集电体、集电体的制造方法、电极和二次电池技术

本发明专利技术提供一种集电体、该集电体的制造方法、使用该集电体的电极和使用有该电极的能够降低内部电阻的二次电池，在该集电体作为二次电池的电极使用时能够进一步降低与活性物质层的接触电阻。其特征在于，集电体(1)具备包含金属箔的基材(1a)和设置于该基材(1a)的至少一侧的表面的导电物质(1b)，所述导电物质(1b)含有炭粉末，对于所述炭粉末而言，在蒸馏水中分散1.00质量％的所述炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5。

【技术实现步骤摘要】
集电体、集电体的制造方法、电极和二次电池
本专利技术涉及用于二次电池的电极的集电体及其制造方法、使用该集电体的电极和使用该电极的二次电池。
技术介绍
对于在用作二次电池用电极的基材的铝箔、铜箔等金属箔上涂布有碳系导电物质的集电体的研究，至今为止在各种研究机构中进行。另外，也完成了许多专利申请，例如可以列举专利文献1～专利文献4。在专利文献1和专利文献2中记载了如下的集电体，即在铝箔、铜箔等基材的表面形成有包含作为导电物质的碳微粒(导电物质)和被膜形成用化合物的被膜。另外，在专利文献3中记载了在活性物质之间设置有包含炭粉末(导电物质)和粘合剂的导电层的集电体。另外，在专利文献4中记载了在表面设置有以碳作为导电剂的导电性涂料层的集电体。这些是降低集电体和形成于其上的活性物质层之间的接触电阻，并实现提高电池的高速充放电特性、循环特性的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-226969号公报专利文献2：日本特开2010-135338号公报专利文献3：日本特开平9-97625号公报专利文献4：日本特开2001-351612号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如此一来，现有的技术中能够实现集电体和活性物质层之间的接触电阻的降低。但是在近年，由于提高电池的高速充放电特性、循环特性的要求进一步日益增长等，因此要求集电体和活性物质层之间的接触电阻的进一步降低。因此，本专利技术的课题是提供在作为二次电池的电极使用时能够进一步降低与活性物质层的接触电阻的集电体、该集电体的制造方法、使用该集电体的电极和使用有该电极的能够降低内部电阻的二次电池。用于解决课题的方法为了解决所述的课题，本专利技术的集电体是具备包含金属箔的基材和设置于该基材的至少一侧的表面的导电物质的集电体，其以如下方式构成，即上述导电物质含有炭粉末，对于上述炭粉末而言，在蒸馏水中分散有1.00质量％的上述炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5。根据该构成，集电体成为通过使用作为规定的pH的悬浊液的炭粉末，适当除去形成于包含金属箔的基材的表面的自然氧化被膜。因此作为二次电池的电极使用时，使集电体和活性物质层之间的接触电阻低电阻化。本专利技术的集电体的制造方法是上述所述的集电体的制造方法，其特征在于，依次包括在包含金属箔的基材的至少一侧的表面涂布含有炭粉末和粘结剂的浆料的涂布工序，和干燥上述涂布后的浆料的干燥工序，作为上述炭粉末使用在蒸馏水中分散有1.00质量％的上述炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5的炭粉末。根据该顺序，通过使用成为规定的pH的悬浊液的炭粉末，在干燥工序中的蒸发溶剂的过程中，附着于基材的表面的包含导电物质的浆料的pH上升，能够适当除去形成于基材的表面的自然氧化被膜。因此，将制造的集电体作为二次电池的电极使用时，集电体和活性物质层之间的接触电阻得以低电阻化。本专利技术的电极是使用有上述所述的集电体的二次电池用的电极，在上述集电体的设有上述导电物质的表面设置活性物质层而构成。根据该构成，电极使用上述所述的集电体，由此利用设置于基材的表面导电物质，集电体和活性物质层之间的接触电阻得以低电阻化。本专利技术的二次电池是具有正电极和负电极的二次电池，在上述正电极中使用本专利技术的电极而构成。根据该构成，二次电池的电极使集电体和活性物质层之间的接触电阻低电阻化，因此作为二次电池，其内部电阻得以低电阻化。专利技术效果根据本专利技术的集电体，通过使用规定的炭粉末而适当除去形成于基材的表面的自然氧化被膜，因此作为二次电池的集电体使用时，能够降低集电体和活性物质层之间的接触电阻。因此，能够得到接触电阻明显降低的效果。根据本专利技术的集电体的制造方法，能够得到适当除去形成于基材的表面的自然氧化被膜的集电体。因此，将制造的集电体作为二次电池的电极使用时，集电体和活性物质层之间的接触电阻得以降低。根据本专利技术的电极，能够降低集电体和活性物质层之间的接触电阻。因此，能够得到接触电阻明显降低的效果。另外，根据本专利技术的二次电池，能够降低电池的内部电阻。附图说明图1是用于说明本专利技术的集电体的结构的示意截面图。图2是用于说明使用有本专利技术的集电体的电极的结构的示意截面图。图3是用于说明使用有本专利技术的电极的二次电池的结构的示意截面图。图4是表示本专利技术的集电体的制造方法的流程的流程图。具体实施方式下面，对本专利技术的集电体的实施方式进行详细说明。[集电体的结构]对于本实施方式集电体的结构，参照图1进行说明。在图1中所示的例子中，本实施方式的集电体1具备包含金属箔的基材1a和设置于基材1a的表面的导电物质(导电物质层)1b。另外，导电物质1b配置于基材1a的两面。需要说明的是，导电物质1b可以按岛状凝聚的状态配置于基材1a的表面，也可以同样地按薄膜状配置。另外，导电物质1b也可以按配置于基材1a的一面的方式配置。即导电物质1b配置于基材1a的至少一侧的表面即可。并且，就集电体1而言，导电物质1b含有炭粉末。作为该炭粉末使用如下的炭粉末，在蒸馏水中分散有1.00质量％的该炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5。本实施方式的集电体1能够适当地用作例如锂离子二次电池的正电极的集电体。就集电体1而言，适当除去形成于包含金属箔的基材的表面的自然氧化被膜，因此作为二次电池的电极使用时，集电体和活性物质层之间的接触电阻得以低电阻化。对于使用有集电体1的电极在后详述。接着，各构成要素进行说明。(基材)基材1a可以使用通常作为二次电池用电极的集电体1使用的铝(A1)、铝合金等。作为二次电池用电极的集电体1使用时，基材1a通常以厚度为5～50μm左右的箔状使用。(导电物质)导电物质1b是如下的物质，以岛状或薄膜状形成于基材1a的表面，降低与基材1a一同构成的集电体1和活性物质层2(图2参照)之间的接触电阻。导电物质1b含有作为导电物质的炭粉末。在此，“导电物质含有炭粉末”是指除作为导电物质的炭粉末以外，也能够包含其它物质。即，导电物质1b除本来的导电物质即炭粉末以外，还包含以提高密合性为目标的树脂(粘结剂)等，以它们的混合体的方式固定于基材1a的表面。导电物质1b中包含的炭粉末如上所述那样，使用在蒸馏水中分散有1.00质量％的该炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5的炭粉末。通过使用上述构成的炭粉末，在后述的干燥工序中，涂布于Al箔表面的包含导电物质的浆料的pH随着干燥而上升，因此能够有效地除去形成于Al箔表面的自然氧化被膜。因此，集电体1除去了基材1a表面的自然氧化被膜。若pH不足7.1，则未有效地除去自然氧化被膜，作为二次电池的电极使用时，不能实现集电体1和活性物质层2之间的接触电阻的低电阻化。另一方面，难以制作非常强的碱性的碳，因此上限为9.5。优选9.0以下。因此，作为炭粉末使用悬浊液的pH为7.1～9.5的炭粉末。优选pH为7.5～9.0，更优选8.0～9.0，特别优选8.8～9.0。就炭粉末的pH测定而言，作为一例可以通过以下的方法实施。称量炭粉末1g，利用玛瑙研钵边混合边逐量加入pH＝7.0的蒸馏水，制作1.00质量％分散有炭粉末的悬浊液。制作悬浊液在搅拌、静置24小时后，利用市售的pH计测定pH。炭粉末优选被称为炭黑的炭微粉末。作为导电物质1b中包含的炭黑，只要是在水中分散时的pH在上述规定范围内，可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集电体，其特征在于，所述集电体具备包含金属箔的基材、和设置于该基材的至少一侧的表面的导电物质，所述导电物质含有炭粉末，对于所述炭粉末而言，在蒸馏水中分散有1.00质量％的所述炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5。

【技术特征摘要】
2013.06.12 JP 2013-1239061.一种集电体，其特征在于，所述集电体具备包含金属箔的基材、和设置于该基材的至少一侧的表面的导电物质，所述导电物质含有炭粉末，对于所述炭粉末而言，在蒸馏水中分散有1.00质量％的所述炭粉末时的悬浊液的pH为7.1～9.5，其中，所述导电物质通过浆料涂覆的方法设置在所述基体的至少一侧，并且在干燥工序中的蒸发溶剂的过程中，附着于所述基材表面的导电物质的浆料的pH上升。2.一种集电体的制造方法，是权利要求1所述的集电体的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂翔生，高田悟，细川护，佐藤俊树，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP