[发明专利]二次电池用集电体及使用其的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池用集电体及使用其的二次电池。本发明特别是涉及包含具有导电性的树脂层的集电体、可以有效抑制离子透过性且确保轻量性的二次电池用集电体及使用其的二次电池。

背景技术

近年来，从环境、燃烧消耗率的观点考虑，一直致力于开发混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)、以及燃料电池汽车。对于这些所谓的电动车辆，可以放电·充电的电源装置的活用是不可或缺的。作为该电源装置，利用锂离子电池、镍氢电池等二次电池或双电层电容器等。特别是从锂离子二次电池的能量密度的高度、对重复充放电的耐久性的高度方面考虑，认为其是适合于电动车辆的，从而对其进行了各种开发。但是，为了适用于上述各种汽车的电动机驱动用电源，为了确保大的输出功率，需要串联连接多个二次电池使用。

但是，在经由连接部连接电池时，会因连接部的电阻而导致输出功率降低。另外，具有连接部的电池在空间上也是不利的。即，会因连接部而导致电池的输出功率密度、能量密度降低。

作为解决该问题的办法，开发出了双极型锂离子二次电池等双极型二次电池。双极型二次电池具有以下构成：经由电解质层或隔膜层叠多个在集电体的一面形成有正极活性物质层、在另一面形成有负极活性物质层的双极型电极。

对于用于这样的双极型二次电池的集电体而言，为了确保大的输出功率密度，优选由更轻量且导电性优异的材料构成。因此，近年来，代替现有的金属箔，提出了由添加有导电性材料的高分子材料构成的集电体。例如，在专利文献1中，公开了一种集电体，所述集电体在高分子材料中混合作为导电性材料的金属颗粒或碳颗粒，并进而包含具有导电性的树脂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-190649号公报

发明内容

但是，与金属箔的集电体相比，专利文献1中记载的那样的集电体的电解液中的锂离子的阻断性低。因此可知，在适用于双极型锂离子二次电池时，有时锂离子浸透双极型电极的集电体内，锂离子被吸藏在集电体内部。该被吸藏的锂离子很难被释放出，因此，有时电池的容量降低。

本发明是鉴于这样的现有技术所具有的课题而进行的。且其目的在于提供一种手段，其为包含具有导电性的树脂层的二次电池用集电体，其中，可以抑制集电体内部的离子的吸藏。

本发明的二次电池用集电体具备：具有导电性的树脂层、和配置于上述树脂层的表面的离子阻断层。而且，上述离子阻断层包含在含金属颗粒的表面存在金属化合物的离子捕捉颗粒。进而，从上述树脂层和离子阻断层的界面朝向离子阻断层的表面连续地存在上述离子捕捉颗粒。

附图说明

图1(a)是表示本发明的实施方式的集电体的一例的简要剖面图，图1(b)是表示本发明的实施方式的集电体的其它例的简要剖面图。

图2(a)是氮化钛的施加电压前的钛原子的X射线光电子分光光谱，图2(b)是氮化钛的施加电压后的钛原子的X射线光电子分光光谱。

图3是具备本发明的实施方式的集电体、正极和负极的双极型电极的简要剖面图。

图4是示意性表示双极型锂离子二次电池的整体结构的简要剖面图。

图5是表示双极型锂离子二次电池的外观的立体图。

图6是表示实施例III-1、III-2、III-3和III-5的电池以及作为集电体仅使用树脂层的电池的循环次数与容量维持率的关系的图表。

图7是表示实施例IV的容量维持率与离子阻断层的厚度的关系的图表。

图8是表示实施例V-1、V-2、V-3和比较例V-1的电池以及作为集电体仅使用树脂层的电池的相对温度与时间的关系的图表。

图9是表示实施例V的电池组的构成的立体图。

附图标记说明

1  集电体

2  树脂层

3  离子阻断层

4  含金属颗粒

5  金属化合物

6  离子捕捉颗粒

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的二次电池用集电体及使用其的二次电池进行详细说明。需要说明的是，附图的尺寸比率有时为了方便说明而进行了夸大，与实际的比率不同。另外，为了方便说明，以将本发明的二次电池用集电体用于锂离子二次电池的情况为中心进行说明。

[二次电池用集电体]