[发明专利]可极化电极体及其制造方法、以及使用此可极化电极体的电化学电容器

说明书

技术领域

本发明涉及用于各种电子设备的电化学电容器、用于该电化学电容器的可极化电极体以及该可极化电极体的制造方法。

背景技术

关于使用现有的可极化电极的电容器，在日本专利公开公报平11-154630号及日本专利公开公报2004-186266号等中有所揭示。

利用图6说明现有的电化学电容器10的结构。图6所示的元件11具有可极化电极体，该可极化电极体包含在内外表面形成有结合层(anchorcoat layer)的、由铝箔等构成的集电体12、及贴附在该结合层上的电极片13。元件11是通过在两层可极化电极体之间夹着隔膜(separator)14的状态下将两层可极化电极体卷绕而构成的。

电化学电容器10还具有：分别连接于两层可极化电极体而引出的铝制引线15；将元件11与驱动用电解液(未图示)一并收纳的铝制金属壳16；以及封口橡胶17，其具有使从元件11所引出的一对引线15贯通的孔，且被嵌合在金属壳16的开口部，并通过金属壳16开口端的加工而进行密封。

图7是表示构成元件11的可极化电极体19的结构的立体图，图8是其剖面图。如图7与图8所示，可极化电极体19包含：由表面经过粗化的铝箔等构成的集电体12；形成于集电体12的内外表面的结合层18；及贴附在结合层18上的电极片13。结合层18是由导电碳及粘合剂构成的，其中该导电性碳由石墨或炭黑构成。

另外，使用电极片13的理由是因为，在想要通过隔着结合层18将膏状的电极材料涂布到集电体12上而形成电极层时，结合层18中所包含的粘合剂会分解，从而会导致结合层18溶解。因此，通过预先将活性炭、赋予导电性的材料及粘合剂混匀，并将它们粉碎然后进行成形，从而制得薄片状的电极片13。将这样制作的电极片13贴到结合层18上。

这样构成的现有电化学电容器，与充电电池相比较输出密度较大，可瞬时地输出大电流，因而正在探讨有效应用于电动汽车等的动力辅助、不间断电源装置等中的情况。因此，期望能进一步提高输出密度，并且还期望能提高功率密度以及提高在施加连续电压下的可靠性、对反复充放电循环的耐久性。

在这样的电化学电容器中，对于提高功率密度及输出密度而言，最有效的方法是集电体的薄化。该集电体的薄化有下述的较大优点：通过提高电极层在电池中的占有体积而提高电容，以及通过增加可极化电极体的正对面积而降低内阻。即，通过集电体的薄化可以实现功率密度及输出密度的提高。

另外，在现有的电化学电容器中，为了降低内阻及抑制电容的劣化，使用通过蚀刻而将表面粗化的铝箔作为集电体。但这样表面粗化的铝箔存在以下问题：其强度较低，在制造工序中承受不了施加在铝箔上的张力而会导致出现箔断裂等，因此难以进行薄化。

与此相对，没有将表面粗化的铝箔(以下称作平滑箔)的箔强度较强，所以能够薄化。然而，由于未进行蚀刻，所以没有蚀刻坑。因此，电极层与集电体的接触面积减少、接合强度降低，结果，存在电化学电容器的内阻增大，且可靠性恶化的问题。

而且，在现有的电容器中，由于不能直接在结合层18上形成电极层，所以采用了使用电极片13的结构。然而，由于必须制作电极片13，因此导致生产率降低，且在成本方面有较大问题。

发明内容

现有技术中存在有以下课题，即：在现有技术中，要通过使用平滑箔(plain foil)作为集电体来而谋求薄化，以此提高功率密度及输出密度，实现低电阻化及高可靠性，并且通过提高生产率而谋求成本的降低，是极其困难的。

本发明的目的在于提供一种能够解决这样的现有问题，提高功率密度与输出密度，实现低电阻化与高可靠性，进而能够通过提高生产率而谋求成本降低的可极化电极体及其制造方法、以及使用了该可极化电极体的电化学电容器。

为了解决所述课题，本发明的可极化电极体包含由金属平滑箔构成的集电体、形成于集电体的至少一个面上的结合层、及形成于结合层或集电体的任一者上的电极层。该结合层包含导电碳及粘合剂。使用石墨化炭黑作为该导电碳。而且，粘合剂中包含从羧甲基纤维素的铵盐、橡胶系高分子、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、异丁烯-马来酸酐交替共聚物中选择的1种或1种以上。

而且，本发明的可极化电极体的制造方法包括以下步骤：将导电碳、粘合剂及分散剂混合而制作浆料；向由平滑箔构成的集电体的表面涂布浆料，从而形成结合层；向结合层上涂布膏状的电极材料，从而形成电极层；以及对形成有结合层及电极层的集电体进行压延。