CN110114915A - 蓄电装置的电极及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够提高蓄电装置的充放电速度的蓄电装置的电极及其制造方法。该手部装置(1)具备：由平均长度为20mm以下的铝或铜的短纤维(A)制成的无纺布状集电体(10)；以及进入无纺布状集电体(10)的短纤维(A)之间所形成的间隙中、并在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉或在充放电时发生化学反应的活性物质粉(20)。由此，吸附物质粉或活性物质粉(20)直接接触短纤维(A)，或者配置于短纤维(A)附近，当在吸附物质粉或活性物质粉(20)和短纤维(A)之间进行电子的交换时，能够减小其迁移阻力。

Description

蓄电装置的电极及其制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池、电容器等蓄电装置的电极及其制造方法。
背景技术
为了防止能源削減和地球变暖，各个领域正在使用电容器和二次电池，尤其在汽车产业中，通过采用电能而加速了利用它们的技术开发。
双电层电容器一直以来作为被施加低电压的电子电路的存储器的备份而被使用，与二次电池相比具有高的输入输出可靠性。
因而，近年来，其利用于基于日光、风力等自然能源的发电和建筑机械、电压骤降用电源、电车的再生用电源等等。也探讨了在汽车方面的用途，但特性、成本不符合要求，直到近年也未实现在该领域的使用。但是，目前，双电层电容器已用于电子控制制动系统，在汽车的电气安装件的备用电源和怠速停止系统的启动用能源供应、制动控制、动力辅助等方面的用途正在研究中。
双电层电容器的结构由正负的电极部、电解液以及防止相对的正负电极部的短路的隔膜构成。电极部通过将极化性电极(目前主要为活性炭)、用于保持活性炭的粘合剂、导电助剂(主要为碳的微粒)混揉后的物质在作为集电体的铝箔(厚度约20μm)上涂布多层而形成。这样的双电层电容器例如已在专利文献1中公开。
双电层电容器的充电通过电解质离子在溶液内的迁移并且吸附于活性炭的微细孔表面和从活性炭的微细孔表面脱附来进行。双电层形成于活性炭粉和电解液接触的界面。
顺带说明的是，普通活性炭的粒径例如约为4μm～8μm、比表面积例如为1600m3/g～2500m3/g。电解液具有阳离子、阴离子及溶剂，并使用四乙基铵盐作为阳离子，使用四氟硼酸离子等作为阴离子，使用碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等作为溶剂。
另一方面，锂离子二次电池主要由正极、负极、隔膜构成。例如，如图8所示，一般情况下，正极通过将活性物质粉、通常为钴酸锂、作为添加物的导电助剂以及粘合剂揉合后的物质在作为集电体的厚度20μm的铝箔上涂布100μm左右的厚度而得到，负极通过在作为集电体的铜箔涂布碳材料而得到，例如用聚乙烯等隔膜将它们分离，通过浸渍到电解液中，从而构成锂离子二次电池。这样的锂离子二次电池例如已在专利文献2中公开。
充放电通过锂离子在正极和负极之间迁移而进行，充电时锂离子从正极向负极迁移，当正极中的锂离子消失或者锂离子无法再储存到负极中，则充电完成。放电时则相反。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开第2005-086113号公报
专利文献2：日本特开第2007-123156号公报。
发明内容
近年来，正在推进电动汽车、能源发电等功率器件用的电容器的开发。为了将大容量的能源高效地从电容器取出或存入电容器，考虑了增加静电电容并减小电极部的内阻的方法。简单来说，考虑了缩短活性炭和作为集电体的铝部件的距离并尽可能多地配置活性炭的方法。
一般而言，双电层电容器与以锂离子二次电池为代表的二次电池的区别点在于：不伴随化学反应，通过自放电，电荷随时间而流失，蓄电时间短，并且电流的放出时间短。另外，关于能源密度，锂电池为几百Wh/L，而双电层电容器为几十Wh/L。双电层电容器并不用于蓄电，在电气安装件的备用电源和怠速停止系统的启动用能源、制动控制、动力辅助等方面的探讨便是基于上述区别。
以锂电池为代表的二次电池由于能量密度比较高，能够长时间使用，因此在以便携设备为首的各个领域投入使用，近年来，利用于汽车和重型机械、能源领域等。然而，在性能(容量、充放电速度、寿命)和制造成本方面仍存在许多课题，该课题在汽车等的大型电池方面尤为突出。例如，便携式电话中使用的电流为几mA，而混合动力车中使用的电流为几百A，两者相差10000倍以上。因而，需要用于增加容量的大型化，但大型化存在以容量为首的充电速度、可靠性、制造难度等诸多课题。
锂离子二次电池的反应是可逆的化学反应，在电极充放电时，活性物质的体积膨胀和收缩。因而，活性物质从集电体剥离，充放电特性劣化。即，并非总是进行100％相同的充电和放电，会出现充放电的能力下降。在混合动力汽车、电动汽车中，由于电池使用数年之久，因此为了防止上述劣化，需要抑制集电体和活性物质之间的剥离。
另外，锂离子电池最大的课题在于内阻。内阻可以说是锂离子在电池内部的正极和负极之间的电解质中迁移时的阻力，但该迁移阻力却是无法增加容量或者无法提高充放电速度的主要原因。
若为了大型化而在集电体上涂布许多活性物质，则容量增加，但迁移阻力变大。因而，目前其厚度受限。另外，由于该阻力，充放电速度变慢。若减小涂布厚度，则内阻降低，充放电速度变快，但容量变小。因而，需要将涂布有活性物质的集电体堆叠多层，或者扩大涂布有活性物质的集电体的面积。
充电、放电的速度也归因于锂离子的产生量。如果能够一次性产生许多离子并且一次性迁移，则充电速度、放电速度变快。由于二次电池的化学反应发生在与电解质的界面，因此如果能够增加电极和电解质的接触面积，则充放电速度也得到改善。
为了减小内阻，进行添加物的改良、导电助剂和活性物质的改良、以及在集电体上预先涂布碳的微粒等，费了一番功夫。另外，在集电体的形状上，也进行了如上述那样尽可能设计成薄膜的改善和/或在箔上形成细小的孔等来增大表面积的改善。另外，在双电层电容器中也同样进行了活性炭和添加剂的改良、增加与集电体的接触面积等的研发。
如上所述，在作为蓄电装置的双电层电容器和锂离子二次电池等的二次电池中，为了用于电动汽车、混合动力车、高功率能源设备，正在朝着大容量化、高输出化、长寿命化、成本降低而努力。
本发明鉴于这种情况而提出，其目的在于提供能够提高蓄电装置的充放电速度的蓄电装置的电极及其制造方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明采用以下方案。
本发明的第一方面的蓄电装置的电极的制造方法具有：浆料制备工序，制备液状或凝胶状的浆料，所述浆料包含铝或铜的短纤维、在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉或在充放电时发生化学反应的活性物质粉、以及粘合剂；成形工序，将所述浆料成形为规定形状；以及干燥工序，通过对成形为所述规定形状的浆料进行干燥，来形成所述铝或铜的短纤维发挥集电体作用的电极。
在该方面，当使成形为规定形状的浆料干燥时，铝或铜的短纤维彼此电连接，并由短纤维形成无纺布状集电体。另外，由于在浆料内短纤维和吸附物质粉或活性物质粉之间是混杂的，因此当使浆料干燥时，吸附物质粉或活性物质粉进入无纺布状集电体的短纤维之间所形成的间隙中。因而，吸附物质粉或活性物质粉直接接触短纤维，或者配置于短纤维附近，当在吸附物质粉或活性物质粉和铝或铜的短纤维之间进行电子的交换时，能够减小其迁移阻力。
在上述方面的浆料制备工序中，也可以制备包含所述铝或铜的短纤维、所述吸附物质粉或所述活性物质粉、所述粘合剂、以及平均粗细为0.5μm以下的碳纤维的所述浆料。
这时，在成为电极时，即使在吸附物质粉或活性物质粉和短纤维未直接接触的情况下，该吸附物质粉或活性物质粉和短纤维也经由碳纤维电连接。另外，即使在吸附物质粉或活性物质粉和短纤维直接接触的情况下，由于存在通过碳纤维的连接，因此进一步降低了该吸附物质粉或活性物质粉和短纤维之间的电阻。
另外，在上述方面中，在所述成形工序之前也可以进一步进行使所述浆料干燥至所述粘合剂未完全固化的状态的预干燥。这时，由于容易使成形工序前的浆料成形，因此有利于提高所制造的电极的质量和降低制造成本。
本发明的第二方面的蓄电装置的电极具备：由平均长度为25mm以下的铝或铜的短纤维制成的无纺布状集电体；以及进入该无纺布状集电体的所述铝或铜的短纤维间所形成的间隙中、并在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉或在充放电时发生化学反应的活性物质粉。
在该方面，由于吸附物质粉或活性物质粉进入无纺布状集电体的短纤维之间所形成的间隙中，因此吸附物质粉或活性物质粉直接接触短纤维，或者配置于短纤维附近，当在吸附物质粉或活性物质粉和各铝或铜的短纤维之间进行电子的交换时，能够减小其迁移阻力。
在上述方面中，也可以是，还具备进入所述无纺布状集电体的间隙中的平均粗细为0.5μm以下的碳纤维。
这时，即使在吸附物质粉或活性物质粉和短纤维未直接接触的情况下，该吸附物质粉或活性物质粉和短纤维也经由碳纤维电连接。另外，即使在吸附物质粉或活性物质粉和短纤维直接接触的情况下，由于存在通过碳纤维的连接，因此进一步降低了该吸附物质粉或活性物质粉和短纤维之间的电阻。
在上述方面中，也可以是，所述无纺布状集电体具有至少一处两根所述铝或铜的短纤维以交叉的方式接触的部分，在该交叉部分所述两根铝或铜的纤维互相食入。
这时，能够降低电子在短纤维彼此的接触部处的迁移阻力，有利于减小电子向输入输出端子迁移的阻力。
另外，在上述方面中，优选地，使用纯度为99.9％以上的铝作为所述铝。
发明效果
根据本发明，能够提高蓄电装置的充放电速度。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的电极的截面示意图。
图2是本实施方式的浆料的制造方法的概要图。
图3是将本实施方式的浆料成形为规定的形状的方法的概要图。
图4是将本实施方式的浆料成形为规定的形状的另一方法的概要图。
图5是本实施方式的第一变形例涉及的电极的截面示意图。
图6是本实施方式的第二变形例涉及的电极的截面示意图。
图7是使用本实施方式的电极的硬币型二次电池的截面图。
图8是以往的硬币型二次电池的截面图。
图9是使用本实施方式的电极的双电层电容器的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式涉及的电极进行说明。
如图1所示，该电极具备：由平均线径为100μm以下的铝或铜的短纤维A制成的无纺布状集电体10；以及通过粘合剂B保持于无纺布状集电体10而在充放电时发生化学反应的活性物质粉20，根据需要，还具备通过粘合剂B保持于无纺布状集电体10的导电助剂30。
此外，图1是用于清楚地示出本实施方式的构成的图，短纤维A、活性物质粉20、导电助剂30、碳纤维CF等的大小、粗细、长度等与实际不同。另外，图1中，也可以使在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉代替活性物质粉20而保持在无纺布状集电体10上。
[成为集电体的铝的短纤维的成形]
作为一例，铝或铜的短纤维A的平均长度为25mm，优选为20mm以下，平均线径为30μm以下，优选为25μm以下。铝或铜的短纤维A例如通过将切削工具贴靠在截面为圆形的铝或铜的柱状部件上，利用颤振切削来成形。也能够用其它方法来成形具有所述线径、长度的铝或铜的短纤维。
[电极的成形]
首先，制备液状或凝胶状的浆料S，该浆料S包含铝或铜的短纤维A、在充放电时发生化学反应的活性物质粉20、导电助剂30以及粘合剂B。该浆料S通过对铝或铜的短纤维A、活性物质粉20、导电助剂30以及稀释后的粘合剂B的混合物进行混揉来制备。由于铝或铜的短纤维A是长度25mm以下的短纤维，因此在浆料S中铝或铜的短纤维A、活性物质粉20及导电助剂30容易混杂在一起。
接着，进行预干燥以提高浆料S的粘度。预干燥是使其干燥至粘合剂B未完全固化的状态，从而容易将浆料S成形为规定的形状。
接着，如图3那样将浆料S放入模具内，并且对浆料S进行加压。由此，将浆料S成形为与电极的尺寸对应的规定的厚度等。此外，如图4所示，也能够使浆料S通过一对辊之间来对浆料进行加压，由此将浆料S成形为与电极的尺寸对应的规定的厚度。也可以在利用模具或辊对浆料S的厚度进行调整后，切割浆料S而使其成形为规定的形状(大小)。
接着，进行通过真空干燥等使所成形的浆料S干燥的干燥工序。由此，使浆料S中的粘合剂B固化，并通过粘合剂B使浆料中的活性物质粉20和导电助剂30保持在无纺布状集电体10的短纤维A上。
此外，也可以进行对干燥工序后的无纺布状集电体10进行加压的加压工序。作为加压工序，可以进行使无纺布状集电体10通过一对辊之间的处理、用一对平面夹持无纺布状集电体10的处理或者利用模具对无纺布状集电体10进行加压的处理等。
通过使用铝或铜，尤其是通过使用优选地纯度为99.9％以上、更优选地纯度为99.99％以上的铝，从而在进行图3、图4的加压和/或干燥工序后的无纺布状集电体10的加压时，通过调整加压力，能够在纤维A彼此以交叉的方式接触的部分，使交叉的两根纤维A以互相食入的方式变形。也就是说，在所述接触的部分，纤维A变得扁平，由此，交叉的两根纤维A看上去是互相食入的。
这时，能够降低电子在纤维A彼此的接触部处的迁移阻力，有利于减小电子向输入输出端子迁移的阻力。
此外，也能够是，不制备包含活性物质粉20的浆料S，而是制备包含在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉来代替活性物质粉20的浆料S。这时，吸附物质粉代替活性物质粉20保持在所述干燥工序后的无纺布状集电体10的短纤维A上。
[活性物质粉]
作为活性物质粉20，能够通过粘合剂B等保持于无纺布状集电体10即可，优选为循环特性优异的活性物质粉。作为活性物质的例子，可列举出钴酸锂(LiCoO2)、磷酸铁类的活性物质、石墨等碳材料。此外，可以使用二次电池的正极和负极中所使用的公知的活性物质。
[吸附物质粉]
作为代替活性物质粉20而使用的上述吸附物质粉，能够通过粘合剂B等保持于无纺布状集电体10即可，优选为循环特性优异的吸附物质粉。作为吸附物质粉的例子，可列举出多并苯(PAS)、聚苯胺(PAN)、活性炭、碳黑、石墨、碳纳米管等。此外，可以使用双电层电容器的正极和负极中所使用的公知的物质。
活性物质粉20和/或吸附物质粉使用研钵、球磨机、振动球磨机等进行粉碎，优选地使其平均粒径为规定值以下。作为规定值，可考虑将无纺布状集电体10的短纤维A的平均线径加10μm而得的值等等。例如，当短纤维A的平均线径为20μm时，优选地，活性物质粉20和/或吸附物质粉的平均粒径设为30μm以下。由此，无纺布状集电体10的短纤维A和活性物质粉20或吸附物质粉之间的接触面积增加，可助于提高充放电速度。
[粘合剂]
作为粘合剂B，能够使用热塑性树脂和多糖类高分子材料等。作为粘合剂的材质的例子，可列举出聚丙烯酸类树脂、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、偏二氟乙烯(VdF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物等。此外，可以使用二次电池和双电层电容器的电极中所使用的公知的粘合剂。
[导电助剂]
作为导电助剂30，是具有导电性的材质即可，优选为不因电解质、溶剂而发生化学变化的材质。作为导电助剂30的例子，可列举出石墨和/或碳黑。此外，可以使用二次电池和双电层电容器的电极中所使用的公知的导电助剂。
如上述那样制作的电极能够用作双电层电容器、二次电池、包括锂离子电容器在内的混合电容器等蓄电装置的电极。例如，能够用于双电层电容器的正极和负极，能够用于锂离子二次电池的正极和负极作为二次电池的例子，能够用于锂离子电容器的正极和负极。其应用例将于下文叙述。
此外，作为所述浆料S，也可以使用除了包含活性物质粉20、导电助剂30及粘合剂B外，还包含平均粗细为0.5μm以下、优选为0.3μm以下的碳纤维CF的粉末的浆料。这时，如图5所示，碳纤维CF配置于无纺布状集电体10内所形成的间隙中。
碳纤维CF接触短纤维A和/或活性物质粉20和/或导电助剂30和/或其它碳纤维CF。在本实施方式中，使用平均粗细为0.1μm～0.2μm、长度20μm～200μm左右的碳纤维CF。此外，碳系导电助剂30的电阻率为0.1Ω·cm～0.3Ω·cm，而碳纤维CF的电阻率例如为5×10-5Ω·cm。
例如，即使在活性物质粉20和短纤维A未直接接触的情况下，该活性物质粉20和短纤维A也经由碳纤维CF电连接。另外，即使在活性物质粉20和短纤维A直接接触的情况下，由于存在通过碳纤维CF的连接，因此进一步降低了该活性物质粉20和短纤维A之间的电阻。
像这样，利用导电性良好的碳纤维CF，能够降低电子在活性物质粉20和短纤维A之间的迁移阻力，有利于减小电子向输入输出端子迁移的阻力。
此外，也能够使用不含导电助剂30而包含碳纤维CF的浆料来制造电极。这时，如图6所示，碳纤维CF也配置于无纺布状集电体10内所形成的间隙中，该构成有利于降低活性物质粉20和短纤维A之间的电阻。此外，图5和图6是用于清楚地示出本实施方式的构成的图，短纤维A、活性物质粉20、导电助剂30、碳纤维CF等的大小、粗细、长度有时与实际不同。
此外，为了有效地降低电阻，碳纤维CF的平均长度优选为活性物质粉20和/或吸附物质粉的平均粒径的一半以上，更优选为该平均粒径的2/3以上。
[在硬币型二次电池中的应用]
图7中示出了使用了本实施方式的电极的硬币型二次电池的一例。该硬币型二次电池具备：具有壳体主体102和盖101的壳体(外包装罐)100；以及容纳在壳体100中的蓄电部。蓄电部具备本实施方式的使用由铝制成的短纤维A的电极作为正极110。另外，具有与正极110相对的负极120以及配置于正极110和负极120之间的隔膜130。正极110与壳体主体102面接触，负极120与盖101面接触，由此，盖101和壳体主体102发挥正极110和负极120的输入输出端子的作用。
这时，在用于正极110的无纺布状集电体10上保持有正极用的活性物质粉20。另外，负极120具有公知的二次电池的负极的结构及材质即可，在锂离子二次电池的情况下，使用例如石墨等的碳材料作为活性物质，并使用铜箔作为集电体。隔膜130将正极110和负极120电绝缘，只有具有离子渗透性，并在与正极110及负极120的接触面具有对于氧化和还原的耐性即可。例如，可以使用多孔的聚合物和/或无机材料、有机和无机的混合材料、玻璃纤维等。此外，可以使用二次电池中所使用的公知的隔膜。
在容纳所述蓄电部的壳体100内充满了电解液。作为电解液的电解质，能够使用锂盐、钾盐、钠盐、镁盐等，在锂离子二次电池的情况下使用锂盐。作为溶解电解质的溶剂，使用非水系溶剂，作为非水系溶剂，可以使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸酯等。此外，能够使用二次电池中所使用的公知的电解质及溶剂。在进行充放电时，发生锂离子等的离子从正极110的活性物质粉20释放到电解液中的化学反应和锂离子等的离子被吸入活性物质粉20中的化学反应。
在这样构成的硬币型二次电池中，用于正极110的无纺布状集电体10的厚度方向的一个面接触壳体主体102。另外，在用于正极110的无纺布状集电体10上，从其厚度方向的一个面到另一面的整个范围内都填充有活性物质粉20，许多活性物质粉20接触无纺布状集电体10的短纤维A。因而，向输入输出端子运送电子的短纤维A与活性物质粉20的距离变短，有利于提高充放电速度。
另外，活性物质粉20和短纤维A直接接触，或者活性物质粉20和短纤维A靠近配置并且经由导电助剂30等导通。因而，当在活性物质粉20和短纤维A之间进行电子的交换时，可以减小该电子向设置于无纺布状集电体10的端等处的输入输出端子迁移的阻力。
此外，在图8中示出了以往的硬币型二次电池的一例。该硬币型二次电池具备正极140，该正极140具有铝箔的集电体141和涂布在集电体141的厚度方向的一个面上的电极层142。电极层142中包含活性物质粉、导电助剂、粘合剂等。由于硬币型二次电池的空间有限，因此在以往的硬币型二次电池中，活性物质粉的量受到集电体141的厚度的限制。另外，由于配置于隔膜130侧的活性物质粉的电子经由在隔膜130与集电体141之间所配置的活性物质粉、导电助剂向集电体141迁移，因此在提高充放电速度方面并不优选。
此外，在所述硬币型二次电池中，也可以对负极120使用本实施方式的电极的结构，尤其是使用利用了由铜制成的短纤维A的电极。这时，该电极的集电体为无纺布状集电体10，使用碳材料作为活性物质粉20，根据电池的种类，也可以使用钛酸锂、钛氧化物、钨氧化物、锡氧化物等。
[在层叠型二次电池中的应用]
在将由正极、负极及隔膜构成的蓄电部层叠多层的二次电池的情况下，与所述硬币型二次电池同样，也能够将本实施方式的使用铝或铜的短纤维A的电极结构仅用于正极、仅用于负极、以及用于正极和负极的双方。
[在双电层电容器中的应用]
图9中示出了使用了本实施方式的电极的双电层电容器的一例。该双电层电容器例如具备容器200和容纳在容器200中的蓄电部。蓄电部具备本实施方式的使用铝的短纤维A的电极作为正极210。另外，具有与正极210相对的负极220以及配置于正极210和负极220之间的隔膜230。正极210上连接有正极输入输出端子210a，负极220上也同样连接有负极输入输出端子220a，各输入输出端子延伸到容器200之外。
这时，在用于正极210的无纺布状集电体10上保持有吸附物质粉。另外，负极220具有公知的双电层电容器的负极的结构及材质即可，例如具有由铝箔制成的集电体221和涂布在集电体的厚度方向的一个面上的电极层222。电极层222中包含吸附物质粉、导电助剂、粘合剂等。
隔膜230将正极210和负极220电绝缘，只要具有离子渗透性，并在与正极210及负极220的接触面具有对于氧化和还原的耐性即可。例如，可以使用多孔的聚合物和/或无机材料、有机和无机的混合材料、玻璃纤维等。此外，可以使用双电层电容器中所使用的公知的隔膜。
在容纳所述蓄电部的容器200内充满了电解液。电解液含有非水系溶剂及电解质。电解质、非水系溶剂是双电层电容器中所使用的公知的物质即可。作为电解质，例如可以使用铵盐、鏻盐等，作为非水系溶剂，例如可以使用环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状酯、链状酯、环状醚、链状醚、腈类、含硫化合物等。
在该双电层电容器中，用于正极210的无纺布状集电体10的一端电连接至正极输入输出端子210a。另外，在用于正极210的无纺布状集电体10上，从其厚度方向的一个面到另一面的整个范围内都填充有吸附物质粉，许多吸附物质粉接触无纺布状集电体10的短纤维A。因而，向正极输入输出端子210a运送电子的短纤维A与吸附物质粉的距离变短，有利于提高充放电速度。由于以往的正极的结构与负极220相同，因此如果与负极220相比较，则容易理解上述优点。
此外，在所述双电层电容器中，也可以对负极220使用本实施方式的使用铝的短纤维A的电极的结构。另外，也可以对正极210和负极220使用本实施方式的使用铜的短纤维A的电极的结构。
根据本实施方式，能够形成如上述那样在高纯度的铝的短纤维A和/或铜的短纤维A附近配置活性物质粉20和/或吸附物质粉的蓄电装置的电极。由此，能够制造容量更高、变形阻力更小的充放电性优异的蓄电装置。
另外，例如，通常的电容器和二次电池等中所使用的铝箔的制造是通过制造被称作板坯的非常大型的四棱柱的铝锭，切割、加热并多次轧制，进而实施表面处理等来制作的。因而，需要非常多的能源和成本。另一方面，本实施方式中使用的铝或铜的短纤维A能够通过颤振切削等来制造。另外，在对保持有吸附物质粉、活性物质粉20、导电助剂30等的无纺布状集电体10进行轧制来形成箔时，也可以减小压制压力。因而，不需要大型的设备，能够容易且低成本地制造集电体箔和/或正极箔。
像这样，根据本实施方式，当使成形为规定形状的浆料干燥时，铝或铜的短纤维A相互电连接，并由铝或铜的短纤维A形成无纺布状集电体10。另外，由于在浆料S内铝或铜的短纤维A和吸附物质粉或活性物质粉20之间是混杂的，因此当使浆料S干燥时，吸附物质粉或活性物质粉20进入无纺布状集电体10的短纤维A之间所形成的间隙中。因而，吸附物质粉或活性物质粉20直接接触短纤维A，或者配置于短纤维A附近，当在吸附物质粉或活性物质粉20和短纤维A之间进行电子的交换时，能够减小其迁移阻力。
另外，由于浆料S中混杂有碳纤维CF，因此在成为电极时，即使在吸附物质粉或活性物质粉20和短纤维A未直接接触的情况下，吸附物质粉或活性物质粉20和短纤维A也经由碳纤维CF电连接。另外，即使在吸附物质粉或活性物质粉20和短纤维A直接接触的情况下，由于存在通过碳纤维的连接，因此进一步降低了吸附物质粉或活性物质粉20和短纤维A之间的电阻。
符号说明
10 无纺布状集电体 20 活性物质粉
30 导电助剂 A 铝或铜的短纤维
B 粘合剂 S 浆料
CF 碳纤维。

Claims (8)

1.一种蓄电装置的电极的制造方法，具有：
浆料制备工序，制备液状或凝胶状的浆料，所述浆料包含铝或铜的短纤维、在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉或在充放电时发生化学反应的活性物质粉、以及粘合剂；
成形工序，将所述浆料成形为规定形状；以及
干燥工序，通过对成形为所述规定形状的浆料进行干燥，来形成所述铝或铜的短纤维发挥集电体作用的电极。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置的电极的制造方法，
在所述浆料制备工序中，制备包含所述铝或铜的短纤维、所述吸附物质粉或所述活性物质粉、所述粘合剂、以及平均粗细为0.5μm以下的碳纤维的所述浆料。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置的电极的制造方法，
使用纯度为99.9％以上的铝作为所述铝。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置的电极的制造方法，
在所述成形工序之前还具有预干燥工序，在所述预干燥工序中，使所述浆料干燥至所述粘合剂未完全固化的状态。
5.一种蓄电装置的电极，具备：
由平均长度为25mm以下的铝或铜的短纤维制成的无纺布状集电体；以及
进入该无纺布状集电体的所述铝或铜的短纤维间所形成的间隙中、并在充电时吸附电解质离子的吸附物质粉或在充放电时发生化学反应的活性物质粉。
6.根据权利要求5所述的蓄电装置的电极，还具备：
进入所述无纺布状集电体的间隙中的平均粗细为0.5μm以下的碳纤维。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电装置的电极，
所述无纺布状集电体具有至少一处两根所述铝或铜的短纤维以交叉的方式接触的部分，在所述交叉部分两根所述铝或铜的纤维互相食入。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的蓄电装置的电极，
所述铝的纯度为99.9％以上。
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