CN114824265A - 电极及蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的问题在于提供一种电极，其具有集电体与电极复合材料，前述集电体是金属多孔体，在前述集电体的空隙中填充有前述电极复合材料，前述电极复合材料包含电极活性物质与导电助剂的多孔聚集体。另外，还提供一种蓄电装置，其具有该电极和电解液。

Description

电极及蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种电极及蓄电装置。
背景技术
目前，作为具有高能量密度的蓄电装置，广泛使用锂离子二次电池。锂离子二次电池具有例如在正极和负极之间存在隔膜并且填充有电解液的结构。
这种锂离子二次电池根据用途有各种各样的要求，例如在将其用于汽车等的情况下，要求进一步提高体积能量密度。对此，列举有提高电极活性物质的填充密度的方法。
作为提高电极活性物质的填充密度的方法，提出有使用泡沫金属作为构成正极和负极的集电体的方法(参照专利文献1和2)。泡沫金属具有孔径均匀的网眼结构，并且表面积较大。因此，在泡沫金属的空隙中填充包含电极活性物质的电极复合材料，可以增加电极的每单位面积的电极活性物质的量。
[先前技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本特开平7-099058号公报
专利文献2：日本特开平8-329954号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，如果使用泡沫金属作为集电体，电极的厚度会变得非常厚，电极活性物质的每单位面积的重量为使用集电箔的情况的2倍以上，因此，电解液难以渗透至电极的内部，离子供应会不足。这种情况在提高锂离子二次电池的能量密度时会更加显著。另外，由于电极内的离子的移动距离会增大，因此，存在离子扩散阻力增加的问题。进而，如果重复充放电循环，电解液向电极的外侧移动，在电极的内部电解液不足，因此，存在耐久性降低的问题。
本发明的目的在于提供一种能够减小离子扩散阻力并能够提高耐久性的电极。
[解决问题的技术手段]
本发明的一态样提供一种电极，其具有集电体与电极复合材料，前述集电体是金属多孔体，在前述集电体的空隙中填充有前述电极复合材料，前述电极复合材料包含电极活性物质和导电助剂的多孔聚集体。
前述电极复合材料可以是一种三层结构体，其在厚度方向上依次具有上表面层、中间层及下表面层，前述导电助剂的多孔聚集体包含在前述中间层中。
本发明的另一态样提供一种蓄电装置，其具有上述的电极与电解液。
(发明的效果)
根据本发明，能够提供一种能够减小离子扩散阻力并能够提高耐久性的电极。
附图说明
图1是绘示本实施方式的电极的结构的一个示例的图。
图2是绘示实施例1的正极的截面的SEM图像及EPMA分析结果。
图3是绘示比较例1的正极的截面的SEM图像及EPMA分析结果。
图4是绘示比较例2的正极的截面的SEM图像及EPMA分析结果。
图5是绘示实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的初始电池电阻的评价结果的图。
图6是绘示实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的C率特性的评价结果的图。
图7是实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的容量保持率的评价结果的图。
图8是实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的电阻变化率的评价结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
<电极>
图1绘示出本实施方式的电极的结构的一个示例。
电极10具有集电体11与电极复合材料12。集电体11是金属多孔体，在集电体11的空隙中填充有电极复合材料12。电极复合材料12包含电极活性物质13与导电助剂的多孔聚集体14。
此外，集电体11可以具有空隙中填充有电极复合材料12的区域和空隙中未填充电极复合材料12的区域。
电极10在电极复合材料12的内部存在导电助剂的多孔聚集体14，而电解液容易渗入导电助剂的多孔聚集体14的内部，因此，离子传导性提高，其结果，离子扩散阻力显著减小，而不会降低电极10的电极密度。另外，电极复合材料12的流体置换性提高，因此，可抑制循环试验中电解液的干枯，电极10的耐久性也提高。
电极复合材料12是一种三层结构体，其在厚度方向上依次具有上表面层(A层)、中间层(B层)及下表面层(C层)，导电助剂的多孔聚集体14也可以包含在B层中。由此，由于将导电助剂的多孔聚集体14，导入被填充到集电体11的空隙中的电极复合材料12的中心部，因此，可抑制电解液向电极10的外部排出。
此处，导电助剂的多孔聚集体14也可以仅包含在B层中。
另外，导电助剂的多孔聚集体14也可以包含在A层及C层中的至少一层中。该情况下优选的是，B层中含有的导电助剂的多孔聚集体14多于A层及C层。
[金属多孔体]
作为金属多孔体没有特别限定，只要是能够将电极复合材料填充到空隙中的金属多孔体即可，可列举例如泡沫金属等。
泡沫金属具有网眼结构，并且表面积较大。将泡沫金属用作集电体，从而可以在泡沫金属的空隙中填充电极复合材料，能够增加电极的每单位面积的电极活性物质量，并能够提高二次电池的体积能量密度。另外，由于容易固定电极复合材料，即使不增稠用于涂覆电极复合材料的浆料，也能够形成厚的电极复合材料膜。另外，可以减少增稠浆料所需的粘接剂。因此，与将金属箔用作集电体相比，可以形成低电阻的厚电极复合材料膜。因此，可以增加电极的每单位面积的容量，其结果，能够有利于提高二次电池的容量。
作为构成金属多孔体的金属，可列举例如镍、铝、不锈钢、钛、铜、银、镍铬合金等。其中，作为构成正极集电体的金属多孔体，优选泡沫铝，作为构成负极集电体的金属多孔体，优选泡沫铜或泡沫镍。
[电极复合材料]
电极复合材料包含电极活性物质与导电助剂的多孔聚集体，但还可以包含其他成分。
作为其它成分，可列举例如固体电解质、除导电助剂的多孔聚集体之外的导电助剂、粘接剂等。
作为正极复合材料中包含的正极活性物质，没有特别限定，只要是可以吸附和释放锂离子的材料即可，可列举例如，LiCoO2、Li(Ni5/10Co2/10Mn3/10)O2、Li(Ni6/10Co2/10Mn2/10)O2、Li(Ni8/10Co1/10Mn1/10)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li(Ni1/6Co4/6Mn1/6)O2、Li(Ni1/3Co1/ 3Mn1/3)O2、LiCoO4、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、硫化锂、硫等。
作为负极复合材料中包含的负极活性物质，没有特别限定，只要是可以吸附和释放锂离子的材料即可，可列举例如金属锂、锂合金、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物，Si、SiO、碳材料等。
作为碳材料，可列举例如人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳等。
作为构成导电助剂的多孔聚集体的材料，可列举例如乙炔黑、炉黑、炭黑等。
此处，可以利用在制作包含后述的电极复合材料的浆料时控制导电助剂的分散性，而获得导电助剂的多孔聚集体。
作为炭黑的制造方法，可列举例如炉法、热法等。
导电助剂的多孔聚集体的尺寸优选在5μm以上，更优选在10μm以上。如果导电助剂的多孔聚集体的尺寸增大，则离子传导性提高。
此外，导电助剂的多孔聚集体的尺寸可以由电极截面的SEM-EPMA图像的碳成像求出。
构成除导电助剂的多孔聚集体之外的导电助剂的材料可以与导电助剂的多孔聚集体相同，也可以不同。
作为粘接剂，可列举例如聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸钠等。
<电极的制造方法>
本实施方式的电极的制造方法没有特别限定，可以使用本技术领域中通常的方法。
作为在集电体的空隙中填充电极复合材料的方法没有特别限定，可列举例如如下方法，使用柱塞式模头涂布机，施加压力以将包含电极复合材料的浆料填充到集电体的空隙中的方法等。
作为在集电体的空隙中填充电极复合材料的其它的方法，可列举了如下的方法，使集电体的表面和背面之间产生压差，并利用压差，使包含电极复合材料的浆料渗透并填充到集电体的空隙中。
在将包含电极复合材料的浆料填充到集电体的空隙中之后，可以使用本技术领域中的通常的方法。例如，将填充有电极复合材料的集电体干燥后，对其进行压制，获得电极。此时，利用压制，可以调整集电体的空隙率和电极复合材料的密度。
<蓄电装置>
本实施方式的蓄电装置具有本实施方式的电极与电解液。
作为蓄电装置，可列举例如锂离子二次电池等二次电池、电容器等。
本实施方式的电极可以仅用于正极，也可以仅用于负极，还可以用于正极和负极两者。
[锂离子二次电池]
本实施方式的锂离子二次电池具备正极、负极、位于正极与负极之间的隔膜、及电解液。在本实施方式的锂离子二次电池中，正极和负极中的至少一个形成本实施方式的电极。
在本实施方式的锂离子二次电池中，不使用本实施方式的电极的正极或负极没有特别限定，只要是作为锂离子二次电池的正极或负极发挥作用即可。
在本实施方式的锂离子二次电池中，从能够构成电极的材料中选择两种材料，比较这两种材料的充放电电位，选择显示高电位的材料应用到正极，选择表现出低电位的材料应用到负极，能够构成任意的电池。
作为隔膜，没有特别限定，可以使用可用于锂离子二次电池的公知的隔膜。
作为构成隔膜的材料，可列举例如，聚乙烯、聚丙烯等。
电解液也可以是在溶剂中溶解有电解质的溶液。
作为电解质，可列举例如LiPF6、LiBF4、LiClO4等。
作为溶剂，可列举例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等，也可以同时使用两种以上。
[实施例]
以下对本发明的实施例进行说明，但本发明不限定于实施例。
<实施例1>
[正极的制作]
(正极集电体)
作为正极集电体，准备厚度1.0mm、气孔率95％、单体数46～50个/英寸、孔径0.5mm、比表面积5000m2/m3的泡沫铝。
(正极复合材料浆料的制作)
作为正极活性物质，准备LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。
将正极活性物质94质量％、作为导电助剂的炉黑4质量％、作为粘接剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)2质量％混合后，将获得的混合物分散在适量的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，制作正极复合材料浆料。此时，在正极复合材料浆料中，炉黑处于低分散状态。
(正极复合材料的填充)
使用柱塞式模头涂布机，以涂布量90mg/cm2，将正极复合材料浆料涂布在正极集电体上之后，在真空条件下，以120℃干燥12小时。接着，以压力15ton对填充有正极复合材料的正极集电体进行辊压，制作正极。构成所获得的正极的电极复合材料的每单位面积的重量为90mg/cm2，密度为3.2g/cm3。制作的正极冲孔加工成3cm×4cm来使用。
[负极的制作]
(负极复合材料浆料的制作)
将天然石墨96.5质量％、作为导电助剂的炭黑1质量％、作为粘接剂的丁苯橡胶(SBR)1.5质量％、作为增稠剂的羧甲基纤维素钠(CMC)1质量％混合后，使所获得的混合物分散在适量的蒸馏水中，制作负极复合材料浆料。
(负极复合材料层的形成)
作为负极集电体，准备厚度8μm的铜箔。
使用模具涂布机，以涂布量45mg/cm2，将负极复合材料浆料涂布在集电体上之后，在真空条件下，以120℃干燥12小时。接着，以压力10ton对形成有负极复合材料层的集电体进行辊压，制作负极。构成所获得的负极的电极复合材料层的每单位面积的重量为45mg/cm2，密度为1.5g/cm3。将制作的负极冲孔加工成3cm×4cm来使用。
[锂离子二次电池的制作]
作为隔膜，准备形成厚度25μm的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层层叠体的微多孔膜，冲孔加工成3cm×4cm来使用。
将二次电池用铝层压体热封并加工成袋状后，向加工物中插入层压体，制作层压体电池，所述层压体在正极与负极之间配置有隔膜。
作为电解液，准备将1.2mol的LiPF6溶解在溶剂中的溶液，所述溶剂是将碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯以3:4:3的体积比混合而成。
向层压体电池中注入电解液，制作锂离子二次电池。
<比较例1>
在制作正极复合材料浆料时，使用事先混合有导电助剂、分散剂、及NMP的导电助剂分散液代替导电助剂，除此之外，其它以与实施例1相同的方式制作锂离子二次电池。在正极复合材料浆料中炉黑处于高分散状态。
<比较例2>
在制作正极复合材料浆料时，使用乙炔黑代替炉黑，并使用事先混合有导电助剂、分散剂、及NMP的导电助剂分散液代替导电助剂，除此之外，其它以与实施例1相同的方式制作锂离子二次电池。在正极复合材料浆料中，乙炔黑处于高分散状态。
<正极的截面观察>
使用SEM-EPMA，观察实施例1及比较例1、2的正极的截面。首先，利用离子铣削加工正极的截面。此时，截面加工条件为加速电压6kV，载物台摆角±30°。接着，使用SEM-EPMA，观察正极的截面。此时，测量条件为加速电压5～15kV、探针电流1～10nA。另外，映射元素以碳、氟和钴为对象。
图2是绘示实施例1的正极的截面的SEM图像及EPMA分析结果。另外，图3、4分别是绘示比较例1、2的正极的截面的SEM图像及EPMA分析结果。
从图2～4可知，实施例1的正极形成有具有5μm以上尺寸的炉黑多孔聚集体，相对于此，比较例1、2的正极分别没有形成具有5μm以上尺寸的炉黑多孔聚集体和具有5μm以上尺寸的乙炔黑多孔聚集体。
<锂离子二次电池的初始特性的评价>
对于实施例1及比较例1、2的锂离子二次电池进行了以下的初始特性的评价。
[初始放电容量]
将锂离子二次电池在测量温度(25℃)放置3小时后，以0.33C实施恒流充电至4.2V，接着以4.2V的电压实施恒压充电5小时。接着，将锂离子二次电池放置30分钟之后，以0.33C的放电率实施放电至2.5V，测量放电容量。将获得的放电容量设为初始放电容量。
[初始电池电阻]
将测量初始放电容量后的锂离子二次电池，调整为充电水平(State of Charge,SOC)50％。接着，作为电流值0.2C，放电10秒钟，放电结束后测量10秒后的电压。接着，将锂离子二次电池放置10分钟，之后实施补充充电，使SOC恢复到50％，将锂离子二次电池放置10分钟。接着，分别以0.5C、1C、1.5C、2C、2.5C的C率实施上述的操作，并以横轴为电流值，以纵轴为电压作图。将作图获得的近似直线的倾斜度设为锂离子二次电池的初始电池电阻。
图5示出了实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的初始电池电阻的评价结果。
由图5可知，实施例1的锂离子二次电池的初始电池电阻(特别是长时间的离子扩散阻力)小于比较例1、2的锂离子二次电池。
[C率特性]
将测量初始放电容量后的锂离子二次电池在测量温度(25℃)放置3小时后，以0.33C实施恒流充电至4.2V，接着以4.2V的电压实施恒压充电5小时。接着，将锂离子二次电池放置30分钟之后，以0.5C的放电率(C率)实施放电至2.5V，测量初始放电容量。
分别以0.33C、1C、1.5C、2C、2.5C、3C、3.5C、4C的各C率实施上述的操作，将各C率下的初始放电容量转换成将0.33C下的初始放电容量设为100％时的容量保持率，设为C率特性。
图6示出了实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的C率特性的评价结果。
从图6可知，实施例1的锂离子二次电池的容量保持率大于比较例1、2的锂离子二次电池。
<锂离子二次电池的耐久后特性评价>
对实施例1及比较例1、2的锂离子二次电池进行以下的耐久后特性评价。
[耐久后放电容量]
在45℃的恒温槽中，以0.6C对锂离子二次电池实施恒流充电至4.2V，接着以4.2V的电压恒压充电5小时或者实施充电至形成0.1C的电流值。接着，将锂离子二次电池放置30分钟后，以0.6C的放电率恒流放电至2.5V，并放置30分钟，将上述操作重复200个循环。接着，在25℃的恒温槽中，在放电至2.5V后的状态下，将锂离子二次电池放置24小时，之后，以与初始放电容量相同的方式测量耐久后放电容量。每200个循环，重复该操作，直到400个循环，测量耐久后放电容量。
[耐久后电池电阻]
耐久后放电容量的测量中的400个循环结束后，调整充电水平(State of Charge,SOC)至50％，以与初始电池电阻相同的方式求出耐久后电池电阻。
[容量保持率]
求出每200个循环的耐久后放电容量相对于初始放电容量的比，并设为各个循环中的容量保持率。
图7中示出了实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的容量保持率的评价结果。
从图7可知，实施例1的锂离子二次电池的200～400个循环中的容量保持率大于比较例1、2的锂离子二次电池。
[电阻变化率]
求出耐久后电池电阻相对于初始电池电阻的比，设为电阻变化率。
图8中示出了实施例1、比较例1、2的锂离子二次电池的电阻变化率的评价结果。
从图8可知，实施例1的锂离子二次电池在400个循环中的电阻变化率小于比较例1、2的锂离子二次电池。
由以上可知，实施例1的正极的耐久性高于比较例1、2的正极。
附图标记
10 电极
11 集电体
12 电极复合材料
13 电极活性物质
14 导电助剂的多孔聚集体

Claims (3)

1.一种电极，其具有集电体与电极复合材料，
前述集电体是金属多孔体，
在前述集电体的空隙中填充有前述电极复合材料，
前述电极复合材料包含电极活性物质与导电助剂的多孔聚集体。
2.根据权利要求1所述的电极，其中，
前述电极复合材料是一种三层结构体，其在厚度方向上依次具有上表面层、中间层及下表面层，
前述导电助剂的多孔聚集体包含在前述中间层中。
3.一种蓄电装置，其具有权利要求1或2所述的电极与电解液。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205427A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 株式会社Uacj 非水电解质二次电池用电极和使用该电极的非水电解质二次电池
CN104205445A (zh) * 2012-03-22 2014-12-10 住友电气工业株式会社 集电体用三维网状金属多孔体、电极以及非水电解质二次电池
CN107093701A (zh) * 2017-06-12 2017-08-25 上海汇平新能源有限公司 一种具有优异电化学性能的厚电极制备方法及锂离子电池
US20200058928A1 (en) * 2017-05-22 2020-02-20 Lg Chem, Ltd. Flexible Electrode, Method for Manufacturing the Same and Secondary Battery Including the Same
JP2020167000A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 Tdk株式会社 電極及び非水電解液二次電池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5832729B2 (ja) * 2010-07-28 2015-12-16 株式会社デンソー 二次電池用電極及び非水電解液電池
JP2021007834A (ja) 2020-10-27 2021-01-28 株式会社サンセイアールアンドディ 遊技機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205445A (zh) * 2012-03-22 2014-12-10 住友电气工业株式会社 集电体用三维网状金属多孔体、电极以及非水电解质二次电池
CN104205427A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 株式会社Uacj 非水电解质二次电池用电极和使用该电极的非水电解质二次电池
US20200058928A1 (en) * 2017-05-22 2020-02-20 Lg Chem, Ltd. Flexible Electrode, Method for Manufacturing the Same and Secondary Battery Including the Same
CN107093701A (zh) * 2017-06-12 2017-08-25 上海汇平新能源有限公司 一种具有优异电化学性能的厚电极制备方法及锂离子电池
JP2020167000A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 Tdk株式会社 電極及び非水電解液二次電池

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