[发明专利]锂离子二次电池用电极及锂离子二次电池

说明书

本发明所要解决的问题在于，提供一种锂离子二次电池用电极及使用了该锂离子二次电池用电极的锂离子二次电池，在将泡沫金属体作为集电体的锂离子二次电池用电极中，能够充分地确保泡沫金属体和电极活性物质之间的电子传导率，并减小锂离子二次电池的电阻，同时提高耐久性。为了解决上述问题，在由金属组成的泡沫多孔体的表面上配置由碳素材料组成的碳层，并将其用作集电体。具体而言，一种锂离子二次电池用电极，其包含集电体和被填充到集电体中的电极合材，集电体在由金属组成的泡沫多孔体的表面具有由碳素材料组成的碳层。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池用电极、及使用了该锂离子二次电池用电极的锂离子二次电池。

背景技术

以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。锂离子二次电池具有如下结构：使分隔膜存在于正极和负极之间，并填充液体电解质(电解液)。

本文中，由于锂离子二次电池的电解液通常是具有可燃性的有机溶剂，因此，尤其是关于热的安全性可能会成为问题。因此，还提出一种锂离子固体电池，其使用无机固体电解质来代替有机液体电解质(参考专利文献1)。

根据用途的不同，对于这种锂离子二次电池的要求也是多种多样，例如，在用于汽车等的情况下，要求进一步提高体积能量密度。对此，可以列举增大电极活性物质的填充密度的方法。

作为增大电极活性物质的填充密度的方法，提出一种使用泡沫金属来作为构成正极层和负极层的集电体的方法(参考专利文献2和3)。泡沫金属具有孔径均匀的网眼结构，表面积较大。利用在该网眼结构的内部填充包含电极活性物质的电极合材，能够增加电极层的每单位面积的活性物质的量。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开2000-106154号公报

专利文献2：日本特开平7-099058号公报

专利文献3：日本特开平8-329954号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，以往在使用泡沫金属来作为集电体的电极中，在泡沫金属体和电极合材之间产生间隙，结果是，到达电极活性物质的电子路径不足而导致电子电阻增加，从而使所形成的锂离子二次电池单体的电阻增加。进一步，随着电阻的增大，循环特性也降低。

另外，由于在泡沫金属体的表面形成有绝缘体也就是氧化物层，因此，电子供应不足而导致电子电阻增加，结果是，还产生了锂离子二次电池的输出特性降低的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种锂离子二次电池用电极及使用了该锂离子二次电池用电极的锂离子二次电池，在将泡沫金属体作为集电体的锂离子二次电池用电极中，能够充分地确保泡沫金属体和电极活性物质之间的电子传导率，减小锂离子二次电池的电阻，同时提高耐久性。

[解决问题的技术手段]

本发明人为了解决上述问题进行了认真的探讨。而且，发现如果在由金属组成的泡沫多孔体的表面上配置由碳素材料组成的碳层作为集电体使用，则能够充分地确保泡沫金属体和电极活性物质之间的电子传导率，从而完成本发明。

也就是，本发明是一种锂离子二次电池用电极，前述锂离子二次电池用电极包括集电体和被填充到前述集电体中的电极合材，前述集电体在由金属组成的泡沫多孔体的表面具有由碳素材料组成的碳层。

进一步，前述集电体在前述泡沫多孔体和前述碳层之间可以具有由前述金属的氧化物组成的氧化物层。

前述泡沫多孔体可以是泡沫铝。

前述液相法中使用的碳素材料可以是选自由炉黑、科琴黑及乙炔黑所组成的群组中的至少一种。