[发明专利]电极及使用此电极的锂离子二次电池

说明书

本发明的问题在于，提供一种锂离子二次电池用电极及使用此电极的锂离子二次电池，所述锂离子二次电池用电极可以防止电极的破裂。为了解决上述问题，本发明的电极是锂离子二次电池(100)用的电极(1,2)，其具备：集电器(10,20)，其具有特定的厚度，并且为立体观察时具有至少一处角落部的金属多孔体；及，电极复合材料(18,28)，其被填充在其孔部中。集电器中，复合材料填充区域(11,21)与复合材料未填充区域(15,25)存在于集电器的角落部，该复合材料填充区域(11,21)填充有电极复合材料，该复合材料未填充区域(15,25)未填充电极复合材料或者填充有弹性模量比电极复合材料小的高弹性填充剂。

技术领域

本发明涉及一种电极及使用此电极的锂离子二次电池。

背景技术

以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。液体锂离子二次电池具有以下电池(cell)结构，也就是在正极与负极之间存在隔膜，并填充有液体的电解质(电解液)。另外，在电解质为固体的全固体电池的情况下，具有以下电池结构，也就是在正极与负极之间存在固体电解质。将此单电池层叠多个而构成锂离子二次电池。

此处，为了加大电极活性物质的填充密度，提出了使用金属多孔体作为构成正极层及负极层的集电器(例如，参照专利文献1)。金属多孔体具有带细孔的网眼结构，表面积较大。在该网眼结构的内部填充包含电极活性物质的电极复合材料，由此，可以增加电极层的每单位面积中的电极活性物质量。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开2012-186139号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

图7是以往的锂离子二次电池的一实施方式的示意图，图7(a)是剖面图，图7(b)是平面图。如图7所示，锂离子二次电池500由负极51、固体电解质 54、正极52、固体电解质54、负极51这五层构成。层数是为了便于说明而假设使用的，可以适当层叠所需数量。512与522是各个极上的极耳会聚部，513 与523是各个极上的极耳。

图8是图7的负极51中的复合材料填充区域511的放大剖面图。负极51 的复合材料填充区域511由使用上述金属多孔体的负极集电器510、及填充在其孔部V₁内的负极复合材料518构成。同样地，正极52的复合材料填充区域 521由使用上述金属多孔体的正极集电器520、及填充在其孔部V₂内的正极复合材料528构成(正极的图号附加了括号)。

从增加能量密度的观点出发，负极51、正极52中的金属多孔体的集电器如图7(b)所示，在俯视时为矩形的四边形状。并且，由于整体是具有网眼结构的三维立体结构，因此，具有特定的厚度，即，除极耳会聚部512,522部分之外，整体呈大致长方体形状。因此，集电器中存在角落部A(图7中，是用圆圈圈出的位置)。

已知电极复合材料由于通常弹性模量较大且较硬，因此，如果为了增加能量密度而增加集电器的厚度，电极容易因冲压工序和后续的振动等而破裂。在图7(a)中，上下的板P是冲压板，从上下用板P夹持着，并沿图中的箭头方向进行冲压。此时，破裂特别容易发生在应力集中的负极集电器510、正极集电器520的角落部A。电极的破裂会导致短路等故障，因此，需要改进。此破裂在液体电解质中也可能发生，但在使用固体电解质的固体电池中尤为明显。

本发明是鉴于上述情况而成，目的在于提供一种电极及使用此电极的锂离子二次电池，所述电极尤其能够有效地防止角落部的电极破裂。

[解决问题的技术手段]

(1)一种电极，其是锂离子二次电池用的电极，

前述电极具备：集电器，其具有特定的厚度，并且为立体观察时具有至少一处角落部的金属多孔体；及，电极复合材料，其被填充在前述金属多孔体的孔部中；