锂离子二次电池用电极制造技术

提供一种能够在用于锂离子二次电池时获得优异的充放电循环特性的锂离子二次电池用电极。锂离子二次电池用电极包括：由具有柱状骨架以三维相连而形成的三维网眼状构造的金属多孔体构成的集电体；保持于所述集电体的一个面上的第1活性物质；和保持于所述集电体的另一个面上的第2活性物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用电极
本专利技术涉及锂离子二次电池用电极。
技术介绍
以往，已知一种锂离子二次电池用电极，其具备活性物质的粒径不同的两层活性物质层，且两层活性物质层的厚度分别在20～30μm的范围内(例如参照专利文献1)。根据专利文献1记载的锂离子二次电池用电极，在使用该电极的锂离子二次电池中，能够不使能量密度降低地提高输出密度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-151055号公报
技术实现思路
然而，就专利文献1记载的锂离子二次电池用电极而言，由于上述两层活性物质层的膨胀收缩率不同，所以在用于锂离子二次电池时，若反复以高速率进行充放电，则存在容易在两个活性物质层的界面发生滑落、充放电循环特性下降的不良情况。本专利技术的目的在于，消除上述不良情况，提供一种具备两种活性物质的锂离子二次电池用电极，且该锂离子二次电池用电极能够在用于锂离子二次电池时获得优异的充放电循环特性。为了达成上述目的，本专利技术的锂离子二次电池用电极的特征在于，包括：由具有三维网眼状构造的金属多孔体构成的集电体；保持于上述集电体的一个面上的第1活性物质；和保持于上述集电体的另一个面上的第2活性物质。本专利技术的锂离子二次电池用电极中，由于在上述集电体的一个面上保持有第1活性物质、并在上述集电体的另一个面上保持有第2活性物质，所以即使在用于锂离子二次电池时，也能抑制在第1活性物质与第2活性物质的界面发生滑落。因此，本专利技术的锂离子二次电池用电极能够在用于锂离子二次电池时获得优异的充放电循环特性。在本专利技术的锂离子二次电池用电极中，优选地，上述第1活性物质包含高容量型活性物质，上述第2活性物质包含高输出型活性物质。本专利技术的锂离子二次电池用电极中，由于上述第1活性物质包含高容量型活性物质、且上述第2活性物质包含高输出型活性物质，所以能够同时提高能量密度和输出密度双方。另外，本专利技术的锂离子二次电池用电极优选为，在上述第1活性物质包含高容量型活性物质、且上述第2活性物质包含高输出型活性物质时，保持于上述集电体的一个面上的第1活性物质的厚度比保持于上述集电体的另一个面上的第2活性物质的厚度厚。根据本专利技术的锂离子二次电池用电极，由于上述第1活性物质的厚度比上述第2活性物质的厚度厚，所以能够在不损害该第2活性物质的输出密度的情况下提高作为电极整体的容量，还能提高能量密度。另外，本专利技术的锂离子二次电池用电极能够将上述高容量型活性物质设为从由Li(Ni5/10Co2/10Mn3/10)O2、Li(Ni6/10Co2/10Mn2/10)O2、Li(Ni8/10Co1/10Mn1/10)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2构成的组中选择的一种复合金属氧化物，并将上述高输出型活性物质设为从由Li(Ni1/6Co4/6Mn1/6)O2、Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2构成的组中选择的一种复合金属氧化物。另外，本专利技术的锂离子二次电池用电极也可以将上述高容量型活性物质设为从由人造石墨、天然石墨、Si、SiO构成的组中选择的一种材料，并将上述高输出型活性物质设为硬碳。本专利技术的锂离子二次电池用电极通过使用上述任一种的上述高容量型活性物质与上述高输出型活性物质的组合，能够更可靠地同时提高能量密度和输出密度。附图说明图1是表示使用本专利技术的一个实施方式的电极的锂离子二次电池中的容量保持率相对于循环次数的变化的图表。图2是表示使用本专利技术的一个实施方式的电极的锂离子二次电池中的内部电阻相对于循环次数的变化的图表。图3是表示使用本专利技术的一个实施方式的电极的锂离子二次电池中的能量密度的图表。图4是表示使用本专利技术的一个实施方式的电极的锂离子二次电池中的输出密度的图表。图5是表示使用本专利技术的另一实施方式的电极的锂离子二次电池中的容量保持率相对于循环次数的变化的图表。图6是表示使用本专利技术的另一实施方式的电极的锂离子二次电池中的内部电阻相对于循环次数的变化的图表。图7是表示使用本专利技术的另一实施方式的电极的锂离子二次电池中的能量密度的图表。图8是表示使用本专利技术的另一实施方式的电极的锂离子二次电池中的输出密度的图表。具体实施方式接着，参照附图对本专利技术的实施方式进行更详细的说明。本实施方式的锂离子二次电池用电极包括：由具有三维网眼状构造的金属多孔体构成的集电体；保持于上述集电体的一个面上的第1活性物质；和保持于上述集电体的另一个面上的第2活性物质。上述金属多孔体例如能够由铝、镍、铜、不锈钢、钛等具备导电性的金属构成，且适合使用气孔率为90～98％、空孔(网眼)数为46～50个/英寸、空孔径为0.4～0.6mm、比表面积为4500～5500m2/m3、厚度为0.8～1.2mm的金属多孔体。上述金属多孔体在作为正极集电体的情况下优选由铝构成，在作为负极集电体的情况下优选由铜构成。上述金属多孔体在由铝构成的情况下，能够通过以下方式制造：在将碳涂料涂敷到具有连续气泡的聚氨酯发泡体并进行导电化处理之后，使用以33﹕67的摩尔比含有氯化1-乙基-3-甲基咪唑和氯化铝(AlCl3)且还含有少量邻二氮菲的电镀液，在非活性环境气体中进行电镀从而形成规定量的铝层，在500～660℃范围的温度下的含氧环境气体中，在抑制铝表面过度氧化的条件下使聚氨酯发泡体和碳涂料热分解而将其除去。另外，上述金属多孔体在由铜构成的情况下，能够通过以下方式制造：将碳涂料涂敷到具有连续气泡的聚氨酯发泡体并进行导电化处理，通过电镀而形成规定量的铜层，在使聚氨酯发泡体和碳涂料热分解而将其除去之后，将氧化后的铜层在氢气环境下进行还原处理。作为以此方式制造的金属多孔体，能够使用住友电气工业株式会社制的“Aluminum-Celmet”(注册商标)和铜或镍的“Celmet”(注册商标)。在上述锂离子二次电池用电极中，上述第1活性物质能够包含高容量型活性物质，上述第2活性物质能够包含高输出型活性物质。另外，在上述锂离子二次电池用电极中，保持于上述集电体的一个面上的第1活性物质的厚度优选比保持于上述集电体的另一个面上的第2活性物质的厚度厚。在该情况下，具体而言，上述第1活性物质优选设为100～250μm范围的厚度，上述第2活性物质优选设为50～150μm范围的厚度。在本实施方式的锂离子二次电池用电极中，上述高容量型活性物质例如能够使用从由Li(Ni5/10Co2/10Mn3/10)O2、Li(Ni6/10Co2/10Mn2/10)O2、Li(Ni8/10Co1/10Mn1/10)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2构成的组中选择的至少一种复合金属氧化物。在该情况下，上述高输出型活性物质例如也能使用从由Li(Ni1/6Co4/6Mn1/6)O2、Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2、LiCoO2、LiNiO2构成的组中选择的至少一种复合金属氧化物。另外，上述高容量型活性物质例如能够使用从由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池用电极，其特征在于，包括：由具有三维网眼状构造的金属多孔体构成的集电体；保持于所述集电体的一个面上的第1活性物质；和保持于所述集电体的另一个面上的第2活性物质。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180517 JP 2018-0953431.一种锂离子二次电池用电极，其特征在于，包括：由具有三维网眼状构造的金属多孔体构成的集电体；保持于所述集电体的一个面上的第1活性物质；和保持于所述集电体的另一个面上的第2活性物质。


2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用电极，其特征在于，所述第1活性物质包含高容量型活性物质，所述第2活性物质包含高输出型活性物质。


3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池用电极，其特征在于，保持于所述集电体的一个面上的第1活性物质的厚度比保持于所述集电体的另一个面上的第2活性物质的厚度厚。


4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田名纲洁，田中觉久，青柳真太郎，奥野一树，细江晃久，妹尾菊雄，竹林浩，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP