集电体,电极结构体,蓄电部件,以及用于集电体的组合物的制作方法_3

文档序号:8501252阅读:来源:国知局
iiso巧anate)2, 6-甲苯二异氯酸醋,2, 4-和 2, 6-甲苯二异氯酸醋的混合物,粗制甲苯二异氯酸醋(化ude toluene diisocyanate), 粗制亚甲基二苯基二异氯酸醋(Crude Methylene di地en}d diiso巧anate), 4, 4' ,4"- S苯亚甲基S异氯酸醋(4, 4' ,4"-Tri地en}d meth}dene tri地en}d 地os地orane iso巧anate),二甲苯二异氯酸醋狂}dene Diiso巧anate),间苯二异氯酸醋 (m-Phenylene diisocyanate),蒙-1,5-二异氯酸酯(Naphthalene-1, 5-diisocyanate), 4, 4'-亚联苯基二异氯酸醋(4, 4'-biphenylene diiso巧anate),4, 4'-二苯基甲烧 二异氯酸醋(di地en^methane diisocyanate),3, 3'-二甲氧基二苯基二异氯酸醋 (3, 3' -dimethox}f-di地en}d diiso巧anate),3, 3' -二甲基二苯基甲烧-4, 4' -二异 氯酸醋(3, 3'-dimethy;L-di地en}dmethane-4,4'-diiso巧anate),四甲基二甲苯二异 氯酸(TetramethylX5d}denediiso巧anate),六亚甲基二异氯酸醋化examethylene diiso巧anate),异佛尔酬二异氯酸醋(Iso地orone diiso巧anate)等或它们的混合物。另 夕F,也可使用W它们为原料而制得的碳二亚胺交联剂。
[0042] (4-4.聚氧化締系(Polyo;syalkylene)交联剂) 本实施方式的聚氧化締系交联剂可W使用分子内有二个W上哲基的聚氧化締系树 月旨。例如,聚己二醇(Polyet的leneglycol),聚丙二醇,聚了二醇,聚己締氧化物,聚己二 醇甘油離,聚丙締甘油離,聚丙締二缩水甘油離(Polypropylenediglycid^glyceirl ether),聚丙締山梨醇離(Polypropylenesorbitolether),聚己締二醇-聚丙二醇块共聚 物(Polyeth}deneglycol-Polypropyleneglycolblockcopolymer),聚氧四亚甲基-聚 氧己締己二醇无规共聚物(Polyo;sytetramethylene-polyo;syethyleneglycolrandom copolymer),聚四亚甲基己二醇(Pol}ftetramethyleneglycol),聚氧四亚甲基-聚氧丙締 己二酉享无规共聚物(Polyoxytetramethylene-polyoxypropyleneglycolrandom)等。另 夕F,也可W是该些化合物的山梨糖(Sorbitan)、油酸、月桂醋酸、栋桐酸、硬脂酸等駿基变性 或烷基離变性、脂肪酸醋、甘油醋(Glycerinester)产生的变性体或共聚物等。
[0043] (4-5.碳二亚胺系交联剂) 本实施方式的碳二亚胺系交联剂含有"-N=C=N-"官能团物质,可W与駿基反应,交 联树脂。具体而言例如1-己基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐,二异丙基碳二亚 胺等。
[0044] (4-6.混合量) 对于混合量没有特别限制,不过相对于聚締姪系乳胶粒子125树脂成分的100质量份, 交联剂131优选为0. 1质量份~50质量份。0. 1质量份W下的话交联不充分,PTC表现后 电阻降低,不优选。超过50质量份的话,乳胶型締姪树脂的比例下降,从而使升温时电阻难 W增大,不优选。另外,所述交联剂131的混合量,可W在0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,1,5,10, 15, 20, 25, 30, 35,40,45, 50质量份中任意2个数值的范围内。
[0045] 巧.树脂层) 图1表示本实施方式集电体结构的剖视图。本实施方式的集电体100含有树脂层105, 所述树脂层105使用了集电体组合物。所述树脂层105作为正极使用时,优选为,设置于导 电性基材103上的具有PTC功能的树脂层105。该时,优选为,所述树脂层105特别的与活 性物质层115分开设置,使PTC(关闭功能)和电池的高倍率特性持续保持在高水平,可W 高效率的发挥PTC功能。目P,使导电性基材103和活性物质层115的黏着性能提高,兼具关 闭功能和良好的高倍率充放电特性,可W很好的用于高安全性的非水电解质电池、蓄电部 件。
[0046] 本实施方式的导电性树脂层105的形成方法没有特别限制,不过优选的是;聚締 姪系乳胶粒子125和导电材121、交联剂131于水或水溶液中混合制成用于集电体的组合物 (糊)后,将用于集电体的组合物(糊)涂布于导电性基材103上。就涂布方法而言,可W 使用漉式涂布机,凹版涂布机,狭缝模头涂布等。
[0047] 本实施方式的集电体100中,为形成树脂层105的集电体用组合物(糊)的涂布 量,优选0. 05~5g/m2。所述涂布量在0. 05g/m2w下时有时产生漆膜斑点而不能表现PTC 功能。所述涂布量为5g/m2W上时,有时候电池的活性物质量减少而导致电池特性恶化。另 夕F,所述涂布量可W在0. 05,0. 1,0. 25,0. 5,1,2. 5, 5g/m2中任意2个数值的范围内。
[0048] 集电体用组合物(糊)涂布于导电性基材103上后加热使其附着,使集电体用组 合物(糊)交联(硬化)而形成树脂层105。对于加热温度没有特别限制,不过优选例如 80~20(TC。所述加热温度小于80°C时硬化不充分导致其与导电性基材的黏着性不足; 加热温度超过200°C时,所用的聚締姪系树脂的不同而产生树脂烙融,导致不形成乳胶粒子 的问题。另外,所述加热温度可W在 80,90,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190, 200°C中任意2个数值的范围内。
[0049] 上述加热的时间没有特别限制,不过,优选为,例如10~200秒。小于10秒的话 硬化不充分导致其与导电性基材的黏着性不足;超过200秒的话,所用的聚締姪系树脂产 生树脂烙融,导致不形成乳胶粒子。另外,所述加热时间可W在10,20,30,40,50,60,70,80, 90,100,120,140,160,180, 200秒中任意2个数值的范围内。
[0化0] 另外,为了调节所述树脂层105的交联度,优选为,改变集电体用组合物(糊)中 混合的交联剂的量,或改变交联剂的种类。改变其交联剂的量或改变种类,测量凝胶率。凝 胶率(交联值)优选为50~95%。凝胶率小于50%时,因为交联度小,有时会出现的情况 是:在PTC表现温度W上树脂融化,因融化而再聚集导致导电材聚集,电阻再次降低而具有 导电性。另一方面,凝胶率超过95%时,有时出现的情况是:交联度太高使得难W膨胀,而 不表现PTC功能。因此,恰当地调节树脂层105的交联度是重要的。另外,所述凝胶率可W 在50, 55,60,65, 70, 75,80,85,90,95%中任意2个数值的范围内。
[0化1] (6.电极结构体) 图2表示使用本实施方式的集电体而形成的电极结构体结构的剖视图。本实施方式的 集电体100的树脂层105上形成活性物质层115或电极材层115,从而可W得到本实施方式 的电极结构体117。如果是形成电极材层115的蓄电部件用的电极结构体117的话,使用所 述电极结构117和分离器、非水电解质溶液来制造出非水电解质电池用,例如裡离子二次 电池用的电极结构体117 (包括电池用部件)。本实施方式的非水电解质电池用电极结构体 117W及在非水电解质电池中集电体100W外的部件,可W采用公知的非水电池用部件。 [0化2] 在本实施方式中的活性物质层115是用作电极结构体117,也可W用作非水电解 质电池。例如,作为正极的使用侣的本实施方式集电体100中,所用的活性物质为LiCo化, LiMn〇4,LiNi化等。所用的导电材为己诀黑等炭黑,将它们分散于粘合剂PVDF或水分散型 PTFE得到糊,再将糊涂布,干燥,可W得到正极结构体。
[0化3]用作负极电极结构体117时,本实施方式的集电体100所用的基材是铜,活性物 质使用例如俗称黑铅化lacklead)的石墨,石墨(Graphite),中间相炭微珠(Mesocarbon microbead)等。将它们分散于增粘剂CMC(駿甲基纤维素)后,与粘合剂SBR(苯己締了二 締橡胶,即Styrene-butadienerubber)混合得到糊,将糊涂布,干燥,可W得到本实施方式 的负极集电体。
[0054] (7.蓄电部件) 蓄电部件(双电层电容、裡离子电容等) 一般来说,双电层电容等比二次电池安全,不过为了提高高倍率特性,可W使用本实施 方式的集电体100。就本实施方式的双电层电容,裡离子电容等而言,本实施方式的集电体 100也可W应用于;在大电流密度下高倍率充放电时所必要的双电层电容和裡离子电容等 蓄电部件。本实施方式中用于蓄电部件的
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