[发明专利]电极用集电体、电极用集电体的制造方法、电极、锂离子二次电池、氧化还原液流电池、双电层电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电极用集电体、电极用集电体的制造方法、电极、锂离子二次电池、氧化还原液流电池、双电层电容器。本申请基于2014年10月29日在日本提出的专利申请2014-220565要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

近年来，锂离子二次电池、氧化还原液流电池等作为二次电池备受关注。锂离子二次电池从小型化、轻量化方面出发，被用作笔记本电脑、手机、电动工具、电子通信设备等的电源等。最近，锂离子二次电池从应用于环保车辆的观点出发，也被用于电动汽车、混合式动力汽车。与此相对，氧化还原液流电池从高循环寿命方面出发，作为1000kW级的大型电力用设备已进入实用化。

另外，双电层电容器也由于其极高的蓄电量而有可能代替电池，备受关注。

锂离子二次电池、氧化还原液流电池和双电层电容器，各自一部分具有类似的结构。作为它们类似的结构之一可举出电极。电极的低电阻化对于锂离子二次电池、氧化还原液流电池和双电层电容器已成为共同的技术课题，正在进行各种研究开发。

例如，锂离子二次电池由电极和以碳酸酯类为溶剂的电解液构成，所述电极包括以钴酸锂等金属氧化物为正极活性物质的正极和以石墨等碳材料为负极活性物质的负极。锂离子二次电池通过锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电。

正极是通过将由正极活性物质和粘合剂制成的浆液涂布于铝箔等正极集电体表面并干燥后，切断为适当的大小而得到的。负极是通过将由负极活性物质和粘合剂制成的浆液涂布于铜箔等负极集电体表面并干燥后，切断为适当的大小而得到的。正极通常使用有机溶剂系的浆液作为粘合剂，所述有机溶剂系的粘合剂采用了PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)等，负极通常使用水系的浆液作为粘结剂，所述水系的浆液采用了SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)、丙烯酸树脂等。

然而，随着近年来快速的高输出化、高容量化的期望，对于被用作电极用集电体的铝箔等的金属箔表面进行蚀刻加工等。但是，施加了这些加工的电极用集电体具有花费成本、无法充分降低电阻值这样的问题。换言之，具有无法便宜地得到快速充放电特性充分的电极用集电体这样的问题。快速充放电特性意味着大电流值的放电性能和充电性能，是二次电池的重要的性能指标。放电性能是能够流通大电流的特性。为了输出大功率，该性能十分重要。充电性能是能够以大电流尽快完成充电的性能。为了缩短充电时间、有效利用二次电池，该性能十分重要。

作为解决这样的问题的手段，提出了在金属箔表面形成了含有碳等碳微粒的被膜的电极用集电体(例如专利文献1～3)。这些电极用集电体不需要对金属箔进行加工，能够便宜制作。另外，这些电极用集电体使被膜中的导电性的碳微粒分担电子传导，因此能够实现高导电性(充分低的电阻值)。这些电极用集电体的电阻值与电极用集电体由铝箔单体制成的情况相比，能够成为1/10以下。

另外，在二次电池中为了实现电极的进一步低电阻化，也进行着活性物质的微细化的研究。如果活性物质微细化，则活性物质与离子的反应面积增大，因此能够实现电极的低电阻化。

此外，为了实现电极的低电阻化，也进行了在电极用集电体的表面均匀形成活性物质的尝试。为了得到在电极用集电体的表面均匀形成有活性物质的电极，想到提高电极用集电体的表面的润湿性，即降低憎水性。通常通过将含有溶剂的浆液向电极用集电体的表面涂布，得到均匀形成有活性物质的电极。如果电极用集电体的表面的润湿性高，则浆液的涂布性提高，能够在电极上均匀地形成活性物质。像这样将电极用集电体的表面的憎水性抑制为较低的研究正在进行着，但没有进行提高憎水性的研究。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2007-226969号公报

专利文献2：日本特开2011-86636号公报

专利文献3：日本特开2012-23050号公报

发明内容

但是，如果想要制作在憎水性低的电极用集电体上形成有微细的活性物质的电极，则会产生在电极用集电体与活性物质之间得不到充分的密合性这样的问题、电极用集电体受到损伤的问题等。其结果，无法制作具有充分性能的电极。