[发明专利]电极板用水系涂装液、蓄电装置用电极板、蓄电装置用电极板的制造方法及蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成在集电体与电极活性物质层之间配置的涂装膜的涂装液、蓄电装置用电极板及包含该电极板的蓄电装置。更详细而言，本发明的目的在于提供蓄电装置用电极板及包含该电极板的蓄电装置，在二次电池或电容器等蓄电装置中，上述电极板通过利用特有的涂装液在集电体与电极活性物质层(以下称为电极层)之间形成并配置耐溶剂性优异的涂装膜，对于使集电体与电极层的密合性提高、并使内阻降低、以及使循环特性提高是有效的。该涂装液由于是水系的，因此对环境温和，且能形成分散性和耐溶剂性优异的涂装膜。

背景技术

近年来，电子设备和通信设备的小型化及轻量化快速地进行，对于作为它们的驱动用电源使用的二次电池等蓄电装置，小型化及轻量化的要求也不断增强。针对这些要求，代替以往的碱性蓄电池，以锂离子二次电池为代表的高能量密度且具有高电压的二次电池被开发并普及，同时提出了以更高容量化为目标的蓄电装置或其部件(专利文献1及2)。

另一方面，对于电动车和混合动力车等用途，也希望蓄电装置的大型化，但是，为了实用化，还有很多课题。例如，在锂离子电池的情况下，可举出与作为可燃性物质的电解质的增多相对应的安全性的具备和能供于实用的输出输入特性的确保。因此，与安全性的提高并列，高容量化和高输出功率化成为今后应当解决的蓄电装置的课题。

为了实现蓄电装置的高容量化和高输出功率化，降低内阻是有效的，为此，重要的是控制电极层、集电体、电解质层等各层界面的电荷移动现象(非专利文献1及2)，并对此提出了各种方案。

例如，在锂离子电池的石墨负极界面中，因电解液的分解或作为支持盐的锂系化合物的分解等而形成的被称为SEI膜的表面电阻皮膜对电池的性能维持有重大影响，但是，通过在电解液中添加儿茶酚碳酸酯及其衍生物，SEI膜的厚度变薄，皮膜电阻降低(非专利文献2)。

此外，在锂离子电池中，在含氟的电解液中，铝正极集电体在其表面形成阻隔皮膜而钝化，该钝化皮膜对循环特性有影响，但是，通过对铝集电体进行热处理，并对其涂布超微粒碳分散液，成功地向钝化皮膜赋予了导电性(非专利文献3)。

另一方面，关于安全性提高，作为具备安全性的蓄电装置，使用了不燃性电解质的全固体锂离子电池备受瞩目。但是，全固体锂离子电池具有输出性能仍然不够的缺点。最近有如下报道：为了解决该缺点，对与电极层与电解质层的界面相关的各个问题进行了研究，其中，所述界面为输出的速率控制阶段，结果尝试了在电极层与电解质层之间介入氧化物固体电解质作为缓冲层，输出性能大幅度提高(非专利文献4)。

此外，在具有固体电解质的蓄电装置中，使用了导电率与液体电解质接近的氟系聚合物。但是，氟系聚合物具有无法与集电体金属良好地密合的缺点，因此，以解决该缺点并维持优异的循环特性作为目的，公开了用酸改性聚烯烃被覆集电体的方案(专利文献3)。

但是，这些方案中，应解决的课题仅限于特定条件下的课题，多数是局限性的个别的解决方案。认为其理由是，蓄电装置中的各层间的界面中的电荷移动或离子移动的现象中还存在很多不明点(非专利文献3)。本发明人们认为，在这样的情况下若考虑实用性作为第一要点，则必须拓宽视野，将蓄电装置中的各结构单元间的现象作为包含界面的一个系统来看待，研究该系统的妥当性，从而谋求课题的解决。

在蓄电装置中，作为主要的“包含界面的系统”，有电极板。电极板对蓄电装置的性能有很大影响，是将电极层和集电体等单元部件一体化而成的电极部件，关于电极板，为了延长充放电循环寿命且进行高能量密度化，提出了谋求薄膜大面积化的方案。例如，关于锂离子电池，如专利文献4和专利文献5等所述，公开了使金属氧化物、硫化物、卤化物等正极活性物质粉末、以及导电性材料及粘合剂分散溶解到适当的溶剂中，调制膏糊状的涂装液，以由铝等金属箔形成的集电体作为基体，在该基体表面涂布上述涂装液而形成涂装膜层，从而得到正极电极板。

此外，利用了在极化电极板与电解质的界面形成的双电荷层的电容器作为存储备份电源被使用，此外，在电动车用电源等需要大功率的用途中的应用也备受瞩目，为了实现大功率，要求兼顾高的静电容量和低的内阻。上述电容器用的电极板与上述电池的负极板同样，一般将由粘合剂和导电性材料等混合而成的涂装液涂布到集电体上并干燥而制得。