[发明专利]电极膜、电极及其制造方法、以及蓄电设备

说明书

技术领域

本发明涉及电极膜、电极及其制造方法。本发明进一步涉及具有上述电极的蓄电设备。需要说明的是，本发明中的所谓电极膜，是指与集电体一起构成电极的部件，是在电极中实质上蓄积电的部分。

背景技术

作为在称为一次电池、二次电池、混合电容(hybrid capacitor)的蓄电设备中使用的电极，已知有包含作为集电体的金属箔和用粘结剂(binder)粘合的活性物质的电极。以往，作为粘结剂，可以使用氟树脂，其中优选使用耐热性、耐药剂性、电气化学稳定性优异的聚四氟乙烯(以下记为PTFE)、优选可以使用聚偏氟乙烯(以下，记为PVDF)。

例如日本特开平6-103979号公报中公开了将聚氟化乙烯和含有活性物质的混合物压合于金属网板上而得到的电极。

近年来需要导电性高的电极。对于上述的作为粘结剂含有氟树脂的电极而言，从导电性的观点出发，尚不充分。

发明内容

本发明的目的在于提供导电性高的电极膜、以及具备其的电极和蓄电设备。

本发明的一个方面涉及一种电极膜，其含有平均粒径为2μm以上50μm以下的活性物质和平均粒径为1nm以上且小于2μm的含导电离子的无机粒子，其中，上述活性物质通过上述无机粒子进行粘合。

本发明的另一方面涉及一种电极，其是将上述电极膜层叠在集电体上的电极。

本发明的其他的方面涉及上述电极的制造方法，该方法中，将活性物质和含导电离子的无机粒子分散在液体介质中得到分散液，将所得的分散液涂布在集电体上形成分散液膜，然后从上述分散膜中除去上述液体介质，从而形成电极膜。

本发明的其他的方面涉及一种蓄电设备，其是具有上述电极的蓄电设备，该设备中，2片电极以各自的电极膜彼此对向的方式配置，两电极以在各电极膜之间介在有间隔件的状态下被卷绕或层叠，上述电极和间隔件与电解液一起被封入金属盒中。

具体实施方式

本发明的电极膜含有活性物质和含导电离子的无机粒子。

在本发明中，所谓活性物质，是指通过与电解质发生化学反应，放出电子或取得电子的物质。一般而言，放电时放出电子的物质称为负极活性物质，放电时获取电子的活性物质称为正极活性物质。

在本发明中，所谓正极活性物质，可举出含导电离子的过渡金属元素的氧化物或硫属元素化物，所述过渡金属包括钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铌(Nb)、钼(Mo)等，例如，在锂离子二次电池中，从平均放电电位高的观点出发，可举出钴/锂复合氧化物，含有镍以及、铝(Al)或镍以外的过渡金属元素的锂复合氧化物等。

作为负极活性物质，可举出轻金属、轻金属合金、碳物质、无机氧化物、无机硫族化合物、金属络合物、有机高分子化合物等，优选为碳物质。所谓碳物质，是指含有碳作为成分的物质。作为碳物质，例如可举出天然石墨、人造石墨、石墨化中间相碳小球体、石墨晶须、石墨化碳纤维、气相成长碳纤维等石墨系材料，煤焦炭、石油焦炭、沥青焦炭等将干馏燃料热处理而得的石墨化性碳材料，糠醇树脂的烧成品、酚醛清漆树脂的烧成品、酚醛树脂的烧成品、聚丙烯腈树脂的烧成品、螺萦(rayon)的烧成品、活性炭、乙炔黑、科琴黑等炭黑，玻璃碳、碳纳米管、碳纳米微球，优选活性炭。此外，活性炭可以通过将锯屑或椰壳等来自植物的碳源，或者焦炭、沥青等来自煤、石油的碳源，或者酚醛树脂、糠醇树脂、氯化乙烯基树脂等合成高分子系碳源碳化并活性化来制造。这些可以单独使用，也可以组合使用，作为可应用于本发明的组合，例如，可举出轻金属和碳物质的组合、轻金属和无机氧化物的组合、轻金属和碳物质以及无机氧化物的组合等。

在本发明中，活性物质的平均粒径为2μm以上50μm以下。另外，从膜的强度和稳定性的观点出发，活性物质的平均粒径优选为2μm以上、30μm以下的范围内。此外，所谓活性物质的平均粒径是通过激光衍射/散射式粒度分布测定装置测定的平均粒径。这样的平均粒径的活性物质可以通过球磨机等粉碎装置对市售的活性物质进行粉碎来得到。通过球磨机进行粉碎时，为了避免金属粉的混入，磨球和粉碎容器优选使用氧化铝、玛瑙、氧化锆等非金属制品。

所谓含导电离子的无机粒子是含有导电离子的无机粒子，通过其自身的化学反应(例如，与电解质的反应)能够放出该导电离子的无机粒子。