非水電解質二次電池用電極和使用該電極的非水電解質二次電池的製作方法
2023-06-07 13:29:51 2
非水電解質二次電池用電極和使用該電極的非水電解質二次電池的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種即使實施加壓處理導電性也難以下降的非水電解質二次電池用電極、以及使用該電極的非水電解質二次電池。本發明的非水電解質二次電池用電極含有包含能夠吸留釋放鋰的活性物質的電極混合材料，其特徵在於，將具有80～95％的孔隙率的多孔鋁作為集電體，在該孔中填充有上述電極混合材料，上述活性物質的粒徑da與多孔鋁的孔徑dp滿足da/dp≤0.10。
【專利說明】非水電解質二次電池用電極和使用該電極的非水電解質二次電池
【技術領域】
[0001]本發明涉及即使實施加壓處理導電性也難以下降的非水電解質二次電池用電極、以及使用該電極的非水電解質二次電池。
【背景技術】
[0002]近年來，非水電解質二次電池由於具有高能量密度等原因得到廣泛普及。在這種非水電解質二次電池中，利用使鋰離子在正極一負極之間移動從而進行充放電的原理。在非水電解質二次電池中，作為正極活性物質，作為鋰金屬氧化物的鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰系等已經實用化或者力爭實現商品化。作為負極活性物質，使用石墨等碳材料。並且，將在這些正極活性物質和負極活性物質中加入有導電劑和粘接劑的電極混合材料載持在鋁箔或銅箔這樣的金屬箔的集電體上，構成正極或者負極。
[0003]由於電池容量依賴於活性物質的量，因此，通過在集電體上載持儘可能多的活性物質，能夠實現電池的高容量化。在集電體使用鋁箔或銅箔這樣的金屬箔的情況下，金屬箔為二維結構，所載持的活性物質量少，在這一點上比多孔體差。因此，為了增加電極中載持的活性物質量，也可以考慮將發泡體或無紡布狀等三維多孔體用於集電體。例如，在專利文獻I中記載了一種由三維多孔體構成的集電體，該三維多孔體由樹脂制的無紡布和形成於該無紡布表面的導電層、以及使用在非水系溶劑中溶解有鋁鹽的浴液而在該導電層的表面形成的鋁電解電鍍層構成。另外，專利文獻2中記載了一種對無紡布狀鎳實施鉻化處理、鉻含有率為25質量％以上的無紡布狀鎳鉻多孔集電體。
[0004]但是，這些集電體具有耐氧化性和耐電解液性，使多孔度提高，因而用於提供適合於工業生產、並且即使卷繞電極組也不會發生短路故障的正極以及電池，利用這種表現為三維網狀體的纖維狀的構造體，在反覆充放電時穩固地保持反覆膨脹收縮的活性物質方面不能令人滿意。
[0005]另外，作為多孔金屬的製造方法，已知:在熔融的金屬中混合氫化鈦等發泡劑，在包含所產生的氣體的狀態下使其凝固的熔液發泡法(專利文獻3);和將金屬粉末與氯化鈉等間隔材料混合、進行壓縮成型，之後將金屬粉末通電加熱，除去間隔材料的間隔法(專利文獻4)等。
[0006]但是，能夠利用專利文獻3製作的多孔鋁為孔彼此獨立的閉孔型，不能填充活性物質或浸入電解液，因此，無法作為電極使用。另外，能夠利用專利文獻4中所記載的間隔法製作的多孔鋁中所形成的孔，其周圍被燒結的金屬粉末包圍，因此是適合於穩固地保持活性物質的結構，但是，在利用通過放電等離子體燒結(SPS)的方法時需要大電流，因此，尺寸受到限制，難以製造實用的多孔金屬。另外，在具有這種結構的孔的多孔鋁中，在孔內存在活性物質等填充物的狀態下進行加壓處理時，孔壁因填充物而受到損傷，存在多孔鋁的電導率下降的問題。另外，在專利文獻5中還記載了一種非水電解質電池用集電體，採用氣相法等在具有連通孔的樹脂體表面形成鋁合金層，將樹脂體熱分解，由此在除去了樹脂體的中空絲狀的鋁多孔體中填充有活性物質。但是，在這種集電體中，填充活性物質只是以中空絲狀柱為芯的方式被保持，存在活性物質容易從鋁多孔體脫落的問題。此外，這種鋁多孔體如圖4所示，中空絲狀以外的空間部分不介由壁地形成三維一體擴張的連通孔。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2010 - 9905號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2009 - 176517號公報
[0011]專利文獻3:日本特開平11-302765號公報
[0012]專利文獻4:日本特開2004-156092號公報
[0013]專利文獻5:日本特開2011-249260號公報
【發明內容】
[0014]發明所要解決的課題
[0015]發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種不會因加壓處理時活性物質損傷多孔鋁壁而引起電極的導電性下降的非水電解質二次電池用電極、以及使用該電極的非水電解質二次電池。
[0016]用於解決課題的手段
[0017]為了解決現有技術的問題，本發明的發明人進行了深入研究，結果發現:將非水電解質二次電池用電極構成為與現有的多孔金屬構造不同的多孔鋁集電體和填充在其孔內的電極混合材料，在多孔鋁集電體的孔中填充包含活性物質的電極混合材料，由此能夠在孔內載持活性物質防止脫落。並且還發現通過活性物質的粒徑da與多孔鋁的孔徑dp滿足da/dp ( 0.10，在加壓處理時活性物質不會損傷多孔鋁壁，因而能夠防止電極的導電性下降，結果，能夠通過電極容量的增加來實現電池特性的提高。
[0018]S卩，本發明的第一方面為一種非水電解質二次電池，其含有包含能夠吸留釋放鋰的活性物質的電極混合材料，上述非水電解質二次電池用電極的特徵在於:將具有80?95%的孔隙率的多孔鋁作為集電體，在該孔中填充有上述電極混合材料，上述活性物質的粒徑da與多孔招的孔徑dp滿足da/dp < 0.10。
[0019]本發明的第二方面為一種非水電解質二次電池，在上述第一方面中，上述電極混合材料除了包含活性物質之外，還包含導電助劑和粘接劑，活性物質相對於全部電極混合材料的比例為85?95質量％。
[0020]本發明的第三方面為一種非水電解質二次電池，其特徵在於，將上述第一方面或第二方面所述的非水電解質二次電池用電極作為正極和負極的至少一個，非水電解質二次電池包括配置於正負極之間的隔膜和非水電解質。
[0021]發明效果
[0022]本發明的非水電解質二次電池由孔中填充有包含活性物質的電極混合材料的多孔鋁構成，並且活性物質的粒徑da與多孔鋁的孔徑dp滿足da/dp ^0.10,因而在加壓處理時活性物質不會損傷多孔鋁壁，能夠防止電極的導電性下降。結果，能夠獲得內部電阻小的高容量的非水電解質二次電池。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發明中所使用的多孔鋁集電體的內部的電子顯微鏡照片。
[0024]圖2是表示活性物質的粒徑da與多孔鋁集電體的孔徑dp滿足da/dp ( 0.10時，收納於多孔鋁集電體的孔內的活性物質的示意圖。
[0025]圖3是表示活性物質的粒徑da與多孔招集電體的孔徑dp滿足da/dp > 0.10時，收納於多孔鋁集電體的孔內的活性物質的示意圖。
[0026]圖4是表示現有的鋁多孔體的內部的顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0027]下面，對本發明的非水電解質二次電池用電極所使用的多孔鋁集電體進行詳細闡述。其中，這種多孔鋁能夠適用於正極和負極中任一個的集電體或者兩個集電體。
[0028](a)多孔鋁集電體
[0029]本發明中所使用的多孔鋁集電體通過將按照規定的體積比例混合的鋁粉末與支撐粉末的混合粉末加壓成型、之後將該成型體在不活潑氣氛下進行熱處理而燒結、最終將支撐粉末除去而獲得。另外，也可以將混合粉末與金屬板複合。如圖1所示，多孔鋁集電體由支撐粉末被除去後的孔、和形成該孔的周圍的經過燒結的鋁粉末的結合金屬粉末壁構成。在結合金屬粉末壁上形成有大量的細微孔，形成孔彼此之間通過這些細微孔連結的開孔型的構造。
[0030]多孔鋁集電體的孔隙率、即後述的加壓處理前的孔隙率規定為80?95%。當孔隙率低於80%時，將孔彼此之間連結的孔洞少，無法在孔內填充規定量的活性物質，難以實現電池的高容量化。另外，未充分填充活性物質是指電解液也難以滲透，因加壓處理使得空間被壓縮，從而電解液的浸入變得更加困難，結果，有助於電池反應的活性物質減少，活性物質的利用率降低。另一方面，當孔隙率超過95%時，集電體自身的強度不足，無法在孔中填充混合材料來製作電極。多孔鋁集電體的孔隙率更優選85%?90%。
[0031]在此，加壓處理前的多孔鋁集電體的孔隙率p(% )通過下述式(I)算出。
[0032]P= [ {hv — (hw/2.7)} /hv] X 100 (I)
[0033]其中，
[0034]hv:加壓處理前的多孔鋁集電體的總體積(cm3)
[0035]hw:加壓處理前的多孔鋁集電體的質量(g)
[0036]2.7:鋁材料的密度(g/cm3)
[0037](b)鋁粉末
[0038]本發明中所使用的鋁粉末採用純鋁粉末、鋁合金粉末或者它們的混合物。在使用環境下合金成分成為耐腐蝕性變差的原因的情況下，優選使用純鋁粉末。純鋁是純度為99.0mass%以上的鋁。
[0039]另一方面，在想要獲得更高強度的情況下，優選使用鋁合金粉末或者它與純鋁粉末的混合物。作為鋁合金，使用1000系列、2000系列、3000系列、4000系列、5000系列、6000系列、7000系列的招合金。
[0040]鋁粉末的粒徑優選I?50 μ m。在多孔鋁集電體的製造中，為了用鋁粉末將支撐粉末的表面全部覆蓋，優選鋁粉末的粒徑更小，更優選為I?10 μ m。鋁粉末的粒徑按照採用雷射衍射散射法(Micro-track法)測得的中值粒徑來規定。
[0041](c)添加元素粉末
[0042]也可以使用在純鋁粉末中加入添加元素粉末的混合物。這種添加元素適合採用選自鎂、矽、鈦、鐵、鎳、銅、鋅等中的單獨一種元素或者由兩種以上的任意組合構成的多種元素。這種混合物通過熱處理形成鋁與添加元素的合金。另外，根據添加元素的種類，還可以形成鋁與添加元素的金屬間化合物。通過含有這種鋁合金或金屬間化合物，能夠獲得各種各樣的效果。例如，在矽或銅等添加元素與鋁的鋁合金中，鋁粉末的熔點降低，能夠降低熱處理所需的溫度，因此能夠削減製造所需的能量，並且通過合金化而使其強度提高。另外，當形成鋁與鎳等添加元素的金屬間化合物時，產生放熱而促進燒結，並且形成金屬間化合物分散的組織，從而實現高強度化。
[0043]可以在鋁合金粉末中加入添加元素粉末，也可以在鋁合金粉末與純鋁粉末的混合物中加入添加元素粉末。在這些情況下，能夠形成新的合金體系或金屬間化合物。另外，作為添加元素粉末，還可以使用將多種添加元素粉末彼此合金化的添加元素合金粉末。
[0044]添加元素粉末或添加元素合金粉末相對於鋁合金粉末或純鋁粉末的添加量，根據形成的合金或金屬間化合物的化學式量適當確定。
[0045]另外，添加元素粉末的粒徑優選I?50 μ m。為了實現與純鋁粉末、鋁合金粉末、支撐粉末的充分混合，優選粒徑更為微細，使用至少比支撐粉末細的粉末。添加元素粉末的粒徑與鋁粉末同樣，按照採用雷射衍射散射法(Micro-track法)測得的中值粒徑來規定。
[0046](d)支撐粉末
[0047]在本發明中，作為支撐粉末，使用具有比鋁粉末的熔點高的熔點的粉末。另外，在將混合粉末與金屬板複合化的情況下，使用具有比鋁粉末和金屬板中的低熔點高的熔點的粉末。作為這種支撐粉末，優選水溶性鹽，從容易獲取方面來看，適合使用氯化鈉或氯化鉀。通過除去支撐粉末而形成的空間成為多孔鋁的孔，因而支撐粉末的粒徑反應孔徑。因此，本發明中所使用的支撐粉末的粒徑優選100?ΙΟΟΟμπι。支撐粉末的粒徑由篩網網眼規定。因此，通過利用分級使支撐粉末的粒徑一致，能夠獲得孔徑一致的多孔鋁。
[0048](e)金屬板
[0049]在本發明中，可以在將混合粉末與金屬板複合的狀態下使用。金屬板是指無孔的板或箔、以及有孔的金屬網、膨脹金屬、衝孔金屬等的網狀體。金屬板作為支撐體，多孔鋁集電體的強度提高，進而導電性提高。作為金屬板，適合使用熱處理時不發生蒸發或分解的原材料，具體而言，適合使用鋁、鈦、鐵、鎳、銅等金屬或其合金制的材料。
[0050]混合粉末與金屬板的複合化是指:例如在金屬板使用金屬網的情況下，在網眼中填充混合粉末並且用混合粉末覆蓋整個網的一體化形態。在金屬板的兩側設有結合金屬粉末壁的多孔鋁中例如填充催化劑或活性物質的情況下，如果金屬板為有孔的網狀體，即使從被金屬板分割的區域的一側填充，也能夠填充至另一側區域，因此優選金屬板為網狀體。在此，有孔指金屬網的網眼部分、衝孔金屬的衝孔部分、膨脹金屬的網眼部分、金屬纖維的纖維與纖維的間隙部分。
[0051]網狀體的有孔的孔徑既可以比從接合的混合粉末中除去支撐粉末而得到的孔的孔徑大，也可以比其小。
[0052]為了不損害多孔鋁集電體的孔隙率，也優選網狀體的有孔的開口率大。
[0053](f)混合方法
[0054]鋁粉末與支撐粉末的混合比例，將各自的體積設為Val、Vs，鋁粉末的體積率Val/(Val+Vs)優選5?20%，更優選10?15%。在此，體積Val、Vs是根據各自的質量與比重求出的值。在鋁粉末的體積率超過20 %的情況下，支撐粉末的含有率過少，因此支撐粉末彼此不接觸而獨立存在，不能將支撐粉末充分地完全除去。未被完全除去的支撐粉末成為多孔鋁腐蝕的原因。另一方面，在鋁粉末的體積率低於50%的情況下，構成多孔鋁的壁變得過薄，因而多孔鋁的強度不足，難於處理和保持形狀。
[0055]另外，為了實現用鋁粉末充分覆蓋支撐粉末的狀態，優選鋁粉末的粒徑(dal)與支撐粉末的粒徑(ds)相比足夠小，例如dal/ds為0.10以下。
[0056]其中，作為將鋁與支撐粉末混合的混合手段，可以使用振動攪拌機、容器旋轉混合機等，只要能夠獲得充分的混合狀態，並沒有特別限制。
[0057](g)複合化方法
[0058]將混合粉末填充在成型用模具中時，可以將混合粉末與金屬板複合化。作為複合化的方式，既可以在混合粉末之間夾入金屬板，也可以用金屬板夾持混合粉末。還可以反覆進行混合粉末與金屬板的複合化而形成多段。在複合化時，也可以組合鋁粉末和支撐粉末的粒徑、混合比例不同的混合粉末、和種類不同的多種金屬板。
[0059](h)加壓成型方法
[0060]加壓成型時的壓力優選200Mpa以上。通過施加足夠的壓力進行成型，鋁粉末彼此相互摩擦，阻礙鋁粉末彼此燒結的鋁粉末表面的牢固的氧化覆膜被破壞。該氧化覆膜將熔融的鋁封閉、阻止相互接觸，並且與熔融鋁的溼潤性差，具備排斥液態鋁的作用。因此，在加壓成型的壓力低於200MPa的情況下，鋁粉末表面的氧化覆膜的破壞不充分，加熱時熔融的鋁有時向成型體外滲出，形成球狀的鋁塊。因形成鋁塊，多孔鋁的孔隙率變得比目標值高。因此，在無法控制多孔鋁的孔隙率方面，這種鋁塊的形成是弊端。另外，因形成鋁塊導致形狀被破壞，在必須將其除去這一點上也成為問題。只要所使用的裝置和模具允許，成型壓力大時形成的多孔鋁壁變得堅固而優選。但是，如果超過400MPa，則存在效果飽和的傾向。為了提高加壓成型體的脫模性，優選使用硬脂酸等脂肪酸、硬脂酸鋅等金屬鹼、各種蠟、合成樹脂、烯烴類合成烴等的潤滑劑。
[0061](i)熱處理方法
[0062]熱處理以所使用的鋁粉末的熔點以上、且低於支撐粉末的熔點的溫度進行。鋁粉末的熔點是指純鋁或鋁合金出現液相的溫度。通過加熱至出現液相的溫度，液相從鋁粉末中滲出，液相彼此接觸，從而使得鋁粉末彼此金屬性地結合。
[0063]在熱處理溫度低於上述熔點的情況下，由於鋁不熔融，因而鋁粉末彼此之間、鋁粉末與金屬板的結合不充分。另外，在加熱至上述熔點以上時，覆蓋位於燒結體最表面的支撐粉末的表面的鋁被除去，形成具有開口率大的表面的燒結體。燒結體的開口率大時，在應用於集電體時有利於填充活性物質。
[0064]如果加熱溫度在支撐粉末的熔點以上，就會導致支撐粉末熔融，因此加熱以低於支撐粉末的熔點的溫度進行。在作為支撐粉末使用氯化鈉或氯化鉀等水溶性鹽的情況下，優選以低於700°C、更優選低於680°C進行熱處理。在以支撐粉末的熔點以上的溫度進行加熱的情況下，伴隨支撐粉末的熔融，無法維持有孔體的形狀。另外，溫度越高，熔融的鋁的粘度越低，熔融的鋁滲出至加壓成型體的外側，形成凸狀的鋁塊。因形成鋁塊，多孔鋁的孔隙率變得比目標值高。在無法控制多孔鋁的孔隙率方面，這種鋁塊的形成是弊端。另外，因形成鋁塊導致形狀被破壞，在必須將其除去這一點上也成為問題。熱處理中的加熱保持時間優選I?60分鐘左右。另外，也可以在熱處理時在加壓成型體上施加負荷，進行加壓成型體的壓縮，或者多次反覆地進行加熱和冷卻。
[0065]進行熱處理的不活潑氣氛是抑制鋁氧化的氣氛，適合採用真空，氮氣、氬氣、氫氣、分解氨氣以及它們的混合氣體的氣氛。優選真空氣氛。真空氣氛優選2X 10 —2Pa以下，更優選IX 10 —2Pa以下。在超過2X10 —2Pa的情況下，吸附在鋁粉末表面的水分的除去不充分，在熱處理時鋁表面發生氧化。如上所述，鋁表面的氧化覆膜與液態鋁的溼潤性差，結果導致熔融的鋁滲出而形成球狀的塊。在氮氣等不活潑氣氛的情況下，優選氧氣濃度在100ppm以下、露點在一 30°C以下。
[0066](j)除去支撐粉末的方法
[0067]除去燒結體中的支撐粉末適合採用使支撐粉末在水中溶出而進行的方法。通過將燒結體浸潰在足量的水浴或流水浴中等方法，能夠容易將支撐粉末溶出。溶出在水中的支撐粉末通過形成於金屬粉末壁的細微孔從燒結體中被除去。在作為支撐粉末使用水溶性鹽的情況下，使其溶出的水優選離子交換水或蒸餾水等雜質少的水，但自來水也沒有特別問題。浸潰時間通常在數小時?24小時左右的範圍適當選擇。通過在浸潰中利用超聲波等施加振動，也能夠促進溶出。
[0068](k)電極
[0069]作為本發明的非水電解質二次電池用電極，正極和負極均能適用。這種電極含有電極混合材料，該電極混合材料包含能夠吸留釋放鋰的活性物質。電極混合材料在填充於上述多孔鋁集電梯的孔中的狀態下被載持。電極混合材料除了活性物質之外，還可以包含導電助劑和粘接劑。
[0070]在電極為正極的情況下，只要所使用的正極活性物質能夠用於非水電解質二次電池即可，沒有特別限制，例如可以使用鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰等鋰金屬氧化物。在電極為負極的情況下，只要所使用的負極活性物質能夠用於非水電解質二次電池即可，沒有特別限制。
[0071]無論是正極還是負極，通過在電極混合材料中添加導電助劑，電極整體的導電性提高。作為導電助劑沒有特別限制，能夠使用公知或市售的物質。例如，能夠列舉乙炔黑、科琴黑等碳黑、活性炭、石墨等。
[0072]無論是正極還是負極，通過在電極混合材料中添加粘接劑，通過粘接劑的成分的結合、即活性物質彼此之間、導電助劑彼此之間、活性物質與導電助劑的結合變得牢固，更難以發生活性物質從集電體的脫落。作為所使用的粘接劑沒有特別限制，能夠使用公知或市售的物質。例如，可以列舉聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯一丙烯共聚物、丁苯橡膠(SBR)、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素(CMS)等。
[0073]另外，通常在電極混合材料中添加導電助劑和粘接劑，在這種情況下，無論是正極還是負極，活性物質相對於全部電極混合材料(活性物質+導電助劑+粘接劑)的比例優選85?95質量％。如果該比例低於85質量％,則活性物質不足,無法實現高電池容量化。另一方面，如果該比例超過95質量％，則電極整體的導電性下降，並且不能獲得各成分各自間或成分之間的充分結合，也不能實現高電池容量化。
[0074]對於這種非水電解質二次電池用電極，加壓處理前的活性物質的粒徑da與多孔鋁的孔徑dp必須滿足da/dp ( 0.10。但是，在活性物質顆粒聚集變成二次顆粒的情況下，da作為二次顆粒的粒徑處理。圖2示意性地表示滿足該比例的情況。在該情況下，da與dp相比足夠小，所以，加壓處理時活性物質I形成收納於孔3內的狀態而不會損傷多孔鋁壁2。與此相反，如圖3的示意圖所示,在da/dp > 0.1的情況下,da與dp相比並不足夠小,所以，加壓處理時孔3內的活性物質I強烈擠壓多孔鋁壁2，將其損傷(圖中的4是損傷部分)。結果導致電極的導電性下降。此外，對於da/dp的下限值沒有特別的規定，將1X10 —5作為下限值。在導電性和離子傳導性差的活性物質中，粒徑da越小，電極反應的效率就越大，所以，從電池性能方面來看，da越小越好。但是，粒徑da越小，活性物質的表面積就會增加，就越需要增加用來確保活性物質間的導電性的導電助劑的比例。結果混合材料中的活性物質的比例減少，可能導致電池的能量密度降低。因此，並不優選利用粒徑低於數十nm的活性物質。從與製作多孔鋁集電體所使用的支撐粉末的粒徑的關係來看，da/dp優選I X 10 —
5
O
[0075]活性物質的粒徑da是指活性物質的相當於圓的直徑。即，指具有與活性物質的截面積相同面積的圓的直徑。通過顯微鏡觀察數值計算活性物質的截面積，由此算出相當於圓的直徑，求出粒徑da。對10個以上的活性物質試樣進行顯微鏡觀察，利用算術平均值來確定粒徑da。
[0076]在多孔鋁的孔形成具有長徑和短徑的形狀的情況下，孔徑dp指孔的長徑。另外，在孔為圓形的情況下，孔徑dp指直徑。通過加壓處理前的多孔鋁集電體的截面的顯微鏡觀察，對10個以上的孔測定孔徑dp，利用它們的算術平均值來確定孔徑dp。
[0077]下面，對非水電解質二次電池用電極的製造方法進行說明。通常活性物質、導電助齊?和粘接劑在分散於溶劑中的漿料狀態下，填充在多孔鋁集電體中。活性物質、導電助劑和粘接劑在漿料中的濃度沒有限制，從漿料粘度等的觀點出發適當選擇即可。另外，可以在粘度調節中添加增粘劑，為了形成良好的分散狀態，也可以添加分散劑。漿料的溶劑也沒有特別限制，例如適合使用N —甲基一 2 —吡咯烷酮、水等。在作為粘接劑使用聚偏氟乙烯的情況下，優選將N—甲基一 2—吡咯烷酮用於溶劑。在作為粘接劑使用聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素等的情況下，優選將水用於溶劑。
[0078]將活性物質、導電助劑和粘接劑(根據需要的增粘劑和/或分散劑)的成分分散於溶劑中的漿料，例如通過壓入法等公知的方法填充在多孔鋁集電體中。作為壓入法，將多孔鋁集電體作為隔膜，在一側配置漿料，另一側作為漿料透過側。於是，將另一側的透過側減壓從而使漿料透過，由此，在多孔鋁集電體的孔中填充上述各成分。也可以代替這種方法，對配置於一側的漿料加壓，由此，在多孔鋁集電體的孔中填充上述各成分。
[0079]另外，也可以代替壓入法，採用將多孔鋁集電體浸潰在溶劑中分散有上述各成分的漿料中、使上述各成分擴散到多孔鋁集電體的孔中的方法(以下稱作浸潰法)。
[0080]在壓入法和浸潰法中，漿料中的電極混合材料通過形成於結合金屬粉末壁上的細微孔填充到多孔鋁的孔中。
[0081]如上所述操作填充有上述各成分的電極，以50?200°C使溶劑飛散而被乾燥。
[0082]這樣操作獲得的電極通過使用輥式加壓機或平板加壓機等進行加壓的加壓處理來調節電極密度。加壓處理後的電極的厚度優選為加壓處理前的厚度的0.2~0.9倍。特別優選利用平板加壓機進行加壓處理。這是因為在使用輥式加壓機的加壓處理中，多孔鋁集電體可能發生變形而導致電極脫落。
[0083](I)非水電解質二次電池
[0084]本發明的非水電解質二次電池使用如上所述操作製造的電極、配置於電極間的隔膜和非水電解質，組裝成非水電解質二次電池。其中，優選正極和負極的雙方、或者僅正極由上述電極構成，但是也可以僅負極由上述電極構成。
[0085]作為隔膜，可以採用通常使用的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子膜。作為非水電解質，可以使用溶解於碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)等有機溶劑中的六氟磷酸鋰(LiPF6)、高氯酸鋰(LiClO4)15
[0086]實施例
[0087]下面通過發明例和比較例具體說明本發明。但是本發明並不限於以下的發明例和比較例。
[0088](發明例I~5和比較例6~8)
[0089]首先，如下所述操作製作本發明的非水電解質二次電池用電極所使用的多孔鋁集電體。
[0090]作為鋁粉末，使用粒徑不同的下述純鋁粉末(A1、A3)。作為支撐粉末，使用粒徑不同的氯化鈉粉末(BI~B4)以及粒徑為605 μ m的氯化鉀(Cl)。如表1所示，按照規定的體積比例混合各粉末，調製混合粉末。
[0091][表 I]
【權利要求】
1.一種非水電解質二次電池用電極，其為含有電極混合材料的非水電解質二次電池用電極，所述電極混合材料包含能夠吸留釋放鋰的活性物質，所述非水電解質二次電池用電極的特徵在於: 將具有80?95%的孔隙率的多孔鋁作為集電體，在該孔中填充有所述電極混合材料，所述活性物質的粒徑da與多孔鋁的孔徑dp滿足da/dp ( 0.10。
2.如權利要求1所述的非水電解質二次電池用電極，其特徵在於: 所述電極混合材料除了包含活性物質之外，還包含導電助劑和粘接劑，活性物質相對於全部電極混合材料的比例為85?95質量％。
3.一種非水電解質二次電池，其特徵在於: 將權利要求1或2所述的非水電解質二次電池用電極作為正極和負極的至少一個， 非水電解質二次電池包括配置於正負極之間的隔膜和非水電解質。
【文檔編號】H01M4/66GK104205427SQ201380016471
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月28日 優先權日:2012年3月30日
【發明者】田中祐一, 兒島洋一, 本川幸翁 申請人:株式會社Uacj