集电体,电极结构体以及蓄电部件的制作方法
【专利说明】集电体，电极结构体从及蓄电部件 【技术领域】
[0001] 本发明设及集电体，电极结构体W及蓄电部件（含非水电解质电池，双电层电容， 裡离子电容等）。 【【背景技术】】
[0002] 用于车载等方面的裡离子电池在通常使用下遇到故障等意外情况时，对于高倍率 充放电特性（高倍率（hi曲rate)特性）来说，要求具有自发性且安全地停止充放电的 所谓关闭（Shutdown)功能（即PTC功能）。对于前者来说，现有技术中有；将活性物质小 粒径化或于集电体上形成导电层等技术；对于后者来说，作为提高电池安全性的手段有： 使用保险阀防止内部压力上升、装上随温度上升电阻增加的PTC(?ositiveTemperature Coefficient)组件、或设置在发热时阻止电流的装置。有人提出方案，其设计思路为；将电 池PTC功能用于分离器是公知技术，高温下烙融导致分离器的细微孔阻塞，通过阻止裡离 子从而在异常发热时阻止电极反应。但是有时候出现的情况是：由于分离器的不完全关闭 导致温度进一步上升至分离器烙点温度之上，或是外部温度上升导致分离器烙化从而发生 内部短路。在该些情况下，已经不能期待分离器的关闭功能，电池会陷于热破坏。
[0003] 在此，有人提出；通常使用时赋予充放电特性，在故障等意外事故时提高安全性 的技术。例如，专利文献1中记载了：使用一种导电层，所述导电层中含有烙点为100°c~ 120°C的聚締姪系的结晶性热塑性树脂，温度上升时，电阻为100QcmW上。 【【背景技术】文献】 【专利文献】
[0004]【专利文献1】日本专利特开2001-357854号公报 【
【发明内容】
】 【发明要解决的课题】
[0005] 不过上述文献记载的现有技术，高倍率充放电的所谓高倍率化i曲rate)特性不 充分，不适合常规的高倍率充放电。另外，初期（常温下的）表面电阻大，有时候得不到充 分的初期电池特性。并且随着温度上升，电阻的增加变小（PTC倍率小），有时候得不到足够 的安全性。
[0006] 本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种集电体，电极结构体，蓄电部 件化及集电体用组合物，将它们用于非水电解质电池，双电层电容，裡离子电容等蓄电部件 的电极结构体时，初期（常温下的）的表面电阻减少，从而既提高电池性能又因PTC功能而 提高安全性。 【为了解决课题的技术手段】
[0007] 本发明人为了解决上述课题进行了潜屯、研究，发现初期（常温下）的表面电阻大 的原因是；PTC层的气孔率大，气孔阻碍了导电通路的形成。另外本发明人还发现，随着温 度上升电阻增加大的原因是；因为在PTC层中使用可溶解于有机溶剂中的聚締姪类树脂， 升温时导电通路难W切断。并且本发明人认识到使用具有下列特征的PTC层能够解决上述 课题，从而做出了本发明。
[000引目P，根据本发明，提供一种集电体，其具有；导电性基材，W及在上述导电性基材的 至少在一面上设置的树脂层。并且，上述树脂层由糊形成，所述糊含有：聚締姪系乳胶粒子 和导电材。并且所述糊的单位面积重量是0. 1~20g/m2。另外所述树脂层的气孔率为10% (v/v)W下。
[0009] 所述集电体因为使用了聚締姪系乳胶粒子，气孔率（v/v)为10%W下，用于非水 电解质电池，双电层电容，裡离子电容等蓄电部件的电极结构体时，初期（常温下）的表面 电阻降低，从而同时解决了 2个问题：使电池性能提高并且提高PTC功能的安全性。
[0010] 另外，本发明提供一种电极结构体，具备；上述集电体、W及于上述集电体的树脂 层上形成的活性物质层或电极材层。
[0011] 所述电极结构体因为使用了上述集电体，在用于非水电解质电池，双电层电容，裡 离子电容等蓄电部件时，初期（常温下）的表面电阻降低，从而使电池性能提高并且提高 PTC功能的安全性。
[0012] 另外本发明提供一种使用上述电极结构体的蓄电部件。
[0013] 上述蓄电部件，因为使用了上述电极结构体，在用于非水电解质电池，双电层电 容，裡离子电容等蓄电部件时，初期（常温下）的表面电阻降低，从而使电池性能提高并且 提高PTC功能的安全性。 【发明效果】
[0014] 本发明可W同时达到2个效果：降低初期（常温下）的表面电阻，从而使电池性能 提高；并且提高PTC功能的安全性。 【【附图说明】】
[0015] 图1表示本发明的一实施方式的集电体结构的剖面图。 图2表示本发明的一实施方式的电极结构体结构的剖面图。 图3表示本发明的一实施方式中使用的聚締姪系乳胶粒子结构的模式图。 图4表示本发明的一实施方式的电极结构体在常温时其树脂层内部情况的模式图。 图5表示在本发明的一实施方式的电极结构体在高温时其树脂层内部情况的模式图。 图6表示在树脂层的气孔率时，电极结构体在常温时其树脂层内部情况的模式图。 图7表示在树脂层中使用可溶于有机溶剂的聚締姪类树脂时，电极结构体在常温时其 树脂层内部情况的模式图。 图8是表示在使用可溶于有机溶剂的聚締姪类树脂时，电极结构体在高温时其树脂层 内部的情况的模式图。 【【具体实施方式】】
[0016] 下面结合【附图说明】本发明的实施方式。另外在全部的付图中，对于同样的结构要 素赋予同样的符号，将适当地省略相关说明。
[0017] <整体结构> 图1表示本实施方式的集电体结构的剖面图。如图1所示，本实施方式的集电体100 中，于导电性基材103的至少在一面上有导电性的树脂层105。
[001引图2是使用本实施方式的集电体而形成的电极结构体的结构剖面图。如图2所示， 本实施方式的集电体100的树脂层105上，借由形成活性物质层或电极材层115,可W形成 电极结构体117,合适的用于裡离子电池等非水电解质电池、双电层电容或裡离子电容。
[0019] <维持PTC功能的机制>
[0020] 图3表示本发明的一实施方式中使用的聚締姪系乳胶粒子结构的模式图。本实施 方式中使用的聚締姪系乳胶粒子125是水系乳胶粒子。并且所述聚締姪系乳胶粒子125的 表面上附着有碳粉末等导电材121。
[0021] 图4表示本发明的一实施方式的电极结构体在常温时其树脂层内部情况的模式 图。本实施方式的集电体100的树脂层105含有聚締姪系乳胶粒子125和导电材121。上 述导电材121，在通常使用时分布于聚締姪系乳胶粒子125的表面或间隙，相互连接形成贯 通树脂层105的导通路而导电。目P，如图3所示的聚締姪系乳胶粒子125互相重叠分布，导 电材121在表面或间隙中高效率地（最小限度的量）形成网络，表现导电性。另外，在聚締 姪系乳胶粒子125的周围存在有导电材121，导电性材121不进入聚締姪系乳胶粒子125的 内部。另外，所述树脂层105含有气泡135,不过气孔率为10% (v/v)W下，所W几乎不妨 碍导电材121形成导电通路。目P，使用聚締姪系乳胶粒子125后，借由形成气孔率10%W下 的树脂层105,可W得到足够的降低表面电阻的效果。
[0022] 图5表示在本发明的一实施方式的电极结构体在高温时其树脂层内部情况的模 式图。本实施方式的树脂层105在发生意外事故时表现出PTC功能。树脂层105的体积由 于聚締姪系乳胶粒子125膨胀而增加，树脂层105中的导电材121的间隔扩大（树脂层105 中的导电性微颗粒的密度减少），从而提高电阻W赋予PTC功能。目P，借由热膨胀，聚締姪 系乳胶粒子125开始膨胀，断开聚締姪系乳胶粒子125表面的导电材121网络而提高电阻。 此时，如图4所示的常温时导电材121高效率地（最小限度的量）形成导电通路，温度上升 时，聚締姪系乳胶粒子125膨胀，导致导电通路的容易被切断。由此，本实施方式中，使用可 溶于有机溶剂的締姪类树脂时，W较少的量可W得到足够的电池性能W及PTC功能。
[0023] 对此，图6表示在树脂层的气孔率大时，常温时电极结构体其树脂层内部情况的 模式图。所述树脂层105中气孔率超过10% (v/v)，气泡135妨碍了导电材121形成的导 电通路。目P，虽然使用了聚締姪系乳胶粒子125,因为形成了气孔率超过10%的树脂层105， 不能得到充分降低表面电阻的效果。
[0024] 另外，图7表示在树脂层中使用可溶于有机溶剂的聚締姪类树脂时，电极结构体 在常温时其树脂层内部情况的模式图。图8是表示在使用可溶于有机溶剂的聚締姪类树脂 时，电