TW201405924A - 集電體、電極結構體、非水電解質電池及蓄電構件 - Google Patents
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Abstract
[課題]本發明涉及可良好地形成使用水性溶劑的活性物質層的可發揮出色電池性能的集電體、電極結構體、非水電解質電池及蓄電構件(雙電層電容器，鋰離子電容器等)。[解決手段]本發明的集電體，在其導電性基材的至少一面有樹脂層，所述樹脂層由含有以丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物為主要成分的丙烯酸類樹脂和密胺或其衍生物和碳粒子的集電體用組合物形成。
Description
本發明涉及一種可使用水性溶劑形成活性物質層，且可發揮出色的電池性能的集電體、電極結構體、非水電解質電池、及蓄電構件(雙電層電容器、鋰離子電容器等)。
由於鋰離子電池相較於鉛電池或鎳氫電池等的單位重量或單位體積相當的能量密度高，作為電源使用鋰離子電池可以實現所搭載機器的輕量化、小型化。因此，最近除便攜電子設備之外，還可以作為EV或HEV等電動汽車的電源使用，預測今後其重要性將越來越高。
鋰離子電池是以鋰離子移動於正極和負極之間的反應而進行充放電的電池，已知的鋰離子電池由正極、分離器(separator)、負極的3層結構構成。
一般來講，鋰離子電池的正極用集電體的製造方法為，將正極活性物質、粘合劑、導電助劑分散於溶劑，並塗布在導電性基材(例如，鋁箔)上，消除溶劑而形成活性物質層。並且，還有一種方法是為了提高導電性基材與活性物質層之間的密合性，而利用導電樹脂層覆蓋導電性基材，並在其上形成活性物
質層的方法。作為這種導電樹脂層的粘合劑，已知有使用酚醛樹脂、密胺樹脂、尿素樹脂、乙烯類樹脂，醇酸類樹脂，合成橡膠等，對此添加石墨，碳黑等(例如，參照專利文獻1)的技術。
【專利文獻1】日本專利申請特開昭63-121265號公報
以往作為活性物質層用的溶劑使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)等的有機溶劑，但是為了降低原料成本或環境負荷，日益傾向於使用水性溶劑，特別是水。但是，使用水性溶劑的活性物質層與導電性基材的密合性差，因此，即使設置了由導電樹脂形成的層，也會導致電池性能下降。
本發明鑒於上述情況而完成，本發明提供可確實且良好地形成以水性溶劑，特別是水為溶劑製得的活性物質層，且可發揮出色的電池性能的集電體、電極結構體、非水電解質電池、蓄電構件及集電體用組合物。
通過使用如下所述的集電體，可獲得確實且良好地形成利用水性溶劑製造
的活性物質層，且可發揮出色的電池性能的非水電解質電池或帶電構件。
即，本發明提供一種導電性基材的至少一面具有樹脂層的集電體，該集電體的特徵為：所述樹脂層由一集電體用組合物所形成，所述集電體用組合物含有以丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物為主要成分的丙烯酸類樹脂、密胺或其衍生物、以及碳粒子。
本發明的發明人發現，當使用水性溶劑在導電性基材或導電性層上形成活性物質層時，鋁等的導電性基材或導電樹脂層會出現明顯劣化。並且發現這種劣化根據活性物質的種類的不同而不同。並且發現劣化是因為使用水性溶劑的活性物質進行反應而成為鹼性，而以往構成導電樹脂層的樹脂的耐鹼性低所導致。而且，本發明的發明人作為導電樹脂層的材料，調查了以往的樹脂，特別是以往的丙烯酸類樹脂中的碳粒子的分散性，發現分散性非常低的事實也是電池性能劣化的原因之一。
為此，為了提高電池性能而進行銳意研討的結果，發現如果在使用以丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物作為主要成分的丙烯酸類樹脂和含有密胺或其衍生物的樹脂的情況下，可使用水性溶劑形成成密合性良好且不會使導電性基材或導電樹脂層劣化的活性物質層，因此可發揮出色的電池性能，從而完成了本發明。
1‧‧‧集電體
3‧‧‧導電性基材
5‧‧‧樹脂層(集電體用樹脂層)
7‧‧‧電極結構體
9‧‧‧活性物質層或電極材料層
圖1是表示本發明的一實施形態的集電體結構的側視圖。
圖2是表示本發明的一實施形態的使用集電體形成的電極結構體的結構的側視圖。
以下，使用附圖對本發明的一實施形態的集電體進行說明。
如圖1所示，本發明的集電體1是在導電性基材3的至少一面上形成具有導電性的樹脂層(集電體用樹脂層)5的集電體1，其中，樹脂層5中含有：丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物作為主要成分的丙烯酸類樹脂，密胺或其衍生物，以及，碳粒子(未圖示)。
並且，如圖2所示，通過在集電體1的樹脂層5上形成活性物質層或電極材料層9，可形成適合作為非水電解質電池用、雙電層電容器用或鋰離子電容器用的電極結構體7。本發明的集電體1中，作為活性物質層或電極材料層9，使用水性溶劑特別是水來製造的活性物質的反應不會使樹脂層5劣化，因此，樹脂層5與導電性基材3，樹脂層5和活性物質層或電極材料層9的密合性良好，可發揮出色的電池性能。
以下，對各構成要素進行詳細說明。
(1)導電性基材
作為本發明的導電性基材3可使用非水電解質電池用、雙電層電容器用、或鋰離子電容器用的各種導電性基材。具體而言，鋁、鋁合金、作為負極用可使用銅、不銹鋼、鎳等。其中，從導電性強度和成本平衡的角度考慮，優選的
是鋁、鋁合金、銅。作為導電性基材3的厚度，沒有特別限定，但是優選的是5μm以上50μm以下。如果厚度薄於5μm，則箔的強度不足，而可能會出現難以形成樹脂層等的情況。另一方面，如果厚度超過50μm，則必須使其他構成要素特別是活性物質層或者電極材料層9相應變薄，特別是作為非水電解質電池、雙電層電容器或鋰離子電容器等的蓄電構件使用時，可能會出現不能獲得足夠容量的情況。
(2)樹脂層及集電體用組合物
在本發明中，在導電性基材3上具有由集電體用組合物所形成的樹脂層5。樹脂層5的形成方法除了由本發明集電體用組合物形成之外，沒有特別限定，但優選的是將樹脂的溶液或分散液、糊劑等塗布於上述導電性基材之後再進行燒結的方法。作為塗布方法，可使用輥塗、凹版塗布、縫模塗布等方法，但是沒有特別限定。燒結溫度作為導電性基材的到達溫度優選為140~300℃，燒結時間優選為5~120秒。
本發明的樹脂層5的樹脂，需要以丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物為主要成分的丙烯酸類樹脂、密胺或其衍生物、以及碳微粒作為必要成分。接下來進行詳細說明。
<丙烯酸類樹脂>
本發明使用的丙烯酸類樹脂，是由丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物作為主要成分的由單體形成的樹脂。丙烯酸類樹脂的單體中的丙烯酸酯及丙烯醯胺或
其衍生物的總和之比例，例如為50質量%以上，優選的是70質量%以上。對於上限沒有特別的規定，丙烯酸類樹脂的單體實質上可以僅由丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物構成。
由於同時含有丙烯酸酯和丙烯醯胺的丙烯酸類樹脂具有優異的碳粒子分散性，因此，可降低樹脂層的電阻。並且，具有優異的耐鹼性、以及其與基材和活性物質層的密合性出色，在使用加入水性溶劑的活性物質糊劑形成活性物質層的電池時，也可獲得充分的高倍率特性及電池壽命。丙烯酸酯具有可提高碳粒子的分散性，且降低樹脂層的電阻的作用。對於其種類沒有特別限定，但是，優選的是丙烯酸和碳個數為1~6的乙醇的酯，例如，可以為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯，優選的是丙烯酸丁酯。如果酯部分的分子量過小，會出現導電材料的分散性降低使樹脂層的電阻變高的情況，如果太大，又可能會導致密合性降低。丙烯醯胺或其衍生物，具有提高樹脂層5與導電性基材3的密合性及樹脂層與活性物質層的密合性的作用。作為丙烯醯胺的衍生物，優選為含有羥甲基、羧乙基、縮水甘油基中的至少一種成分，進一步提高樹脂層和活性物質層的密合性，從而延長電池壽命。具體而言，可例示N-羥甲基丙烯醯胺、N，N-二甲基丙烯醯胺、N-羧乙基丙烯醯胺、N，N-雙丙酮丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-縮水甘油基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺等。相對於丙烯酸酯的丙烯醯胺或其衍生物的質量份的比值沒有特別限定，例如為0.1~10，具體而言，例如為0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，也可在此示例的任意2個值的範圍內。
本發明的丙烯酸類樹脂，優選的是作為單體進一步含有甲基丙烯酸酯和丙烯腈中的至少一種。通過並用丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯，可提高碳粒子的分散性，進一步降低樹脂層的電阻。作為甲基丙烯酸酯的種類沒有特別限定，但優選的是甲基丙烯酸和碳個數為1~6的乙醇的酯，例如為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯，優選的是丙烯酸丁酯。在甲基丙烯酸酯為除甲基丙烯酸和碳個數為1~6的乙醇的酯以外的酯的情況下，可能會降低導電材料的分散性而使樹脂層的電阻變高，或者，有可能導致密合性降低。甲基丙烯酸酯和丙烯腈可提高樹脂層的耐鹼性，因此，當塗布水系糊劑而形成活性物質層時，可抑制樹脂層的劣化，從而防止樹脂層的電阻上升。
本發明的丙烯酸類樹脂，可以僅僅包含上述成分，且在不改變物性本質的範圍內，還可含有這些成分以外的成分。
丙烯酸類樹脂的重量平均分子量，例如為3萬~100萬，具體而言，例如為3萬、4萬、5萬、6萬、7萬、8萬、9萬、10萬、15萬、20萬、30萬、40萬、50萬、60萬、70萬、80萬、90萬、100萬，也可以為在此例示的任意2個值間的範圍內。如果分子量過小，則樹脂層5的柔軟性變低，以小曲率半徑捲繞集電體1時樹脂層5可能會發生裂紋，從而出現電池等的容量下降的情況，如果分子量過大，則會有密合性降低的傾向。相對於數平均分子量的重量平均分子量的比值，例如為3~10，具體而言，例如為3、4、5、6、7、8、9、10，也可以為在此例示的任意2個值間的範圍內。重量平均分子量及數平均分子量，可以利用添加碳粒子前的樹脂液，並使用GPC(凝膠滲透色譜法)進行測量。
對於丙烯酸類樹脂的玻璃化轉變溫度沒有特別限定，但優選的是10~100℃。如果玻璃化轉變溫度過低就會導致耐熱性不足，而如果玻璃化轉變溫度過高就會導致樹脂層變得過硬，有可能出現在適用於捲繞型的電極時發生剝離的情況。玻璃化轉變溫度，具體而言，例如為10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100℃，也可以為在此例示的任意2個值間的範圍內。
<密胺或其衍生物>
密胺或其衍生物是通過對丙烯酸類樹脂進行交聯而提高耐鹼性。作為密胺的衍生物，例如，通過使密胺和甲醛發生縮合反應而使密胺羥甲基化(或者根據情況進一步進行附加反應而使其多核化)，或者，根據需要接著用乙醇(例如，甲醇或丁醇)進行烷基化而製造。作為密胺的衍生物，可列舉羥甲基幾乎完全被烷基化了的全烷基型、未被羥甲基化的氫基大量殘留的亞胺型、未被烷基化的羥甲基的比例較大的羥甲基型等。
本發明優選使用完全烷基化密胺。完全烷基化密胺是不含有羥甲基或亞氨基，通常碳個數為1~4的一元醇，例如，具有被甲醇、n-丁醇、異丁醇等完全醚化的羥甲基，平均濃縮率通常在2以下的物質。如果使用完全烷基化密胺，就可以提高樹脂層5的柔軟性，從而在按壓之後，提高與活性物質層9之間的密合性。
<碳粒子>
本發明的樹脂層5設置於導電性基材3與活性物質層或電極材料層9之間，並成為在其之間移動的電子的通道，因此，該樹脂層5也需要具有電子導電性。單獨的樹脂由於絕緣性高，為了使其具有電子傳導性，必須添加具有導電性的碳粒子。作為本發明的碳粒子，可以使用乙炔黑、副產碳黑、爐黑、碳納米管、各種石墨粒子等。
本發明優選的是碳粒子精細均勻地分散。通過精細均勻地分散，可使電流在樹脂層中均勻地流動，高效地使用更多的活性物質，可以提高電池容量。具體而言，在樹脂層表面測量的平均粒徑優選為10μm以下，作為碳粒子的平均粒徑的上限，例如為10μm、6μm、5μm，或4μm。如果超過10μm，則可能會出現碳粒子分散不均勻，使電池容量降低的情況。並且，碳粒徑雖然沒有下限，但是如果粒徑過小就會很難將其混入到丙烯酸類樹脂中，或者，由於容易飛散等原因操作起來變得繁瑣，因此，優選為0.01μm以上。例如為0.01μm、0.02μm、0.03μm，或0.05μm。樹脂層表面的碳粒徑可通過EPMA(電子探針顯微分析儀)、FE-EPMA(高解析度場發射電子微探儀)等對幾乎不含碳粒子且含於丙烯酸類樹脂中的元素(例如為氧)實施映射(mapping)，將幾乎檢測不出該元素的部分作為碳粒子，並對其直徑(非圓形的情況下為長徑與短徑的平均值)進行測量。
可利用現有的方法將碳粒子分散於樹脂成分液中，例如，可使用行星攪拌機、球磨機、均化器等進行分散。但是，即使將塗料中的碳粒子的平均粒徑控
制在10μm以下，也可能會在塗布工序中出現碳粒子再凝集而使樹脂層中的碳粒子粗大化的情況。因此，優選採用使碳粒子難以再凝集的方法將碳粒子分散於樹脂液中。接下來，以使用分散機的情況為例，對於難以再凝集的分散方法進行說明。如前所述，為了精細且均勻地將碳粒子分散於樹脂相中，優選的是設定每單位時間的濃度變化。具體而言，優選的是使得從開始添加到結束添加為止的碳粒子的添加速度，相對於樹脂(丙烯酸類樹脂和密胺或其衍生物的總和)100質量份為0.1~10質量份/分鐘而邊添加碳粒子邊進行分散。如果添加速度過慢，則會出現由於生產率低而不經濟的情況，如果添加速度過快，則樹脂層中的碳粒子容易出現再凝集，有時會出現樹脂層中的碳粒子變得粗糙且不均勻的情況。碳粒子的添加量，優選是相對於樹脂層的樹脂100質量份為20~100質量份。如果不滿20質量份，則會使所形成的樹脂層的電阻變高，而如果超過100質量份，則會使與導電性基材之間的密合性降低。
樹脂層5的厚度優選為0.3~20μm。如果不滿0.3μm，則不能完全覆蓋基材，有時會出現不能得到充分的電池性能的情況。如果超過20μm，則會出現樹脂層的電阻變得過高，而不能得到充分的電池性能的情況。作為樹脂層5的厚度，具體而言，例如為0.3、0.5、1、2、5、10、15、20μm，也可以為在此例示的任意2個值的範圍內。
對本發明的集電體的製造方法沒有特別限定，但是，在導電性基材上形成樹脂層時，為提高導電性基材表面的密合性，對導電性基材實施公知的預處理也非常有效。特別是使用滾軋方式製造的導電性基材時，有時會出現軋製油或
磨損粉殘留的情況，此時可通過進行脫脂等方式進行消除，從而提高密合性。另外，也可通過如電暈放電處理等幹式活性化處理來提高密合性。
<電極結構體>
通過在本發明的集電體的至少一面形成活性物質層或電極材料層9，由此獲得本發明的電極結構體7。形成有電極材料層的蓄電構件用電極結構體如後所述。首先，對於形成有活性物質層的電極結構體而言，可使用該電極結構體和分離器、非水電解質溶液等來製造非水電解質電池用，例如，鋰離子二次電池用的電極結構體(包含電池用構件)。在本發明的非水電解質電池用電極結構體及非水電解質電池中集電體以外的構件，可使用公知的非水電池用構件。
在此，本發明中作為電極結構體所形成的活性物質層可以為以往作為非水電解質電池用的活性物質層。例如，在作為正極使用鋁的本發明的集電體上，作為活性物質使用LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2等，作為導電性粒子使用乙炔黑等的碳黑，將這些物質分散於作為粘合劑的PVDF或水分散型PTFE(聚四氟乙烯)中的糊劑進行塗布、乾燥，從而獲得本發明的正極結構體。
作為負極的電極結構體時，可通過在作為導電性基材使用銅的本發明的集電體上，作為活性物質例如使用黑鉛、石墨、中間相碳微球(Mesocarbon microbead)等，將這些物質分散於作為增粘劑的CMC之後，將與作為粘合劑的SBR混合的糊劑作為活性物質層形成用材料進行塗布、乾燥，從而獲得本發明的負極結構體。
<非水電解質電池>
本發明也可為非水電解質電池。在這種情況下，除使用本發明的集電體以外，沒有特別限定。例如，可通過將浸漬於具有非水電解質的非水電解質電池用電解液中的分離器，夾在以本發明集電體作為構成要素的所述正極結構體和負極結構體之間，由此可以構成本發明的非水電解質電池。作為非水電解質及分離器可使用現有的非水電解質電池用的物質。電解液作為溶劑可使用黑金剛石類和內酯類等，例如，可使用將作為電解質的LiPF6或LiBF4溶解於EC(碳酸乙烯酯)和EMC(碳酸甲乙酯)的混合液所獲得的物質。作為分離器例如可使用由聚烯烴製造的具有微孔的膜。
蓄電構件(雙電層電容器，鋰離子電容器等)
對於本發明的雙電層電容器、鋰離子電容器等而言，可將本發明集電體作為需要以大電流密度高速充放電的雙電層電容器或鋰離子電容器等的蓄電構件使用。本發明的蓄電構件用電極結構體是以將本發明集電體上形成電極材料層的方式獲得，可通過使用該電極結構體與分離器、電解液等來製造雙電層電容器和鋰離子電容器等蓄電構件。在本發明的電極結構體及蓄電構件中，集電體以外的構件可使用公知的雙電層電容器用或鋰離子電容器用的構件。
作為電極材料層，正極和負極均可由電極材料、碳粒子、粘合劑所構成。在本發明中，可通過在本發明集電體的至少一面形成所述電極材料層作為電極結構體後，獲得蓄電構件。在此，作為電極材料可採用現有的作為雙電層電容器用、鋰離子電容器用電極材料使用的材料。例如，可使用活性炭、黑鉛等的
碳粉末或碳纖維。作為碳粒子可使用乙炔黑等碳黑。作為粘合劑，例如，可使用PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(苯乙烯-丁二烯橡膠)、水分散型PTFE等。並且，本發明的蓄電構件，可通過在本發明電極結構體上夾持並固定分離器，利用電解液浸透分離器，以此構成雙電層電容器或鋰離子電容器。作為分離器，例如，可使用聚烯烴製造的具有微孔的膜或雙電層電容器用紡織布等。電解液作為溶劑例如可使用碳酸類或內酯類，電解質作為陽離子可使用四乙銨(tetraethylammonium)鹽，三乙基甲基氯化銨(triethylmethylammonium)鹽等，作為陰離子可使用六氟化磷酸鹽、四氟化硼酸鹽等。鋰離子電容器通過組合鋰離子電池的負極和雙電層電容器的正極而獲得。這些製造方法中除使用本發明的集電體以外，可利用公知的方法進行，沒有特別限定。
以下，通過表示本發明的實施例及比較例具體說明本發明，但是本發明並不限定於下列實施例。
<1.集電體的評價>
<集電體的製造>
實施如表1所示的各丙烯酸單體的聚合，獲得了各水系丙烯酸乳液。將丙烯酸類樹脂的重量平均分子量調整為20萬~50萬。使用DSC(差示量熱掃描器)對各丙烯酸類樹脂的玻璃化轉變溫度進行測量。表1中，丙烯酸類樹脂的單體成份的添加量、交聯劑的添加量均以質量份表示。
向各丙烯酸乳液添加如表1所示的交聯劑，用攪拌機(轉速4000rpm)進行攪拌，使全部乙炔黑的量相對於樹脂(丙烯酸類樹脂及交聯劑)的固體成分100質量份成60質量份的比例，以表1所示的分散時濃度變化慢慢進行添加而作為塗料。只有比較例5未添加碳粒子。
用塗布機對厚度為20μm的鋁箔(JIS A1085)的一面塗布該塗料，以基材到達溫度190℃燒結24秒而製得集電體。表1中的組成相關數值表示的是質量份。
【表1】
<在樹脂層表面測量的碳粒子平均直徑>
以FE-EPMA對樹脂表面實施氧的映射，將幾乎檢測不出氧的部分判斷為碳粒子，測量10個直徑並進行平均。
<樹脂層厚度測量方法>
測量樹脂層的厚度時，以FE-SEM(場發射電子掃描顯微鏡)觀察樹脂總截面，測量了不存在粒徑超過膜厚的1/3的碳粒子的部分的樹脂層的厚度。
<樹脂層的電阻測量方法>
使用三菱化學製的電阻分析儀“Loresta EP”，以2端子法測量了樹脂層的表面電阻。
<樹脂層-基材之間的密合性評價方法>
在樹脂層表面粘貼透明膠，以一口氣撕下時的樹脂層的剝離情況進行評價。
A：沒有發生剝離
B：粘貼透明膠部分的1/4左右發生剝離
C：粘貼透明膠部分的1/2左右發生剝離
D：粘貼透明膠部分的3/4以上發生剝離
<2.鋰離子電池的評價>
如下所示，對利用水系活性物質糊劑形成活性物質層而獲得的正極材料，
進行活性物質層與樹脂層之間的密合性的評價，進一步對使用該正極材料形成的鋰離子電池進行了放電率特性和電極壽命的評價。其結果表示於表1。
<鋰離子電池的製造方法>
作為活性物質使用24質量份的LiMn2O4粉末，作為粘合劑樹脂使用0.28質量份(作為固體成分)的水分散型PTFE，作為導電材料使用2.5質量份的乙炔黑，33質量份的水，以攪拌除氧器攪拌15分鐘而得到正極活性物質糊劑，以厚度70μm將該正極活性物質糊劑塗布於所述各集電體上，從而製得正極材料。
並且，將100質量份的人造石墨分散於25質量份(固體成分0.5質量份)的2%CMC(羧甲基纖維素)水溶液之後，將與作為粘合劑的SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)的水分散液(固體成分40質量份)混合的糊劑，以厚度70μm塗布於厚度為20μm的銅箔上，從而製得負極材料。在正極材料與負極材料之間夾著聚丙烯製微孔隔膜並收納於電池殼體內，由此製造了硬幣型電池。作為電解液使用了於EC(碳酸乙烯酯；ethylene carbonate)和EMC(碳酸甲乙酯；ethyl methyl carbonate)的混合液中添加1M的LiPF6的電解液。
<樹脂層-活性物質層之間的密合性評價方法>
在活性物質層的上部表面粘貼透明膠，以一口氣撕下時樹脂層的剝離情況進行評價。表中的記號意味著如下所示狀態。
A：沒有發生剝離
B：粘貼透明膠部分的1/4左右發生剝離
C：粘貼透明膠部分的1/2左右發生剝離
D：粘貼透明膠部分的3/4以上發生剝離
<放電率特性評價方法>
在充電上限電壓為4.2v、充電電流為0.2C、放電結束電壓為2.8v、溫度25℃的情況下，在放電電流率為5C、10C、20C的條件下，測量了這些鋰離子電池的放電容量(0.2C標準)。(1C是指將該電池的電流容量(Ah)利用1小時(h)取出時的電流值(A)。20C是指利用(1/20)h=3min可以取出其電池的電流容量。或者，可進行充電)如果容量維持率在5C下有0.80以上，在10C下有0.60以上，在20C下有0.40以上，則可以認為其具有充分的高倍率特性。
<電極壽命的評價方法>
以電解液溫度40℃，用上限電壓4.2v、充電電流10C進行充電之後，用結束電壓2.8v、放電電流10C進行放電，對第1個週期的放電容量測量放電容量不滿60%的次數(最多500次)，用以下標準評價。如果為400次以上，則可以認為具有足夠的電極壽命。
A：500次以上
B：450次以上不滿500次
C：400次以上不滿450次
D：不滿400次
<考察>
本發明實施例均具備充分的容量維持率、電極壽命。另一方面，比較例1雖然含甲基丙烯酸酯，但不含丙烯酸酯，其碳粒子的分散性不足而使得樹脂層電阻變高，其密合性也不足。其結果表明，甲基丙烯酸酯不能代替丙烯酸酯，含有丙烯酸酯是提高密合性的必要條件。比較例2不含丙烯醯胺，其碳粒子的分散性不足而使得樹脂層電阻變高，其導致密合性也不足。比較例3不含交聯劑而使得密合性不足。比較例4的交聯劑不是密胺，其密合性不足。其結果，這些比較例的容量維持率、電極壽命均差。比較例5不含碳粒子，其電阻變得非常高，其不能發揮電池的作用。
1‧‧‧集電體
3‧‧‧導電性基材
5‧‧‧樹脂層(集電體用樹脂層)
Claims (11)
- 一種集電體，在導電性基材的至少一面具有樹脂層，其特徵在於：所述樹脂層由包括以丙烯酸酯及丙烯醯胺或其衍生物為主要成分的丙烯酸類樹脂、密胺或其衍生物、以及碳粒子的集電體用組合物形成。
- 如申請專利範圍第1項所述的集電體，其特徵在於：所述丙烯酸酯為丙烯酸丁酯。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的集電體，其特徵在於：所述丙烯醯胺衍生物包括羥甲基、羧乙基、縮水甘油基中的至少1種。
- 如申請專利範圍第1項~第3項中的任意一項所述的集電體，其特徵在於：所述丙烯酸類樹脂進一步包括甲基丙烯酸酯或丙烯腈中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項~第4項中的任意一項所述的集電體，其特徵在於：所述丙烯酸類樹脂的玻璃化轉變溫度為10~100℃。
- 如申請專利範圍第1項~第5項中的任意一項所述的集電體，其特徵在於：在所述丙烯酸類樹脂中，丙烯酸酯為20~80質量%、丙烯醯胺或其衍生物為20~80質量%。
- 如申請專利範圍第1項~第6項中的任意一項所述的集電體，其特徵在於：在所述樹脂層表面測量的碳粒子的平均粒徑為10μm以下。
- 一種如申請專利範圍第1項~第7項中的任意一項所述的集電體的製造方法，其特徵在於：該方法具備：於丙烯酸類樹脂和含有密胺或其衍生物的樹脂液中添加碳粒子而獲得集電體用組合物，將該集電體用組合物塗布於所述導電性基 材上而形成所述樹脂層的步驟，所述碳粒子以從剛開始添加到添加結束為止的添加速度相對於樹脂100質量份成0.1~10質量份/分鐘而進行添加。
- 一種電極結構體，其特徵在於：在如申請專利範圍第1項~第7項中的任意一項所述的集電體的所述樹脂層上具備活性物質層或電極材料層。
- 一種非水電解質電池或蓄電構件，其具備：如申請專利範圍第9項所述的電極結構體。
- 一種集電體用組合物，其特徵在於：由用於形成如申請專利範圍第1項~第7項中的任意一項所述的集電體的樹脂層的組合物構成。
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