[发明专利]电池用电极、设置有该电极的电池以及制造该电极的方法

说明书

[课题]为了有效抑制当电池在高温下时正极与负极之间的短路。[解决手段]根据本发明的电极包含集电器110、形成在集电器110的至少一个表面上的活性材料层111、和形成在活性材料层111的表面上的绝缘层112。该电极被配置为使得当以100mm/分钟的剥离速度进行90°剥离试验时，集电器110与活性材料层111之间发生剥离，并且剥离强度为10mN/mm以上。

技术领域

本发明涉及电池用电极和制造电极的方法，特别是涉及在活性材料层上具有绝缘层的电极等。

背景技术

二次电池广泛用作便携式电子装置如智能电话、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等的电源。此外，二次电池已经扩展其作为用于电动车辆的电源和家用电源的应用。其中，由于锂离子二次电池的能量密度高且重量轻，因此它们是当前生活中必不可少的能量存储装置。

包含二次电池的常规电池具有这样的结构，其中作为电极的正极和负极彼此相对，隔膜插入其间。正极和负极各自具有片状集电器和形成在集电器两侧的活性材料层。隔膜用于防止正极与负极之间的短路并且有效地使离子在正极与负极之间移动。通常，主要使用由聚丙烯或聚乙烯材料制成的聚烯烃系微孔隔膜作为隔膜。然而，聚丙烯和聚乙烯材料的熔点通常为110℃至160℃。因此，当聚烯烃系隔膜用于具有高能量密度的电池时，隔膜在电池的高温下熔化，并且在电极之间可能发生大面积短路。

因此，为了提高电池的安全性，已经提出在正极和负极中的至少一者中形成绝缘层，该绝缘层是隔膜的替代物。例如，专利文献1(日本特开2009-43641号公报)公开了一种电池用负极，其中负极活性材料层形成在负极集电器的表面上，并且多孔层形成在负极活性材料层的表面上。类似地，专利文献2(日本特开2009-301765号公报)公开了一种电极，其中多孔保护膜设置于在集电器上形成的活性材料层的表面上。专利文献3(日本专利第5454295号公报)公开了一种方法，其中将两个以上糊料层覆盖在正极或负极的芯材(集电器)上，然后将所述糊料层干燥以形成正极板或负极板。

通常，活性材料层如下形成在集电器上。首先，制备卷绕在辊上的长集电箔作为集电器，并且制备用于形成活性材料层的浆料。用于形成活性材料层的浆料是通过将活性材料的微粒和粘合剂分散在溶剂中而获得的浆料。然后，在从辊上传送集电箔的同时，通过模涂机等手段将用于形成活性材料层的浆料施涂到集电箔的表面上。在施涂用于形成活性材料层的浆料之后，将用于形成活性材料层的浆料干燥并压缩成形，由此在集电器的表面上形成活性材料层。

活性材料层表面上的绝缘层可以以与活性材料层的形成相同的方式形成。也就是说，将用于形成绝缘层的浆料(其中绝缘材料的微粒和粘合剂分散在溶剂中)施涂到活性材料层的表面上，然后将浆料干燥并压缩成形。由此，绝缘层形成在活性材料层的表面上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-43641号公报

专利文献2：日本特开2009-301765号公报

专利文献3：日本专利第5454295号公报

发明内容

技术问题

然而，在上述常规电极中，当电池的温度变高并且隔膜在面内方向上收缩时，绝缘层可能被隔膜拖动并从活性材料层剥离而暴露出活性材料层。当活性材料层暴露时，它造成正极与负极之间的短路。此外，在高温下，面内方向上的收缩力也作用于活性材料层本身和绝缘层本身。因此，当集电器与活性材料层之间的粘附力弱时，活性材料层从集电器的表面分离并收缩，并且暴露出集电器的一部分表面。或者，当活性材料层与绝缘层之间的粘附力弱于活性材料层与集电器之间的粘附力时，尽管活性材料层与集电器之间的粘附力得以维持并且未发生活性材料层的收缩，但绝缘层有可能从活性材料层的表面分离并收缩，并且暴露出活性材料层的一部分。