金屬、或該些金屬的合 金。
[0138] 上述金屬當中,使用銅、鑲、不誘鋼、或在它們中添加有其它金屬的合金的金屬巧 從機械強度、與活性物質(zhì)層的密合性、化學(xué)穩(wěn)定性、電池反應(yīng)進行的電位下的電化學(xué)穩(wěn)定 性、導(dǎo)電性、成本等觀點出發(fā)是優(yōu)選的。特別是銅或銅的合金從標準氧化還原電位的理由出 發(fā)特別優(yōu)選。
[0139] 銅巧可W使用壓延銅巧(通過壓延法得到的銅巧)或電解銅巧(通過電解法得到 的銅巧)。關(guān)于銅合金巧,也可W使用電解銅合金巧或壓延銅合金巧中的任一者。本實施方 式的負極中,從拉伸強度大、彎曲性優(yōu)異的方面出發(fā),優(yōu)選使用壓延銅巧或壓延銅合金巧。
[0140] 作為銅的合金,可W優(yōu)選地使用在銅中添加有例如Zr、化、Zn、Sn等元素的合金。 該種合金與純銅相比,彈性模量高,容易追隨負極活性物質(zhì)層的體積變化,不易產(chǎn)生塑性變 形。因此,不易發(fā)生集電體的權(quán)皺、斷裂。另外,在銅中添加有Zr、化、Zn、Sn等元素的合金 與純銅相比,耐熱性可W提高。尤其,如果是軟化點高于在負極的制造工序中將包含負極活 性物質(zhì)的漿料涂布到集電體上并干燥時的熱處理時的熱處理溫度(約300°C)的合金,則在 熱處理后也可維持彈性,故而優(yōu)選。其中,添加有&、Zn、Sn的合金出于熱處理后的彈性維 持的理由而優(yōu)選。該些合金元素可W包含1種、也可W包含2種W上。該些合金元素的含 量總計例如為0. 01~0. 9質(zhì)量%、優(yōu)選為0. 03~0. 9質(zhì)量%、進一步優(yōu)選為0. 3~0. 9質(zhì) 量%。合金元素的含量為0. 03質(zhì)量%W上時,出于熱處理后的彈性維持的理由而適宜。
[0141] 對獲得彈性伸長率為1.30%W上的集電體的方法沒有特別限制。本實施方式的集 電體由金屬巧構(gòu)成時,可W通過加熱、冷卻、壓力、雜質(zhì)元素添加來改變機械特性。此外,也 可W使用具有上述伸長率的市售的金屬巧。
[0142] 對于負極的集電體的厚度也沒有特別限定,本實施方式的負極中優(yōu)選為5~ 15ym、更優(yōu)選為5~10ym。負極的集電體的厚度為5ymW上時,可得到充分的機械強度, 故而優(yōu)選。另外,負極的集電體的厚度為15ymW下時,在電池的薄型化的方面優(yōu)選。
[0143] 需要說明的是,關(guān)于雙極型電極用的集電體,也使用與負極集電體同樣的集電體 即可。尤其,使用具有針對正極電位和負極電位的耐性的集電體是理想的。
[0144] (正極和負極共通的特征)
[0145] W下,對于正極和負極共通的特征進行說明。
[0146] 正極活性物質(zhì)層13和負極活性物質(zhì)層15包含粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑、電解質(zhì)鹽(裡 鹽)、離子傳導(dǎo)性聚合物等。
[0147] 粘結(jié)劑
[014引作為活性物質(zhì)層中使用的粘結(jié)劑,沒有特別限定,例如可列舉出W下的材料??闪?舉出聚己締、聚丙締、聚對苯二甲酸己二醇醋(PET)、聚離膳(陽腳、聚丙締膳、聚酷亞胺、聚 酷胺、聚酷胺酷亞胺、纖維素、駿甲基纖維素(CMC)、己締-己酸己締醋共聚物、聚氯己締、苯 己締?了二締橡膠(SBR)、異戊二締橡膠、了二締橡膠、己締?丙締橡膠、己締?丙締?二締 共聚物、苯己締?了二締?苯己締嵌段共聚物及其氨化物、苯己締?異戊二締?苯己締嵌段 共聚物及其氨化物等熱塑性高分子、聚偏氣己締(PVdF)、聚四氣己締(PTFE)、四氣己締?六 氣丙締共聚物(FE巧、四氣己締?全氣烷基己締基離共聚物(PFA)、己締?四氣己締共聚物 (ET陽)、聚S氣氯己締(PCT陽)、己締氣氯己締共聚物巧CT陽)、聚氣己締(PVF)等氣樹 月旨、偏二氣己締-六氣丙締系氣橡膠(VDF-HFP系氣橡膠)、偏二氣己締-六氣丙締-四氣 己締系氣橡膠(VDF-HFP-TFE系氣橡膠)、偏二氣己締-五氣丙締系氣橡膠(VDF-PFP系氣 橡膠)、偏二氣己締-五氣丙締-四氣己締系氣橡膠(VDF-PFP-TFE系氣橡膠)、偏二氣己 締-全氣甲基己締基離-四氣己締系氣橡膠(VDF-PFMVE-T陽系氣橡膠)、偏二氣己締-S 氣氯己締系氣橡膠(VDF-CTFE系氣橡膠)等偏二氣己締系氣橡膠、環(huán)氧樹脂等。其中,更優(yōu) 選為聚偏氣己締、聚酷亞胺、苯己締?了二締橡膠、駿甲基纖維素、聚丙締、聚四氣己締、聚丙 締膳、聚酷胺、聚酷胺酷亞胺。該些適宜的粘結(jié)劑的耐熱性優(yōu)異,而且電勢窗非常寬,在正極 電位、負極電位兩者下穩(wěn)定,可W用于活性物質(zhì)層。該些粘結(jié)劑可W單獨使用1種,也可W 組合使用2種W上。
[0149] 活性物質(zhì)層中所含的粘結(jié)劑量只要是能夠?qū)⒒钚晕镔|(zhì)粘結(jié)的量就沒有特別限定, 相對于活性物質(zhì)層,優(yōu)選為0. 5~15質(zhì)量%、更優(yōu)選為1~10質(zhì)量%。
[0150] 導(dǎo)電助劑
[0151] 導(dǎo)電助劑是指,為了提高正極活性物質(zhì)層或負極活性物質(zhì)層的導(dǎo)電性而配混的添 加物。作為導(dǎo)電助劑,可列舉出己訣黑等炭黑、石墨、氣相生長碳纖維等碳材料?;钚晕镔|(zhì) 層包含導(dǎo)電助劑時,有效地形成活性物質(zhì)層的內(nèi)部的電子網(wǎng)絡(luò),可W有助于電池的功率特 性的提局。
[0152] 另外,也可W使用兼具上述導(dǎo)電助劑和粘結(jié)劑的功能的導(dǎo)電性粘結(jié)劑來代替該些 導(dǎo)電助劑和粘結(jié)劑,或者也可W與該些導(dǎo)電助劑和粘結(jié)劑中一者乃至兩者組合使用。作為 導(dǎo)電性粘結(jié)劑,可W使用已市售的TAB-2(寶泉株式會社制造)。
[0153] 向活性物質(zhì)層中混入的導(dǎo)電助劑的含量相對于活性物質(zhì)層的總量為1質(zhì)量%W 上、更優(yōu)選為3質(zhì)量% ^上、進一步優(yōu)選為5質(zhì)量% ^上的范圍。另外,向活性物質(zhì)層中混 入的導(dǎo)電助劑的含量相對于活性物質(zhì)層的總量為15質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為10質(zhì)量%W下、 進一步優(yōu)選為7質(zhì)量% ^下的范圍。活性物質(zhì)自身的電子導(dǎo)電性低,利用導(dǎo)電助劑的量將 能夠降低電極電阻的正極活性物質(zhì)層中的導(dǎo)電助劑的配混比(含量)規(guī)定為上述范圍內(nèi), 從而表現(xiàn)出W下的效果。目P,不阻礙電極反應(yīng),能夠充分保障電子導(dǎo)電性,能夠抑制由電極 密度的降低造成的能量密度的降低,乃至能夠?qū)崿F(xiàn)由電極密度的提高帶來的能量密度的提 局。
[0154] 電解質(zhì)鹽(裡鹽)
[015引 作為電解質(zhì)鹽(裡鹽),可列舉出Li(C2FsS02)2N、LiPFe、LiBF*、LiCl04、LiAsFe、 LiCFsSOs等。
[0156] 離子傳導(dǎo)性聚合物
[0157] 作為離子傳導(dǎo)性聚合物,例如可列舉出聚環(huán)氧己燒(陽0)系和聚環(huán)氧丙烷(PPO) 系的聚合物。
[015引對使用正極活性物質(zhì)層和上述巧)(ii)的顆粒的形態(tài)的合金時的負極活性物質(zhì) 層中所含的成分的配混比沒有特別限定。配混比可W通過適當?shù)貐⒄贞P(guān)于非水溶劑二次電 池的公知常識來調(diào)整。
[0159] 對于各活性物質(zhì)層(集電體單面的活性物質(zhì)層)的厚度也沒有特別限制,可W適 當?shù)貐⒄贞P(guān)于電池的現(xiàn)有公知常識。若列舉一個例子,則考慮到電池的使用目的(重視功 率、重視能量等)、離子傳導(dǎo)性,各活性物質(zhì)層的厚度通常為1~500ym左右、優(yōu)選為2~ 100ym。
[0160] <電解質(zhì)層〉
[0161] 作為構(gòu)成電解質(zhì)層17的電解質(zhì),可W使用液體電解質(zhì)或聚合物電解質(zhì)。
[0162] 液體電解質(zhì)具有裡鹽(電解質(zhì)鹽)溶解在有機溶劑中的形態(tài)。作為有機溶劑,例 如可例示出碳酸己締醋巧C)、碳酸丙締醋(PC)、碳酸了締醋炬C)、碳酸亞己締醋(VC)、碳酸 二甲醋值MC)、碳酸二己醋值EC)、碳酸甲己醋(EMC)、碳酸甲丙醋(MPC)等碳酸醋類。
[016引 另夕F,作為裡鹽,可W采用Li(CF3S02)2N、Li(C2FsS02)2N、LiPFe、LiBF*、LiAsFe、LiTaFe、LiCl04、LiCFjSOs等可在電極的活性物質(zhì)層中添加的化合物。
[0164]另一方面,聚合物電解質(zhì)被分類為包含電解液的凝膠電解質(zhì)、不包含電解液的本 征聚合物電解質(zhì)。
[0165] 凝膠電解質(zhì)具有在由離子傳導(dǎo)性聚合物構(gòu)成的基質(zhì)聚合物中注入上述液體電解 質(zhì)(電解液)而成的結(jié)構(gòu)。通過使用凝膠聚合物電解質(zhì)作為電解質(zhì),從而電解質(zhì)的流動性 消失,在變得容易阻隔各層間的離子傳導(dǎo)的方面是優(yōu)異的。
[0166] 關(guān)于用作基質(zhì)聚合物的離子傳導(dǎo)性聚合物,例如可列舉出聚環(huán)氧己燒(PE0)、聚環(huán) 氧丙烷(PP〇)、W及它們的共聚物等。在該種聚環(huán)氧燒系聚合物中,裡鹽等電解質(zhì)鹽可W良 好地溶解。
[0167] 作為凝膠電解質(zhì)中的上述液體電解質(zhì)(電解液)的比率,并沒有特別限制,從離子 傳導(dǎo)率等觀點出發(fā),設(shè)為幾質(zhì)量%~98質(zhì)量%左右是理想的。本實施方式中,對于電解液 的比率為70質(zhì)量%W上的、電解液多的凝膠電解質(zhì),特別有效果。
[016引需要說明的是,電解質(zhì)層由液體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)、本征聚合物電解質(zhì)構(gòu)成時, 也可W在電解質(zhì)層中使用隔離體。作為隔離體(包括無紡布)的具體的形態(tài),例如可列舉 出由聚己締、聚丙締等聚締姪形成的微多孔膜、多孔的平板、進而無紡布。
[0169] 本征聚合物電解質(zhì)具有支持鹽(裡鹽)溶解在上述基質(zhì)聚合物中而成的構(gòu)成,不 包含作為增塑劑的有機溶劑。因此,電解質(zhì)層由本征聚合物電解質(zhì)構(gòu)成時,不存在自電池漏 液的擔屯、,電池的可靠性可W提高。
[0170] 凝膠電解質(zhì)、本征聚合物電解質(zhì)的基質(zhì)聚合物可W通過形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出優(yōu) 異的機械強度。為了形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),使用適當?shù)木酆弦l(fā)劑,對高分子電解質(zhì)形成用的聚合 性聚合物(例如,PE0、PP0)實施熱聚合、紫外線聚合、放射線聚合、電子束聚合等聚合處理 即可。
[0171] <集電板和引線〉
[017引出于向電池外部引出電流的目的,也可W使用集電板。集電板與集電體、引線電連 接,被取出到作為電池外殼材料的層壓片的外部。
[017引對構(gòu)成集電板的材料沒有特別限制,可W使用一直W來用作裡離子二次電池用的 集電板的公知的高導(dǎo)電性材料。作為集電板的構(gòu)成材料,例如優(yōu)選侶、銅、鐵、鑲、不誘鋼 (SUS)、它們的合金等金屬材料,從輕量、耐腐蝕性、高導(dǎo)電性的觀點出發(fā)更優(yōu)選侶、銅等。需 要說明的是,正極集電板與負極集電板可W使用同一材質(zhì),也可W使用不同的材質(zhì)。
[0174]關(guān)于正極端子引線和負極端子引線,也根據(jù)需要來使用。正極端子引線和負極端 子引線的材料可W使用公知的裡離子二次電池中使用的端子引線。需要說明的是,為了不 與周圍裝置、布線等接觸而漏電或者對產(chǎn)品(例如,汽車部件、尤其是電子設(shè)備等)造成影 響,自電池外殼材料29引出的部分優(yōu)選利用耐熱絕緣性的熱收縮管等覆蓋。
[0175] <電池外殼材料〉
[0176] 作為電池外殼材料29,除了可W使用公知的金屬罐外殼之外,還可W使用能夠覆 蓋發(fā)電元件的、使用了包含侶的層壓薄膜的袋狀的外殼。該層壓薄膜例如可W使用將PP、 侶、巧龍依次層疊而成的3層結(jié)構(gòu)的層壓薄膜等,但并不限定于該些。從高功率化、冷卻性 能優(yōu)異,能夠適宜地用于EV、肥V用的大型設(shè)備用電池該樣的觀點出發(fā),層壓薄膜是理想 的。
[0177] 需要說明的是,上述裡離子二次電池可W通過現(xiàn)有公知的制造方法來制造。
[017引< 裡離子二次電池的外觀結(jié)構(gòu)〉
[0179] 圖2為表示層疊型的扁平的裡離子二次電池的外觀的立體圖。
[0180] 如圖2所示,層疊型的扁平的裡離子二次電池50具有長方形狀的扁平的形狀,自 其兩側(cè)部引出了用于取出電的正極集電板58、負極