锂离子电容器用电极以及锂离子电容器制造技术

提供电极强度优异的锂离子电容器用电极和可降低内部电阻、提高输出密度的锂离子电容器。一种锂离子电容器用电极及使用所述锂离子电容器用电极的锂离子电容器，所述锂离子电容器用电极具有含有电极活性物质、导电材料以及粘合剂的电极组合物层和集电体，该锂离子电容器用电极在所述电极组合物层与集电体之间具有含有碳粒子的导电性粘接剂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂离子电容器用电极以及锂离子电容器。更详细而言，涉及电极强度优异、内部电阻降低、输出密度提高的锂离子电容器用电极以及锂离子电容器。
技术介绍
一种小型轻量、且能量密度高、还可反复充放电的锂离子电容器，正发挥着其特性，并迅速地扩大其需求。另外，由于锂离子电容器的能量密度、输出密度大，因此期待其不仅用于移动电话、笔记本型个人电脑的小型用途，还进一步用于车载等大型用途。因此，对于锂离子电容器而言，随着用途的扩大或发展，要求其在低电阻化、高容量化、高耐电压、机械特性的提高等方面进一步得到改善。锂离子电容器在正极具有极化性电极、在负极具有非极化性电极，通过使用有机类电解液可提高工作电压、提高能量密度，但另一方面其也存在下述问题具有贯通正反面 (表裏)的孔的集电体与电极组合物层的接触电阻增大，内部电阻也大。于是，为了降低内部电阻，曾提出在集电体表面涂布导电性涂料(专利文献1)。专利文献1中的锂离子电容器用电极是通过下述方法得到的在具有贯通孔的集电体上涂布导电性涂料，在其上涂布由电极活性物质、导电材料以及粘合剂制成的电极组合物层用浆料。但就所述电极而言，内部电阻的降低不充分。现有技术文献专利文献专利文献1 专利第4015993号公报(对应美国专利第6862168号说明书)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提供电极强度优异的锂离子电容器用电极以及可降低内部电阻、提高输出密度的锂离子电容器。解决问题的方法为了达到所述目的，本专利技术人进行了深入研究，结果发现了下述锂离子电容器用电极，其包含集电体和含有电极活性物质、导电材料以及粘合剂的电极组合物层，在电极组合物层和集电体之间形成含有碳粒子的导电性粘接剂层，由此，可以提高锂离子电容器用电极的电极强度、降低锂离子电容器的内部电阻、提高输出密度。基于这些发现，本专利技术人完成了本专利技术。于是，按照本专利技术可提供锂离子电容器用电极，该锂离子电容器用电极包含集电体和含有电极活性物质、导电材料以及粘合剂的电极组合物层，且在所述电极组合物层与集电体之间具有含有碳粒子的导电性粘接剂层。另外，按照本专利技术可提供具有正极、负极、电解液以及隔板，且所述正极和负极为上述电极的锂离子电容器。专利技术的效果本专利技术的锂离子电容器用电极可容易地制造电极强度高、内部电阻低、并且输出密度也高的锂离子电容器。本专利技术的锂离子电容器可适用于个人电脑、携带终端等存储器的备用电源、个人电脑等瞬间停电对策用电源、电动车或混合动力汽车的应用、与太阳能电池组合使用的太阳能发电能量贮藏系统、与电池组合的负荷均衡电源等各种用途。具体实施例方式本专利技术的锂离子电容器用电极包含集电体和含有电极活性物质、导电材料以及粘合剂的电极组合物层，电极组合物层与集电体之间具有含有碳粒子形成的导电性粘接剂层。以下，有时将电极组合物层中使用的粘合剂记为“电极组合物用粘合剂”，另外有时将下述导电性粘接剂层中使用的粘合剂记为“导电性粘接剂用粘合剂”。(集电体)就本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的集电体的材料而言，可以使用例如，金属、碳、导电性高分子等，优选使用金属。作为集电体用金属，通常使用铝、钼、镍、钽、钛、不锈钢、铜、其它合金等。其中，从导电性、耐电压性方面考虑，优选使用铜、铝或铝合金。就本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的集电体的形状而言，可以列举，金属箔、 金属蚀刻箔(金属工7于卜"箔，metal etchd箔)等集电体；膨胀合金、冲孔金属板、网状等具有贯通孔的集电体，从降低电解质离子的扩散电阻且提高锂离子电容器的输出密度这一点考虑，优选具有贯通孔的集电体，其中，进一步从电极强度优异这一点考虑，特别优选膨胀合金、冲孔金属板。在本专利技术中，具有贯通孔的集电体是指具有贯通正反面的孔的集电体。本专利技术的锂离子电容器用电极中优选使用的具有贯通孔的集电体的贯通孔的比例为10 80面积％、优选20 60面积％、更优选30 50面积％。贯通孔的比例在该范围时，电解液的扩散电阻降低、锂离子电容器的内部电阻降低。贯通孔的平均孔径通常为 0. 1 5，000 μ m、优选0. 5 3，000 μ m、更优选1 1，000 μ m。这里，孔的平均孔径是由孔长轴方向的长度X与短轴方向的长度Y根据式(X+Y)/2而求得的值。本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的集电体的厚度为5 ΙΟΟμπκ优选10 70 μ m、特别优选20 50 μ m。集电体与电极组合物层之间形成含有碳粒子的导电性粘接剂层。(碳粒子)本专利技术的锂离子电容器用电极的导电性粘接剂层中使用的碳粒子，是指单纯的碳、或实质上仅由碳构成的粒子。作为其具体例，可以列举，由于存在非局部化的η电子而具有高导电性的石墨(具体为天然石墨、人造石墨等)；石墨质的碳微晶多层集合形成乱层结构的球状集合体的炭黑(具体为乙炔黑、科琴黑、其它炉黑、槽法炭黑、热法灯黑(寸一 7 ^ 7 > 7' 7 , ‘？ , thermal lamp blach)等)；碳纤维、炭晶须等，其中，从可高密度地填充导电性粘接剂层的碳粒子、降低电子移动电阻、进一步降低锂离子电容器的内部电阻方面考虑，特别优选石墨或炭黑。本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的碳粒子可单独使用上述列举的碳粒子，特别优选将二种组合使用。具体而言，可以列举石墨和炭黑、石墨和碳纤维、石墨和炭晶须、炭黑和碳纤维、炭黑和炭晶须的组合等，优选石墨和炭黑、石墨和碳纤维、炭黑和碳纤维的组合，特别优选石墨和炭黑、石墨和碳纤维的组合。碳粒子为该组合时，高密度地填充导电性粘接剂层的碳粒子，从而可进一步降低电子移动电阻、进一步降低锂离子电容器的内部电阻。本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的碳粒子的电阻率优选为0.0001 1 Ω · cm、更优选为0. 0005 0. 5 Ω · cm、特别优选为0. 001 0. 1 Ω · cm。碳粒子的电阻率在该范围时，可进一步降低导电性粘接剂层的电子移动电阻、进一步降低锂离子电容器的内部电阻。这里，关于电阻率，用粉末电阻测定系统(MCP-PD51型；DINS公司制)边对碳粒子连续施加压力边测定电阻值，由对于压力收集的电阻值R(Q)、压缩的碳粒子层的面积 S(cm2)和厚度 d(cm)算出电阻率 ρ (Ω - cm) = RX (S/d)。本专利技术的锂离子电容器用电极中使用的碳粒子的体积平均粒径优选为0.01 20 μ m、更优选为0.05 15 μ m、特别优选为0. 1 10 μ m。碳粒子的体积平均粒径在该范围时，导电性粘接剂层的碳粒子以高密度填充，从而电子移动电阻进一步降低、锂离子电容器的内部电阻进一步降低。这里，体积平均粒径是用激光衍射式粒度分布测定装置 (SALD-3100 ；岛津制作所制)测定、算出的体积平均粒径。就本专利技术的锂离子电容器用电极而言，优选导电性粘接剂层中使用的碳粒子的体积平均粒径分布为双峰。具体而言，优选碳粒子含有碳粒子(A)和碳粒子(B)，其中，碳粒子 (A)的体积平均粒径为0. 01 μ m以上且低于1 μ m、优选为0. 1 μ m以上0. 5 μ m以下，碳粒子 ⑶的体积平均粒径为1 μ m以上10 μ m以下，优选为1 μ m以上5 μ m以下。碳粒子的体积平均粒径分布为双峰时，导电性粘接剂层的碳粒子以高本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电容器用电极，其具有电极组合物层和集电体，所述电极组合物层含有电极活性物质、导电材料和粘合剂，其中，在所述电极组合物层与集电体之间具有含有碳粒子的导电性粘接剂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木智一，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP