[发明专利]电极的制造方法、电极、蓄电池及电子设备

说明书

本发明提供一种电极的制造方法、电极、蓄电池及电子设备。本发明提供一种为了实现电极强度高且导电率高的蓄电池而改善了的电极。本发明的一个方式是一种在活性物质层中包括石墨烯和改性的高分子的电极。或者，本发明的一个方式是一种包括集流体、其上的实质上由碳粒子构成的层以及包含改性的高分子的活性物质层的电极。该改性的高分子具有聚偏氟乙烯结构，部分具有多烯结构或芳环结构。多烯结构或芳环结构夹在聚偏氟乙烯结构之间。

本申请是申请号为“201510283819.8”、申请日为“2015年5月29日”、发明名称为“电极的制造方法、电极、蓄电池及电子设备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的一个方式涉及一种蓄电池用电极的制造方法。

注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。由此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法和这些装置的制造方法。

背景技术

近年来，随着移动电话、智能手机、电子书阅读器(电子书)、便携式游戏机等便携式电子设备的迅速普及，对作为其驱动电源的二次电池的小型化、大容量化的要求变高。作为便携式电子设备所使用的二次电池，具有高能量密度、大容量等优点的以锂离子二次电池为代表的蓄电池广泛地被利用。

在蓄电池中因为具有高能量密度而被广泛普及的锂离子二次电池由：包含钴酸锂(LiCoO₂)或磷酸铁锂(LiFePO₄)等活性物质的正极；由能够进行锂的吸留及释放的石墨等碳材料构成的负极；以及将由LiBF₄、LiPF₆等锂盐构成的支持电解质溶解于碳酸亚乙酯或碳酸二乙酯等有机溶剂中的非水电解液；等构成。通过使二次电池中的锂离子经过非水电解液在正极与负极之间移动，在正负极的活性物质中将锂离子嵌入脱嵌来进行锂离子二次电池的充放电。尤其是专利文献1作为示出利用摇摆(rocking chair)型反应的锂离子电池的文献获得了极高的评价。

在此，说明被广泛使用的电池电极的结构。电极在导电性支撑体的集流体上包括包含用作活性物质的无机化合物粒子及用来保持电极形状的粘合剂的活性物质层。作为粘合剂使用有机高分子，但因为粘合剂还需要电化学稳定性，因此经常使用铁电聚合物的聚偏氟乙烯(PVdF)或合成橡胶之一的丁苯橡胶(SBR)。另外，为了对电极均匀施加电压，对活性物质层添加导电助剂。作为导电助剂，从电化学稳定性的观点来看主要使用碳材料，尤其是碳黑。包含在由于这些粘合剂及导电助剂等稳定地保持形状的活性物质层中的活性物质粒子处于并联电连接的状态。

另一方面，作为能够稳定使用的粘合剂已知的材料是绝缘物，作为导电助剂使用的碳材料几乎不具有粘结力。电极被要求具有用来包含传输载流子离子的电解液的孔或具有一定程度的柔性。另外，若为了增大容量将活性物质层形成得充分厚，则还会发生因为被施加各种欧姆电阻而容易使电极内的活性物质的反应不均匀的问题。

鉴于上述问题，已知如下技术：在电压高且容易发生氧化反应的正极中，作为粘合剂使用铁电聚合物的PVdF，作为导电助剂使用粒径小的碳黑，典型的是乙炔黑，由此使形状稳定而确保导电性。

作为这种例子，专利文献2公开了防止因碳黑而容易进行PVdF的凝胶化的办法。另外，专利文献3公开了具有高次结构的碳黑的科琴黑(在日本注册的商标)与PVdF或含有PVdF的共聚物的组合。

[专利文献1]美国再公告专利4668595号说明书

[专利文献2]美国专利6200703号说明书

[专利文献3]美国专利申请公开第2010/0266882号说明书