[发明专利]锂离子电池用电极、锂离子电池以及锂离子电池用电极的制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种即使电极的厚度增厚的情况下，电子传导性也良好的锂离子电池用电极，本发明的锂离子电池用电极包括：设置于锂离子电池的隔膜侧的第1主面、以及设置于集电体侧的第2主面，其特征在于，上述电极的厚度为50～5000μm；在上述第1主面与上述第2主面之间，含有平均纤维长度为50nm以上且小于100μm的短纤维(A)、平均纤维长度为100μm以上且为1000μm以下的长纤维(B)以及活性物质粒子(C)；上述短纤维(A)以及上述长纤维(B)为导电性纤维。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用电极、锂离子电池以及锂离子电池用电极的制造方法。

背景技术

近年来，为了保护环境，迫切希望降低二氧化碳排出量。在汽车行业中，期待集中于由电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV)的导入而引起的二氧化碳排出量的降低，因此，深入进行这些实用性的、把握关键的电动机驱动用二次电池的开发。作为二次电池，能够达到高能量密度、高输出功率密度的锂离子二次电池备受关注。

锂离子二次电池中，一般使用粘结剂将正极或负极活性物质等分别涂布于正极用或负极用集电体，构成电极。另外，在双极型电池的情况下，构成具有正极层和负极层的双极型电极，所述正极层通过使用粘结剂在集电体的一个表面上涂布正极活性物质等而形成；负极层通过使用粘结剂在相反侧的表面上涂布负极活性物质等而形成(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，以25μm左右的厚度涂布电极形成用糊剂，但是，作为提高电池的能量密度的方法，已知有提高电池内的正极材料与负极材料的比例的方法。在专利文献2中公开了，通过增厚电极的膜厚，使集电体或隔膜的相对比例减少，提高电池的能量密度的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-86480号公报

专利文献2：日本特开平9-204936号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

如专利文献2中记载的那样，认为若能够增厚电极的膜厚，则能够减少集电体或隔膜的相对比例，对电池的高容量化有效。

但是，在双极型电极中，若增厚电极的厚度，则距离集电体的距离远的活性物质的比例增加。在此，认为由于活性物质自身的电子传导性不高，因此从距离集电体远的活性物质到集电体的电子移动不能顺利进行。因此，仅仅将电极的厚度增厚，即使活性物质的量增加，电子传导性也变差，参与全部活性物质中的充放电的有效活性物质比例降低。另外，将电极的厚度增厚时，产生了电极空隙内的离子扩散阻力大，且大电流下的充放电容量即速率特性大幅度降低的问题。

另外，由于活性物质自身的电子传导性不高，因此尝试了添加作为导电助剂的乙炔黑等颗粒物质来提高电子传导性的方法。但是，就在粒子状的导电助剂而言，电极的厚度变厚时，难以发挥提高电子传导性的效果。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的发明人为了解决上述技术问题而深入研究的结果发现，使用由短纤维、长纤维这两种纤维形成的导电性纤维，形成对电极的厚度方向进行电连接的导电通路，使得从活性物质产生的电子能够通过导电通路向集电体移动，此时，通过组合使用纤维长度不同的短纤维和长纤维，即使在将电极的厚度增厚时，电子传导性以及空隙内的离子传导性良好，形成有效活性物质比例大，且大电流下的速率特性得到提高的电极，从而完成本发明。

组合使用纤维长度不同的短纤维和长纤维时，推测得到输出功率提高效果的理由如下所述。

(1)首先，使用长纤维时，认为活性物质间的空隙的形状为更直的线，通过该空隙的锂离子的扩散路径长度变短。因此，离子扩散阻力变小。