[发明专利]集电体、电极结构体、电池以及电容

说明书

【技术领域】

本发明涉及集电体，电极结构体，电池及电容。

【背景技术】

用于车载等中的锂离子电池，就通常使用时的高速充放电特性(高比率(highrate)特性)而言，需要的是：在故障等意外的事故时，可以自发且安全地停止充放电的所谓关闭(shutdown)功能(PTC功能)。对于前者来说，现有技术中有：将活性物质小粒径化或于集电体上形成导电层等技术；对于后者来说，作为提高电池安全性的手段有：使用保险阀防止内部压力上升、装上随温度上升电阻增加的PTC(PositiveTemperatureCoefficient)元件、或设置在发热时阻止电流的装置。有人提出方案，其设计思路为：将电池PTC功能用于分离部(separator)是公知技术，高温下熔融导致分离部的细微孔阻塞，通过阻止Li离子从而在异常发热时阻止电极反应。但是有时候出现的情况是：由于分离部的不完全关闭导致温度进一步上升至分离部熔点温度之上，或是外部温度上升导致分离部融化从而发生内部短路。在这些情况下，已经不能期待分离部的关闭功能，电池会陷于热破坏。

因此，有人提出技术方案，在通常使用时赋予充放电特性，在故障等意外情况时提高安全性的技术。例如专利文献1中记载了一种正极集电体，其中，在厚20μm的铝网上，贴有:在室温下导电率为5S/cm，在120℃的工作温度下导电率为5μS/cm的具有PTC特性的片(sheet)状导电性聚合物(厚50μm)。另外，此处使用的片状导电性聚合物，是于30wt％的聚乙烯中混合70wt％的炭黑(carbonblack)(专利文献1德段落0048)。

另外，专利文献2中記載了：以模涂机(diecoater)或凹版涂布机将导电性糊均一涂布于铝制及铜制多孔金属网的两面，干燥，制造一种集电体，其具有覆盖形成的厚0.5μm导电层。另外，还记载了(专利文献2的段落0029)，此处使用的导电性糊是按照如下方法制造:于270g的聚偏氟乙烯(PVDF)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液(固含量为13％)中，加入熔点为110℃的结晶性聚乙烯树脂35g和乙炔黑(acetyleneblack)的碳系导电剂30g，以行星搅拌器混练，进一步加入440gNMP稀释，调整导电性糊。

另外专利文献3中记载了(专利文献3之13页1～6行):将导电材状物质乙炔黑，和作为粘合剂聚合物的软化点为120℃的聚乙烯，按照重量比10:1混合，加入适量的羧甲基纤维素纤维素作为增粘剂，得到糊状混合物，将所述混合物以5μm以下的厚度涂布于作为正极集电体的厚10μm的铝箔两面，干燥，设置电阻层。

另外专利文献4中记载了:含有导电性填充材和树脂的电子导电材料，随着温度上升，其电阻增加，将所述电子导电材料粉碎成细小颗粒，分散于粘合剂树脂，形成涂膜。另外，上述文献中还记载了:达成了一种功能，即所述细小颗粒随着温度上升电阻增加。

【背景技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开平10-241665号公报

【专利文献2】日本专利特开2001-357854号公报

【专利文献3】WO2002/54524号公报

【专利文献4】专利第4011635号

【发明内容】

【发明要解决的课题】

然而，上述文献中记载的现有技术，在以下几点中还存有改善的余地，存在着“确保赋予安全性”的问题。

第一，专利文献1～3中，因为聚偏氟乙烯及聚乙烯为热塑性树脂，活性物质涂布时为100℃以上的话，热塑性树脂融化时，和熔化前的状态不同。因此，生产锂离子二次电池，锂离子电容器等时不能到100℃以上，有时使生产率显著降低。

第二，在专利文献3中，使用锂离子二次电池、锂离子电容器等时，高速充放电的所谓高比率特性不充分，通常时不是针对高速充放电来使用的。

第三，在专利文献4中，因为导电性填充剂(导电材)分散于树脂中，存在的缺点是：电阻不能充分增大。

本发明鉴于上述情况，目的是：提供一种安全性好的集电体，可以同时具有2种功能，即在常温时具有出色的导电性，并且在高温时有出色的关闭功能。

【为了解决课题的技术手段】

本发明提供一种集电体，具有：导电性基材、和在导电性基材的至少一面上设置的树脂层。并且上述树脂层是由糊形成的，所述糊含有：聚烯烃系乳胶粒子的凝集物和导电材。并且，所述凝集物的平均粒径是0.5μm～5μm。