集电体,电极结构体以及蓄电部件的制作方法_2

文档序号:8927232阅读:来源:国知局
极结构体在高温时其树脂层内部的情况的模式图。上述树脂层105中,PTC功能表现 时电阻上升,不过上述电阻有时候增加得不够。其原因是;可溶于有机溶剂的聚締姪类树 脂129中导电材121没有完全分布开,不能高效率地(最小限度的量)形成导电通路。良P, 因为常温时为了确保导电性使用很多导电材121,高温时即使聚締姪类树脂129膨胀,有时 候一部分导电通路仍然保持导电,电阻的增加的不够。
[0025] <各部件的说明> (1.导电性基材) 本实施方式的集电体100是于导电性基材103的至少在一面上涂布集电体用组合物而 形成的。对于导电性基材103,通常使用已知的非水电解质电池用,双电层电容用,或裡离子 电容用的各种金属巧的导电性基材103。具体而言,可W使用正极用,负极用的各种金属巧, 例如,侣,侣合金,铜,不诱钢,镶等。其中考虑到导电性好和成本低两方面,优选侣合金、铜。 对于导电性基材103的厚度没有特别限制,不过优选5ymW上50ymW下。比5ym薄的 话,巧的强度不足,有时候难W形成树脂层。另一方面,超过50ym的话,其他的构成要素特 别是活性物质层或电极层不得不变薄,特别是集电体作为非水电解质电池、双电层电容或 裡离子电容等蓄电部件时,有时候活性物质层的厚度不得不变薄而得不到需要的容量。另 夕F,上述导电性基材的厚度也可W在5,10,15,20, 25, 30, 35,40,45, 50ym中任意的2个数 值的范围内。
[0026] (2.聚締姪系乳胶粒子) 图3表示本实施方式中使用的聚締姪系乳胶粒子的结构模式图。在本实施方式中没有 特别限定,不过优选使用:W聚締姪类树脂129为主要成分的聚締姪系乳胶粒子125,上述 締姪类树脂129的(分子链的)两末端被含一个W上駿基的駿酸(或酸酢)修饰。目P,为 了提高构成聚締姪系乳胶粒子125的聚締姪树脂与导电性基材103的黏着性,使表面电阻 更低,优选被駿酸变性的駿基。本实施方式中发明的树脂层105的树脂成分,含有上述聚締 姪系乳胶粒子125,可W仅由聚締姪系乳胶粒子125组成,也可化含有其他树脂成分。
[0027] 本实施方式的聚締姪系乳胶粒子125的主成分为;聚丙締树脂,聚己締树脂,聚丙 締-聚己締共聚树脂,或它们的混合树脂。对于该些树脂,均优选为;两末端被含一个W上 駿基的駿酸(或酸酢)修饰。特别优选的是;马来酸变性聚丙締树脂,马来酸变性聚己締树 月旨,马来酸变性聚己締一聚丙締嵌段聚合树脂,马来酸变性聚己締一聚丙締接枝聚合树脂, 马来酸变性聚丙締树脂W及马来酸变性聚己締树脂的混合树脂。
[002引两末端上含有一个W上駿基的駿酸(或酸酢)没有被修饰时,与导电性基材103 的黏着性不足,有时候常温时表面电阻变高。另外,如果不是聚締姪系乳胶粒子125的(于 有机溶剂中)溶解型聚締姪类树脂时,有时候出现:在常温时为了确保导电性使用很多导 电材121,PTC功能表现时导电材121难W切断,电阻难W增加的不理想的情况。
[0029] 另外,本实施方式的聚締姪系乳胶粒子125,核粒子的主要成分为聚締姪类树脂 129,因为有壳层具有含导电材121的核壳结构,即使相对于导电材121的聚締姪类树脂129 的比例低很多,也可W在常温下得到足够的导电性。目P,借由使用该样的核壳结构,聚締姪 类树脂129相对于导电材121的比例变得高,表现PTC功能时,可W表现高绝缘性,该一点 是有效的。
[0030] 对于变性本实施方式的聚締姪类树脂129的駿酸(或酸酢),没有特别限定,不过 优选使用;例如马来酸,均苯四甲酸,巧樣酸,酒石酸,草酸,六酸(Melliticacid),对苯二 甲酸,己二酸,富马酸,衣康酸,苯偏S酸订rimelliticacid),间苯二甲酸(Iso地thalic acid)等。特别是就和金属的粘着性而言,优选使用马来酸。另外,也可W是上述任意一个 酸的酸酢。
[00川 (3.导电材) 仅具有本实施方式的树脂层105的聚締姪系乳胶粒子125时绝缘性高,为了赋予导电 性必须混合导电材121。对于本实施方式的导电材121,可W使用公知的碳粉末、金属粉末 等,其中优选使用碳粉末。对于碳粉末而言,可W使用己诀黑,科琴黑,炉黑,碳纳米管,碳 光纤,各种石墨粒子等,也可w混合使用上述材料。
[0032] 就本实施方式的导电材121的混合量而言,没有特别限定,不过为了发挥所期待 的高安全性的PTC功能,优选为;W少于通常的碳外层(Carboncoat)或活性物质层的粘合 剂树脂的量,而可W发挥PTC功能、维持安全性。具体而言,相对于聚締姪系乳胶粒子125 的树脂成分100的质量份,导电材121混合量优选为10~70质量份,更加优选为10~45 质量份,进一步优选为10~40质量份。不到10质量份时,树脂层105的体积固有电阻变 大,有时候得不到集电体100需要的导电性。超过70质量份的话,体积膨胀时导电材121 的连接没有被完全切断,有时候得不到足够的电阻。对于将导电材121分散于树脂液中,可 W使用行星式揽拌器,球磨机,均质机等。另外,对于上述导电材121混合量,也可W在10, 15, 20, 25, 30, 35,40,45, 50,60, 70质量份中任意2个数值的范围内。
[0033] (4.消泡剂) 本实施方式使用的消泡剂,没有特别限定,不过优选使用姪类。本实施方式中,为了 在水或水溶液中稳定地分散聚締姪系乳胶粒子125,常常在形成树脂层105的树脂组合物 (糊)中混合表面活性剂。因此,表面活性剂发挥作用,从而树脂组合物容易发泡,有时候树 脂层105里残留有气泡。为了消除上述气泡,添加消泡剂是有效的,特别优选添加姪类的。 不添加消泡剂,借由改变分散条件和揽拌条从而减少气泡是可能的,不过有时候影响树脂 层105PTC功能等性能,优选添加消泡剂。
[0034] (4-1.姪) 被本实施方式的姪(或含姪的组合物),没有特别限定,不过优选例如;常温下为液 体,C数为6~20的石蜡成分的含量在50质量%W上的姪。就满足上述条件的姪(或含 姪的组合物)而言,可W适当地使用流动性石蜡,煤油,轻油,锭子油,机油等。通过使用该 些姪(或含姪的组合物),树脂层105的初期电阻增加得小,PTC倍率也变大,因此优选。
[00对 (4-2.其它的消泡剂) 就本实施方式中使用的其他消泡剂,例如W高级脂肪酸将聚氧烷基二醇 (Polyoxya化yleneglycol)或聚氧化締烷基離(Polyoxya化ylenea化ether)醋化 得到聚氧烷基二醇脂肪酸醋或聚氧化締烷基離脂肪酸醋等脂肪酸醋,或W硅油(Silicone oil)为代表的娃系,聚氧化締脱水山梨醇醋(Polyo巧alkylenesorbitanesters)该样的 醋系,聚氧化締丙基離(Polyoxya化ylenepropylether)该样的離系,还有有机聚硅氧烷 (Organopolysiloxane)树脂,聚丙締二醇(Polypropyleneglycol)等,或于上述化合物中 添加二氧化娃粒子等微颗粒的物质。另外,姪W及其他消泡剂,也可W混合使用。
[0036] (4-3.混合量) 对于消泡剂的混合量没有特别限定,不过优选为:相对于聚締姪系乳胶粒子125树脂 成分的100质量份,消泡剂为0. 0001质量份~10质量份。因为消泡剂的混合量不到0. 0001 质量份时,消泡效果弱,气泡影响严重,气孔阻碍导电通路的形成,初期(常温下)的表面电 阻大,不能得到充分的初期电池特性,不优选。另外,消泡剂的混合量超过10质量份时,消 泡剂本身阻碍了导电通路的形成,初期(常温下)的表面电阻变得大,不能得到充分的初 期电池特性,不优选。另外,上述消泡剂的混合量也可W在0. 0001,0. 0005,0. 001,0. 005, 0. 01,0. 05,0. 1,0. 5,1,5,10质量份中任意2个数值的范围内。
[0037] 巧.树脂层) 图1表示本实施方式的集电体的结构剖面图。本实施方式的集电体100含有使用了上 述集电体用组合物的树脂层105。上述树脂层105用于正极时,优选于导电性基材103上设 置具有PTC功能的树脂层105。该时优选为;上述树脂层105特别地与活性物质层115分 开W形成结构,持续保持PTC(关闭功能)和电池的高倍率(hi曲rate)特性,可W高效率 地发挥PTC功能。目P,导电性基材103和活性物质层115的黏着性能提高,兼备关闭功能和 出色的高倍率充放电特性,可W适当地使用安全性好的非水电解质电池,蓄电部件。
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