CN115176363A - 导电性基体以及二次电池 - Google Patents

导电性基体以及二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN115176363A
CN115176363A CN202180016026.3A CN202180016026A CN115176363A CN 115176363 A CN115176363 A CN 115176363A CN 202180016026 A CN202180016026 A CN 202180016026A CN 115176363 A CN115176363 A CN 115176363A
Authority
CN
China
Prior art keywords
active material
material layer
conductive substrate
electrode active
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180016026.3A
Other languages
English (en)
Inventor
永田佳秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN115176363A publication Critical patent/CN115176363A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/68—Current collectors characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/198—Sealing members characterised by the material characterised by physical properties, e.g. adhesiveness or hardness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/50—Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

导电性基体具备：保持体，含有非结晶性的第一超级工程塑料；以及多个覆盖粒子，分散在该保持体的内部，包括含有导电性材料的中心部和覆盖该中心部的表面并且含有结晶性的第二超级工程塑料的覆盖部。

Description

导电性基体以及二次电池
技术领域
本技术涉及导电性基体以及二次电池。
背景技术
由于便携式电话等多种电子设备正在普及，正在进行因此作为小型且轻量并且能够得到高能量密度的电源的二次电池的开发。作为该二次电池，提出了电流经由导电性基体(集电体)沿纵向(电极的层叠方向)流动的双极型二次电池。这是因为电子的传导路径变短，并且可以得到高电池电压。
关于用于双极型二次电池的集电体的构成进行了各种研究。具体而言，为了防止短路并抑制电阻的增大，在一对导电性的离子阻断层之间配置有导电性的树脂层，该导电性的树脂层与一对导电性的离子阻断层电接合(例如，参照专利文献1。)。另外，为了得到高电子传导性，在有机结构体中埋设导电材料，以至少得到膜厚方向的电子传导性(例如，参照专利文献2。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-277862公报
专利文献2：日本特开2010-073500号公报
发明内容
为了解决与双极型二次电池有关的技术问题，进行了各种研究，但由于兼顾电特性和物理特性的对策还不充分，因此有改善的余地。
本技术是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于，提供能够兼顾电特性和物理特性的导电性基体以及二次电池。
本技术的一个实施方式的导电性基体具备：保持体，含有非结晶性的第一超级工程塑料；以及多个覆盖粒子，分散在该保持体的内部，包括含有导电性材料的中心部和覆盖该中心部的表面并且含有结晶性的第二超级工程塑料的覆盖部。
本技术的一个实施方式的二次电池具备上述的本技术的一个实施方式的导电性基体作为集电体。
根据本技术的一个实施方式的导电性基体或二次电池，在该导电性基体中，在保持体(非结晶性的第一超级工程塑料)的内部分散有多个覆盖粒子，该覆盖粒子包括中心部(导电性材料)以及覆盖部(结晶性的第二超级工程塑料)，因此能够兼顾电特性和物理特性。
需要说明的是，本技术的效果并不限定于在此说明的效果，也可以是与后述的本技术有关的一系列效果中的任何效果。
附图说明
图1是示意性地表示本技术的一个实施方式中的导电性基体的构成的剖视图。
图2是表示本技术的一个实施方式中的二次电池的构成的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本技术的一个实施方式进行详细说明。需要说明的是，说明的顺序如下所述。
1.导电性基体
1-1.构成
1-2.动作
1-3.制造方法
1-4.作用以及效果
2.二次电池
2-1.构成
2-2.动作
2-3.制造方法
2-4.作用以及效果
3.变形例
＜1.导电性基体＞
首先，对本技术的一个实施方式的导电性基体进行说明。
在此说明的导电性基体是具有导电性的支承体。该导电性基体用于支承被支承体，并且确保该被支承体的导电性(电子传导性)。
导电性基体的用途没有特别限定，具体而言，是需要集电性的电子器件的电极等，该电子器件的种类没有特别限定，具体而言，是电池以及电容器等。另外，电池可以是一次电池，也可以是二次电池。在导电性基体的用途是电子器件的情况下，上述的被支承体是进行电极反应的活性物质层，在该电子器件是二次电池的情况下，上述的电极反应是充放电反应。
＜1-1.构成＞
图1示意性地示出了本技术的一个实施方式中的导电性基体的截面构成。在图1中，为了容易理解导电性基体的构成，对该导电性基体的尺寸(X轴方向的长度以及Z轴方向的厚度)以及覆盖粒子20的尺寸(粒径)进行变形(适当调整)。
如图1所示，该导电性基体具备保持体10和多个覆盖粒子20。
[保持体]
保持体10在内部分散有多个覆盖粒子20的状态下保持该多个覆盖粒子20。
该保持体10含有非结晶性的第一超级工程塑料(以下称为“第一SEP”。)中的任意一种或两种以上。“超级工程塑料”是指即使在约150℃以上的高温环境中也能够持续发挥基于物理特性等的功能的高耐热性塑料(高耐热性树脂)的总称。“第一SEP”是指上述的超级工程塑料中具有非结晶性的超级工程塑料。
由图1可知，保持体10是保持多个覆盖粒子20的导电性基体的母体。由此，含有第一SEP的保持体10主要发挥确保导电性基体的物理特性的功能。
详细而言，第一SEP具有非结晶性，即由于分子链随机排列而不具有结晶性，因此从拉伸强度以及弯曲弹性模量等物理特性的观点来看具有优异的物性。
由此，在含有第一SEP的保持体10中，由于可以抑制硬直化以及脆化而可以确保柔软性(或可挠性)，因此该保持体10可以确保导电性基体的物理耐久性(物理强度)。在这种情况下，特别是，即使后述的保持体10中的多个中心部21的含量(分散量)增加，也可以确保导电性基体的物理强度。
因此，通过保持体10可以防止导电性基体的破损。该导电性基体的破损是指发生龟裂、导电性基体的断裂以及导电性基体的崩溃等。
第一SEP的种类只要是具有非结晶性的超级工程塑料中的任意一种或两种以上即可，没有特别限定。第一SEP的具体例子是聚醚酰亚胺(Polyetherimide(PEI))、聚砜(Polysulfone(PSU))、聚苯砜(PolyPhenylSulfone(PPSU))以及聚芳酯(Polyarylate(PAR))等。
需要说明的是，导电性基体的尺寸(X轴方向的长度、Y轴方向的宽度以及Z轴方向的厚度)主要根据保持体10的长度、宽度以及厚度来决定。保持体10的长度、宽度以及厚度没有特别限定，能够根据导电性基体的用途等任意设定。
在这种情况下，由于保持体10的厚度足够小，因此导电性基体可以是具有可挠性的膜状，由于保持体10的厚度足够大，因此导电性基体可以是具有刚性的板状。
[多个覆盖粒子]
多个覆盖粒子20分散在保持体10的内部，由该保持体10保持。该覆盖粒子20包括中心部21和覆盖部22。
(中心部)
中心部21含有导电性材料中的任意一种或两种以上。由此，含有导电性材料的中心部21主要发挥确保导电性基体的导电性的功能，是所谓的导电性填料。
中心部21的形状没有特别限定，具体而言，是球状(包括椭圆状。)、针状、板状、鳞片状、管状、纤维状、棒状以及不定形状等中的任意一种或两种以上。在图1中，为了简化中心部21的图示内容，将该中心部21的形状设为球状。
导电性材料的种类没有特别限定，具体而言，为碳材料以及金属材料等。这是因为可以得到优异的导电性。
碳材料是碳纳米纤维、炭黑、多孔碳、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈等。碳纳米纤维是气相生长碳纤维(Vapor grown carbon fiber(VGCF))等。炭黑是科琴黑以及乙炔黑等。碳纳米管是单层碳纳米管(Single wall carbon nanotube(SWCNT))以及多层碳纳米管(multi wall carbon nanotube(MWCNT))等。金属材料是镍以及不锈钢等。
其中，中心部21的形状优选为纤维状。这是因为，由于在保持体10的内部，中心部21彼此容易电连接而容易形成导电性路径(电子传导路径)，因此导电性基体的导电性提高。由此，导电性材料优选为纤维状的碳材料，更具体而言，优选为碳纳米纤维以及碳纳米管等。
需要说明的是，中心部21的尺寸(平均粒径以及平均长度)没有特别限定，因此能够根据导电性基体的用途等任意设定。该“平均粒径”为中值粒径D50(μm)。
(覆盖部)
覆盖部22覆盖中心部21的表面。该覆盖部22可以覆盖中心部21的表面中的整体，也可以仅覆盖该中心部21的表面中的一部分。在后者(覆盖一部分)的情况下，也可以在彼此分离的多个部位多个覆盖部22覆盖中心部21的表面。
另外，覆盖部22含有结晶性的第二超级工程塑料(以下称为“第二SEP”。)中的任意一种或两种以上。“第二SEP”是指上述的超级工程塑料中具有结晶性的超级工程塑料。
由图1可知，覆盖部22夹设在保持体10与中心部21之间，从而覆盖该中心部21的表面。由此，含有第二SEP的覆盖部22主要通过电化学地保护中心部21的表面，从而发挥确保导电性基体的电特性的功能。
详细而言，第二SEP具有结晶性，即分子链规则地排列，因此从电化学稳定性的观点来看具有优异的物性。
由此，在含有第二SEP的覆盖部22中，由于反应性的降低而确保了电化学的耐性，因此该覆盖部22可以抑制在中心部21的表面上发生副反应。在这种情况下，特别是，在电子器件等用途中，如果将导电性基体与电解液一起使用，则可以抑制中心部21表面的电解液的分解反应。
因此，在将导电性基体应用于具备电解液的电子器件的情况下，利用覆盖部22提高中心部21的电化学稳定性，因此导电性基体的电特性提高。
第二SEP的种类只要是具有结晶性的超级工程塑料中的任意一种或两种以上即可，没有特别限定。第二SEP的具体例子是聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide(PPS))、聚醚醚酮(Polyetheretherketone(PEEK))、聚醚砜(Polyethersulfone(PES))以及聚酰胺酰亚胺(Polyamideimide(PAI))等。
需要说明的是，覆盖部22的尺寸(中心部21的表面的覆盖方向的尺寸即覆盖厚度)没有特别限定，因此能够根据导电性基体的用途等任意设定。
[混合比]
在此，保持体10(第一SEP)和多个中心部21(导电性材料)的混合比没有特别限定。其中，优选导电性基体中的多个中心部21的含量足够少，具体而言，优选为5重量％～25重量％，更优选为5重量％～20重量％。这是因为，在抑制保持体10的硬直化以及脆化的同时，通过多个中心部21可以得到充分的导电性，因此在导电性基体中容易兼顾确保物理强度和确保导电性。
在将保持体10的重量和覆盖部22的重量的总和设为100重量％的情况下，在此说明的导电性基体中的多个中心部21的含量表示该多个中心部21的重量相当于多少重量％。
另外，保持体10(第一SEP)和多个覆盖部22(第二SEP)的混合比没有特别限定。其中，优选保持体10的重量相对于保持体10的重量和多个覆盖部22的重量的总和所占的比例R1大于多个覆盖部22的重量相对于保持体10的重量和多个覆盖部22的重量的总和所占的比例R2。这是因为，在通过覆盖部22充分抑制中心部21的表面的反应性的同时，通过保持体10可以得到充分的柔软性，因此在导电性基体中容易兼顾确保物理强度和确保电化学稳定性。
＜1-2.动作＞
在该导电性基体中，通过多个覆盖粒子20各自的中心部21(导电性材料)发挥导电性。
在这种情况下，如上所述，由于覆盖部22(第二SEP)覆盖中心部21的表面，因此通过该覆盖部22可以抑制在中心部21的表面上发生副反应。另外，由于在保持体10(第一SEP)的内部分散有多个覆盖粒子20(中心部21以及覆盖部22)，因此通过该保持体10可以确保导电性基体的柔软性。
＜1-3.制造方法＞
在制造导电性基体的情况下，如以下说明的那样，在制作多个覆盖粒子20之后，使用该多个覆盖粒子20来制作导电性基体。
首先，通过混合多个中心部21(粉末状的导电性材料)和多个颗粒(第二SEP)，得到混合物。接下来，使用双螺杆挤出机等熔融挤出成型机，一边加热混合物一边进行混炼，并且将该混合物成型。在这种情况下，通过在比第二SEP的熔融温度(熔点)高的温度下加热混合物，使该第二SEP熔融。
由此，由于在第二SEP的熔融物中分散有多个中心部21，因此该第二SEP的熔融物附着在各中心部21的表面上。因此，含有第二SEP的覆盖部22以覆盖中心部21的表面的方式形成，制成包括该中心部21以及覆盖部22的多个覆盖粒子20。
接下来，通过混合多个覆盖粒子20和多个颗粒(第一SEP)，得到混合物。接下来，使用T模挤出成型机等挤出成型机，一边加热混合物一边进行混炼，并且将该混合物成型为膜状或板状。在这种情况下，通过在比第一SEP的熔融温度(熔点)高的温度下加热混合物，使该第一SEP熔融。
由此，一边在第一SEP的熔融物中分散多个覆盖粒子20，一边将该第一SEP的熔融物成型为膜状或板状。因此，通过含有第一SEP的保持体10来保持多个覆盖粒子20，完成具备该保持体10以及多个覆盖粒子20的导电性基体。
＜1-4.作用以及效果＞
根据该导电性基体，在保持体10(非结晶性的第一SEP)的内部分散有多个覆盖粒子20，该覆盖粒子20包括中心部21(导电性材料)以及覆盖部22(结晶性的第二SEP)。
在这种情况下，如上所述，由中心部21(导电性材料)确保导电性，由保持体10(第一SEP)确保柔软性，并且由覆盖部22(第二SEP)抑制发生副反应。由此，通过确保柔软性，导电性基体的物理特性稳定化，并且通过抑制发生副反应，使用了导电性基体的电子器件的电特性提高。因此，能够兼顾电特性和物理特性。
特别是，如果第一SEP含有聚醚酰亚胺等，并且第二SEP含有聚苯硫醚等，则通过保持体10能够得到充分的柔软性，并且通过覆盖部22能够充分抑制发生副反应，因此能够得到更高的效果。
另外，如果导电性材料含有纤维状的碳材料，则由于容易形成导电性路径而提高导电性基体的导电性，因此能够得到更高的效果。
另外，如果比例R1大于比例R2，则在导电性基体中容易兼顾确保物理强度和确保电化学稳定性，因此能够得到更高的效果。
＜2.二次电池＞
接着，作为上述的导电性基体的用途的一例，对本技术的一个实施方式的二次电池进行说明。在该二次电池中，导电性基体作为电极集电用的集电体而使用。
在此说明的二次电池是具备集电体、正极活性物质层以及负极活性物质层的双极型二次电池，并且在该二次电池中，通过利用电极反应物质的嵌入脱嵌来得到电池容量。在这种情况下，为了防止在充电过程中电极反应物质在负极活性物质层的表面上析出，该负极活性物质层的充电容量大于正极活性物质层的放电容量。即，负极活性物质层的每单位面积的电化学容量被设定为大于正极活性物质层的每单位面积的电化学容量。
电极反应物质的种类没有特别限定，是碱金属以及碱土类金属等轻金属。碱金属是锂、钠以及钾等，碱土类金属是铍、镁以及钙等。
以下，以电极反应物质是锂的情况为例。利用锂的嵌入脱嵌来得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池。在该锂离子二次电池中，锂以离子状态嵌入以及脱嵌。
＜2-1.构成＞
图2示出了本技术的一个实施方式中的二次电池的截面构成。如图2所示，该二次电池具备电池元件30、正极引线40和负极引线50。
[电池元件]
电池元件30是进行电极反应，即二次电池的充放电反应的主要部分。该电池元件30主要具有电极31在高度方向(Z轴方向)上隔着隔膜32以及电解质层33交替层叠的多层结构。更具体而言，电极31隔着隔膜32交替层叠，并且电解质层33夹设在电极31与隔膜32之间。在此，电池元件30包括多个电极31、多个隔膜32和多个电解质层33。
(电极)
电极31包括集电体31A、正极活性物质层31B和负极活性物质层31C，集电体31A具有朝向彼此相反方向的一对表面(一个表面以及另一个表面)，正极活性物质层31B配置在该集电体31A的一个表面上，负极活性物质层31C配置在该集电体31A的另一个表面上。即，电极31是活性物质层(正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C)配置在集电体31A的两面上的双面电极。集电体31A的构成与上述的导电性基体的构成相同。
由于正极活性物质层31B、集电体31A以及负极活性物质层31C依次层叠，因此该集电体31A夹设在彼此具有相反极性的正极活性物质层31B与负极活性物质层31C之间。如上所述，该电极31是包括彼此具有相反极性的正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C的双曲型的电极。
另外，在多个电极31中，最靠近正极引线40的电极31(在高度方向上最下层的电极31)是在集电体31A上未配置负极活性物质层31C而仅配置正极活性物质层31B的单面电极。这是因为正极活性物质层31B经由集电体31A与正极引线40电连接。
另外，在多个电极31中，最靠近负极引线50的电极31(在高度方向上最上层的电极31)是在集电体31A上未配置正极活性物质层31B而仅配置负极活性物质层31C的单面电极。这是因为负极活性物质层31C经由集电体31A与负极引线50电连接。
在此，换言之，电池元件30具有多层结构，其中电极元件34在高度方向上隔着集电体31A交替层叠，使得最上层以及最下层分别是集电体31A。在此，电池元件30包括多个电极元件34和多个集电体31A。
电极元件34包括集电体31A、隔着电解质层33配置在该集电体31A的一个表面上的正极活性物质层31B，以及隔着电解质层33配置在该集电体31A的另一个表面上的负极活性物质层31C。
即，正极活性物质层31B、电解质层33、隔膜32、电解质层33以及负极活性物质层31C依次层叠。由此，隔膜32设置在正极活性物质层31B与负极活性物质层31C之间。另外，电解质层33(第一电解质层)夹设在正极活性物质层31B与隔膜32之间，并且电解质层33(第二电解质层)夹设在负极活性物质层31C与隔膜32之间。
电极元件34的层叠数没有特别限定，能够任意设定。在图2中，为了简化图示内容，示出了电极元件34的层叠数为5层的情况。
正极活性物质层31B包含能够嵌入脱嵌锂的正极活性物质中的任意一种或两种以上，并且还可以包含正极粘结剂以及正极导电剂等。
正极活性物质的种类没有特别限定，是锂过渡金属化合物等含锂化合物。该锂过渡金属化合物含有锂以及一种或两种以上的过渡金属元素，还可以含有一种或两种以上的其他元素。其他元素的种类可以是任意的元素(但过渡金属元素除外。)，没有特别限定。其中，其他元素优选属于长周期型周期表中的第2族～第15族的元素。需要说明的是，锂过渡金属化合物可以是氧化物，也可以是磷酸化合物、硅酸化合物以及硼酸化合物等中的任意一种。
氧化物的具体例子是LiNiO2、LiCoO2、LiCo0.98Al0.01Mg0.01O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、Li1.2Mn0.52Co0.175Ni0.1O2、Li1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)O2、LiMn2O4以及Li4Ti5O12等。磷酸化合物的具体例子是LiFePO4、LiMnPO4、LiFe0.5Mn0.5PO4以及LiFe0.3Mn0.7PO4等。
正极粘结剂包含合成橡胶以及高分子化合物等中的任意一种或两种以上。合成橡胶为苯乙烯丁二烯系橡胶等，并且高分子化合物为聚偏氟乙烯、聚酰亚胺以及羧甲基纤维素等。
正极导电剂包含碳材料等导电性材料中的任意一种或两种以上。该碳材料为石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。另外，导电性材料也可以是金属材料以及导电性高分子等。
负极活性物质层31C包含能够嵌入脱嵌锂的负极活性物质中的任意一种或两种以上，并且还可以包含负极粘结剂以及负极导电剂等。负极粘结剂以及负极导电剂各自的细节与正极粘结剂以及正极导电剂各自的细节相同。
负极活性物质的种类没有特别限定，为碳材料以及金属系材料等。碳材料为易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨等，该石墨为天然石墨以及人造石墨等。金属系材料是包含能够与锂形成合金的金属元素以及半金属元素中的任意一种或两种以上的材料，该金属元素以及半金属元素的具体例子是硅以及锡等。该金属系材料可以是单体，也可以是合金，也可以是化合物，也可以是它们中的两种以上的混合物，也可以是包含它们中的两种以上的相的材料。
金属系材料的具体例子是SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(0＜v≤2或0.2＜v＜1.4)、LiSiO、SnOw(0＜w≤2)、SnSiO3、LiSnO以及Mg2Sn等。
(隔膜)
隔膜32是使正极活性物质层31B和负极活性物质层31C彼此分离的多孔膜，并且含有聚乙烯以及聚丙烯等高分子化合物中的任意一种或两种以上。该隔膜32作为允许电子的移动并且禁止离子(锂离子)的移动的离子屏障而发挥作用。需要说明的是，隔膜32也可以是含有芳香族聚酰胺纤维、玻璃纤维以及尼龙纤维等中的任意一种或两种以上的无纺布。
(电解质层)
电解质层33是包含电解液以及高分子化合物的凝胶状的电解质，并且在该电解质层33中，电解液由高分子化合物保持。这是因为可以得到高离子传导性，并且可以防止电解液的漏液。
电解液包含溶剂以及电解质盐。溶剂包含碳酸酯系化合物、羧酸酯系化合物以及内酯系化合物等非水溶剂(有机溶剂)中的任意一种或两种以上。电解质盐包含锂盐等轻金属盐中的任意一种或两种以上。高分子化合物包含聚偏氟乙烯等中的任意一种或两种以上。
[正极引线以及负极引线]
如上所述，由于正极引线40经由集电体31A连接至作为单面电极的最下层的电极31(正极活性物质层31B)，因此正极引线40电连接至该正极活性物质层31B。如上所述，由于负极引线50经由集电体31A连接至作为单面电极的最上层的电极31(负极活性物质层31C)，因此负极引线50电连接至该负极活性物质层31C。
在此，正极引线40延伸至电池元件30的外侧，负极引线50朝向与正极引线40的导出方向相反的方向延伸至电池元件30的外侧。另外，正极引线40以及负极引线50中的每一个可以在彼此共同的方向上延伸。正极引线40以及负极引线50中的每一个包含导电性材料中的任意一种或两种以上，该导电性材料为铝、铜、镍以及不锈钢等。正极引线40以及负极引线50各自的形状为薄板状以及网眼状等。
[其他]
需要说明的是，二次电池还可以具备未图示的其他构成要素中的任意一种或两种以上。
其他构成要素是收容电池元件30的外包装部件等。该外包装部件可以是具有刚性的金属罐，也可以是具有柔软性的外包装膜，也可以是除此以外的部件。在电池元件30收容在外包装部件的内部的情况下，正极引线40以及负极引线50分别从外包装部件的内部朝向外部被导出。
＜2-2.动作＞
在二次电池充电时，锂从正极活性物质层31B中脱嵌，该锂经由电解质层33嵌入到负极活性物质层31C中。另外，在二次电池放电时，锂从负极活性物质层31C中脱嵌，该锂经由电解质层33嵌入到正极活性物质层31B中。在这些充放电时，锂以离子状态被嵌入脱嵌。
＜2-3.制造方法＞
在制造二次电池的情况下，在通过以下说明的步骤制作电极元件34之后，使用该电极元件34来制作二次电池。
[正极活性物质层的制作]
首先，将正极活性物质、正极粘结剂以及正极导电剂等的混合物(正极复合材料)投入到有机溶剂等溶剂中，由此制备糊状的正极复合材料浆料。接下来，将正极复合材料浆料涂布在脱模基材的表面上，从而形成正极活性物质层31B。该脱模基材是在一个表面实施了脱模处理的基材，该基材是金属箔以及高分子膜等。关于在此说明的脱模基材的详细情况，在下文中也是同样。然后，根据需要，可以使用辊压机等将正极活性物质层31B压缩成型。在这种情况下，可以加热正极活性物质层31B，或者可以重复多次压缩成型。最后，将正极活性物质层31B从脱模基材上剥离。另外，在此，也可以不从脱模基材上剥离正极活性物质层31B，而在后述的电极元件34的制作工序中从脱模基材上剥离正极活性物质层31B。
[负极活性物质层的制作]
通过与上述的正极活性物质层31B的制作步骤同样的步骤来制作负极活性物质层31C。具体而言，将负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂等的混合物(负极复合材料)投入到有机溶剂等溶剂中，由此制备糊状的负极复合材料浆料，然后将负极复合材料浆料涂布在脱模基材的表面上，从而形成负极活性物质层31C。然后，根据需要，可以将负极活性物质层31C压缩成型。最后，将负极活性物质层31C从脱模基材上剥离。另外，在此，也可以不从脱模基材上剥离负极活性物质层31C，而在后述的电极元件34的制作工序中从脱模基材上剥离负极活性物质层31C。
[电解质层的制作]
首先，将电解质盐添加到溶剂中以制备电解液。接下来，通过混合高分子化合物、电解液和根据需要添加的有机溶剂，制备溶胶状的涂布溶液。最后，将涂布溶液涂布在正极活性物质层31B的表面上以制作凝胶状的电解质层33，并且将涂布溶液涂布在负极活性物质层31C的表面上以制作凝胶状的电解质层33。
[电极元件的制作]
首先，将形成有电解质层33的正极活性物质层31B、隔膜32和形成有电解质层33的负极活性物质层31C依次层叠在脱模基材上，从而制作层叠体。在这种情况下，电解质层33彼此隔着隔膜32而相互对置。接下来，使用压力机等，在层叠方向上一边加热层叠体一边进行按压(热压)。热压时的加热温度以及加压压力等条件能够任意设定。关于在此说明的热压的细节在下文中也是同样。由此，正极活性物质层31B经由电解质层33与隔膜32密合，负极活性物质层31C经由电解质层33与隔膜32密合，从而制作电极元件34。最后，将脱模基材从电极元件34(正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C)剥离。
[二次电池的组装]
首先，在脱模基材上隔着集电体31A交替层叠电极元件34，从而制作层叠体。在这种情况下，最下层以及最上层分别成为集电体31A。接下来，使用压力机等在层叠方向上对层叠体进行热压。由此，电极元件34彼此经由集电体31A而相互密合，从而制作电池元件30。接下来，将脱模基材从电池元件30剥离。最后，使用焊接法等将正极引线40连接至最下层的集电体31A，并且使用焊接法等将负极引线50连接至最上层的集电体31A。该焊接法是激光焊接法以及电阻焊接法等中的任意一种或两种以上。
[二次电池的稳定化]
对组装后的二次电池进行充放电。环境温度、充放电次数(循环数)以及充放电条件等各种条件能够任意设定。因此，在负极活性物质层31C等的表面上形成覆膜，从而使二次电池的状态电化学稳定。因此，完成使用了电极元件34的二次电池，即双极型二次电池。
＜2-4.作用以及效果＞
根据该二次电池，集电体31A具有与上述的导电性基体的构成相同的构成。在这种情况下，如上所述，通过确保柔软性，集电体31A的物理特性稳定化，并且通过抑制副反应(电解液的分解反应)，使用了集电体31A的二次电池的电特性提高。因此，在集电体31A中，可以兼顾电特性和物理特性，因此能够得到优异的循环特性。
在这种情况下，特别是，通过抑制电解液的分解反应，由该电解液的还原分解引起的不需要的覆膜的形成量减少，因此即使二次电池暴露于还原气氛中，电阻也不易上升。因此，可以得到足够稳定的循环特性。
需要说明的是，关于二次电池的其他作用以及效果与关于上述的导电性基体的其他作用以及效果相同。
＜3.变形例＞
接着，对上述的导电性基体以及二次电池各自的变形例进行说明。导电性基体以及二次电池的各自的构成能够如以下说明的那样适当变更。另外，以下说明的一系列变形例中的任意两种以上也可以相互组合。
[变形例1]
作为用作充放电反应的媒介的电解质，使用了作为凝胶状的电解质的电解质层33。然而，也可以直接使用作为液状的电解质的电解液来代替电解质层33。
使用了电解液的二次电池的构成除了省略了电解质层33，并且电解液浸渗到正极活性物质层31B、负极活性物质层31C以及隔膜32中的每一个中以外，与使用了电解质层33的二次电池的构成相同。
使用了电解液的二次电池的制造方法除了在不使用电解质层33的情况下制作层叠体，然后使电解液浸渗在该层叠体中以外，与使用了电解质层33的二次电池的制造方法相同。需要说明的是，在使用用于收容电池元件30的外包装部件的情况下，将层叠体收容在袋状的外包装部件的内部，然后将电解液注入到该袋状的外包装部件的内部，从而使电解液浸渗在该层叠体中。
即使在这种情况下，由于在正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C中的每一个中锂经由电解液嵌入脱嵌，因此能够得到同样的效果。
[变形例2]
使用了多孔膜作为隔膜32。然而，隔膜32也可以具有包括多孔膜和高分子化合物层的多层结构。
具有多层结构的隔膜32包括具有朝向彼此相反的方向的一对表面(一个表面以及另一个表面)的多孔膜，和配置在该多孔膜的一个表面以及另一个表面中的一方或双方上的高分子化合物层。这是因为多孔膜容易经由高分子化合物层与正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C中的一方或双方密合。由此，由于不易发生电池元件30的层叠错位，因此即使发生电解液的分解反应等，电池元件30也不易膨胀。
高分子化合物层含有高分子化合物和多个无机粒子，该多个无机粒子分散在高分子化合物中。这是因为在二次电池发热时多个无机粒子散热，因此该二次电池的耐热性以及安全性提高。高分子化合物包含聚偏氟乙烯等中的任意一种或两种以上。多个无机粒子包含氧化铝(三氧化二铝)、氮化铝、勃姆石、氧化硅(二氧化硅)、氧化钛(二氧化钛)、氧化镁(苦土)以及氧化锆(二氧化锆)等无机材料中的任意一种或两种以上。
即使在这种情况下，正极活性物质层31B和负极活性物质层31C隔着隔膜32而相互分离，使得允许电子的移动并且禁止离子的移动，从而能够得到同样的效果。在这种情况下，特别是，如上所述，可以抑制由电池元件30的膨胀引起的二次电池的膨胀，并且该二次电池的耐热性以及安全性提高。
需要说明的是，多个无机粒子不仅包含在高分子化合物中，也可以包含在多孔膜中。这是因为可以进一步抑制二次电池的膨胀，并且可以进一步提高该二次电池的耐热性以及安全性。
实施例
对本技术的实施例进行说明。
(实验例1～7)
如以下说明的那样，制作导电性基体(图1)，并且使用该导电性基体(集电体31A)制作了双极型二次电池(图2)，然后评价了该导电性基体的物性以及二次电池的电池特性。
[导电性基体的制作]
首先，通过混合多个中心部21(作为导电性材料的多个VGCF，平均直径＝0.15μm，平均长度＝10μm)和多个颗粒(第二SEP)，得到混合物。作为第二SEP，使用了聚苯硫醚(PPS)以及聚醚醚酮(PEEK)。
在这种情况下，如表1所示，调整了多个中心部21与多个颗粒(第二SEP)的混合比(重量比)。关于多个中心部21的混合比，调整了该多个中心部21的混合比，使得最终的导电性基体中的多个中心部21的含量(重量％)成为表1所示的值。关于多个颗粒(第二SEP)的混合比，调整了该多个颗粒的混合比，使得比例R2成为表1所示的值。
接下来，在熔融挤出成型机(双螺杆挤出机)中投入混合物，然后使用该挤出成型机一边加热(加热温度＝320℃以上)一边混炼混合物，由此使该混合物成型。在这种情况下，根据第二SEP的种类调整加热温度。由此，含有第二SEP的覆盖部22以覆盖中心部21的表面的方式形成，因此得到包括该中心部21以及覆盖部22的多个覆盖粒子20。
接下来，通过混合多个覆盖粒子20和多个颗粒(第一SEP)，得到混合物。作为第一SEP，使用了聚醚酰亚胺(PEI)以及聚砜(PSU)。
在这种情况下，如表1所示，调整了多个覆盖粒子20与多个颗粒(第一SEP)的混合比(重量比)。关于多个颗粒(第一SEP)的混合比，调整了该多个颗粒的混合比，使得比例R1成为表1所示的值。
最后，将混合物投入到挤出成型机(T模挤出成型机)中，然后使用该挤出成型机将混合物加热(加热温度＝320℃以上)的同时进行混炼，由此将该混合物挤出成型为膜状。在这种情况下，根据第一SEP的种类调整加热温度。由此，由于在含有第一SEP的保持体10中分散有多个覆盖粒子20，因此完成了具备该保持体10以及多个覆盖粒子20的导电性基体。
需要说明的是，为了进行比较，如表1所示，除了不使用作为覆盖部22的形成材料的多个颗粒(第二SEP)，并且使用了第二SEP(PPS)代替第一SEP作为保持体10的形成材料以外，通过同样的步骤制作了导电性基体。另外，为了进行比较，除了不使用作为覆盖部22的形成材料的多个颗粒(第二SEP)以外，通过同样的步骤制作了导电性基体。在这些情况下，由于没有形成覆盖部22，因此制作了具备保持体10以及多个中心部21的导电性基体。
[二次电池的制作]
通过以下的步骤，使用上述的导电性基体作为集电体31A制作了二次电池。
[正极活性物质层的制作]
首先，通过混合96质量份的正极活性物质(钴酸锂(LiCoO2))、3质量份的正极粘结剂(聚偏氟乙烯)和1质量份的正极导电剂(炭黑)，制成正极复合材料。接下来，将正极复合材料投入到溶剂(作为有机溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该溶剂，由此制备了糊状的正极复合材料浆料。接下来，将正极复合材料浆料涂布在脱模基材(脱模膜)的表面上，然后干燥该正极复合材料浆料，由此形成正极活性物质层31B。最后，使用辊压机对正极活性物质层31B进行压缩成型，然后真空干燥该正极活性物质层31B。
[负极活性物质层的制作]
首先，通过混合90质量份的负极活性物质(人造石墨)和10质量份的负极粘结剂(聚偏氟乙烯)，制成负极复合材料。接下来，将负极复合材料投入到溶剂(作为有机溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该溶剂，由此制备了糊状的负极复合材料浆料。接下来，将负极复合材料浆料涂布在脱模基材(脱模膜)的表面上，然后干燥该负极复合材料浆料，由此形成负极活性物质层31C。最后，使用辊压机对负极活性物质层31C进行压缩成型，然后真空干燥该负极活性物质层31C。
[电解质层的制作]
首先，将电解质盐(六氟磷酸锂(LiPF6))添加到溶剂(碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯)中，然后搅拌该溶剂。溶剂的混合比(重量比)为碳酸亚乙酯:碳酸亚丙酯＝50:50，并且相对于溶剂，电解质盐的含量为1mol/kg。
接下来，混合2质量份的高分子化合物(聚偏氟乙烯)、31质量份的电解液和67质量份的添加的溶剂(作为有机溶剂的碳酸二甲酯)，然后搅拌该添加的溶剂，由此制备了溶胶状的涂布溶液。
最后，将涂布溶液涂布在形成于脱模膜上的正极活性物质层31B的表面上，然后干燥该涂布溶液(挥发除去添加的溶剂)，由此制作了电解质层33。另外，将涂布溶液涂布在形成于脱模膜上的负极活性物质层31C的表面上，然后干燥该涂布溶液(挥发除去添加的溶剂)，由此制作了电解质层33。
[电极元件的制作]
首先，隔着隔膜32(微多孔性聚乙烯膜，厚度＝15μm)，将形成在脱模膜上的正极活性物质层31B和电解质层33，以及形成在脱模膜上的负极活性物质层31C和电解质层33彼此层叠，从而制作了层叠体。接下来，使用压力机对层叠体进行热压(加热温度＝105℃，冲压时间＝3秒钟)，从而制作了电极元件34。最后，将脱模膜从电极元件34(正极活性物质层31B以及负极活性物质层31C)上剥离。
[二次电池的组装]
首先，以最下层以及最上层分别成为集电体31A的方式，隔着该集电体31A(导电性基体)交替层叠电极元件34，从而制作层叠体。在这种情况下，电极元件34的层叠数为5层。接下来，使用压力机对层叠体进行热压(加热温度＝105℃，冲压时间＝3秒钟)。最后，使用激光焊接法将正极引线40(不锈钢)连接至最下层的集电体31A，并且使用激光焊接法将负极引线50(不锈钢)连接至最上层的集电体31A。
[二次电池的稳定化]
在常温环境中(温度＝23℃)，使二次电池充放电。在充电时，以0.1C的电流进行恒流充电直至电池电压达到4.45V，然后以该4.45V的电压进行恒压充电直至电流达到0.02C。在放电时，以0.1C的电流进行恒流放电直至电池电压达到3.0V。0.1C是指将电池容量(理论容量)在10小时内完全放电的电流值，并且0.02C是指将上述的电池容量在50小时内完全放电的电流值。
由此，在负极活性物质层31C等的表面上形成覆膜，从而使二次电池的状态稳定。因此，完成了双极型二次电池(锂离子二次电池)。
[导电性基体的物性以及二次电池的电池特性的评价]
评价导电性基体的物性(电特性以及物理特性)，并且评价了二次电池的电池特性(循环特性)，得到表1所示的结果。
(导电性基体的电特性)
首先，在常温环境中，依据JIS K 7194测定了导电性基体的电阻率(初始电阻率(Ω·cm))。
接下来，通过使用导电性基体作为电极，制作了具备导电性基体作为工作电极并且具备锂金属板作为对电极的试验用的二次电池(半电池)。接下来，使用试验用的二次电池进行了还原浮动试验。具体而言，在高温环境中(温度＝60℃)使试验用的二次电池连续充电。在充电时，在进行氧化反应时进行恒流恒压充电直到电池电压达到4.3V(锂金属的电位基准)，在进行还原反应时进行恒流恒压充电直到电池电压达到0.0V(锂金属的电位基准)，由此，进行充电直到总充电时间达到100小时。
接下来，还原浮动试验结束后，通过将试验用的二次电池解体，从该试验用的二次电池回收导电性基体(工作电极)后，使用有机溶剂(碳酸二甲酯以及乙醇)来清洗导电性基体。在这种情况下，依次使用碳酸二甲酯以及乙醇依次清洗导电性基体。
最后，在常温环境中再次测定导电性基体的电阻率(保存后电阻率(Ω·cm))后，计算出电阻率比＝保存后电阻率/初始电阻率。
(导电性基体的物理特性)
依据JIS K 7127“塑料拉伸特性的试验方法第三部分：膜以及片材的试验条件”，测定了导电性基体的断裂伸长率(％)。
(二次电池的循环特性)
首先，通过在常温环境中使二次电池充放电，测定了放电容量(第1个循环的放电容量)。接下来，在相同环境中重复二次电池的充放电直到循环数达到300个循环，从而测定了放电容量(第300个循环的放电容量)。最后，计算出容量维持率(％)＝(第300个循环的放电容量/第1个循环的放电容量)×100。充放电条件与上述的二次电池稳定化时的充放电条件相同。
[表1]
Figure BDA0003808905940000241
[考察]
如表1所示，导电性基体的物性(电特性以及物理特性)以及二次电池的电池特性(循环特性)分别根据该导电性基体的构成而显著变化。
具体而言，在使用了保持体10含有第一SEP并且含有第二SEP的覆盖部22覆盖中心部21的表面的导电性基体的情况下(实验例1～5)，由于抑制了电阻率比，因此电阻不易增加，并且得到了大断裂伸长率，因此确保了柔软性。由此，在使用了导电性基体(实验例1～5)作为集电体31A的二次电池中，得到了高容量维持率。
在这种情况下，特别是，当比例R1大于比例R2时(实验例1、2)，与比例R1、R2彼此相等的情况(实验例5)相比，在维持高容量维持率的同时断裂伸长率进一步增加。
与此相对，在使用了与上述的导电性基体不同的导电性基体的情况下(实验例6、7)，电阻率比增加，或者断裂伸长率不足。
具体而言，在覆盖部22未覆盖中心部21的表面的情况下(实验例7)，虽然得到了大断裂伸长率，但电阻率比显著增加。由此，在将导电性基体(实验例7)用作集电体31A的二次电池中，未得到高容量维持率。
另外，在覆盖部22未覆盖中心部21的表面，并且保持体10含有第二SEP而不是第一SEP的情况下(实验例6)，虽然抑制了电阻率比，但断裂伸长率为0％。由此，在将导电性基体(实验例6)用作集电体31A的二次电池中，由于在充放电时柔软性不足而导致二次电池破损，因此无法计算出容量维持率。
[总结]
由表1所示的结果可知，当导电性基体具备分散在保持体10(非结晶性的第一SEP)的内部的多个覆盖粒子20，并且该覆盖粒子20包括中心部21(导电性材料)以及覆盖部22(结晶性的第二SEP)时，在该导电性基体中，在抑制电阻比率的同时，得到了大断裂伸长率。因此，在导电性基体中兼顾了电特性和物理特性。
另外，在使用了上述的导电性基体作为集电体31A的二次电池中，得到了高容量维持率。因此，在二次电池中得到了优异的循环特性。
以上列举一个实施方式以及实施例对本技术进行了说明，但该本技术的结构并不限定于在一个实施方式以及实施例中说明的结构，并且能够进行各种变形。
具体而言，对使用凝胶状的电解质(电解质层)以及液状的电解质(电解液)的情况进行了说明，但该电解质的种类没有特别限定，因此也可以使用固体状的电解质(固体电解质)。
另外，对电极反应物质是锂的情况进行了说明，但该电极反应物质没有特别限定。具体而言，如上所述，电极反应物质可以是钠以及钾等其他碱金属，铍、镁以及钙等碱土类金属。此外，电极反应物质也可以是铝等其他轻金属。
本说明书中记载的效果仅是例示，因此本技术的效果并不限定于本说明书中记载的效果。因此，本技术也可以得到其他效果。

Claims (6)

1.一种导电性基体，具备：
保持体，含有非结晶性的第一超级工程塑料；以及
多个覆盖粒子，分散在所述保持体的内部，包括：中心部，含有导电性材料；及覆盖部，覆盖所述中心部的表面并且含有结晶性的第二超级工程塑料。
2.根据权利要求1所述的导电性基体，其中，
所述第一超级工程塑料包含聚醚酰亚胺、聚砜、聚苯砜以及聚芳酯中的至少一种，
所述第二超级工程塑料包含聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜以及聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的导电性基体，其中，
所述导电性材料包含纤维状的碳材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性基体，其中，
所述保持体的重量相对于所述保持体的重量和所述覆盖部的重量的总和的比例大于所述覆盖部的重量相对于所述保持体的重量和所述覆盖部的重量的总和的比例。
5.一种二次电池，
具备权利要求1至4中任一项所述的导电性基体作为集电体。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，
所述二次电池具备所述集电体和电极元件交替层叠而成的电池元件，
所述电极元件包括：
正极活性物质层；
负极活性物质层；
隔膜，配置在所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间；
第一电解质层，夹设在所述正极活性物质层与所述隔膜之间；以及
第二电解质层，夹设在所述负极活性物质层与所述隔膜之间。
CN202180016026.3A 2020-02-26 2021-02-09 导电性基体以及二次电池 Pending CN115176363A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-030309 2020-02-26
JP2020030309 2020-02-26
PCT/JP2021/004735 WO2021171999A1 (ja) 2020-02-26 2021-02-09 導電性基体および二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115176363A true CN115176363A (zh) 2022-10-11

Family

ID=77490445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180016026.3A Pending CN115176363A (zh) 2020-02-26 2021-02-09 导电性基体以及二次电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220407155A1 (zh)
EP (1) EP4095951A4 (zh)
JP (1) JP7347647B2 (zh)
CN (1) CN115176363A (zh)
WO (1) WO2021171999A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004031468A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 電気二重層キャパシター用集電体
JP4349793B2 (ja) * 2002-11-25 2009-10-21 三菱樹脂株式会社 導電性樹脂積層フィルム及びその製造方法
JP3981748B2 (ja) * 2002-09-30 2007-09-26 三菱樹脂株式会社 導電性熱可塑性樹脂フィルム及びその製造方法
JP5386900B2 (ja) 2008-09-18 2014-01-15 日産自動車株式会社 有機構造体を含む双極型リチウムイオン二次電池用集電体
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
JP5359562B2 (ja) 2009-05-28 2013-12-04 日産自動車株式会社 双極型電池用集電体
US20150280241A1 (en) * 2012-09-28 2015-10-01 Furukawa Electric Co., Ltd. Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, conductive filler, and electrical storage device
EP2830126B1 (en) * 2013-05-07 2019-07-03 LG Chem, Ltd. Electrode for secondary battery, preparation thereof, and secondary battery and cable-type secondary battery comprising the same
FR3083649B1 (fr) * 2018-07-05 2020-06-26 Armor Collecteur de courant a grille et dispositifs et procedes associes

Also Published As

Publication number Publication date
US20220407155A1 (en) 2022-12-22
JPWO2021171999A1 (zh) 2021-09-02
EP4095951A4 (en) 2024-05-01
EP4095951A1 (en) 2022-11-30
WO2021171999A1 (ja) 2021-09-02
JP7347647B2 (ja) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11322732B2 (en) Electrode for lithium-ion cell, lithium-ion cell, and method for manufacturing electrode for lithium-ion cell
JP3567131B2 (ja) 非水電解質電池
KR102192082B1 (ko) 음극 활물질, 상기 음극 활물질을 포함하는 음극 및 상기 음극을 포함하는 리튬 이차전지
KR20140106292A (ko) 리튬 이차전지용 음극 및 이를 채용한 리튬 이차전지
US11631851B2 (en) Method and system for multiple carbon precursors for enhanced battery electrode robustness
KR102480026B1 (ko) 다공성 아라미드 나노섬유 박막, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지
CN113892201B (zh) 负极活性物质、负极以及二次电池
JP2002117851A (ja) 炭素材料、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
JP6848363B2 (ja) 負極及び非水電解質蓄電素子
US20220037653A1 (en) Use of Silicon With Impurities In Silicon-Dominant Anode Cells
US11764350B2 (en) Anisotropic expansion of silicon-dominant anodes
JP2018098206A (ja) 双極型二次電池
JP7347647B2 (ja) 導電性基体および二次電池
WO2018110554A1 (ja) 双極型二次電池
US20210288304A1 (en) Anisotropic expansion of silicon-dominant anodes
WO2020153405A1 (ja) 樹脂基材およびバイポーラ型電池
US20210066722A1 (en) Method And System For Carbon Compositions As Conductive Additives For Silicon Dominant Anodes
KR101916569B1 (ko) 플렉시블 전극 및 이의 제조방법
US20210194011A1 (en) Method and system for carbon compositions as conductive additives for dense and conductive cathodes
Chen et al. Flexible Lithium Ion Batteries
KR20240077784A (ko) 복합 고체 전해질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전고체 전지
WO2022231741A1 (en) Anisotropic expansion of silicon-dominant anodes
CN116745927A (zh) 锂二次电池及其制造方法
JP2019220355A (ja) リチウムイオン二次電池用正極材料、正極活物質層、及びリチウムイオン二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination