JP2009301898A - Collector, method for manufacturing the same, electrode, and electrical storage battery - Google Patents

Collector, method for manufacturing the same, electrode, and electrical storage battery Download PDF

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安達  紀和
Gen Suzuki
玄 鈴木
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Kazuki Hakukawa
和樹 伯川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a collector which can decrease an internal resistance when applied to an electrical storage battery, and to provide: a method for manufacturing the collector; and an electrode. <P>SOLUTION: The collector for the electrical storage battery includes: a metal substrate; an adhesive layer formed on the surface of the substrate and having the substrate and an electroconductive material with electroconductivity mixed with each other; and an electroconductive layer formed on the adhesive layer and having the electroconductive material, wherein the particle diameter of the electroconductive material located in the surface side of the electroconductive layer is larger than that of the electroconductive material located in the substrate side of the adhesive layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、蓄電装置に適用したときに内部抵抗を小さくできる集電体、その製造方法、電極及び蓄電装置に関する。   The present invention relates to a current collector that can reduce internal resistance when applied to a power storage device, a manufacturing method thereof, an electrode, and a power storage device.

近年、内燃機関の排気ガスに由来する環境問題を解決する観点から、排気ガスの排出量を低減させた自動車や排気ガスを排出しない自動車の開発が進められている。排気ガスの排出量を低減させた自動車の一つとして、内燃機関と電気モータとを組み合わせたハイブリッド自動車がある。また、排気ガスを排出しない自動車の一つとして、電気自動車がある。これらの自動車は、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置に蓄電された電気を動力源に採用している。   In recent years, from the viewpoint of solving environmental problems caused by exhaust gas from an internal combustion engine, development of automobiles with reduced exhaust gas emissions or automobiles that do not emit exhaust gas has been underway. As one of vehicles that reduce exhaust gas emissions, there is a hybrid vehicle that combines an internal combustion engine and an electric motor. Moreover, there is an electric vehicle as one of vehicles that do not emit exhaust gas. These automobiles employ electricity stored in a power storage device such as a secondary battery or a capacitor as a power source.

自動車に搭載される蓄電装置に求められる性能としては、小型、軽量でありながら、必要に応じて瞬時に大電流で充放電可能であること、すなわち、高出力密度であることが要求されている。高出力密度を実現するには、蓄電装置の内部抵抗を低減する必要がある。蓄電装置の内部抵抗を低減するには、蓄電装置を構成する電極などの各種部材での抵抗を低減する必要がある。   The performance required for power storage devices mounted on automobiles is required to be small and lightweight, and to be able to be charged and discharged with a large current instantaneously as needed, that is, to have a high output density. . In order to achieve a high output density, it is necessary to reduce the internal resistance of the power storage device. In order to reduce the internal resistance of the power storage device, it is necessary to reduce the resistance of various members such as electrodes constituting the power storage device.

車両に搭載される蓄電装置としては、シート状に形成した電極(正負極)を、セパレータを間に介して巻回乃至積層した電極体を形成し、この電極体を電解液と共にケース内に収納した形態をもつものが一般的である。   As a power storage device mounted on a vehicle, an electrode body is formed by winding or laminating a sheet-like electrode (positive and negative electrodes) with a separator interposed therebetween, and this electrode body is housed in a case together with an electrolytic solution. The one with the form is common.

シート状の電極は、集電体としての金属箔の表面に電極活物質などを含む電極合材層を形成した構成をもつものがあげられる。シート状の電極では、集電体と電極合材層との間における電気の授受が内部抵抗に与える影響は少なくない。また、集電体上に電極材料が均一に分布していないと電荷の移動を伴う反応が不均一となり、電池の内部抵抗の上昇に繋がる。   Examples of the sheet-like electrode include those having a structure in which an electrode mixture layer containing an electrode active material or the like is formed on the surface of a metal foil as a current collector. In the sheet-like electrode, there is a considerable influence on the internal resistance by the transfer of electricity between the current collector and the electrode mixture layer. Further, if the electrode material is not uniformly distributed on the current collector, the reaction accompanied by the movement of charges becomes non-uniform, leading to an increase in the internal resistance of the battery.

蓄電装置における集電体には、アルミニウム箔が用いられることがある。例えば、リチウム二次電池の正極の集電体に用いられる。一般的に、アルミニウムは、表面に酸化アルミニウムよりなる不動態皮膜が形成されている。つまり、通常のアルミニウムよりなる集電体は、電極合材層との間に電気抵抗が大きい不動態皮膜を有している。   An aluminum foil may be used for the current collector in the power storage device. For example, it is used for a current collector of a positive electrode of a lithium secondary battery. In general, a passive film made of aluminum oxide is formed on the surface of aluminum. That is, a current collector made of normal aluminum has a passive film having a large electric resistance between the electrode mixture layer.

また、集電体上に電極合材層を形成する際に、一般的には、電極活物質材料をバインダ、導電材料、溶媒を混合してスラリー化して、集電体に塗工、乾燥して電極を形成している。この時、溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶媒が使用されている。しかし、環境の配慮、材料及び装置コストの面から、水を使用することが望まれている。アルミニウム箔よりなる集電体に電極材料をスラリー化し、塗工、乾燥する際、溶媒として水を使用した場合、スラリー中の成分とアルミニウム箔が化学反応を起こし(Al(OH)の生成)、更なる皮膜の形成や、反応ガスの生成による電極の不均一化が発生し、電池の内部抵抗が大きくなる。 In forming an electrode mixture layer on a current collector, generally, an electrode active material is mixed with a binder, a conductive material, and a solvent to form a slurry, which is applied to the current collector and dried. Electrodes are formed. At this time, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is used as the solvent. However, it is desired to use water from the viewpoint of environmental considerations, materials and equipment costs. When water is used as the solvent when slurrying, coating and drying the electrode material on a current collector made of aluminum foil, the components in the slurry and the aluminum foil cause a chemical reaction (generation of Al (OH) x ) Further, formation of a further film and generation of non-uniform electrodes due to generation of reaction gas occur, and the internal resistance of the battery increases.

また、作製された蓄電装置を駆動させると、アルミニウムよりなる集電体を高電位に晒すこととなり、集電体を構成するアルミニウムと周囲の電解液とが反応して集電体の表面に高抵抗な皮膜が形成される。   In addition, when the produced power storage device is driven, the current collector made of aluminum is exposed to a high potential, and the aluminum constituting the current collector reacts with the surrounding electrolyte to increase the surface of the current collector. A resistive film is formed.

このように、従来の蓄電装置は、アルミニウムよりなる集電体の表面に形成される高抵抗な皮膜や、電極の不均一化により、内部抵抗が増加するという問題があった。内部抵抗が増加すると、大電流での充放電時における電圧降下を招き、出力が低下する。   As described above, the conventional power storage device has a problem that the internal resistance increases due to the high resistance film formed on the surface of the current collector made of aluminum and the non-uniformity of the electrodes. When the internal resistance increases, a voltage drop at the time of charging / discharging with a large current is caused, and the output is reduced.

酸化皮膜や高抵抗な皮膜等の不動態皮膜の問題に対して、特許文献1〜3が開示されている。   Patent Documents 1 to 3 are disclosed for the problem of passive films such as oxide films and high resistance films.

特許文献1には、アルミニウム箔の表面に、アルミニウム箔の厚みより小さな粒子径の電子導電性粒子が埋め込むことが開示されている。電子導電性粒子をアルミニウム箔に埋め込むことで、内部抵抗の増大を抑えている。   Patent Document 1 discloses that electron conductive particles having a particle diameter smaller than the thickness of the aluminum foil are embedded in the surface of the aluminum foil. By embedding the electron conductive particles in the aluminum foil, an increase in internal resistance is suppressed.

特許文献2には、集電体の表面に、メジアン径が0.8μm以下の微粒炭素を塗布することが開示されている。微粒炭素を付着することで、集電体と電極活物質あるいは電解液との界面における不動態皮膜の形成を阻止する。   Patent Document 2 discloses that fine carbon having a median diameter of 0.8 μm or less is applied to the surface of a current collector. By attaching the fine carbon, the formation of a passive film at the interface between the current collector and the electrode active material or the electrolytic solution is prevented.

特許文献3には、集電体の外部表面を、ハフニウムまたはハフニウム合金によって形成することが開示されている。   Patent Document 3 discloses that the outer surface of the current collector is formed of hafnium or a hafnium alloy.

しかしながら、特許文献1〜3に開示された集電体は、表面に酸化皮膜が形成された状態で更なる処理を行っていることから、アルミニウム箔の表面の不動態皮膜が残存しており、内部抵抗を十分に低下させる効果が得られないという問題があった。   However, since the current collectors disclosed in Patent Documents 1 to 3 are subjected to further treatment in a state where an oxide film is formed on the surface, the passive film on the surface of the aluminum foil remains, There was a problem that the effect of sufficiently reducing the internal resistance could not be obtained.

さらに、特許文献1〜3に開示の技術においては、アルミニウム箔とその表面に形成される導電性の表面層とは、いずれもアルミニウム箔表面の凹凸に由来するアンカー効果により接合されているのみであり、耐久性・信頼性に問題があった。
特開平7−22606号公報 特開2002−298853号公報 特開2004−63156号公報
Furthermore, in the technologies disclosed in Patent Documents 1 to 3, the aluminum foil and the conductive surface layer formed on the surface thereof are all joined by the anchor effect derived from the unevenness of the aluminum foil surface. There was a problem in durability and reliability.
JP 7-22606 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-298753 JP 2004-63156 A

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、蓄電装置に適用した場合に内部抵抗を低くすることが可能な集電体、その製造方法及び電極を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the electrical power collector which can make internal resistance low, when applied to an electrical storage apparatus, its manufacturing method, and an electrode.

上記課題を解決するために本発明者等は集電体の構造に関して検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made studies on the structure of the current collector, and as a result, have come to make the present invention.

すなわち、本発明の集電体は、金属製の基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、導電材を有する導電体層と、を有する蓄電装置用の集電体であって、導電体層の表面側に位置する導電材の粒子径が、接合層の基材側に位置する導電材の粒子径よりも大きいことを特徴とする。   That is, the current collector of the present invention is formed on a metal base material, a bonding layer formed on the surface of the base material, and a base material and a conductive material having conductivity, and formed on the bonding layer, and is electrically conductive. A conductive material layer having a conductive material, and a conductive material particle having a particle diameter of the conductive material positioned on the surface side of the conductive layer and the conductive material particles positioned on the base material side of the bonding layer It is characterized by being larger than the diameter.

また、本発明の集電体の製造方法は、金属製の基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、導電材を有する導電体層と、を有する蓄電装置用の集電体の製造方法であって、基材の表面に接合層を形成する工程と、接合層の表面に、接合層の基材側に位置する導電材の粒子径よりも大きい粒子径をもつ導電材をキャリアガスとともに吹き付ける工程と、を有することを特徴とする。   In addition, the current collector manufacturing method of the present invention includes a metal base material, a bonding layer formed on the surface of the base material, in which the base material and a conductive material having conductivity are mixed, and formed on the bonding layer. A method of manufacturing a current collector for a power storage device having a conductive layer, a step of forming a bonding layer on a surface of a substrate, and a bonding layer base on the surface of the bonding layer. Spraying a conductive material having a particle size larger than that of the conductive material located on the material side together with a carrier gas.

また、本発明の電極は、請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体と、集電体の表面に形成された電極活物質層と、を有することを特徴とする。   Moreover, the electrode of this invention is on the surface of the electrical power collector manufactured by the electrical power collector in any one of Claims 1-16, or the manufacturing method of Claims 17-31, and an electrical power collector. And an electrode active material layer formed.

また、本発明の蓄電装置は、請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体を用いてなることを特徴とする。   Moreover, the electrical storage apparatus of this invention uses the electrical power collector manufactured by the electrical power collector in any one of Claims 1-16, or the manufacturing method of Claims 17-31, It is characterized by the above-mentioned. And

本発明の集電体は、導電性を備えた導電材をもつ導電体層により表面が形成されているため、有機電解液を用いた蓄電装置の電極を形成したときに、基材自身の表面が、電極作製時に用いられるスラリーや電解液に晒されなくなっている。これにより、基材の表面に高抵抗の不働態皮膜が形成されなくなり、内部抵抗の上昇が抑えられ出力特性が向上している。   Since the current collector of the present invention has a surface formed by a conductor layer having a conductive material having conductivity, the surface of the base material itself is formed when an electrode of a power storage device using an organic electrolyte is formed. However, it is no longer exposed to the slurry and electrolyte used in electrode preparation. As a result, a passive film having a high resistance is not formed on the surface of the substrate, and an increase in internal resistance is suppressed and output characteristics are improved.

また、本発明の集電体は、基材の表面に導電体層を形成している。この導電体層は、粒子径の大きな導電材を用いており、導電材粒子間の隙間が少なくなおかつ、粒子径により厚みを制御して形成することができる。これにより、電極作製時に用いられるスラリーに含まれる水等との反応による皮膜形成、ガス発生に伴う電極の不均一化、電解液を介しての電気化学反応時に形成する皮膜の形成を抑制することができる。   In the current collector of the present invention, a conductor layer is formed on the surface of the substrate. This conductor layer uses a conductive material having a large particle diameter, and has a small gap between the conductive material particles, and can be formed by controlling the thickness according to the particle diameter. This suppresses the formation of a film by reaction with water contained in the slurry used during electrode preparation, non-uniformity of the electrode due to gas generation, and the formation of a film formed during an electrochemical reaction via the electrolyte. Can do.

このように、本発明の集電体は、電極を形成したときに、内部抵抗が上昇しない集電体となっている。   Thus, the current collector of the present invention is a current collector that does not increase in internal resistance when electrodes are formed.

本発明の集電体の製造方法は、基材へのダメージを極力避けながら導電体層が表面を覆う集電体を製造することができる。さらに、導電体層を隙間が少なくなおかつ、粒子径により厚みを制御して形成することができる。これにより、集電体の電気抵抗の減少、電極材料の均一化が可能となり、内部抵抗の低減、出力向上が可能になる。   The method for producing a current collector of the present invention can produce a current collector whose surface is covered with a conductor layer while avoiding damage to the substrate as much as possible. Furthermore, the conductor layer can be formed with less gaps and with the thickness controlled by the particle diameter. As a result, the electrical resistance of the current collector can be reduced and the electrode material can be made uniform, so that the internal resistance can be reduced and the output can be improved.

本発明の電極は、内部抵抗が上昇しない集電体を用いており、集電体における内部抵抗の上昇が抑えられたものとなっている。さらに、本発明の電極は、表面に凹凸を持った状態で導電材が導電体層を形成しているため、電極活物質との密着性が向上し、出力の向上、耐久特性が向上する。   The electrode of the present invention uses a current collector that does not increase internal resistance, and suppresses an increase in internal resistance of the current collector. Furthermore, in the electrode of the present invention, since the conductive material forms a conductor layer with the surface having irregularities, the adhesion with the electrode active material is improved, the output is improved, and the durability characteristics are improved.

本発明の蓄電装置は、内部抵抗が上昇しない集電体を用いており、集電体における内部抵抗の上昇が抑えられたものとなっている。   The power storage device of the present invention uses a current collector that does not increase internal resistance, and suppresses an increase in internal resistance of the current collector.

(集電体)
本発明の蓄電装置用の集電体は、金属製の基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、導電材を有する導電体層と、を有する。そして、本発明の蓄電装置用の集電体は、導電体層の表面側に位置する導電材の粒子径が、接合層の基材側に位置する導電材の粒子径よりも大きくなっている。ここで、導電体層の表面側に位置する導電材の粒子及び接合層の基材側に位置する導電材の粒子のそれぞれは、各層に導電材の粒子を配したときに形状の変化が生じる場合には、変化が生じる前の導電材の粒子径を示す。
(Current collector)
The current collector for the power storage device of the present invention is formed on a metal base material, a bonding layer formed on the surface of the base material, and a base material and a conductive material having conductivity, and the bonding layer. And a conductor layer having a conductive material. In the current collector for the power storage device of the present invention, the particle diameter of the conductive material located on the surface side of the conductor layer is larger than the particle diameter of the conductive material located on the substrate side of the bonding layer. . Here, each of the particles of the conductive material located on the surface side of the conductor layer and the particles of the conductive material located on the substrate side of the bonding layer change in shape when the particles of the conductive material are arranged in each layer. In the case, the particle diameter of the conductive material before the change occurs is shown.

本発明の集電体は、粒子径の小さい導電材粒子が基材に混在した接合層を基材の表面に有する。接合層に含まれる導電材粒子は、粒子径が小さいため、導電材粒子同士の間の隙間が小さくなっている。つまり、導電材粒子を密に配することで、基材が露出しなくなる。これにより、電極材料形成時のスラリーに含まれる水等との反応による皮膜形成、ガス発生に伴う電極の不均一化、電解液を介しての電気化学反応時に形成する皮膜の形成を抑制することができる。   The current collector of the present invention has a bonding layer in which conductive material particles having a small particle diameter are mixed in the base material on the surface of the base material. Since the conductive material particles contained in the bonding layer have a small particle diameter, the gap between the conductive material particles is small. That is, the base material is not exposed by arranging the conductive material particles densely. This suppresses the formation of a film due to reaction with water contained in the slurry during electrode material formation, electrode non-uniformity due to gas generation, and the formation of a film formed during an electrochemical reaction via an electrolytic solution. Can do.

そして、本発明の集電体は、粒子径が大きい導電材粒子を導電体層の表面側に有している。粒子径の大きな導電材を有することで、粒子径により厚みを制御して導電体層を形成することができる。さらに、粒子径の大きな導電材粒子を用いると、粒子の間に大きな隙間が形成されるが、本発明では、基材表面に粒径の小さな導電材を持つ接合層が形成されており、基材が導電材により被覆され、電極材料形成時のスラリーに含まれる水等との反応による皮膜形成、ガス発生に伴う電極の不均一化、電解液を介しての電気化学反応時に形成する皮膜の形成を抑制することができる。   The current collector of the present invention has conductive material particles having a large particle diameter on the surface side of the conductor layer. By having a conductive material having a large particle diameter, the conductor layer can be formed by controlling the thickness by the particle diameter. Furthermore, when conductive material particles having a large particle diameter are used, large gaps are formed between the particles. However, in the present invention, a bonding layer having a conductive material having a small particle diameter is formed on the surface of the substrate. The material is covered with a conductive material, and the film formed by reaction with water etc. contained in the slurry at the time of electrode material formation, non-uniformity of the electrode due to gas generation, the film formed at the time of the electrochemical reaction via the electrolytic solution Formation can be suppressed.

また、本発明の集電体は、導電材粒子を吹き付けて導電体層を形成するときに、粒子径の大きな導電体粒子は、大きな運動エネルギーを持つこととなり、基材に衝突した時により高い応力が加わり、導電体粒子がより深い位置まで埋没される。そのため、強い接合力で接合層と接合するとともに導電材粒子同士が接合し、より多くの粒子が接合できるようになる。   Further, when the current collector of the present invention is formed by spraying conductive material particles to form a conductor layer, the conductor particles having a large particle diameter have a large kinetic energy, and are higher when they collide with the base material. Stress is applied and the conductive particles are buried to a deeper position. Therefore, the conductive material particles are bonded to each other with a strong bonding force, and more conductive particles can be bonded.

本発明の集電体は、導電性を備えた導電材をもつ導電体層により表面が形成されている。導電体層を持つことで、有機電解液を用いた蓄電装置の電極を形成したときに、基材が電解液に晒されなくなり、基材表面に不働態皮膜(高抵抗の皮膜)が形成されなくなる。不働態皮膜による内部抵抗の上昇が抑えられ、内部抵抗の上昇による蓄電装置の出力特性の低下が抑えられる。   The current collector of the present invention has a surface formed of a conductor layer having a conductive material having conductivity. By having a conductor layer, when the electrode of a power storage device using an organic electrolyte is formed, the substrate is not exposed to the electrolyte, and a passive film (high resistance film) is formed on the surface of the substrate. Disappear. An increase in internal resistance due to the passive film is suppressed, and a decrease in output characteristics of the power storage device due to an increase in internal resistance is suppressed.

また、本発明の集電体は、接合層により基材と導電体層とが接合されている。接合層は、基材を構成するアルミニウムと導電体層において導電性を発揮する導電材とが混在しており、接合層と基材及び基材接合層と導電体層との接合を同種の材質同士で行うことが可能となり、強固に接合される。これにより、集電体を蓄電装置に使用しても、導電体層の剥離が生じなくなり、耐久性・信頼性に優れた集電体となっている。   In the current collector of the present invention, the base material and the conductor layer are joined by the joining layer. The bonding layer is a mixture of aluminum constituting the substrate and a conductive material that exhibits conductivity in the conductor layer, and the bonding layer and the substrate and the bonding of the substrate bonding layer and the conductor layer are the same type of material. It becomes possible to perform it mutually, and it joins firmly. Accordingly, even when the current collector is used in the power storage device, the conductor layer does not peel off, and the current collector has excellent durability and reliability.

接合層と導電体層は、含まれる導電材の粒子径が基材側から表面側に進むにつれて大きくなっていることが好ましい。基材側から表面側に進むにつれて導電材の粒子径が大きくなることで、導電材粒子間の隙間が少なくなおかつ、粒子径により層の厚みを制御して形成することができる。   It is preferable that the bonding layer and the conductor layer become larger as the particle diameter of the conductive material contained increases from the substrate side to the surface side. As the particle diameter of the conductive material increases from the substrate side to the surface side, the gap between the conductive material particles is small, and the thickness of the layer can be controlled by the particle diameter.

導電体層は、接合層を形成した基材に、導電材を吹き付けてなることが好ましい。接合層は、基材の表面に導電材を吹き付けてなることが好ましい。接合層と導電体層が、導電材を吹き付けてなることで、導電材がエネルギーを持った状態で基材(接合層、導電体層)に当たる。この結果、導電材を持つ接合層や導電体層を形成することができる。   The conductor layer is preferably formed by spraying a conductive material on the base material on which the bonding layer is formed. The bonding layer is preferably formed by spraying a conductive material on the surface of the substrate. Since the bonding layer and the conductor layer are formed by spraying a conductive material, the conductive material hits the base material (bonding layer, conductor layer) with energy. As a result, a bonding layer or a conductor layer having a conductive material can be formed.

さらに、基材に粒子径の小さい導電材を吹き付けると、導電材粒子が基材表面に形成された不動態被膜を突き破って基材内に進入・拡散する。これにより、基材と導電材が混在した接合層が形成される。小さい粒子を用いることで、接合層は微視的な隙間が極めて少ない状態で形成される。そして、粒子径の大きな導電材を接合層の表面に吹き付けると、集電体と接合された接合層または、接合層を介して直接基材と接合する。これにより、隙間が少なく、かつ接合部及び導電材粒子部分の厚みを増加させることができる。   Further, when a conductive material having a small particle diameter is sprayed on the base material, the conductive material particles break through the passive film formed on the surface of the base material and enter and diffuse into the base material. Thereby, the joining layer in which the base material and the conductive material are mixed is formed. By using small particles, the bonding layer is formed with very few microscopic gaps. When a conductive material having a large particle diameter is sprayed on the surface of the bonding layer, the conductive material is bonded directly to the base material via the bonding layer bonded to the current collector or the bonding layer. Thereby, there are few clearance gaps and the thickness of a junction part and a conductive material particle part can be made to increase.

接合層は、基材の表面から内部に導電材が拡散して形成されたことが好ましい。基材の表面から内部に導電材が拡散すると、接合層の表面近傍は導電材を多量に含有し、表面から内部に進むにつれて導電材の含まれる割合が徐々に減少する。このような構成となることで、基材及び導電体層を強固に接合することができる。すなわち、接合層は、基材側から導電体層側に向かって導電材の濃度が増加することが好ましい。また、導電材を基材に拡散させることで、基材と接合層との界面が存在しなくなり、集電体の導電性が向上する。なお、導電材は、基材を構成する金属のマトリックス中に分子レベルで拡散したことが好ましい。   The bonding layer is preferably formed by diffusing a conductive material from the surface of the base material to the inside. When the conductive material diffuses from the surface of the base material to the inside, the vicinity of the surface of the bonding layer contains a large amount of the conductive material, and the proportion of the conductive material contained gradually decreases from the surface to the inside. By becoming such a structure, a base material and a conductor layer can be joined firmly. That is, in the bonding layer, the concentration of the conductive material is preferably increased from the substrate side toward the conductor layer side. Further, by diffusing the conductive material into the base material, there is no interface between the base material and the bonding layer, and the conductivity of the current collector is improved. The conductive material is preferably diffused at a molecular level in a metal matrix constituting the substrate.

また、基材に導電材を拡散させて接合層を形成することで、導電材を拡散させるときに基材を構成する金属の表面に存在する酸化皮膜が除去され、酸化皮膜による内部抵抗の上昇が抑えられる。   Moreover, by diffusing the conductive material in the base material to form a bonding layer, the oxide film present on the surface of the metal constituting the base material is removed when the conductive material is diffused, and the internal resistance is increased by the oxide film. Is suppressed.

本発明の集電体において、接合層及び導電体層は、導電材が吹き付けられてなる層の表面に導電材を吹き付けるときの運動エネルギー(1/2mx+1x+1 )が、前層を形成するために吹き付ける時の運動エネルギー(1/2m )よりも大きいことが好ましい。後から吹き付けられる導電材粒子の運動エネルギーがより大きくなることで、前層や基材に衝突した時により高い応力が加わり、粒子がより深い位置まで埋没される。そのため、基材や前層との接合力が強くなり、粒子径の小さな粒子を更に噴射し続けるよりも、より多くの粒子が接合できるようになる。これにより、より厚い層を形成できる。また、接合できる粒子が多くなり、材料の利用効率も大幅に向上でき、材料コストの低減が可能となる。 In the current collector of the present invention, the kinetic energy (1/2 m x + 1 V x + 1 2 ) when the conductive material is sprayed on the surface of the layer formed by spraying the conductive material forms the front layer of the bonding layer and the conductive layer. It is preferable that it is larger than the kinetic energy (1/2 m x V x 2 ) at the time of spraying. By increasing the kinetic energy of the conductive material particles sprayed later, higher stress is applied when the conductive material particles collide with the front layer or the base material, and the particles are buried to a deeper position. Therefore, the bonding force with the base material and the front layer becomes strong, and more particles can be bonded than when particles having a small particle diameter are continuously ejected. Thereby, a thicker layer can be formed. Further, the number of particles that can be joined increases, so that the material utilization efficiency can be greatly improved, and the material cost can be reduced.

本発明の集電体において、吹き付けられる導電材の平均粒子径と、前層を形成するために吹き付けられた導電材の平均粒子径との比が、1.2/1以上であることが好ましい。導電材の平均粒子径の比がこの範囲内となることで、粒子径の小さな導電材から緻密な層を形成でき、粒子径の大きな導電材からより厚い層を形成できる。   In the current collector of the present invention, the ratio of the average particle diameter of the conductive material sprayed to the average particle diameter of the conductive material sprayed to form the previous layer is preferably 1.2 / 1 or more. . When the ratio of the average particle diameter of the conductive material is within this range, a dense layer can be formed from a conductive material having a small particle diameter, and a thicker layer can be formed from a conductive material having a large particle diameter.

本発明の集電体において、吹き付けられる導電材の吹き付け速度が、前層を形成するために吹き付けられた導電材の吹き付け速度よりも速いことが好ましい。導電材の吹き付け速度が制御されることで、粒子径の大きな導電材を吹き付けるときの運動エネルギーを大きくすることができ、粒子径の小さな導電材から緻密な層を形成でき、粒子径の大きな導電材からより厚い層を形成できる。吹き付けられる導電材の吹き付け速度と、前層を形成するために吹き付けられた導電材の吹き付け速度と、の比が、1.33/1以上であることがより好ましい。本発明の集電体において、導電材は、150〜450m/secで吹き付けられることが好ましい。   In the current collector of the present invention, it is preferable that the spraying speed of the conductive material sprayed is faster than the spraying speed of the conductive material sprayed to form the previous layer. By controlling the spraying speed of the conductive material, it is possible to increase the kinetic energy when spraying a conductive material with a large particle size, to form a dense layer from a conductive material with a small particle size, and to conduct with a large particle size. Thicker layers can be formed from the material. It is more preferable that the ratio of the spraying speed of the conductive material sprayed to the spraying speed of the conductive material sprayed to form the previous layer is 1.33 / 1 or more. In the current collector of the present invention, the conductive material is preferably sprayed at 150 to 450 m / sec.

本発明の集電体において、基材は、その表面の90%以上が導電材で被覆されることが好ましい。基材の表面の90%以上が導電材(接合層及び導電体層)で被覆されることで、基材が導電材により被覆され、電極材料形成時のスラリーに含まれる水等との反応による皮膜形成、ガス発生に伴う電極の不均一化、電解液を介しての電気化学反応時に形成する皮膜の形成を抑制することができる。   In the current collector of the present invention, it is preferable that 90% or more of the surface of the base material is covered with a conductive material. 90% or more of the surface of the base material is covered with the conductive material (bonding layer and conductor layer), so that the base material is covered with the conductive material, and by reaction with water contained in the slurry at the time of forming the electrode material It is possible to suppress film formation, electrode non-uniformity due to gas generation, and formation of a film formed during an electrochemical reaction via an electrolytic solution.

本発明の集電体において、導電材の材質は特に限定されるものではなく、蓄電装置に用いたときの電解液や使用条件等により適宜選択することができる。集電体が使用される蓄電装置の電解液や使用条件等により、基材表面に生成される不働態皮膜が異なる。たとえば、リチウムイオン電池にはLiPFを電解質として含む電解液が用いられており、このリチウムイオン電池の基材がアルミニウムよりなる集電体において4V程度で生成される不働態皮膜は、フッ化アルミニウムである。このように、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により生成される不働態皮膜の材質や厚さが異なる。このため、導電材の材質は、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により適宜選択できる。たとえば、炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料の少なくとも一種をあげることができる。また、これらを複合して用いてもよい。 In the current collector of the present invention, the material of the conductive material is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the electrolytic solution, use conditions, and the like when used in the power storage device. The passive film produced on the surface of the substrate varies depending on the electrolytic solution of the power storage device in which the current collector is used, the use conditions, and the like. For example, an electrolytic solution containing LiPF 6 as an electrolyte is used for a lithium ion battery, and a passive film formed at about 4 V in a current collector made of aluminum as a base material of the lithium ion battery is aluminum fluoride. It is. As described above, the material and thickness of the passive film generated vary depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For this reason, the material of the conductive material can be appropriately selected depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For example, at least one of carbon materials, conductive ceramics, conductive oxides, and metal materials can be given. These may be used in combination.

炭素材料は、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブの少なくとも一種であることが好ましい。導電性セラミックスは、チタンカーバイト、チタンナイトライドの少なくとも一種であることが好ましい。導電性酸化物は、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銀、酸化亜鉛、酸化タングステンの少なくとも一種であることが好ましい。金属材料は、ニッケル、銀、金、白金の少なくとも一種であることが好ましい。   The carbon material is preferably at least one of graphite, carbon black, acetylene black, and carbon nanotube. The conductive ceramic is preferably at least one of titanium carbide and titanium nitride. The conductive oxide is preferably at least one of vanadium oxide, titanium oxide, niobium oxide, cobalt oxide, manganese oxide, nickel oxide, silver oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. The metal material is preferably at least one of nickel, silver, gold, and platinum.

炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料がこれらの材質より選ばれることで、内部抵抗を上昇させることなく導電体層が電気伝導性を持つことが可能となる。   By selecting a carbon material, a conductive ceramic, a conductive oxide, or a metal material from these materials, the conductor layer can have electrical conductivity without increasing the internal resistance.

本発明の集電体において、基材を構成する金属は特に限定されるものではない。本発明の集電体は、基材がアルミニウムの場合に特に効果を発揮することからアルミニウムであることがより好ましい。ここで、アルミニウムは、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金であってもよい。たとえば、マンガンを含むアルミニウム合金は、強度が向上しており、基材の厚さを薄くすることが可能となる。また、基材は、焼きなましなどの熱処理が施されていないことが好ましい。   In the current collector of the present invention, the metal constituting the substrate is not particularly limited. The current collector of the present invention is more preferably aluminum because it exhibits an effect particularly when the substrate is aluminum. Here, the aluminum may be not only pure aluminum but also an aluminum alloy. For example, an aluminum alloy containing manganese has improved strength and can reduce the thickness of the base material. Moreover, it is preferable that the base material is not subjected to heat treatment such as annealing.

基材は、30μm以下の厚さで形成されたことが好ましい。基材の厚さが30μmを超えると、集電体の厚さが厚くなりすぎる。集電体の厚さが厚くなると、蓄電装置を形成したときの電極にしめる基材の割合が多くなり、体積あたりの活物質量が減少することとなり、体積効率が低下する。   The substrate is preferably formed with a thickness of 30 μm or less. When the thickness of the substrate exceeds 30 μm, the thickness of the current collector becomes too thick. When the thickness of the current collector is increased, the ratio of the base material used as the electrode when the power storage device is formed increases, the amount of active material per volume decreases, and volume efficiency decreases.

接合層は、0.01μm以上の厚さで形成されたことが好ましい。ここで、接合層の厚さとは、導電材が含まれる部分の厚さを示す。接合層が0.01μm以上の厚さで形成されることで、基材と導電体層を接合する効果を発揮する。   The bonding layer is preferably formed with a thickness of 0.01 μm or more. Here, the thickness of the bonding layer indicates the thickness of the portion including the conductive material. By forming the bonding layer with a thickness of 0.01 μm or more, the effect of bonding the base material and the conductor layer is exhibited.

(製造方法)
本発明の集電体の製造方法は、金属製の基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、導電材を有する導電体層と、を有する蓄電装置用の集電体の製造方法であって、基材の表面に接合層を形成する工程と、接合層の表面に、接合層の基材側に位置する導電材の粒子径よりも大きい粒子径をもつ導電材をキャリアガスとともに吹き付ける工程と、を有する。
(Production method)
The method for producing a current collector of the present invention is formed on a metal base material, a joining layer formed on the surface of the base material, and a base material and a conductive material having conductivity, and formed on the joining layer, A method of manufacturing a current collector for a power storage device having a conductive layer having a conductive material, the step of forming a bonding layer on the surface of the substrate, and the substrate side of the bonding layer on the surface of the bonding layer And spraying a conductive material having a particle size larger than that of the conductive material positioned together with the carrier gas.

本発明の集電体の製造方法では、金属製の基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、導電材を有する導電体層と、を有する蓄電装置用の集電体の製造方法である。すなわち、本発明の集電体の製造方法は上記の集電体を製造できる製造方法である。   In the method for producing a current collector of the present invention, a metal base material, a bonding layer formed on the surface of the base material, in which the base material and a conductive material having conductivity are mixed, and formed on the bonding layer, A method of manufacturing a current collector for a power storage device having a conductive layer having a conductive material. That is, the manufacturing method of the current collector of the present invention is a manufacturing method capable of manufacturing the current collector.

本発明の集電体の製造方法では、まず、基材の表面に接合層を形成し、つづいて、接合層の表面に、接合層の基材側に位置する導電材の粒子径よりも大きい粒子径をもつ導電材をキャリアガスとともに吹き付ける。これにより、上記の集電体を製造できる。   In the method for producing a current collector of the present invention, first, a bonding layer is formed on the surface of the base material, and then on the surface of the bonding layer, the particle diameter of the conductive material located on the base material side of the bonding layer is larger. A conductive material having a particle size is sprayed together with a carrier gas. Thereby, said electrical power collector can be manufactured.

接合層は、基材の表面に導電材を吹き付けてなることが好ましい。すなわち、導電材の粒子を吹き付けることで、導電材がエネルギーを持った状態で基材に当たり、導電材を持つ接合層や導電体層を形成することができる。   The bonding layer is preferably formed by spraying a conductive material on the surface of the substrate. That is, by spraying particles of a conductive material, the conductive material hits the base material with energy, and a bonding layer or a conductor layer having the conductive material can be formed.

基材に粒子径の小さい導電材を吹き付けると、導電材粒子が基材表面に形成された不動態被膜を突き破って基材内に進入・拡散する。これにより、基材と導電材が混在した接合層が形成される。小さい粒子を用いることで、接合層は微視的な隙間が極めて少ない状態で形成される。そして、粒子径の大きな導電材を接合層の表面に吹き付けると、集電体と接合された接合層または、接合層を介して直接基材と接合する。これにより、隙間が少なく、かつ接合部及び導電材粒子部分の厚みを増加させることができる。   When a conductive material having a small particle diameter is sprayed on the base material, the conductive material particles break through the passive film formed on the surface of the base material and enter and diffuse into the base material. Thereby, the joining layer in which the base material and the conductive material are mixed is formed. By using small particles, the bonding layer is formed with very few microscopic gaps. When a conductive material having a large particle diameter is sprayed on the surface of the bonding layer, the conductive material is bonded directly to the base material via the bonding layer bonded to the current collector or the bonding layer. Thereby, there are few clearance gaps and the thickness of a junction part and a conductive material particle part can be made to increase.

導電材粒子を基材に吹き付けて形成される接合層では、基材の表面から内部に導電材が拡散して形成される。基材の表面から内部に導電材が拡散すると、接合層の表面近傍は導電材を多量に含有し、表面から内部に進むにつれて導電材の含まれる割合が徐々に減少する。このような構成となることで、基材及び導電体層を強固に接合することができる。また、導電材を基材に拡散させることで、基材と接合層との界面が存在しなくなり、集電体の導電性が向上する。なお、導電材は、基材を構成する金属のマトリックス中に分子レベルで拡散したことが好ましい。   In the bonding layer formed by spraying the conductive material particles on the base material, the conductive material is formed by diffusing from the surface of the base material to the inside. When the conductive material diffuses from the surface of the base material to the inside, the vicinity of the surface of the bonding layer contains a large amount of the conductive material, and the proportion of the conductive material contained gradually decreases from the surface to the inside. By becoming such a structure, a base material and a conductor layer can be joined firmly. Further, by diffusing the conductive material into the base material, there is no interface between the base material and the bonding layer, and the conductivity of the current collector is improved. The conductive material is preferably diffused at a molecular level in a metal matrix constituting the substrate.

また、基材に導電材を拡散させて接合層を形成することで、導電材を拡散させるときに基材を構成する金属の表面に存在する酸化皮膜が除去され、酸化皮膜による内部抵抗の上昇が抑えられる。   Moreover, by diffusing the conductive material in the base material to form a bonding layer, the oxide film present on the surface of the metal constituting the base material is removed when the conductive material is diffused, and the internal resistance is increased by the oxide film. Is suppressed.

本発明の集電体の製造方法において、接合層及び導電体層は、導電材が吹き付けられてなる層の表面に導電材を吹き付けるときの運動エネルギー(1/2mx+1x+1 )が、前層を形成するために吹き付ける時の運動エネルギー(1/2m )よりも大きいことが好ましい。後から吹き付けられる導電材粒子の運動エネルギーがより大きくなることで、前層や基材に衝突した時により高い応力が加わり、粒子がより深い位置まで埋没される。そのため、基材や前層との接合力が強くなり、粒子径の小さな粒子を更に噴射し続けるよりも、より多くの粒子が接合できるようになる。これにより、より厚い層を形成できる。また、接合できる粒子が多くなり、材料の利用効率も大幅に向上でき、材料コストの低減が可能となる。 In the method for producing a current collector of the present invention, the bonding layer and the conductor layer have a kinetic energy (1/2 m x + 1 V x + 1 2 ) when the conductive material is sprayed on the surface of the layer to which the conductive material is sprayed. It is preferable that it is larger than the kinetic energy (1/2 m x V x 2 ) at the time of spraying to form a layer. By increasing the kinetic energy of the conductive material particles sprayed later, higher stress is applied when the conductive material particles collide with the front layer or the base material, and the particles are buried to a deeper position. Therefore, the bonding force with the base material and the front layer becomes strong, and more particles can be bonded than when particles having a small particle diameter are continuously ejected. Thereby, a thicker layer can be formed. Further, the number of particles that can be joined increases, so that the material utilization efficiency can be greatly improved, and the material cost can be reduced.

本発明の集電体の製造方法において、吹き付けられる導電材の平均粒子径と、前層を形成するために吹き付けられた導電材の平均粒子径との比が、1.2/1以上であることが好ましい。導電材の平均粒子径の比がこの範囲内となることで、粒子径の小さな導電材から緻密な層を形成でき、粒子径の大きな導電材からより厚い層を形成できる。   In the current collector manufacturing method of the present invention, the ratio of the average particle diameter of the conductive material sprayed to the average particle diameter of the conductive material sprayed to form the previous layer is 1.2 / 1 or more. It is preferable. When the ratio of the average particle diameter of the conductive material is within this range, a dense layer can be formed from a conductive material having a small particle diameter, and a thicker layer can be formed from a conductive material having a large particle diameter.

本発明の集電体の製造方法において、吹き付けられる導電材の吹き付け速度が、前層を形成するために吹き付けられた導電材の吹き付け速度よりも速いことが好ましい。導電材の吹き付け速度が制御されることで、粒子径の大きな導電材を吹き付けるときの運動エネルギーを大きくすることができ、粒子径の小さな導電材から緻密な層を形成でき、粒子径の大きな導電材からより厚い層を形成できる。吹き付けられる導電材の吹き付け速度と、前層を形成するために吹き付けられた導電材の吹き付け速度と、の比が、1.33/1以上であることがより好ましい。本発明の集電体において、導電材は、150〜450m/secで吹き付けられることが好ましい。   In the method for producing a current collector of the present invention, it is preferable that the spraying speed of the conductive material sprayed is faster than the spraying speed of the conductive material sprayed to form the previous layer. By controlling the spraying speed of the conductive material, it is possible to increase the kinetic energy when spraying a conductive material with a large particle size, to form a dense layer from a conductive material with a small particle size, and to conduct with a large particle size. Thicker layers can be formed from the material. It is more preferable that the ratio of the spraying speed of the conductive material sprayed to the spraying speed of the conductive material sprayed to form the previous layer is 1.33 / 1 or more. In the current collector of the present invention, the conductive material is preferably sprayed at 150 to 450 m / sec.

本発明の集電体の製造方法において、基材は、その表面の90%以上が導電材で被覆されることが好ましい。基材の表面の90%以上が導電材(接合層及び導電体層)で被覆されることで、基材が導電材により被覆され、電極材料形成時のスラリーに含まれる水等との反応による皮膜形成、ガス発生に伴う電極の不均一化、電解液を介しての電気化学反応時に形成する皮膜の形成を抑制することができる。   In the method for producing a current collector of the present invention, it is preferable that 90% or more of the surface of the base material is covered with a conductive material. 90% or more of the surface of the base material is covered with the conductive material (bonding layer and conductor layer), so that the base material is covered with the conductive material, and by reaction with water contained in the slurry at the time of forming the electrode material It is possible to suppress film formation, electrode non-uniformity due to gas generation, and formation of a film formed during an electrochemical reaction via an electrolytic solution.

本発明の集電体の製造方法において、導電材の材質は特に限定されるものではなく、蓄電装置に用いたときの電解液や使用条件等により適宜選択することができる。集電体が使用される蓄電装置の電解液や使用条件等により、基材表面に生成される不働態皮膜が異なる。たとえば、リチウムイオン電池にはLiPFを電解質として含む電解液が用いられており、このリチウムイオン電池の基材がアルミニウムよりなる集電体において4V程度で生成される不働態皮膜は、フッ化アルミニウムである。このように、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により生成される不働態皮膜の材質や厚さが異なる。このため、導電材の材質は、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により適宜選択できる。たとえば、炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料の少なくとも一種をあげることができる。また、これらを複合して用いてもよい。 In the method for manufacturing a current collector of the present invention, the material of the conductive material is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the electrolytic solution used in the power storage device, the use conditions, and the like. The passive film produced on the surface of the substrate varies depending on the electrolytic solution of the power storage device in which the current collector is used, the use conditions, and the like. For example, an electrolytic solution containing LiPF 6 as an electrolyte is used for a lithium ion battery, and a passive film formed at about 4 V in a current collector made of aluminum as a base material of the lithium ion battery is aluminum fluoride. It is. As described above, the material and thickness of the passive film generated vary depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For this reason, the material of the conductive material can be appropriately selected depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For example, at least one of carbon materials, conductive ceramics, conductive oxides, and metal materials can be given. These may be used in combination.

炭素材料は、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブの少なくとも一種であることが好ましい。導電性セラミックスは、チタンカーバイト、チタンナイトライドの少なくとも一種であることが好ましい。導電性酸化物は、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銀、酸化亜鉛、酸化タングステンの少なくとも一種であることが好ましい。金属材料は、ニッケル、銀、金、白金の少なくとも一種であることが好ましい。   The carbon material is preferably at least one of graphite, carbon black, acetylene black, and carbon nanotube. The conductive ceramic is preferably at least one of titanium carbide and titanium nitride. The conductive oxide is preferably at least one of vanadium oxide, titanium oxide, niobium oxide, cobalt oxide, manganese oxide, nickel oxide, silver oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. The metal material is preferably at least one of nickel, silver, gold, and platinum.

炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料がこれらの材質より選ばれることで、内部抵抗を上昇させることなく導電体層が電気伝導性を持つことが可能となる。   By selecting a carbon material, a conductive ceramic, a conductive oxide, or a metal material from these materials, the conductor layer can have electrical conductivity without increasing the internal resistance.

本発明の集電体の製造方法において、基材を構成する金属は特に限定されるものではない。本発明の集電体は、基材がアルミニウムの場合に特に効果を発揮することからアルミニウムであることがより好ましい。ここで、アルミニウムは、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金であってもよい。たとえば、マンガンを含むアルミニウム合金は、強度が向上しており、基材の厚さを薄くすることが可能となる。また、基材は、焼きなましなどの熱処理が施されていないことが好ましい。   In the method for producing a current collector of the present invention, the metal constituting the substrate is not particularly limited. The current collector of the present invention is more preferably aluminum because it exhibits an effect particularly when the substrate is aluminum. Here, the aluminum may be not only pure aluminum but also an aluminum alloy. For example, an aluminum alloy containing manganese has improved strength and can reduce the thickness of the base material. Moreover, it is preferable that the base material is not subjected to heat treatment such as annealing.

キャリアガスは特に限定しないが、窒素ガス、空気、アルゴンなどの噴射雰囲気下において不活性乃至活性が低いガスを採用することが望ましい。キャリアガスの圧力としては微粒子材料が前述の好ましい速度になるような圧力を採用することが望ましく、例えば、前述の微粒子の噴射速度を実現するには0.1MPa〜1.0MPaを用いることが望ましい。   The carrier gas is not particularly limited, but it is desirable to employ a gas that is inert or low in activity under an injection atmosphere such as nitrogen gas, air, or argon. As the pressure of the carrier gas, it is desirable to employ a pressure at which the fine particle material has the above-mentioned preferable speed. For example, 0.1 MPa to 1.0 MPa is desirable to realize the fine particle injection speed described above. .

基材は、30μm以下の厚さで形成されたことが好ましい。基材の厚さが30μmを超えると、集電体の厚さが厚くなりすぎる。集電体の厚さが厚くなると、蓄電装置を形成したときの電極にしめる基材の割合が多くなり、体積あたりの活物質量が減少することとなり、体積効率が低下する。   The substrate is preferably formed with a thickness of 30 μm or less. When the thickness of the substrate exceeds 30 μm, the thickness of the current collector becomes too thick. When the thickness of the current collector is increased, the ratio of the base material used as the electrode when the power storage device is formed increases, the amount of active material per volume decreases, and volume efficiency decreases.

接合層は、0.01μm以上の厚さで形成されたことが好ましい。ここで、接合層の厚さとは、導電材が含まれる部分の厚さを示す。接合層が0.01μm以上の厚さで形成されることで、基材と導電体層を接合する効果を発揮する。   The bonding layer is preferably formed with a thickness of 0.01 μm or more. Here, the thickness of the bonding layer indicates the thickness of the portion including the conductive material. By forming the bonding layer with a thickness of 0.01 μm or more, the effect of bonding the base material and the conductor layer is exhibited.

(電極)
本発明の電極は、請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体と、集電体の表面に形成された電極活物質層と、を有する。すなわち、本発明の電極は、上記の集電体を用いてなる電極であり、上記の集電体は、基材の表面上に接合層を介して導電体層が形成されており、内部抵抗の上昇が抑えられ、かつ高い耐久性・信頼性を発揮する電極となっている。
(electrode)
The electrode of the present invention is formed on the surface of the current collector, the current collector manufactured by the current collector according to any of claims 1 to 16, or the manufacturing method according to claims 17 to 31. An electrode active material layer. That is, the electrode of the present invention is an electrode using the above-described current collector, and the above-mentioned current collector has a conductor layer formed on the surface of a substrate via a bonding layer, and has an internal resistance. This is an electrode that suppresses the rise in the resistance and exhibits high durability and reliability.

本発明の電極は、上記の集電体を用いてなる電極であり、導電体層上に電極活物質層をもつ電極である。電極活物質層は、イオンを吸蔵・放出可能なもしくは酸化還元反応に伴う電子の授受が可能なまたは電荷を可逆的に蓄えることが可能な電極活物質をもつ。電極活物質は、本発明の電極を蓄電装置の電極として用いたときに電極反応を生じる物質である。電極活物質が生じる電極反応は、限定されるものではなく、リチウム電池の電極反応のようにイオンをその結晶構造中に吸蔵・放出する反応や、ラジカル電池のように酸化還元反応に伴う電子の授受を行う反応、電気二重層キャパシタのようにその表面に電気二重層を形成する反応をあげることができる。   The electrode of the present invention is an electrode using the above-described current collector, and is an electrode having an electrode active material layer on a conductor layer. The electrode active material layer has an electrode active material that can occlude and release ions, can exchange electrons associated with a redox reaction, or can store charges reversibly. An electrode active material is a substance that causes an electrode reaction when the electrode of the present invention is used as an electrode of a power storage device. The electrode reaction in which the electrode active material is generated is not limited. The reaction of occluding and releasing ions into the crystal structure like the electrode reaction of a lithium battery, or the electron accompanying the redox reaction like a radical battery. A reaction for giving and receiving, a reaction for forming an electric double layer on the surface thereof, such as an electric double layer capacitor, can be mentioned.

本発明の電極は、正極と負極のいずれに用いてもよい。たとえば、リチウムイオン電池の電極として用いられるときには、正極であることが好ましい。   The electrode of the present invention may be used for either the positive electrode or the negative electrode. For example, when used as an electrode of a lithium ion battery, a positive electrode is preferable.

本発明の電極において電極活物質は、蓄電装置を構成したときに、イオンを吸蔵・放出する電極反応、酸化還元反応に伴う電子の授受を行う電極反応、イオンを可逆的に担持する電極反応の少なくとも一種の電極反応を生じる物質であれば特に限定されるものではない。電極活物質は、金属酸化物系化合物、ラジカル安定化合物の少なくとも一種であることが好ましい。   In the electrode of the present invention, the electrode active material includes an electrode reaction that occludes / releases ions, an electrode reaction that exchanges electrons associated with an oxidation-reduction reaction, and an electrode reaction that reversibly carries ions when an electricity storage device is configured. The substance is not particularly limited as long as it is a substance that causes at least one kind of electrode reaction. The electrode active material is preferably at least one of a metal oxide compound and a radical stabilizing compound.

金属酸化物系化合物としては、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な金属酸化物系化合物であればよい。金属酸化物系化合物が、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な化合物よりなることで、本発明の電極を用いてリチウムイオン電池を形成することができる。金属酸化物系化合物としては、たとえば、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な金属酸化物系化合物にコバルト系酸化物、ニッケル系酸化物、マンガン系酸化物、鉄オリビン酸系酸化物を含む化合物やこれらの複合酸化物をあげることができる。すなわち、金属酸化物系化合物は、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な金属酸化物系化合物にコバルト系酸化物、ニッケル系酸化物、マンガン系酸化物、鉄オリビン酸系酸化物の少なくとも一種あるいはこれらの複合体を含む化合物であることが好ましい。より具体的には、LiCoO,LiNiO,LiMnO,LiMnや、LiNi1−x−yCo(MはAl,Sr,Mg,Laなどの金属元素)のようなリチウム遷移金属酸化物の一種以上、あるいはこれらの複合体をあげることができる。 The metal oxide compound may be any metal oxide compound that can occlude and release lithium ions. When the metal oxide compound is composed of a compound capable of inserting and extracting lithium ions, a lithium ion battery can be formed using the electrode of the present invention. Examples of the metal oxide compound include compounds containing cobalt oxide, nickel oxide, manganese oxide, iron olivic acid oxide in a metal oxide compound capable of occluding and releasing lithium ions. The composite oxide can be mentioned. That is, the metal oxide compound is a metal oxide compound capable of occluding and releasing lithium ions, at least one of a cobalt oxide, a nickel oxide, a manganese oxide, and an iron olivic acid oxide, or a combination thereof. A compound containing a complex is preferable. More specifically, and LiCoO 2, LiNiO 2, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4, LiNi 1-x-y Co x M y O 2 (M is Al, Sr, Mg, a metal element such as La) of such One or more kinds of lithium transition metal oxides or a composite thereof can be used.

ラジカル化合物は、不対電子を備えており、この不対電子が電極反応に用いられる。つまり、この不対電子が電流として集電体を介して取り出される。この結果、酸化還元反応に伴う電子の授受を行う電極反応が進行する。この電極反応を用いた蓄電装置は、電子の授受の容易さから、高出力が得られる効果を発揮する。ラジカル化合物は、電極反応に寄与する不対電子をもつ化合物であれば特に限定されるものではない。ラジカル化合物は、ニトロキシルラジカルを有する化合物、オキシラジカルを有する化合物、窒素ラジカルを有する化合物の少なくとも一種であることが好ましい。   The radical compound has unpaired electrons, and these unpaired electrons are used for the electrode reaction. That is, the unpaired electrons are taken out as current through the current collector. As a result, an electrode reaction for transferring electrons accompanying the redox reaction proceeds. The power storage device using this electrode reaction exhibits the effect of obtaining high output from the ease of electron transfer. The radical compound is not particularly limited as long as it is a compound having an unpaired electron contributing to the electrode reaction. The radical compound is preferably at least one of a compound having a nitroxyl radical, a compound having an oxy radical, and a compound having a nitrogen radical.

電荷を可逆的に蓄えることが可能な電極反応としては、たとえば、キャパシタの電極において生じる反応をあげることができる。電荷を可逆的に蓄えることが可能な活物質としては、従来公知のキャパシタにおいて用いられている活物質をあげることができ、たとえば、活性炭などの炭素質材料をあげることができる。   Examples of electrode reactions that can store charges reversibly include reactions that occur at the electrodes of capacitors. Examples of the active material capable of reversibly storing charges include active materials used in conventionally known capacitors, and examples thereof include carbonaceous materials such as activated carbon.

本発明の電極において、接合層は、0.01μm以上の厚さで形成されたことが好ましい。ここで、接合層の厚さとは、導電材が含まれる部分の厚さを示す。接合層が0.01μm以上の厚さで形成されることで、基材と導電体層を接合する効果を発揮する。   In the electrode of the present invention, the bonding layer is preferably formed with a thickness of 0.01 μm or more. Here, the thickness of the bonding layer indicates the thickness of the portion including the conductive material. By forming the bonding layer with a thickness of 0.01 μm or more, the effect of bonding the base material and the conductor layer is exhibited.

基材は、30μm以下の厚さで形成されたことが好ましい。基材の厚さが30μmを超えると、集電体の厚さが厚くなりすぎる。集電体の厚さが厚くなると、蓄電装置を形成したときの電極にしめる基材の割合が多くなり、体積あたりの活物質量が減少することとなり、体積効率が低下する。   The substrate is preferably formed with a thickness of 30 μm or less. When the thickness of the substrate exceeds 30 μm, the thickness of the current collector becomes too thick. When the thickness of the current collector is increased, the ratio of the base material used as the electrode when the power storage device is formed increases, the amount of active material per volume decreases, and volume efficiency decreases.

本発明の電極において、導電材の材質は特に限定されるものではなく、蓄電装置に用いたときの電解液や使用条件等により適宜選択することができる。集電体が使用される蓄電装置の電解液や使用条件等により、アルミニウム表面に生成される不働態皮膜が異なる。たとえば、リチウムイオン電池にはLiPFを電解質として含む電解液が用いられており、このリチウムイオン電池の集電体において4V程度で生成される不働態皮膜は、フッ化アルミニウムである。このように、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により生成される不働態皮膜の材質や厚さが異なる。このため、導電材の材質は、蓄電装置内で集電体が晒される電解液の種類や電位により適宜選択できる。たとえば、炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料の少なくとも一種をあげることができる。また、これらを複合して用いてもよい。 In the electrode of the present invention, the material of the conductive material is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the electrolytic solution when used in the power storage device, use conditions, and the like. The passive film produced on the aluminum surface differs depending on the electrolytic solution and the use conditions of the power storage device in which the current collector is used. For example, an electrolytic solution containing LiPF 6 as an electrolyte is used for a lithium ion battery, and the passive film formed at about 4 V in the current collector of this lithium ion battery is aluminum fluoride. As described above, the material and thickness of the passive film generated vary depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For this reason, the material of the conductive material can be appropriately selected depending on the type and potential of the electrolytic solution to which the current collector is exposed in the power storage device. For example, at least one of carbon materials, conductive ceramics, conductive oxides, and metal materials can be given. These may be used in combination.

炭素材料は、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブの少なくとも一種であることが好ましい。導電性セラミックスは、チタンカーバイト、チタンナイトライドの少なくとも一種であることが好ましい。導電性酸化物は、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銀、酸化亜鉛、酸化タングステンの少なくとも一種であることが好ましい。金属材料は、ニッケル、銀、金、白金の少なくとも一種であることが好ましい。   The carbon material is preferably at least one of graphite, carbon black, acetylene black, and carbon nanotube. The conductive ceramic is preferably at least one of titanium carbide and titanium nitride. The conductive oxide is preferably at least one of vanadium oxide, titanium oxide, niobium oxide, cobalt oxide, manganese oxide, nickel oxide, silver oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. The metal material is preferably at least one of nickel, silver, gold, and platinum.

炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料がこれらの材質より選ばれることで、内部抵抗を上昇させることなく導電体層が電気伝導性を持つことが可能となる。   By selecting a carbon material, a conductive ceramic, a conductive oxide, or a metal material from these materials, the conductor layer can have electrical conductivity without increasing the internal resistance.

本発明の電極において、基材を構成するアルミニウムは、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金であってもよい。たとえば、マンガンを含むアルミニウム合金は、強度が向上しており、基材の厚さを薄くすることが可能となる。また、基材は、焼きなましなどの熱処理が施されていないことが好ましい。   In the electrode of the present invention, the aluminum constituting the substrate may be not only pure aluminum but also an aluminum alloy. For example, an aluminum alloy containing manganese has improved strength and can reduce the thickness of the base material. Moreover, it is preferable that the base material is not subjected to heat treatment such as annealing.

本発明の電極は、集電体の導電体層に活物質層を形成できる方法であれば、その製造方法が限定されるものではない。たとえば、基材、接合層及び導電体層をもつ集電体を製造し、導電体層上に電極活物質を含むペーストを塗布し、乾燥させて活物質層を形成する製造方法をあげることができる。活物質層は、導電体層上に電極活物質を含むペーストを塗布、乾燥させた後に押圧して圧縮してもよい。   If the electrode of this invention is a method which can form an active material layer in the conductor layer of a collector, the manufacturing method will not be limited. For example, a method of producing a current collector having a base material, a bonding layer and a conductor layer, applying a paste containing an electrode active material on the conductor layer, and drying to form an active material layer can be mentioned. it can. The active material layer may be pressed and compressed after applying and drying a paste containing an electrode active material on the conductor layer.

(蓄電装置)
本発明の蓄電装置は、請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体を用いてなる。すなわち、請求項32〜37に記載の電極を用いてなる蓄電装置である。
(Power storage device)
The power storage device of the present invention uses the current collector according to any one of claims 1 to 16 or the current collector manufactured by the manufacturing method according to claims 17 to 31. That is, a power storage device using the electrode according to claims 32 to 37.

本発明の蓄電装置は、上記した集電体及び電極以外は従来公知の蓄電装置と同様な構成とすることができる。すなわち、蓄電装置は、上記の集電体を用いて製造された電極を用いて電極体を形成し、この電極体を非水電解液とともに容器に密封した構成とすることができる。   The power storage device of the present invention can have a configuration similar to that of a conventionally known power storage device except for the above-described current collector and electrode. That is, the power storage device can be configured such that an electrode body is formed using an electrode manufactured using the current collector, and the electrode body is sealed in a container together with a non-aqueous electrolyte.

本発明の蓄電装置は、二次電池であることが好ましい。二次電池は、充放電を繰り返すことが可能な二次電池であればその種類が特に限定されるものではなく従来公知の二次電池を用いることができる。たとえば、リチウム電池などの電解液に有機電解液を用いた二次電池をあげることができる。エネルギー密度が高いことから、二次電池は非水系二次電池であることがより好ましい。非水系二次電池としては、たとえば、リチウムイオン電池をあげることができ、リチウムイオン電池においては上記の集電体を正極の集電体に用いることが好ましい。   The power storage device of the present invention is preferably a secondary battery. The type of the secondary battery is not particularly limited as long as it can be repeatedly charged and discharged, and a conventionally known secondary battery can be used. For example, a secondary battery using an organic electrolyte as an electrolyte such as a lithium battery can be given. Since the energy density is high, the secondary battery is more preferably a non-aqueous secondary battery. Examples of the non-aqueous secondary battery include a lithium ion battery. In the lithium ion battery, it is preferable to use the current collector as a positive electrode current collector.

本発明の蓄電装置は、キャパシタであることが好ましい。キャパシタも充放電を繰り返すことが可能なキャパシタであればその種類が特に限定されるものではなく従来公知のキャパシタを用いることができる。キャパシタは、充放電時の高速応答性に優れた電気二重層型のキャパシタであることが好ましい。   The power storage device of the present invention is preferably a capacitor. The type of the capacitor is not particularly limited as long as it can be repeatedly charged and discharged, and a conventionally known capacitor can be used. The capacitor is preferably an electric double layer type capacitor excellent in high-speed response during charge / discharge.

また、二次電池及びキャパシタは、ひとつの電極体をもつ単電池であっても複数の単電池よりなる組電池であってもいずれでもよい。また、一つの電極体がケースに収容された単セル電池であっても、複数の電極体が一つに収容された複数セル電池であってもいずれでもよい。   Further, the secondary battery and the capacitor may be either a single battery having one electrode body or an assembled battery including a plurality of single batteries. Further, it may be a single cell battery in which one electrode body is housed in a case, or may be a multiple cell battery in which a plurality of electrode bodies are housed in one.

以下、実施例を用いて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described using examples.

本発明の実施例として、アルミニウム製集電体及び正極を製造した。
(集電体の作製)
導電材として、チタンカーバイド粒子を用いた。このチタンカーバイド粒子は、50%平均粒子半径(D50)が、0.83、0.91、1.0、1.58、2.00、3.50μmの粒子に分級された。
As an example of the present invention, an aluminum current collector and a positive electrode were manufactured.
(Preparation of current collector)
Titanium carbide particles were used as the conductive material. The titanium carbide particles were classified into particles having a 50% average particle radius (D50) of 0.83, 0.91, 1.0, 1.58, 2.00, and 3.50 μm.

基材には、厚さ15μmのH材よりなるアルミニウム箔(日本製箔株式会社製、JIS規定の1N30材)を用いた。このアルミニウム箔は、熱処理が施されていないアルミニウム箔である。   As the base material, an aluminum foil made of an H material having a thickness of 15 μm (manufactured by Nippon Foil Co., Ltd., JIS stipulated 1N30 material) was used. This aluminum foil is an aluminum foil that has not been heat-treated.

このアルミニウム箔を、多孔質セラミックス材の表面に固定した。そして、セラミックス材の裏面側から真空吸引してアルミニウム箔をセラミックス材に密着させた。   This aluminum foil was fixed to the surface of the porous ceramic material. And vacuum suction was carried out from the back surface side of the ceramic material, and aluminum foil was stuck to the ceramic material.

セラミックス材の表面に密着したアルミニウム箔の表面に、チタンカーバイド粒子を常温の条件下でキャリアガスを用いて吹き付けた。チタンカーバイド粒子の吹き付けは、使用ノズルとして幅10mm、ノズル部を動かすことでアルミニウム箔の狙った部分に粒子を吹き付けて行われた。今回の試験では、ノズルの走査速度を3m/分で30×70mmの面積に吹き付けた。なお、ノズルを走査するのではなく、アルミニウム箔(セラミックス材)を走査することでも同様な結果となる。   Titanium carbide particles were sprayed onto the surface of the aluminum foil adhered to the surface of the ceramic material using a carrier gas under normal temperature conditions. The spraying of the titanium carbide particles was performed by spraying the particles onto the targeted portion of the aluminum foil by moving the nozzle part with a width of 10 mm as a use nozzle. In this test, the nozzle scanning speed was sprayed at an area of 30 × 70 mm at 3 m / min. The same result can be obtained by scanning an aluminum foil (ceramic material) instead of scanning the nozzle.

チタンカーバイド粒子を吹き付けるためのキャリアガスには窒素ガスを用いた。キャリアガスの圧力を0.1〜0.5MPaで調整し、各粒子の吹き付け速度を測定した。吹き付け条件としては、使用ノズルが幅10mm、先端が平らでストレート形状の管を採用し、その先端からの距離が1mmになるようにアルミニウム箔を配置した状態で各微粒子材料を吹き付けた。ここで、粒子が吹き付けられるときの噴射速度を測定した。噴射速度の測定はノズルから噴射された微粒子材料に対して、100ns間隔にてパルスレーザを照射しながら、同期した高解像度カメラにて撮影することで行った。噴射速度は測定した微粒子材料のうち噴射速度が上位10%に入るものの速度の平均値を採用した。   Nitrogen gas was used as a carrier gas for spraying titanium carbide particles. The carrier gas pressure was adjusted to 0.1 to 0.5 MPa, and the spraying speed of each particle was measured. As for the spraying conditions, each fine particle material was sprayed in a state where the nozzle used was 10 mm wide, the tip was flat, and a straight tube was adopted, and the aluminum foil was arranged so that the distance from the tip was 1 mm. Here, the injection speed when the particles were sprayed was measured. The ejection speed was measured by photographing with a synchronized high-resolution camera while irradiating the fine particle material ejected from the nozzle with a pulse laser at intervals of 100 ns. As the jetting speed, an average value of the speeds of the measured fine particle materials having the jetting speed in the top 10% was adopted.

本実施例では、キャリアガス圧力を0.1MPa〜1.0MPaの範囲に制御することで、チタンカーバイド粒子の噴射速度を150m/sから450m/sに制御することができた。   In this example, by controlling the carrier gas pressure in the range of 0.1 MPa to 1.0 MPa, the jetting speed of the titanium carbide particles could be controlled from 150 m / s to 450 m / s.

本実施例では、まず、第1のチタンカーバイド粒子(第1粒子)を供給用のホッパー部に入れ各条件のキャリアガスによって噴射させ、第1粒子をアルミニウム箔に吹き付けてアルミニウム箔よりなる基材に拡散させた。つづいて、供給用のホッパー部のチタンカーバイド粒子を第2のチタンカーバイド粒子(第2粒子)に交換して、第1粒子が拡散して接合層が形成された基材に、第2粒子を同様にキャリアガスによって吹き付け、導電体層を形成した。   In the present embodiment, first, the first titanium carbide particles (first particles) are put into a supply hopper portion and sprayed with a carrier gas under various conditions, and the first particles are sprayed onto the aluminum foil to form a base material made of the aluminum foil. Diffused. Subsequently, the titanium carbide particles in the supply hopper are replaced with second titanium carbide particles (second particles), and the second particles are applied to the base material on which the first particles are diffused to form the bonding layer. Similarly, the conductive layer was formed by spraying with a carrier gas.

これにより、実施例及び比較例の集電体が製造できた。   Thereby, the electrical power collector of an Example and a comparative example was able to be manufactured.

製造された集電体に使用されたチタンカーバイド粒子(第1及び第2粒子)の粒径を表1に示した。また、チタンカーバイド粒子の吹き付け時の運動エネルギー比を表1に合わせて示した。   Table 1 shows the particle diameters of the titanium carbide particles (first and second particles) used in the manufactured current collector. Table 1 also shows the kinetic energy ratio at the time of spraying the titanium carbide particles.

Figure 2009301898
Figure 2009301898

製造された集電体は、アルミニウム箔よりなる基材と、基材の表面に形成され、基材と導電性をもつチタンカーバイドよりなる導電材とが混在した接合層と、接合層上に形成され、チタンカーバイドよりなる導電材を有する導電体層と、を有する集電体である。そして、本実施例の集電体は、導電体層の表面側に位置する第2粒子の粒子径が、接合層の基材側に位置する第1粒子の粒子径よりも大きくなっている。
(正極の製造)
まず、正極活物質としてニッケル酸リチウム(LiNiO)を、バインダとしてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)及びカルボキシルメチルセルロース(CMC)を、導電助剤としてカーボンブラックを、それぞれ所定量を秤量し、分散媒の水に分散させて正極合剤ペーストを調製した。
The manufactured current collector is formed on a bonding layer formed of a base material made of aluminum foil, a bonding layer formed on the surface of the base material, and a mixed material of the base material and conductive titanium carbide having conductivity. And a conductor layer having a conductive material made of titanium carbide. In the current collector of this example, the particle diameter of the second particles located on the surface side of the conductor layer is larger than the particle diameter of the first particles located on the base material side of the bonding layer.
(Manufacture of positive electrode)
First, lithium nickelate (LiNiO 2 ) as a positive electrode active material, polytetrafluoroethylene (PTFE) and carboxymethylcellulose (CMC) as binders, carbon black as a conductive additive, and a predetermined amount of each are weighed, and the dispersion medium A positive electrode mixture paste was prepared by dispersing in water.

調製された正極合剤ペーストを実施例及び比較例の集電体の表面に塗布、乾燥した。そして、ハンドプレスで押圧し、集電板の表面上の電極活物質を高密度化した。これにより、集電体の表面に正極活物質層が形成された正極が製造できた。
(負極の製造)
負極活物質として黒鉛を、バインダとしてスチレンブタジエンゴム(SBR)及びカルボキシルメチルセルロース(CMC)を、それぞれ所定量を秤量し、分散媒の水に分散させて負極合剤ペーストを調製した。
The prepared positive electrode mixture paste was applied to the surfaces of the current collectors of Examples and Comparative Examples and dried. And it pressed with the hand press and densified the electrode active material on the surface of a current collecting plate. Thereby, the positive electrode in which the positive electrode active material layer was formed on the surface of the current collector was manufactured.
(Manufacture of negative electrode)
Predetermined amounts of graphite as a negative electrode active material and styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder were weighed and dispersed in water as a dispersion medium to prepare a negative electrode mixture paste.

調製された負極合剤ペーストを銅箔よりなる集電体の表面に塗布、乾燥した。これにより、銅箔の表面に負極活物質層が形成された負極が製造できた。
(試験用電池)
上記の正極及び負極を、ポリエチレン製の多孔質膜よりなるセパレータを介して積層させ、電解液とともにアルミニウムよりなる電池ケース内に挿入し、ケースを封口して試験用電池が製造された。電解液は、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)が体積比で1:1:1の割合で混合した混合溶媒にLiPFを1mol/Lの割合となるように添加して製造された。
The prepared negative electrode mixture paste was applied to the surface of a current collector made of copper foil and dried. Thereby, the negative electrode by which the negative electrode active material layer was formed on the surface of copper foil was manufactured.
(Test battery)
The positive electrode and the negative electrode were laminated via a separator made of a polyethylene porous membrane, inserted into a battery case made of aluminum together with an electrolytic solution, and the case was sealed to produce a test battery. The electrolyte solution was such that LiPF 6 was mixed at a ratio of 1 mol / L in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 1: 1. To be manufactured.

(評価)
実施例及び比較例の集電体、正極及び電池の評価を行った。
(Evaluation)
The current collectors, positive electrodes, and batteries of Examples and Comparative Examples were evaluated.

(集電体の評価)
実施例及び比較例の集電体このようにして得て導電体層についての評価内容、評価方法を以下に説明する。
(Evaluation of current collector)
Current collectors of Examples and Comparative Examples Evaluation contents and evaluation methods for the conductor layers obtained as described above will be described below.

まず、集電体に付着した粒子の重量効率を測定した。   First, the weight efficiency of the particles attached to the current collector was measured.

この重量効率は、チタンカーバイド粒子が吹き付けられる前後のアルミニウム箔の重量、ノズルから噴射したチタンカーバイド粒子の重量に基づいて、[(接合後の集電体の重量−Al箔の重量)/噴射したチタンカーバイド粒子の総重量]×100で得られる値を比較することで行われた。算出された値の比較は、比較例1の値を1.0としたときの比として求めた。この重量効率の値を表2に示した。   This weight efficiency is based on the weight of the aluminum foil before and after the titanium carbide particles are sprayed and the weight of the titanium carbide particles sprayed from the nozzle [(weight of current collector after bonding−weight of Al foil) / sprayed. This was done by comparing the values obtained with [total weight of titanium carbide particles] × 100. Comparison of the calculated values was obtained as a ratio when the value of Comparative Example 1 was 1.0. The weight efficiency values are shown in Table 2.

つづいて、集電体に付着した粒子の被覆率を測定した。   Subsequently, the coverage of the particles attached to the current collector was measured.

被覆率は、集電体のSEM写真を撮影し、SEM写真による反射電子像の観察を行い、基材と導電材粒子のコントラストの違いから基材が導電材粒子で被覆される被覆率を測定した。測定結果を表2に合わせて示した。
(電池の評価)
つづいて、製造された電池の出力の評価を行った。
Coverage is measured by taking a SEM photograph of the current collector, observing the reflected electron image using the SEM photograph, and measuring the coverage of the substrate covered with the conductive material particles from the difference in contrast between the substrate and the conductive material particles. did. The measurement results are shown in Table 2.
(Battery evaluation)
Subsequently, the output of the manufactured battery was evaluated.

この出力の評価は、SOC0(3V)〜100%(4.1V)の充放電を5サイクル終了後、電池電圧をSOC60%(3.72V)に充電した後、出力測定を行った。出力測定は、1Cの電流で10秒間放電、1Cの電流で10秒間充電休止時間5分を行い、初期の電圧と10秒後の電圧の差ΔV(1C)を求める。同様に、電流値を2C、4C、8C、12C、16C、20Cと変えて、ΔV(xC)を求める。そして、横軸に電流値、縦軸にΔVとなるグラフから、SOC60%からSOC0%まで放電された時の電圧となるΔVが0.72Vとなる電流値Iを求める。そして、3×I/正極活物質重量を出力値と算出した。測定結果を表2に合わせて示した。なお、表中には、比較例1の測定値を1.0としたときの比で示した。   This output was evaluated by measuring the output after charging the battery voltage to SOC 60% (3.72V) after 5 cycles of SOC0 (3V) to 100% (4.1V) charging and discharging. The output is measured by discharging at a current of 1 C for 10 seconds, and by charging at a current of 1 C for 10 seconds, and charging is stopped for 5 minutes, and the difference ΔV (1 C) between the initial voltage and the voltage after 10 seconds is obtained. Similarly, ΔV (xC) is obtained by changing the current value to 2C, 4C, 8C, 12C, 16C, and 20C. Then, from the graph in which the horizontal axis represents the current value and the vertical axis represents ΔV, the current value I at which ΔV, which is the voltage when discharged from SOC 60% to SOC 0%, is 0.72 V is obtained. Then, 3 × I / positive electrode active material weight was calculated as an output value. The measurement results are shown in Table 2. In addition, in the table | surface, it showed by ratio when the measured value of the comparative example 1 was set to 1.0.

つづいて、製造された電池の電気抵抗の評価を行った。   Subsequently, the electrical resistance of the manufactured battery was evaluated.

電池出力評価が終了した電極をφ15mmの円板状に切り出し、2枚の銅材で挟み込んだ。このとき、正極は、2枚の銅材の間を1MPaの加圧力で圧縮しており、正極は2枚の銅材のそれぞれに圧着している。そして、この2枚の銅材の間に一定の電流を印加して電圧を測定した。測定結果を表2に合わせて示した。   The electrode for which the battery output evaluation was completed was cut into a disk shape of φ15 mm and sandwiched between two copper materials. At this time, the positive electrode is compressed between two copper materials with a pressure of 1 MPa, and the positive electrode is pressure-bonded to each of the two copper materials. A voltage was measured by applying a constant current between the two copper materials. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2009301898
Figure 2009301898

第2粒子が第1粒子よりも大径の粒子を用いた実施例1〜4は、大径の粒子のみを用いた比較例1と比較して、材料重量効率、被覆率及び出力特性が向上し、電気抵抗が低下していることが確認できる。   In Examples 1 to 4 in which the second particles are larger than the first particles, the material weight efficiency, the coverage, and the output characteristics are improved as compared with Comparative Example 1 in which only the larger particles are used. It can be confirmed that the electric resistance is reduced.

そして、実施例2は、第1及び第2粒子のそれぞれの粒子の粒径が実施例1の場合より大きくなっており、基材に衝突した時に、より高い応力が加わる。これにより、粒子がより深い位置まで埋没される。この結果、基材及び接合層の第1粒子との接合力が強くなり、第1粒子を吹き付け続けるよりも、より多くの第2粒子が接合できるようになり、隙間の少ない接合層と、より厚い接合層を形成できた。   In Example 2, the particle size of each of the first and second particles is larger than that in Example 1, and higher stress is applied when the particle collides with the base material. Thereby, the particles are buried to a deeper position. As a result, the bonding force of the base material and the bonding layer with the first particles becomes stronger, and more second particles can be bonded than when the first particles continue to be sprayed. A thick bonding layer could be formed.

さらに、実施例3では、第2粒子を吹き付ける吹き付け速度が、第1粒子の吹き付け速度よりも速くなっている。すなわち、第2粒子と第1粒子の運動エネルギーの比が大きくなっている。これにより、第2粒子が基材に衝突した時に、より高い応力が加わる。これにより、粒子がより深い位置まで埋没される。この結果、基材及び接合層の第1粒子との接合力が強くなり、第1粒子を吹き付け続けるよりも、より多くの第2粒子が接合できるようになり、隙間の少ない接合層と、より厚い接合層を形成できた。さらに、材料重量効率が向上できることがわかった。   Furthermore, in Example 3, the spraying speed for spraying the second particles is faster than the spraying speed for the first particles. That is, the ratio of the kinetic energy between the second particles and the first particles is increased. Thereby, when a 2nd particle collides with a base material, a higher stress is added. Thereby, the particles are buried to a deeper position. As a result, the bonding force of the base material and the bonding layer with the first particles becomes stronger, and more second particles can be bonded than when the first particles continue to be sprayed. A thick bonding layer could be formed. Furthermore, it turned out that material weight efficiency can be improved.

また、実施例4では、第1及び第2粒子のそれぞれの粒子の粒径が実施例2の場合よりさらに大きくなっており、基材に衝突した時に、より高い応力が加わる。これにより、粒子がより深い位置まで埋没される。この結果、基材及び接合層の第1粒子との接合力が強くなり、第1粒子を吹き付け続けるよりも、より多くの第2粒子が接合できるようになり、隙間の少ない接合層と、より厚い接合層を形成できた。   In Example 4, the particle size of each of the first and second particles is larger than that in Example 2, and higher stress is applied when the particle collides with the substrate. Thereby, the particles are buried to a deeper position. As a result, the bonding force of the base material and the bonding layer with the first particles becomes stronger, and more second particles can be bonded than when the first particles continue to be sprayed. A thick bonding layer could be formed.

なお、比較例1は、第1及び第2粒子の粒子径が同じであり、第1粒子を吹き付けて接合層を形成した後に、さらに第1粒子(第2粒子)を吹き付けても、粒子を接合、付着させることができず、導電体層が形成できなかった。   In Comparative Example 1, the particle diameters of the first and second particles are the same. Even after the first particles (second particles) are further sprayed after the first particles are sprayed to form the bonding layer, the particles are not separated. Bonding and adhesion were not possible, and a conductor layer could not be formed.

また、比較例2は、それぞれの評価結果が、ほぼ比較例1と同等であり、十分な効果が得られなかった。すなわち、第1及び第2粒子の粒子径が同じであれば、第2粒子を吹き付ける吹き付け速度が、第1粒子の吹き付け速度よりも速くなっても、十分な効果が得られないことが確認できた。   In Comparative Example 2, each evaluation result was almost the same as that of Comparative Example 1, and sufficient effects were not obtained. That is, if the particle diameters of the first and second particles are the same, it can be confirmed that sufficient effects cannot be obtained even if the spraying speed for spraying the second particles is faster than the spraying speed for the first particles. It was.

さらに、比較例3は、第1及び第2粒子のそれぞれの粒子の粒径が大きくなったこと以外は比較例1と同様であり、それぞれの評価結果が、ほぼ比較例1と同等であり、十分な効果が得られなかった。   Furthermore, Comparative Example 3 is the same as Comparative Example 1 except that the particle size of each of the first and second particles is increased, and each evaluation result is substantially the same as Comparative Example 1. A sufficient effect was not obtained.

上記のように、第1粒子に粒子径の小さな粒子を用い、第2粒子に第1粒子よりも粒子径の大きい粒子を用いることで、材料の利用効率の増加、被覆率の向上、出力特性の向上、電気抵抗の低下ができることがわかった。   As described above, by using particles having a small particle diameter as the first particles and using particles having a particle diameter larger than the first particles as the second particles, the use efficiency of the material is increased, the coverage is improved, and the output characteristics. It has been found that the electrical resistance can be improved and the electrical resistance can be reduced.

Claims (38)

金属製の基材と、
該基材の表面に形成され、該基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、
該接合層上に形成され、該導電材を有する導電体層と、
を有する蓄電装置用の集電体であって、
該導電体層の表面側に位置する該導電材の粒子径が、該接合層の該基材側に位置する該導電材の粒子径よりも大きいことを特徴とする集電体。
A metal substrate;
A bonding layer formed on the surface of the base material, in which the base material and a conductive material having conductivity are mixed;
A conductor layer formed on the bonding layer and having the conductive material;
A current collector for a power storage device having
A current collector, wherein a particle diameter of the conductive material located on the surface side of the conductor layer is larger than a particle diameter of the conductive material located on the base material side of the bonding layer.
前記接合層と前記導電体層は、含まれる前記導電材の粒子径が基材側から表面側に進むにつれて大きくなっている請求項1記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein the bonding layer and the conductor layer increase in size as the particle diameter of the conductive material contained increases from the substrate side to the surface side. 前記導電体層は、前記接合層を形成した前記基材に、前記導電材を吹き付けてなる請求項1〜2のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein the conductor layer is formed by spraying the conductive material onto the base material on which the bonding layer is formed. 前記接合層は、前記基材の表面に前記導電材を吹き付けてなる請求項1〜3のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein the bonding layer is formed by spraying the conductive material on a surface of the base material. 前記接合層及び前記導電体層は、前記導電材が吹き付けられてなる層の表面に前記導電材を吹き付けるときの運動エネルギー(1/2mx+1x+1 )が、前層を形成するために吹き付ける時の運動エネルギー(1/2m )よりも大きい請求項3〜4のいずれかに記載の集電体。 The bonding layer and the conductor layer are sprayed to form the front layer by kinetic energy (1/2 m x + 1 V x + 1 2 ) when the conductive material is sprayed on the surface of the layer formed by spraying the conductive material. collector according to any one of the kinetic energy (1 / 2m x V x 2 ) than the larger claims 3-4 when. 吹き付けられる前記導電材の平均粒子径と、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の平均粒子径との比が、1.2/1以上である請求項5記載の集電体。   The current collector according to claim 5, wherein a ratio between an average particle diameter of the conductive material sprayed and an average particle diameter of the conductive material sprayed to form the front layer is 1.2 / 1 or more. . 吹き付けられる前記導電材の吹き付け速度が、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の吹き付け速度よりも速い請求項5〜6のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 5, wherein a spraying speed of the conductive material sprayed is higher than a spraying speed of the conductive material sprayed to form the front layer. 吹き付けられる前記導電材の吹き付け速度と、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の吹き付け速度と、の比が、1.33/1以上である請求項5〜7のいずれかに記載の集電体。   The ratio between the spraying speed of the conductive material sprayed and the spraying speed of the conductive material sprayed to form the front layer is 1.33 / 1 or more. The current collector described. 前記導電材は、150〜450m/secで吹き付けられる請求項1〜8のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein the conductive material is sprayed at 150 to 450 m / sec. 前記基材は、その表面の90%以上が前記導電材で被覆される請求項1〜9のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein 90% or more of the surface of the base material is covered with the conductive material. 前記導電材は、炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料の少なくとも一種よりなる請求項1〜10のいずれかに記載の集電体。   The current collector according to claim 1, wherein the conductive material is made of at least one of a carbon material, a conductive ceramic, a conductive oxide, and a metal material. 前記炭素材料は、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、ガラス状炭素の少なくとも一種である請求項11記載の集電体。   The current collector according to claim 11, wherein the carbon material is at least one of graphite, carbon black, acetylene black, carbon nanotube, and glassy carbon. 前記グラファイトは、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛の少なくとも一種である請求項12記載の集電体。   The current collector according to claim 12, wherein the graphite is at least one of scaly graphite, artificial graphite, scaly graphite, and earthy graphite. 前記導電性セラミックスは、チタンカーバイト、チタンナイトライドの少なくとも一種である請求項11記載の集電体。   The current collector according to claim 11, wherein the conductive ceramic is at least one of titanium carbide and titanium nitride. 前記導電性酸化物は、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銀、酸化亜鉛、酸化タングステンの少なくとも一種である請求項11記載の集電体。   The current collector according to claim 11, wherein the conductive oxide is at least one of vanadium oxide, titanium oxide, niobium oxide, cobalt oxide, manganese oxide, nickel oxide, silver oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. 前記金属材料は、ニッケル、銀、金、白金の少なくとも一種である請求項11記載の集電体。   The current collector according to claim 11, wherein the metal material is at least one of nickel, silver, gold, and platinum. 金属製の基材と、
該基材の表面に形成され、該基材と導電性をもつ導電材とが混在した接合層と、
該接合層上に形成され、該導電材を有する導電体層と、
を有する蓄電装置用の集電体の製造方法であって、
該基材の表面に該接合層を形成する工程と、
該接合層の表面に、接合層の該基材側に位置する該導電材の粒子径よりも大きい粒子径をもつ該導電材をキャリアガスとともに吹き付ける工程と、
を有することを特徴とする集電体の製造方法。
A metal substrate;
A bonding layer formed on the surface of the base material, in which the base material and a conductive material having conductivity are mixed;
A conductor layer formed on the bonding layer and having the conductive material;
A method of manufacturing a current collector for a power storage device having
Forming the bonding layer on the surface of the substrate;
Spraying the conductive material having a particle diameter larger than the particle diameter of the conductive material located on the substrate side of the bonding layer together with a carrier gas on the surface of the bonding layer;
A method for producing a current collector, comprising:
前記接合層は、前記基材の表面に前記導電材を吹き付けてなる請求項17記載の集電体の製造方法。   The method for manufacturing a current collector according to claim 17, wherein the bonding layer is formed by spraying the conductive material on a surface of the base material. 前記接合層と前記導電体層は、含まれる前記導電材の粒子径が基材側から表面側に進むにつれて大きくなっている請求項18記載の集電体の製造方法。   The method for manufacturing a current collector according to claim 18, wherein the bonding layer and the conductor layer increase in size as the particle diameter of the conductive material contained increases from the substrate side to the surface side. 前記接合層及び前記導電体層は、前記導電材が吹き付けられてなる層の表面に前記導電材を吹き付けるときの運動エネルギー(1/2mx+1x+1 )が、前層を形成するために吹き付ける時の運動エネルギー(1/2m )よりも大きい請求項17〜19のいずれかに記載の集電体の製造方法。 The bonding layer and the conductor layer are sprayed to form the front layer by kinetic energy (1/2 m x + 1 V x + 1 2 ) when the conductive material is sprayed on the surface of the layer formed by spraying the conductive material. method for producing a current collector according to any one of the kinetic energy (1 / 2m x V x 2 ) greater claim than 17-19 when. 吹き付けられる前記導電材の平均粒子径と、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の平均粒子径との比が、1.2/1以上である請求項20記載の集電体の製造方法。   The current collector according to claim 20, wherein a ratio of an average particle diameter of the conductive material sprayed to an average particle diameter of the conductive material sprayed to form the front layer is 1.2 / 1 or more. Manufacturing method. 吹き付けられる前記導電材の吹き付け速度が、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の吹き付け速度よりも速い請求項20〜21のいずれかに記載の集電体の製造方法。   The method for manufacturing a current collector according to any one of claims 20 to 21, wherein a spraying speed of the conductive material sprayed is faster than a spraying speed of the conductive material sprayed to form the front layer. 吹き付けられる前記導電材の吹き付け速度と、前記前層を形成するために吹き付けられた前記導電材の吹き付け速度と、の比が、1.33/1以上である請求項20〜21のいずれかに記載の集電体の製造方法。   The ratio of the spraying speed of the conductive material sprayed to the spraying speed of the conductive material sprayed to form the front layer is 1.33 / 1 or more. The manufacturing method of the electrical power collector of description. 前記導電材は、150〜450m/secで吹き付けられる請求項17〜23のいずれかに記載の集電体の製造方法。   The method for manufacturing a current collector according to any one of claims 17 to 23, wherein the conductive material is sprayed at 150 to 450 m / sec. 前記基材は、その表面の90%以上が前記導電材で被覆される請求項17〜24のいずれかに記載の集電体の製造方法。   The said base material is a manufacturing method of the electrical power collector in any one of Claims 17-24 with which 90% or more of the surface is coat | covered with the said electrically conductive material. 前記導電材は、炭素材料、導電性セラミックス、導電性酸化物、金属材料の少なくとも一種よりなる請求項17〜25のいずれかに記載の集電体の製造方法。   The method for manufacturing a current collector according to any one of claims 17 to 25, wherein the conductive material is made of at least one of a carbon material, a conductive ceramic, a conductive oxide, and a metal material. 前記炭素材料は、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、ガラス状炭素の少なくとも一種である請求項26記載の集電体の製造方法。   27. The method for producing a current collector according to claim 26, wherein the carbon material is at least one of graphite, carbon black, acetylene black, carbon nanotube, and glassy carbon. 前記グラファイトは、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛の少なくとも一種である請求項27記載の集電体の製造方法。   28. The method of manufacturing a current collector according to claim 27, wherein the graphite is at least one of scaly graphite, artificial graphite, scaly graphite, and earth graphite. 前記導電性セラミックスは、チタンカーバイト、チタンナイトライドの少なくとも一種である請求項26記載の集電体の製造方法。   27. The method of manufacturing a current collector according to claim 26, wherein the conductive ceramic is at least one of titanium carbide and titanium nitride. 前記導電性酸化物は、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銀、酸化亜鉛、酸化タングステンの少なくとも一種である請求項26記載の集電体の製造方法。   27. The method of manufacturing a current collector according to claim 26, wherein the conductive oxide is at least one of vanadium oxide, titanium oxide, niobium oxide, cobalt oxide, manganese oxide, nickel oxide, silver oxide, zinc oxide, and tungsten oxide. 前記金属材料は、ニッケル、銀、金、白金の少なくとも一種である請求項26記載の集電体の製造方法。   27. The method of manufacturing a current collector according to claim 26, wherein the metal material is at least one of nickel, silver, gold, and platinum. 請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体と、
該集電体の表面に形成された電極活物質層と、
を有することを特徴とする電極。
A current collector manufactured according to any one of claims 1 to 16, or a current collector manufactured by the manufacturing method according to claims 17 to 31;
An electrode active material layer formed on the surface of the current collector;
The electrode characterized by having.
前記電極活物質層は、イオンを吸蔵・放出可能なもしくは酸化還元反応に伴う電子の授受が可能な、または電荷を可逆的に蓄えることが可能な電極活物質を有する請求項32記載の電極。   33. The electrode according to claim 32, wherein the electrode active material layer has an electrode active material that can occlude and release ions, can exchange electrons associated with a redox reaction, or can store charges reversibly. 前記電極活物質は、金属酸化物系化合物、ラジカル安定化合物の少なくとも一種である請求項33記載の電極。   The electrode according to claim 33, wherein the electrode active material is at least one of a metal oxide compound and a radical stabilizing compound. 前記金属酸化物系化合物は、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な金属酸化物系化合物にコバルト系酸化物、ニッケル系酸化物、マンガン系酸化物、鉄オリビン酸系酸化物、の少なくとも一種あるいはこれらの複合体を含む化合物である請求項34記載の電極。     The metal oxide compound may be at least one of a cobalt oxide, a nickel oxide, a manganese oxide, and an iron olivic acid oxide as a metal oxide compound that can occlude and release lithium ions, or these oxides. The electrode according to claim 34, which is a compound containing a complex. 前記ラジカル化合物は、ニトロキシルラジカルを有する化合物、オキシラジカルを有する化合物、窒素ラジカルを有する化合物の少なくとも一種である請求項34記載の電極。   The electrode according to claim 34, wherein the radical compound is at least one of a compound having a nitroxyl radical, a compound having an oxy radical, and a compound having a nitrogen radical. 前記電極活物質層は、前記電極活物質を水系溶媒に分散させたスラリーを用いてなる請求項32〜36のいずれかに記載の電極。   37. The electrode according to claim 32, wherein the electrode active material layer is made of a slurry in which the electrode active material is dispersed in an aqueous solvent. 請求項1〜16のいずれかに記載の集電体、または請求項17〜31に記載の製造方法で製造されてなる集電体を用いてなることを特徴とする蓄電装置。   A power storage device comprising the current collector according to claim 1 or the current collector manufactured by the manufacturing method according to claims 17-31.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103107024A (en) * 2013-02-26 2013-05-15 苏州大学 Nitrogenous mesoporous carbon/MnO2 composite material and preparation method thereof
WO2013168910A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 한국기계연구원 Current collector for battery comprising metal mesh layer and manufacturing method therefor
KR101386675B1 (en) * 2012-05-09 2014-04-21 한국기계연구원 A Fabricating Method of A Current Collector for a battery comprising a Metal Mesh
WO2024108680A1 (en) * 2022-11-21 2024-05-30 扬州纳力新材料科技有限公司 Polymer composite film, preparation method therefor, composite current collector, electrode sheet, secondary battery and electrical apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013168910A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 한국기계연구원 Current collector for battery comprising metal mesh layer and manufacturing method therefor
KR101386675B1 (en) * 2012-05-09 2014-04-21 한국기계연구원 A Fabricating Method of A Current Collector for a battery comprising a Metal Mesh
US10276873B2 (en) 2012-05-09 2019-04-30 Korea Institute Of Machinery & Materials Current collector for battery comprising metal mesh layer and manufacturing method therefor
CN103107024A (en) * 2013-02-26 2013-05-15 苏州大学 Nitrogenous mesoporous carbon/MnO2 composite material and preparation method thereof
WO2024108680A1 (en) * 2022-11-21 2024-05-30 扬州纳力新材料科技有限公司 Polymer composite film, preparation method therefor, composite current collector, electrode sheet, secondary battery and electrical apparatus

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