CN115380348A - 电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电化学装置是具备包含正极集电体和担载于正极集电体的正极材料层的正极、负极、以及电解液的电化学装置，正极材料层包含导电性高分子，正极集电体的表面粗糙度(Ra)为0.7μm以上且1.7μm以下。

Description

电化学装置
技术领域
本发明涉及具备包含导电性高分子的活性层的电化学装置。
背景技术
近年来，具有锂离子二次电池与双电层电容器的中间的性能的电化学装置受到关注，例如正在研究使用导电性高分子作为正极材料(例如专利文献1)。包含导电性高分子作为正极材料的电化学装置通过阴离子的吸附(掺杂)和脱离(脱掺杂)进行充放电，因此反应电阻小，若与一般的锂离子二次电池相比，则具有更高的输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-35836号公报
发明内容
作为正极材料的导电性高分子担载于正极集电体，实现电化学装置。然而，导电性高分子向正极集电体的密合性低，由于与正极集电体的界面电阻，故而内部电阻易于变大。另外，导电性高分子易于从正极集电体剥离，在长期使用中内部电阻易于增大。
鉴于上述情况，本发明的一个方面涉及电化学装置，其具备包含正极集电体和担载于上述正极集电体的正极材料层的正极、负极、以及电解液，上述正极材料层包含导电性高分子，上述正极集电体的表面粗糙度(Ra)为0.7μm以上且1.7μm以下。
根据本发明，能够降低电化学装置的内部电阻。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的电化学装置的构成的纵截面图。
具体实施方式
本发明的实施方式的电化学装置具备正极集电体、包含担载于正极集电体的正极材料层的正极、负极、以及电解液。正极材料层包含导电性高分子。正极集电体的表面粗糙度(Ra)为0.7μm以上且1.7μm以下。
根据本实施方式的电化学装置，将正极集电体的表面粗糙度(Ra)设为上述范围，由此内部电阻(特别是，正极集电体与正极材料层的界面电阻)降低。
通过将正极集电体的表面粗糙度(Ra)设为0.7μm以上，由此与导电性高分子的密合性提升，能够降低内部电阻。另一方面，随着正极集电体的表面粗糙度(Ra)增大，正极集电体与导电性高分子的界面的面积增大，易于在界面处与电解液反应。另外，正极材料层易于从正极集电体剥离，存在经由长期使用而界面电阻增大、内部电阻上升的情况。通过将正极集电体的表面粗糙度(Ra)设为1.7μm以下，由此导电性高分子与电解液的副反应得到抑制，且正极材料层的剥离得到抑制。因此，即使长期使用也能够将内部电阻维持得低。
需要说明的是，正极集电体的表面粗糙度(Ra)是由JIS B 0601：1994规定的算术平均粗糙度Ra，并且基于粗糙度曲线而求得，该粗糙度曲线通过利用扫描型电子显微镜等取得包含正极集电体与正极材料层的界面的区域的截面照片并根据截面照片的图像分析而导出。
导电性高分子的粒径优选为2μm以上且20μm以下。通过将导电性高分子的粒径设为20μm以下，由此能够提高正极集电体与导电性高分子的接触面积，电阻减少。另外，通过将导电性高分子的粒径设为2μm以上，由此导电性高分子与电解液的副反应得到抑制，即使长期使用也能够将内部电阻维持得低。
需要说明的是，上述中，导电性高分子的粒径意指平均粒径。平均粒径是由激光衍射式的粒度分布测定装置求得的体积粒度分布中的中值粒径(D50)。平均粒径可以通过利用扫描型电子显微镜进行观察来算出。通过图像分析从正极材料层的截面照片求得导电性高分子的晶界，并求得与截面中的粒子的面积相等的圆(等效圆)的直径。导电性高分子的粒径通过针对多个(例如100个以上)导电性高分子的粒子求得等效圆的直径的中值而导出。
将正极集电体的表面粗糙度(Ra)设为A，将导电性高分子的粒径设为B。比值B/A可以为16.7以下，优选可以为1.7以上且16.7以下。在该范围内，能够显著地降低电化学装置的内部电阻。
碳层可以介于正极集电体与正极材料层之间。通过在正极集电体上形成碳层，由此导电性高分子密合于碳层，能够降低正极材料层与正极集电体之间的电阻。在该情况下，碳层中所含的导电性碳材料的粒径优选为0.2μm以上且1.0μm以下。粒径为0.2μm以上的导电性碳材料与正极集电体的表面的凹凸牢固地咬合，易于降低接触电阻。另外，由于难以聚集，因而容易制作分散有导电性碳材料的碳糊剂。另一方面，通过将粒径设为1.0μm以下，由此导电性高分子与碳层的接合强度提升，且碳层与正极集电体的接合强度也提升。因此，碳层从正极集电体的剥离得到抑制，即使长期使用也能够将内部电阻维持得低。
需要说明的是，与导电性高分子的粒径同样地，导电性碳材料的粒径意指平均粒径。与导电性高分子的粒径同样地，平均粒径可以通过利用扫描型电子显微镜进行观察来算出。
导电性高分子可以包含聚苯胺。在导电性高分子之中，聚苯胺难以密合于正极集电体。另外，难以降低电化学装置的内部电阻。对于后者，其原因被认为是在聚苯胺与正极集电体的界面处易于发生副反应，特别是聚苯胺易于因负极处电解液的反应所能够产生的醇成分而劣化。
然而，通过上述构成，聚苯胺与正极集电体之间的电阻得以显著降低，内部电阻降低。这被认为是由于正极集电体与导电性高分子(聚苯胺)以更大面积的方式咬合，并且成为具有有利于阴离子移动的空隙的状态。结果，能够实现高容量、且急速充放电特性优异的电化学装置。
聚苯胺是以苯胺(C6H5-NH2)作为单体的高分子。聚苯胺包括聚苯胺及其衍生物。所谓聚苯胺的衍生物，意指以聚苯胺作为基本骨架的高分子。例如，只要是以苯胺作为基本骨架的高分子，则在苯环的一部分附加有甲基等烷基的物质、在苯环的一部分附加有卤基等的衍生物等也包括在本发明的聚苯胺中。
《电化学装置》
以下，对于本发明的电化学装置的构成，一边参照附图一边更详细地进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的电化学装置200的构成概略的纵截面图。电化学装置200具备：电极体100、非水电解液(未图示)、收纳电极体100和非水电解液的金属制的有底的电池壳210、以及对电池壳210的开口进行封口的封口板220。
电极体100例如通过将各自为带状的负极和正极与介于它们之间的间隔件一起卷绕而被构成为柱状的卷绕体。或者，电极体100也可以构成为将各自为板状的正极和负极隔着间隔件进行层叠而得的层叠体。正极具备正极芯材(正极集电体)和担载于正极芯材的正极材料层。负极具备负极芯材(负极集电体)和担载于负极芯材的负极材料层。
在封口板220的周缘部配置有垫片221，通过将电池壳210的开口端部铆接于垫片221，由此电池壳210的内部被密闭。在中央具有贯通孔13h的正极集电板13与正极芯材露出部11x被焊接。一端被连接于正极集电板13的接头引线15的另一端被连接于封口板220的内表面。因此，封口板220具有作为外部正极端子的功能。另一方面，负极集电板23与负极芯材露出部21x被焊接。负极集电板23直接被焊接在设置于电池壳210的内底面的焊接用构件。因此，电池壳210具有作为外部负极端子的功能。
(正极芯材)
正极芯材可使用片状的金属材料。片状的金属材料可以为金属箔、金属多孔体、蚀刻金属等。作为金属材料，可使用铝、铝合金、镍、钛等。正极芯材的厚度例如为10～100μm。在正极芯材可以形成碳层。碳层介于正极芯材与正极材料层之间，具有例如降低正极芯材与正极材料层之间的电阻、提升从正极材料层向正极芯材的集电性的功能。
正极芯材可使用表面粗糙度(Ra)为0.7μm以上且1.7μm以下的范围的正极芯材。关于表面粗糙度(Ra)，例如通过对正极芯材的表面进行蚀刻，从而可控制为期望的值。
(碳层)
碳层例如通过将导电性碳材料蒸镀于正极芯材的表面而形成，或者通过形成包含导电性碳材料的碳糊剂的涂膜、并将涂膜干燥而形成。碳糊剂例如包含导电性碳材料、高分子材料、以及水或有机溶剂。碳层的厚度例如为1～20μm即可。导电性碳材料可使用石墨、硬碳、软碳、炭黑等。其中，炭黑可形成薄且导电性优异的碳层。高分子材料可使用氟树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等。导电性碳材料的粒径优选为0.2μm以上且1.0μm以下。
(正极材料层)
正极材料层包含导电性高分子作为正极活性物质。正极材料层中，除了正极活性物质以外，还可以包含导电剂、粘结剂等。作为导电剂，可举出炭黑、碳纤维等。作为粘结剂，可举出氟树脂、丙烯酸类树脂、橡胶材料、纤维素衍生物等。
关于导电性高分子，充电时电解液中的阴离子掺杂于导电性高分子，放电时已掺杂于导电性高分子的阴离子移动至电解液中，由此有助于充放电。导电性高分子的重均分子量没有特别限定，例如为1000～100000。
正极材料层例如可通过以下方式形成：将正极活性物质、以及导电剂和粘结剂等与分散介质一起混合而制备正极合剂糊剂，将正极合剂糊剂涂布于正极芯材后，进行干燥。关于正极材料层的厚度，每个单面为例如10～300μm。
在本实施方式中，导电性聚合物包含聚苯胺。在正极材料层包含聚苯胺作为导电性聚合物的情况下，聚苯胺相对于构成正极材料层的所有导电性聚合物的比例可以为90质量％以上。
正极材料层可以包含除聚苯胺以外的导电性高分子。作为可与聚苯胺一起使用的导电性高分子，优选π共轭系高分子。作为π共轭系高分子，例如可以使用聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚噻吩亚乙烯基、聚吡啶、或者它们的衍生物。导电性高分子的重均分子量没有特别限定，例如为1000～100000。作为可与聚苯胺一起使用的导电性高分子的原料单体，例如可以使用吡咯、噻吩、呋喃、噻吩亚乙烯基、吡啶或它们的衍生物。原料单体也可以包含低聚物。
需要说明的是，所谓聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚噻吩亚乙烯基、聚吡啶的衍生物，分别意指以聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚噻吩亚乙烯基、聚吡啶作为基本骨架的高分子。例如，聚噻吩衍生物包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)等。
导电性高分子的粒径优选为2μm以上且20μm以下。
包含导电性高分子的正极材料层可以通过电解聚合或化学聚合而形成在正极芯材上(或者碳层上)。电解聚合中，例如通过将具备碳层的正极芯材浸渍于包含导电性高分子的原料单体的反应液中，在正极芯材的存在下使原料单体反应而形成。此时，通过将正极芯材作为阳极进行电解聚合，从而以包含导电性高分子的正极材料层覆盖碳层的方式形成。正极材料层的厚度可通过电解电流密度、聚合时间等进行控制。导电性高分子的粒径可通过化学聚合时聚合液的搅拌速度或原料单体浓度等、电解聚合时聚合液的粘度或原料单体浓度等进行控制。
可以通过原料单体的化学聚合来形成包含导电性高分子的正极材料层。另外，也可以使用事先合成的导电性高分子或其分散体而形成正极材料层。
电解聚合或化学聚合理想的是使用包含掺杂剂的反应液而进行。导电性高分子的分散液、溶液也理想的是包含掺杂剂。π电子共轭系高分子通过掺杂掺杂剂而显现优异的导电性。例如，在化学聚合中，将正极芯材浸渍于包含掺杂剂、氧化剂和原料单体的反应液中，其后，从反应液中提起使其干燥即可。另外，在电解聚合中，将正极芯材和对置电极浸渍于包含掺杂剂和原料单体的反应液中，将正极芯材作为阳极，将对置电极作为阴极，在两者之间流通电流即可。
反应液的溶剂可以使用水，但考虑到单体的溶解度，也可以使用非水溶剂。作为非水溶剂，理想的是使用乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类等。作为导电性高分子的分散介质或溶剂，也可举出水、上述非水溶剂。
作为掺杂剂，可举出硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、苯磺酸根离子、萘磺酸根离子、甲苯磺酸根离子、甲磺酸根离子(CF3SO3 -)、高氯酸根离子(ClO4 -)、四氟硼酸根离子(BF4 -)、六氟磷酸根离子(PF6 -)、氟硫酸根离子(FSO3 -)、双(氟磺酰基)酰亚胺离子(N(FSO2)2 -)、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子(N(CF3SO2)2 -)等。这些可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
掺杂剂可以是高分子离子。作为高分子离子，可举出聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸类磺酸、聚甲基丙烯酸类磺酸、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、聚异戊二烯磺酸、聚丙烯酸等的离子。这些可以是均聚物，也可以是两种以上的单体的共聚物。这些可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
(正极集电板)
正极集电板为大致圆盘状的金属板。在正极集电板的中央部优选形成成为非水电解质的通路的贯通孔。正极集电板的材质例如为铝、铝合金、钛、不锈钢等。正极集电板的材质可以与正极芯材的材质相同。
(负极芯材)
负极芯材也可使用片状的金属材料。片状的金属材料可以为金属箔、金属多孔体、蚀刻金属等。作为金属材料，可使用铜、铜合金、镍、不锈钢等。负极芯材的厚度例如为10～100μm。
(负极材料层)
负极材料层具备电化学地吸储和放出锂离子的材料作为负极活性物质。充电时，电解液中的锂离子被吸储于负极材料，放电时，从负极材料放出的锂离子向电解液中移动，由此有助于充放电。作为这样的材料，可举出碳材料、金属化合物、合金、陶瓷材料等。作为碳材料，优选石墨、难石墨化碳(硬碳)、易石墨化碳(软碳)，特别优选石墨、硬碳。作为金属化合物，可举出硅氧化物、锡氧化物等。作为合金，可举出硅合金、锡合金等。作为陶瓷材料，可举出钛酸锂、锰酸锂等。这些可以单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，碳材料在能够使负极的电位变低的方面是优选的。
除了负极活性物质以外，负极材料层还可包含导电剂、粘结剂等。作为导电剂，可举出炭黑、碳纤维等。作为粘结剂，可举出氟树脂、丙烯酸类树脂、橡胶材料、纤维素衍生物等。
负极材料层例如通过以下方式形成：将负极活性物质、以及导电剂和粘结剂等与分散介质一起混合而制备负极合剂糊剂，将负极合剂糊剂涂布于负极芯材后，进行干燥。关于负极材料层的厚度，每个单面为例如10～300μm。
负极材料层中，理想的是事先预掺杂锂离子。由此，负极的电位降低，因此，正极与负极的电位差(即电压)变大，电化学装置的能量密度提升。
锂离子向负极的预掺杂例如通过以下方式来进行：在负极材料层的表面形成成为锂离子供给源的金属锂层，使具有金属锂层的负极浸渗于具有锂离子传导性的电解液(例如非水电解液)中。此时，锂离子从金属锂层溶出至非水电解液中，溶出的锂离子被吸储于负极活性物质。例如在使用石墨、硬碳作为负极活性物质的情况下，锂离子插入至石墨的层间、硬碳的细孔。预掺杂的锂离子的量可以通过金属锂层的质量来控制。预掺杂的锂量可以是例如能够吸储于负极材料层的最大量的50％～95％左右。
在负极中预掺杂锂离子的工序可以在组装电极组之前进行，也可以在将电极组与非水电解液一起收纳于电化学装置的壳体之后进行预掺杂。
(负极集电板)
负极集电板为大致圆盘状的金属板。负极集电板的材质例如为铜、铜合金、镍、不锈钢等。负极集电板的材质可以与负极芯材的材质相同。
(间隔件)
作为间隔件，可使用纤维素纤维制的无纺布、玻璃纤维制的无纺布、聚烯烃制的微多孔膜、织造布或无纺布等。间隔件的厚度例如为10～300μm，优选为10～40μm。
(电解液)
电解液具有锂离子传导性，并包含锂盐和溶解锂盐的溶剂。此时，能够可逆地反复进行锂盐的阴离子向正极的掺杂和脱掺杂。另一方面，源自锂盐的锂离子可逆地被负极吸储及放出。
作为锂盐，例如可举出LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCF3SO3、LiFSO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiB10Cl10、LiCl、LiBr、LiI、LiBCl4、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2等。这些可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。其中，理想的是使用选自具有适合作为阴离子的包含卤素原子的含氧酸阴离子的锂盐和具有酰亚胺阴离子的锂盐中的至少一种。从提高电解液的离子传导性、并且能够抑制集电体、引线等金属部件的腐蚀的观点出发，优选使用包含六氟磷酸锂的电解液。
充电状态(充电率(SOC)为90％～100％)下的电解液中的锂盐的浓度例如为0.2～5mol/L。
溶剂可以是非水溶剂。作为非水溶剂，可以使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等链状碳酸酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等脂肪族羧酸酯、γ-丁内酯(GBL)、γ-戊内酯等内酯类、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、1，2-二乙氧基乙烷(DEE)、乙氧基甲氧基乙烷(EME)等链状醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃等环状醚、二甲基亚砜、1，3-二氧戊环、甲酰胺、乙酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、丙腈、硝基甲烷、乙基单甘醇二甲醚、三甲氧基甲烷、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-丙磺酸内酯等。这些可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
非水电解液中，也可以根据需要而在非水溶剂中包含添加剂。例如，作为在负极表面形成锂离子传导性高的覆膜的添加剂(覆膜形成剂)，可以添加碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、碳酸二乙烯基亚乙酯等不饱和碳酸酯。
在上述实施方式中，对圆筒形状的卷绕型的电化学装置进行了说明，但本发明的应用范围不限于上述，还可以应用于方形形状的卷绕型、层叠型的电化学装置。
[实施例]
以下，基于实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限于实施例。
《电化学装置A1～A7、B1、B2》
(1)正极的制作
准备厚度30μm的铝箔作为正极集电体。关于铝箔，准备了利用蚀刻对表面进行了粗糙化的铝箔。
通过将作为导电性高分子的聚苯胺(重均分子量130000)、导电剂的分散液、羧基纤维素(CMC)的溶液、以及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的分散液以100∶17.5∶3.0∶10的质量比进行混合，由此制备正极合剂糊剂。导电剂的分散液由炭黑和水构成，并设为导电剂∶水＝20∶80的质量比。CMC的溶液由CMC和水构成，并设为CMC∶水＝5∶95的质量比。SBR的分散液由SBR和水构成，并设为SBR∶水＝40∶60的质量比。关于聚苯胺，使用已分级为期望粒径的聚苯胺。将正极合剂糊剂涂布于正极集电体的两面，进行干燥，得到在两面具有厚度35μm的正极材料层的正极。
(2)负极的制作
准备厚度20μm的铜箔作为负极集电体。另一方面，将硬碳97质量份、羧基纤维素1质量份、以及苯乙烯-丁二烯橡胶2质量份进行混合，将该混合而得的混合粉末和水以重量比计为40∶60的比例进行混炼，制备该混炼而得的负极合剂糊剂。将负极合剂糊剂涂布于负极集电体的两面，进行干燥，得到在两面具有厚度35μm的负极材料层的负极。接下来，在负极材料层贴附以预掺杂结束后的电解液中的负极电位相对于金属锂成为0.2V以下的方式进行计算而得的分量的金属锂箔。
(3)电极组的制作
在将引线接头分别连接到正极和负极后，如图3所示，将纤维素制无纺布的间隔件(厚度35μm)与正极、负极分别交替重叠而成为层叠体，将该层叠体卷绕而形成电极组。
(4)电解液的制备
在碳酸亚丙酯与碳酸二甲酯的体积比1∶1的混合物中，添加0.2质量％的碳酸亚乙烯酯，而制备溶剂。在所得到的溶剂中，以规定浓度溶解作为锂盐的LiPF6，制备非水电解液。
(5)电化学装置的制作
在具有开口的有底的容器中收纳电极组和电解液，组装如图2所示的电化学装置。其后，一边在正极与负极的端子间施加3.8V的充电电压，一边在25℃老化24小时，进行锂离子向负极的预掺杂。如此地，制作电化学装置。
将正极集电体中的铝箔的表面粗糙度(Ra)A、和/或作为导电性高分子的聚苯胺的粒径B进行变更，制作表面粗糙度A、聚苯胺的粒径B的组合不同的多种电化学装置A1～A7、B1、B2。表1中示出电化学装置A1～A7、B1、B2中的表面粗糙度A、聚苯胺的粒径B以及比值B/A的一览。
《电化学装置B3》
在正极的制作中，使用未蚀刻的铝箔作为正极集电体。除此以外，与电化学装置A1同样地操作，制作电化学装置B3。
《电化学装置A8～A12》
在正极的制作中，准备厚度30μm的经蚀刻的铝箔作为正极集电体。接下来，将炭黑与水混炼而得到碳糊剂，将该碳糊剂涂布于正极集电体的表面和背面的整个面后，通过加热进行干燥，形成碳层。关于碳层的厚度，每个单面为2μm。
将正极合剂糊剂涂布于正极集电体的两面的碳层，进行干燥，得到在两面具有厚度35μm的正极材料层的正极。除此以外，与电化学装置A1同样地操作，制作电化学装置B2。
制作碳糊剂中的炭黑的粒径不同的多种电化学装置A9～A13。表2中示出电化学装置A9～A12中的表面粗糙度A、聚苯胺的粒径B、以及炭黑的粒径C的一览。
《电化学装置B4》
在正极的制作中，使用未蚀刻的铝箔作为正极集电体。除此以外，与电化学装置A10同样地操作，制作电化学装置B4。
(评价)
(1)内部电阻(DCR)
在25℃的环境下，以3.6V的电压对电化学装置进行充电，其后，根据规定时间(0.05秒～0.2秒)放电时的电压下降量，求得初始内部电阻(DCR)R1。
(2)DCR维持率
针对电化学装置，在25℃的环境下，将施加了3.45V的电压的状态维持1000小时。其后，以3.6V的电压对电化学装置进行充电后使其放电，与初始内部电阻R1同样地操作，求得浮充试验(日文：フ口一ト試験)后的内部电阻(DCR)R2。将R2相对于R1的比值X＝R2/R1作为DCR维持率而进行评价。
表1中示出电化学装置A1～A8、B1～B3中的初始内部电阻(DCR)R1和DCR维持率的评价结果。表2中示出电化学装置A9～A11、B4～B6中的初始内部电阻(DCR)R1和DCR维持率的评价结果。初始内部电阻(DCR)R1和DCR维持率分别以将电化学装置B3设为100而得的相对值表示。
由表1可知，正极集电体中的铝箔的表面粗糙度(Ra)设为0.7μm～1.7μm的电化学装置A1～A8与电化学装置B1～B3相比，能够降低初始内部电阻R1，且能够抑制长期使用所引起的内部电阻的上升。特别是，就导电性高分子的粒径B相对于表面粗糙度(Ra)A的比值B/A为1.7以上且16.7以下的电化学装置A1～A3、A5、A6而言，初始内部电阻R1的降低和DCR维持率的改善是显著的。
由表2可知，当在碳层上形成包含导电性高分子的正极材料层时，对于导电性碳材料的粒径为1.0μm以下的电化学装置A8～A11而言，初始内部电阻R1的降低和DCR维持率的改善是显著的。然而，若粒径小于0.1μm，则导电性碳材料易于聚集，碳糊剂的制作可能会变得困难。在这方面，粒径为0.2μm以上且1.0μm以下的电化学装置A9～A11是优选的。
[表1]
Figure BDA0003858853150000131
[表2]
Figure BDA0003858853150000132
产业上的可利用性
本发明的电化学装置的内部电阻低，因而急速充放电特性优异，能够适宜地用作各种电源。
附图标记说明
100：电极体
10：正极
11x：正极芯材露出部
13：正极集电板
15：接头引线
20：负极
21x：负极芯材露出部
23：负极集电板
30：间隔件
200：电化学装置
210：电池壳
220：封口板
221：垫片

Claims (5)

1.一种电化学装置，其具备：
包含正极集电体和担载于所述正极集电体的正极材料层的正极、
负极、以及
电解液，
所述正极材料层包含导电性高分子，
所述正极集电体的表面粗糙度Ra为0.7μm以上且1.7μm以下。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述导电性高分子的粒径为2μm以上且20μm以下。
3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述导电性高分子的粒径即B相对于所述正极集电体的表面粗糙度Ra即A的比值B/A为16.7以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学装置，其中，碳层介于所述正极集电体与所述正极材料层之间，
所述碳层中所含的导电性碳材料的粒径为0.2μm以上且1.0μm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学装置，其中，所述导电性高分子包含聚苯胺。
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