除了在树脂层的表面上通过蒸镀形成由Fe构成 的电阻降低层(膜厚200nm)以外,通过与实施例2-1(实施例1-1)同样的方法制 作接触电阻测定用的集电体。
<电阻降低层和树脂层之间的接触电阻的测定>
对于上述实施例、比较例及参考例,与对上述实施例1-1等进行的接触 电阻的测定方法同样地进行评价。
此外,代替接触电阻测定用的集电体样品,而使用重合有上述树脂层和 Al板(厚度:20μm)的样品,测定接触电阻,结果,接触电阻为64.0[Ω]。
<电池的内部电阻的测定>
对于上述实施例及比较例中制作的双极型电池,如下述评价内部电阻。
将上述双极型二次电池以0.1C的电流速率,利用CC-CV充电15小时, 直到8.4V(单电池4.2V),以0.1C利用CC在5.0V切断,在放电后,再次以 相同的条件进行充电,测定交流阻抗。而且,将0.1Hz下的电阻值设为电池 的内部电阻。将结果在下述表2中表示。
[表2]
Figure BDA0001232458660000491
根据上述表2的结果,使用了具有电阻降低层的最外层集电体的本发明 的电池显示内部电阻明显地降低。该结果是指,本发明的电池的输出功率特 性优异。认为这是由于,具有导电性的树脂层的表面的凹凸所引起的接触电 阻的增大通过设置电阻降低层而被抑制。
另外,电阻降低层和树脂层之间的接触电阻为2[Ω]以下的实施例2-1~ 2-3的电池与实施例2-4相比,特别是显示电池的内部电阻降低,且输出功率 特性更进一步优异。认为这是由于,构成实施例2-1~2-3的电阻降低层的Ni 及Ti不易产生氧化被膜,因此,更进一步抑制接触电阻。
此外,实施例2-3的电池中,将最外层集电体和集电板隔着导电性粘接 剂进行固定,但与实施例2-1对比可知,无论有无导电性粘接剂,电池的内 部电阻(输出功率特性)均未发现较大的不同。
另外,根据实施例2-5的结果还表示,作为构成电阻降低层的材料,通 过使用导电性的碳材料,可以以各种形式得到(使用贴合或粘接剂等)内部电阻 值的降低效果。
本申请基于在2014年8月25日申请的日本特许申请编号2014-170622 号及2014年8月25日申请的日本特许申请编号2014-170626号,且其公开 内容被参照,并作为整体引用。

Claims (5)

1.一种叠层型电池,其具有:
对多个单电池层电串联地进行叠层而形成的发电要素,所述单电池层通过依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而形成;和
内部待配置所述发电要素的外装体,
所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一者包含具有导电性的树脂层,
所述含有树脂层的单电池层隔着至少一层电阻降低层与相邻的单电池层进行电连接,
所述电阻降低层由厚度为0.05~1μm的金属层形成,
构成所述电阻降低层的导电性材料与邻接的所述树脂层的接触电阻为2Ω以下,
所述电阻降低层的构成材料分别独立地含有选自镍(Ni)和钛(Ti)中的至少一种。
2.一种叠层型电池,其具有:
对多个单电池层电串联地进行叠层而形成的发电要素,所述单电池层通过依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而形成;
内部待配置所述发电要素的外装体;和
与配置在所述发电要素的最外层的最外层集电体进行电连接的一对集电板,所述一对集电板夹住所述发电要素,
所述最外层集电体的至少一者包含具有导电性的最外层树脂层,
电阻降低层配置于所述最外层树脂层与所述集电板之间,
构成所述电阻降低层的导电性材料与邻接的所述树脂层的接触电阻为2Ω以下,
所述电阻降低层由厚度为0.05~1μm的金属层形成,
所述电阻降低层的构成材料分别独立地含有选自镍(Ni)和钛(Ti)中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的叠层型电池,其中,
所述电阻降低层通过选自蒸镀、溅射、离子镀及镀敷中的至少1种方法形成。
4.一种叠层型电池的制造方法,其包括:
对多个单电池层电串联地进行叠层,从而制作发电要素的工序,所述单电池层通过依次对正极集电体、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体进行叠层而形成;
将所述发电要素封入外装体内部的工序,
所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一者包含具有导电性的树脂层,
制作所述发电要素的工序包括:对所述具有含有树脂层的集电体的单电池层与相邻的单电池层隔着电阻降低层进行叠层,
所述电阻降低层通过选自蒸镀、溅射、离子镀及镀敷中的至少1种方法形成,
所述电阻降低层的构成材料分别独立地含有选自镍(Ni)和钛(Ti)中的至少一种。
5.如权利要求4所述的叠层型电池的制造方法,其中,
所述电阻降低层由厚度为0.05~1μm的金属层形成。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107305960B (zh) * 2016-04-25 2022-03-29 松下知识产权经营株式会社 电池、电池制造方法和电池制造装置
CN107305959B (zh) * 2016-04-25 2022-05-13 松下知识产权经营株式会社 电池和电池制造方法以及电池制造装置
JP7029258B2 (ja) * 2016-09-15 2022-03-03 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン二次電池用集電部材、それを用いたリチウムイオン二次電池用集電体及びリチウムイオン二次電池用強電タブ、並びに、リチウムイオン二次電池用集電部材の製造方法
WO2018083917A1 (ja) 2016-11-04 2018-05-11 日産自動車株式会社 電池用電極及び電池
US11539050B2 (en) * 2017-01-12 2022-12-27 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Current collector, electrode plate and battery containing the same, and application thereof
EP3586386A4 (en) * 2017-02-24 2021-01-06 Cuberg, Inc. SYSTEM AND PROCESS FOR HIGH TEMPERATURE STABLE SECONDARY BATTERY
WO2018174300A1 (ja) 2017-03-24 2018-09-27 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用負極材料並びにこれを用いた負極および非水電解質二次電池
EP3605668B1 (en) 2017-03-24 2021-08-25 Nissan Motor Co., Ltd. Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6638693B2 (ja) 2017-04-28 2020-01-29 トヨタ自動車株式会社 積層電池
JP6729479B2 (ja) 2017-04-28 2020-07-22 トヨタ自動車株式会社 積層電池
JP6729481B2 (ja) 2017-04-28 2020-07-22 トヨタ自動車株式会社 積層電池
JP7246140B2 (ja) * 2017-08-07 2023-03-27 三洋化成工業株式会社 樹脂集電体及び樹脂集電体の製造方法
WO2019031091A1 (ja) * 2017-08-07 2019-02-14 日産自動車株式会社 樹脂集電体及び樹脂集電体の製造方法
KR102191614B1 (ko) * 2017-09-15 2020-12-15 주식회사 엘지화학 복합재
JP7010653B2 (ja) * 2017-10-17 2022-01-26 三洋化成工業株式会社 樹脂集電体、積層集電体、及び、リチウムイオン電池
US11749806B2 (en) * 2018-01-23 2023-09-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7169763B2 (ja) 2018-04-09 2022-11-11 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池
JP7085390B2 (ja) * 2018-04-09 2022-06-16 日産自動車株式会社 電池の製造方法
JP7143446B2 (ja) * 2018-05-30 2022-09-28 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 支持枠により支持された縁部絶縁デバイスを有するバイポーラセルを含むバッテリ
JP7117157B2 (ja) 2018-06-01 2022-08-12 日産自動車株式会社 電池装置
JP7070201B2 (ja) * 2018-07-26 2022-05-18 日産自動車株式会社 電池
JP7286753B2 (ja) * 2018-08-06 2023-06-05 エルジー・ケム・リミテッド 非対称複合材
JP7223544B2 (ja) 2018-10-12 2023-02-16 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用負極およびこれを用いた非水電解質二次電池
KR102164003B1 (ko) * 2018-11-19 2020-10-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 그의 제조 방법
KR102636271B1 (ko) 2018-12-14 2024-02-14 큐버그, 아이엔씨. 고 에너지 배터리를 위한 이온성 액체 기반 전해질용 시스템
JP2020126803A (ja) * 2019-02-06 2020-08-20 日産自動車株式会社 双極型二次電池用の樹脂集電体
JP2020129517A (ja) * 2019-02-12 2020-08-27 トヨタ自動車株式会社 積層体
US11171328B2 (en) * 2019-03-01 2021-11-09 Imprint Energy, Inc. Solvent-free electrochemical cells with conductive pressure sensitive adhesives attaching current collectors
CN110034346B (zh) * 2019-04-08 2022-05-31 武汉理工大学 一种电池组布置结构及设计方法
KR20210020329A (ko) * 2019-08-14 2021-02-24 현대자동차주식회사 리튬이온 이차전지 및 그 제조방법
JP7209191B2 (ja) * 2019-10-02 2023-01-20 トヨタ自動車株式会社 積層電池
JP7276689B2 (ja) * 2019-10-02 2023-05-18 トヨタ自動車株式会社 積層電池およびその製造方法
JP7128579B2 (ja) * 2019-11-18 2022-08-31 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン組電池
WO2021132675A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 日本ゼオン株式会社 電気化学デバイス用部材の製造またはリサイクル方法、電気化学デバイスの製造方法、電気化学デバイス用部材、並びに電気化学デバイス
WO2021142596A1 (zh) * 2020-01-13 2021-07-22 深圳市大疆创新科技有限公司 电池控制方法、设备及存储介质
JP7111119B2 (ja) * 2020-02-25 2022-08-02 株式会社豊田中央研究所 蓄電デバイス
CN111785925B (zh) * 2020-08-11 2023-06-02 天津市捷威动力工业有限公司 极片及应用、含有该极片的低温升高安全性锂离子电池
JP7459758B2 (ja) 2020-10-23 2024-04-02 株式会社豊田自動織機 蓄電セル
KR20220125929A (ko) * 2021-03-08 2022-09-15 현대자동차주식회사 전고체전지용 전극의 제조방법, 및 이에 따라 제조된 전고체전지용 전극
EP4315474A2 (en) * 2021-03-31 2024-02-07 Enovix Corporation Methods and structures for transfer of carrier ions from auxiliary electrode
US11616258B2 (en) 2021-06-30 2023-03-28 Enovix Corporation Distributed cell formation systems for lithium containing secondary batteries

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023276A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Nissan Motor Co Ltd 集電体およびこれを用いた二次電池
CN202259480U (zh) * 2010-03-24 2012-05-30 日产自动车株式会社 双极型电池的密封构造及双极型电池
CN102687317A (zh) * 2009-11-20 2012-09-19 日产自动车株式会社 双极型二次电池用集电体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5098150B2 (ja) 2004-12-07 2012-12-12 日産自動車株式会社 バイポーラ電池およびその製造方法
JP4649502B2 (ja) * 2008-08-08 2011-03-09 シャープ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP5386983B2 (ja) * 2008-12-27 2014-01-15 日産自動車株式会社 双極型電極およびそれを用いた双極型電池
JP5434089B2 (ja) * 2009-01-22 2014-03-05 日産自動車株式会社 双極型二次電池用の集電体
JP5458605B2 (ja) * 2009-03-05 2014-04-02 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5493443B2 (ja) * 2009-04-16 2014-05-14 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5504708B2 (ja) * 2009-06-25 2014-05-28 日産自動車株式会社 双極型二次電池
JP5418088B2 (ja) * 2009-09-09 2014-02-19 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池用集電体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023276A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Nissan Motor Co Ltd 集電体およびこれを用いた二次電池
CN102687317A (zh) * 2009-11-20 2012-09-19 日产自动车株式会社 双极型二次电池用集电体
CN202259480U (zh) * 2010-03-24 2012-05-30 日产自动车株式会社 双极型电池的密封构造及双极型电池

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