[发明专利]用于电力存储装置的电极、电力存储装置和制造用于电力存储装置的电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力存储装置的电极、一种电力存储装置以及一种制造用于电力存储装置的电极的方法。

背景技术

在电力存储装置中，电容器广泛用于各种电气设备等。在多种电容器中，双电层电容器和锂离子电容器具有大容量，并且近年来特别受到关注。

双电层电容器是这样一种电力存储装置，其包括单电池、用于确保单电池之间的电气绝缘并防止液体泄漏的密封容器、用于取出电力的电力收集电极以及引线。所述单电池主要包括彼此面对的一对活性碳电极、用于使所述活性碳电极电分离的分离件和用于显示容量的有机电解溶液。

此外，锂离子电容器是这样一种电力存储装置，其中使用诸如活性碳电极的能够以静电方式吸附和脱附离子的电极作为正电极，并且使用诸如硬碳的可吸留(occlude)锂离子的电极作为负电极。

存储在双电层电容器中的能量由以下等式(1)表达：

W＝(1/2)CU²...(1)，

其中W表示存储的能量(容量)，C表示静电电容(取决于电极表面积)，U表示单电池电压。

从以上等式(1)中，可以看出，静电电容的提高有助于存储的能量的提高。

PTD1(日本专利特开No.2005-079505)公开了一种“用于双电层电容器的电极材料，其特征在于，其由凝胶组合物制成，所述凝胶组合物包括：碳纳米管，其通过将剪力施加于碳纳米管并且在存在离子液体的条件下对碳纳米管进行细分而获得；以及离子液体”，以提高双电层电容器中的静电电容。

PTD2(日本专利特开No.2009-267340)公开了一种“用于双电层电容器的电极，其特征在于，通过按纸张形状模制出具有600-2600m²/g的特定表面积的碳纳米管而制备的片材与构成电力收集器且在其表面具有不规则部分的基础材料通过所述不规则部分一体化”。

引文列表

专利文献

PTD1：日本专利特开No.2005-079505

PTD2：日本专利特开No.2009-267340

发明内容

技术问题

然而，在PTD1(日本专利特开No.2005-079505)中描述的凝胶组合物容易变形并且不固化，因此不便于将凝胶组合物作为电极材料处理。而且，难以将凝胶组合物较厚地安装在电力收集薄片上，因此，还存在增大电极的每单位面积的静电电容的问题。

此外，虽然PTD2(日本专利特开No.2009-267340)也描述了使用泡沫镍(三维网络镍多孔体)作为基础材料的技术，但是存在难以使碳纳米管均匀地分散在具有不规则部分的基础材料上的问题。而且，活性碳中的残余水汽和官能团会导致产生诸如CO的气体，并且还存在单电池电压增大的问题。另外，还需要增大与电极材料与电力收集器之间的接触性能有关的输出。

鉴于前述问题提出本发明，并且本发明的一个目的是提供：一种用于电力存储装置的电极，其具有减小的电阻，并且在被用作电力存储装置的电极时，可提高电力存储装置的静电电容和单电池电压，并且可提高所存储的能量密度；一种使用所述用于电力存储装置的电极的电力存储装置；以及一种用于制造所述用于电力存储装置的电极的方法。

技术方案

本发明涉及一种用于电力存储装置的电极，该电极包括碳纳米管、离子液体以及三维网络金属多孔体，所述三维网络金属多孔体具有多个填充有所述碳纳米管和所述离子液体的孔部分，其中，在所述多个孔部分中的暴露于所述三维网络金属多孔体的表面处的孔部分中，在所述三维网络金属多孔体的表面内的第一方向上的孔部分直径(D)和在所述三维网络金属多孔体的表面内的与所述第一方向正交的第二方向上的孔部分直径(d)之间的比率(d/D)在0＜d/D＜1的范围内，并且在所述范围内的孔部分占据暴露于所述表面处的孔部分的大于或等于95％且小于或等于100％。

有益效果

根据本发明，可获得具有减小的电阻的用于电力存储装置的电极。此外，当所述电极用于电力存储装置时，所述电极可提高电力存储装置的静电电容和单电池电压，并且可提高所存储的能量密度。

附图说明

图1是示出三维网络金属多孔体的表面的示例的放大图。

图2是示出沿着图1中的线A-A'截取的截面的示图。

图3是示出具有与其连接的极耳的三维网络金属多孔体的示图。

图4是示出三维网络金属多孔体的表面的示例的放大图。

图5是示出沿着图4中的线B-B'截取的截面的示图。