[发明专利]电极及其生产方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2008年12月19日提交的日本专利申请序列号2008-324131的优先权，在此将其全部内容并入以作参考。

技术领域

本发明涉及电极及其生产方法。

背景技术

近年来，出于环境保护的目的，确实期望降低二氧化碳的排放。机动车辆工业对于引入电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)以降低二氧化碳排放具有不断增长的期望，并且日益开发了发动机驱动二次电池，这成为对于这些电动车辆实际应用的关键。在二次电池中，注意力集中到高能量密度和高输出密度的锂离子二次电池。

锂离子二次电池中，通常通过在使用粘结剂材料的情况下，将正极活性材料或负极活性材料涂布到集电体来形成电极。

通常，锂离子二次电池的集电体为金属箔。作为金属箔集电体的代替物，最近已投入使用含树脂的导电性集电体(参见，如日本特开专利公开61-285664)。含树脂的导电性集电体比金属箔集电体重量轻，因此期望改进电池的功率输出。

发明内容

然而，具有常规的含树脂的导电性集电体的电极具有高的在含树脂的导电性集电体和活性材料层之间的接触电阻的问题。此外，锂离子二次电池具有以下问题：当由于在充电/放电循环过程中由吸收和释放锂离子到活性材料层中导致的正或负极活性材料层膨胀和收缩时，在施加应力下，正或负极活性材料层从含树脂的导电性集电体剥离。

作为深入研究的结果，已发现通过其中导电性集电体具有通过热熔融接合到活性材料层的树脂层的电极能够解决上述问题。

本发明的实施方案中，通过将集电体的树脂层与活性材料层的热熔融接合来形成电极。这使得其可以改进集电体和活性材料层之间的粘结，防止活性材料层从集电体剥离，并降低集电体和活性材料层之间的接触电阻。

附图说明

本文的描述参考了附图，其中整个若干图中的相同附图标记是指相同部分，和其中：

图1是根据本发明一个实施方案的双极电极的示意性截面；

图2是根据本发明一个实施方案的双极电池的示意性截面；

图3是根据本发明的一个实施方案的双极电池的透视图；

图4A、4B和4C分别是根据本发明的一个实施方案的电池组的平面图、正视图和侧视图；

图5是根据本发明的一个实施方案安装有电池组的机动车辆的示意图；

图6是根据本发明的实施例1的双极电极的光学显微照片；

图7A和7B是图6的双极电极的正极侧的放大图；和

图8A和8B是图6的双极电极的负极侧的放大图。

具体实施方式

以下将参考附图详细地描述本发明。附图中，各部分和部位的尺寸可以出于在附图中的说明目的而增大，并且可以不同于实际大小。

图1是显示用于根据本发明的一个实施方案(称为第一实施方案)的双极锂离子二次电池的双极电极1的示意图。双极电极1具有集电体11、形成于集电体11一侧上的正极层(正极活性材料层)13和形成于集电体11另一侧上的负极层(负极活性材料层)15。集电体11通过热熔融接合结合到正极活性材料层13和负极活性材料层15。在第一实施方案中，集电体11由导电性树脂的一层或多层组成。

集电体11与活性材料层13、15的热熔融接合使得集电体11和活性材料层13、15之间的电阻降低，并改进集电体11和活性材料层13、15之间的耐剥离性。

本文中，热熔融接合是指其中通过在高于聚合物材料软化点的温度下加热聚合物材料几秒至几小时，将聚合物材料软化和粘结到基材的状态。

在除了双极电池之外的普通电池的情况中，集电体具有从负极收集电荷并将电荷供给至接头(tab)中或将供给的电荷从接头传送到正极的作用。因此，需要普通电池的集电体沿水平方向(面方向)的电荷转移方向显示低电阻。为了降低集电体水平方向的电阻，将一定厚度的金属箔用作普通电池的集电体。相比之下，在双极电池的情况中，集电体将电荷从负极侧直接供应到正极侧。电荷沿双极电池结构组件的层压方向流动，不需要沿双极电池的水平方向流动。因为不必降低集电体的水平电阻，所以双极电池的集电体不必由金属箔制成。另外，将含树脂层的导电性集电体、优选由导电性树脂层组成的集电体应用到双极电池电极能够降低电极重量。电极重量的降低有利地导致高电池输出密度。