[发明专利]电池用负极、电池及电池的制造方法

说明书

金属负极(10)的活性物质层(12)包括包含负极活性物质的活性物质粒子(121)、与平均粒径比活性物质粒子(121)更大的粒子即辅助剂(122)、或空间(125)，该空间(125)是通过将金属负极(10)浸渍于碱性水溶液，使辅助剂(122)在溶液中溶析，从而形成在曾存在辅助剂(122)的部位。

技术领域

本发明涉及一种使用锌等金属作为负极活性物质的电池用负极、电池及电池的制造方法。

背景技术

锌空气电池等中所使用的电池用负极由活性物质层及集电器构成，集电器设置在活性物质层的中央。另外，活性物质层构成为作为材料的负极活性物质、导电助剂及粘合剂的混合物，且在各材料之间形成空隙。在作为电池工作时，活性物质层中形成的空隙被电解液填满，该空隙成为电池反应所需的OH^-离子的传导路径。

为了提高锌空气电池的容量，需要增大活性物质层的厚度，需要高密度地填充负极活性物质来提高活性物质层的电极密度，进而需要采用所述两个措施。但是，若增大活性物质层的厚度，或过度提高电极密度，则会产生锌空气电池的发电性能下降，库伦效率下降，或循环寿命缩短之类的问题。

即，在锌空气电池中，电解液从活性物质层的表面及周缘部向中央部(集电器附近)逐渐渗透，但若增大活性物质层的厚度，则电解液难以进行渗透，从而会在活性物质层的中央部产生未被电解液润湿的部分。因此，在活性物质层的内部引起电流集中而产生钝态，由此，库伦效率下降，电池特性下降。另外，若提高活性物质层的电极密度，则活性物质层内部的空隙减少，电池反应所需的离子的传导路径减少，因此，离子传导电阻增加，电池特性下降。

专利文献1公开了相对于100质量％的锌电极用合剂，使氧化铝、氧化钙、氢氧化铝、氢氧化钙等纳米粒子以0.01质量％～60质量％的比例均一地分散于活性物质层，以提高充放电率特性并提高充放电循环特性。

另外，专利文献2公开了相对于100质量％的电池用负极组成物，以0.05质量％～30质量％的比例在活性物质层中包含氧化铝、氢氧化铝等等电点大于7的化合物，以抑制电池用负极的形变。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-197976号公报专利文献2：日本专利特开2015-170390号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在专利文献1、2中，公开了因活性物质层中包含氧化铝或氧化钙，故电池的各种特性提高。但是，专利文献1、2未考虑对于与电池高容量化相伴的活性物质层的厚膜化、高密度化的问题，即离子的传导路径减少这一问题，未公开用以解决所述问题的结构。

本发明是鉴于所述问题而成的发明，目的在于提供能够确保活性物质层内部的离子传导路径，并实现与电池高容量化相伴的活性物质层的厚膜化及高密度化的电池用负极、电池及电池的制造方法。

解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的一个方式是用作电池的负极且使用金属作为负极活性物质的电池用负极，其特征在于：包括包含活性物质粒子与辅助剂而形成的活性物质层，所述活性物质粒子包含所述负极活性物质，所述辅助剂是平均粒径比所述活性物质粒子更大的粒子，且含有包含变为碱性氧化物的元素中的周期表第二族的元素的化合物、及/或包含变为两性氧化物的元素中的周期表第十三族的元素的化合物，相对于100质量份的所述活性物质粒子，以0.01质量份以上2.8质量份以下的比例包含所述辅助剂。

根据所述结构，在使用了电池用负极的电池中，辅助剂在电解液中溶析，能够在曾存在辅助剂的部位形成空间。该空间成为电池反应所需的离子的传导路径，因此，成为为了电池的高容量化而适合于活性物质层的厚膜化及高密度化的结构。

发明效果