[发明专利]电气部件及其制造方法

说明书

本发明是关于制造电池和双层电容等电气部件的发明。

以前，离子在电极间移动的电池中，在正极构件和负极构件之间设置有离子导电性聚合物，有的也叫聚合物凝胶电池。例如，有代表性的制造方法是：把氟化乙烯叉和六氟化丙烯的异分子聚合体的P(VdF-HFP)、二丁基酞酸酐酸(DBP)、二氧化硅以及丙酮混合成胶状，把此胶状物涂敷在正负电极构件上，在正负电极间设置隔板，作成正负极相对设置的形式，加热压合成一体。然后用分离溶剂的方法分离洗涤DBP，再渗入含有离子导电性盐的电解液作成电池。可是含有离子导电性盐的电解液难以迅速、均匀地渗入到聚合物层中，不能获得优良的电池。

本发明的目的是：

(1)提供一种有效地使离子在电极间移动的电气部件。

(2)提供一种安全的、离子在电极间移动的电气部件。

(3)提供一种有效的电池或双层电容。

(4)提供一种均匀地把电解液渗入离子导电聚合物层的方法。

本发明是一种电气部件的制造方法，其特点是：在离子在电极间移动的电气部件的制造方法中，一对电极构件由集电材料上形成的电极物质层组成，电极构件至少有一个在电极物质层上有溶解了离子的离子导电性聚合物层，并把一对电极构件相向设置在安置部件中。

下面参照附图说明本发明的实施形式。附图中：

图1具有电极物质的多种电极构件图。

图2制作具有电极物质的电极构件的图示。

图3形成离子导电性聚合物层的图示。

图4电池电极的示意图。

图5说明电极和安置部件的图示。

图6说明挤压滑动搅拌装置的图示。

图7说明压实装置的图示。

(1)电气部件

离子在电极间移动的电气部件作为电极，在电极构件之间配置有离子导电性物质，离子在离子导电性物质内移动，在电极间产生电流，例如有电池、双层电容等。

电池是在正极构件和负极构件的两种电极构件之间，配置有离子导电性物质，离子(包括质子(氢的正离子))从一个电极构件移向另一个电极构件而被存储的部件；双层电容是在一对电极构件之间配置有离子导电性物质，在电极构件中的高表面积材料和离子导电性物质的电解质之间形成双电层的部件。

(2)电极构件

电极构件是作为电气部件的电极使用的，是离子与离子之间传递电荷或可以吸引离子的元件。因此，如图1所示，电极构件1是在铝、铜等这样的导电材料上有一层(电极物质层12)电极物质13，电极物质13可以在离子之间传递电荷和能对电荷有吸引力。图1(A)中，电极物质13使用粉状电极活性物质的LiCoO₂那样的粒子结合而成的粒状物质，用于电池的正极构件。在图(B)中，电极物质13使用粉状电极活性物质石墨、硬碳等组成的粒状物质，用于电池负极构件。在图1(C)中，电极物质13使用表面积大的粉状高表面积材料的活性碳等组成的粒状物质，用于双层电容的电极构件1。图1中集电材料11上可以单面形成电极物质层12，也可以双面形成电极物质层12。

图1(D)是图1(A)的粉状电极物质13用离子导电性聚合物粘结的情况，用于电池的正极构件，图1(E)是图1(B)的粉状电极物质13用离子导电性聚合物粘结的情况，用于电池的负极构件。图1(F)是图1(C)的粉状电极物质13用离子导电性聚合物粘结的情况，作为双层电容的电极构件1使用。

图2表示图1(D)的电极构件1的制作过程，电极构件1的粉状电极物质13是由LiCoO₂这样的粒子结合而成的粒状物，用离子导电性聚合物16粘结，附着在集电材料11上。图1(E)～图1(F)的电极构件1也可以用同样方法制作。在电极构件中配置的导电物质14是在电极物质13和集电材料11间传递电荷性能好，集电效率高的物质。

这里所讲的粘结是指在离子导电性聚合物16和粉状电极物质整个表面之间接触，使离子可充分移动的接触状态，离子导电性聚合物16粘附在粉状电极物质13的表面，是用离子导电性聚合物16包敷的。粉状电极物质13的粒子越细，活性越高，由于用离子导电性聚合物16粘结，抑制了活性，是稳定的。

粘结的离子导电性聚合物16层厚的话，导电率变小，集电效率恶化，所以希望形成薄薄的一层。

所谓粉状电极物质13和粉状导电物质14等的粉状是指细的粒状物质。有些场合下指的是很多细的粒状物质的集合体。