[发明专利]二次电池集电器、二次电池阴极、二次电池阳极、二次电池及其制造方法

说明书

相关申请

本申请是国际申请PCT/JP2006/302791进入中国国家阶段的中国专利申请200680004362.1的分案申请，其中上述国际申请要求2005年2月10日提交的日本专利申请No.2005-34639以及2005年2月17日提交的美国临时申请S.N.60/653,529的优先权。

本申请在此将上述在先申请的公开文本并入作为参考，并要求与专利申请200680004362.1相应的优先权权益。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池集电器、二次电池阴极、二次电池阳极、二次电池及其制造方法，还涉及使锂离子二次电池具有优越的快速再充电特性的高性能材料。

背景技术

锂离子二次电池是高性能二次电池，因其具有高能量密度而应用于多个领域，例如移动电话、笔记本计算机和可携式摄像机，并且应用前景非常广泛。钴酸锂或者锰酸锂通常用作阴极电活性材料，而石墨用作小型锂离子电池的阳极。这种锂离子电池还包括由例如聚丙烯、聚乙烯等的多孔板制成的隔离体以及电解溶液，例如包含锂盐的有机溶液，比如六氟磷酸锂(LiPF₆)的碳酸乙烯酯基溶液。

更具体而言，普通锂离子二次电池的阴极通过将阴极电活性材料和电子传导性碳细粒固定到金属箔片上来制备，其中阴极电活性材料例如是钴酸锂或者锰酸锂，而电子传导性碳细粒具有传送电子的集电效应。所采用的金属箔片通常为铝箔片，以及例如聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)用作固定阴极电活性材料和碳细粒到其上的粘合剂。

近来，这种高性能二次电池有不断应用到对功率要求高的领域例如汽车领域的趋势，这就提出了常规小型电池所没有碰到过的问题。

其中一个问题是快速放电/充电特性。由于需要产生更大功率来获得更大电流，所以电池电量快速耗尽之后应当将电池再次充满。应当通过采用更大充电电流使得电池充电过程缩短，因为充电过程过长会拉长等待电池恢复使用的时间。更大电流下的放电和充电特性统称为快速充放电特性，它是二次电池实用性的重要指标。

如上所述，采用更大充电电流对于快速放电和充电而言是必不可少的。然而，常规锂离子二次电池采用更大电流进行充放电时会产生因重复充放电而急剧恶化容量特性(初始电池容量的保持率)的问题，也就是，在较大电流下进行重复充放电会恶化输出功率。更具体而言，即使可以在1C(可以在1小时内对电池进行充放电的电流)电流下对电池充放电，当前也几乎不可能在20C(也就是，该电流是在1小时内对电池进行充放电所需电流的20倍)电流下对电池充放电；因此，进行例如下列文本内容所述中的多种努力来改进该问题。

日本未审查专利公开No.2001-266850

日本已审查专利公开No.7-123053

日本申请No.1989293

第45届电池研讨会(2004)3C18

然而，上述各文本内容所述的方法在修复不整合性方面还不是非常有效。

这里对其它公开物中公开的多种特征、实施例、方法和装置的优点和缺点的描述决不用于限制本发明。实际上，本发明的某些特征能够克服其中某些缺点，同时还仍然保留有这里公开的一些或者所有特征、实施例、方法和装置。

通过下面的优选实施例，本发明的其它目的和优点将变得清楚明显。

发明内容

本发明是考虑到现有技术中的上述问题和/或其它问题而作出的。本发明能够大大改进现存的方法和/或装置。

在其它可能的优点中，一些实施例可以提供一种用于锂二次电池的集电器，它可以以更高速率(以更高电流)进行快速充放电以及具有更高初始电池容量保持率，以及提供一种利用该集电器的二次电池。

在深入研究实现该目的的手段之后，发明人发现，可以通过制备以下一种锂离子二次电池来解决上述问题，在该锂离子二次电池的结构中，尤其在阴极结构中，离子渗透性化合物实现锂离子导电性，而电子传导性碳细粒实现电子传导性，从而实现本发明。因此，本发明涉及：

(1)一种二次电池集电器，包括铝或铜箔片以及在所述箔片上形成的膜，所述膜包含离子渗透化合物以及碳细粒。

(2)一种二次电池集电器，包括铝或铜箔片以及在所述箔片上形成的膜，所述膜包含在有机溶剂中不膨胀的化合物以及碳细粒。

(3)一种二次电池集电器，包括铝或铜箔片以及在所述箔片上形成的膜，所述膜包含在利用有机溶剂进行剥离测试过程中抗剥离的化合物以及碳细粒。