[发明专利]锂离子电池用导电基底涂料、锂离子电池用电极以及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及降低锂离子电池用电极中的集电体与活性物质之间的接触电阻、有助于提高集电体与活性物质含有层的密合性、且能够以膜厚6μm以下均匀地涂布的导电基底涂料、使用其的锂离子电池用电极以及锂离子电池。

背景技术

对于锂离子电池的内部电阻的降低，集电体与活性物质层之间的接触电阻的降低和密合性提高很重要。但是，例如在以铝作为集电体的电极中，在铝的表面上形成氧化被膜，导电性降低的同时，形成高电阻的钝态被膜。

为了改良铝表面的导电性，例如，在日本特开2000-164466号公报中记载了使用通过真空蒸镀法在铝材料的表面上形成有碳膜的集电体，并在其上被覆活性物质。

另外，在日本特开2006-286427号公报中提出了在集电体的表面上接合导电材料、进而在导电材料表面上形成有凹凸的集电体。具体而言，研究了向集电体的表面的石墨或碳化钛的喷雾。但是，这些由于导电材料的固定不充分，因此期望提高集电体与活性物质层的密合性。

国际公开2010/086961A1为了改善密合性，提出了一种碳被覆铝材料，在由铝构成的集电体表面上附着树脂被覆的含碳粒子后，在包含含烃物质的空间中配置铝并进行加热，其在铝表面上由含碳粒子和铝的碳化物构成。但是，铝集电体的制造成本上升。

另外，以往，为了提高双电层电容器的生产率和降低内部电阻，提出了极化性多孔质片与集电体的粘接性好、电阻值低的导电粘接剂。

例如，在日本专利第4371979号公报中提出了导电粘接剂的组成由合成橡胶、以及作为碳材料的鳞片状石墨和碳黑构成的导电粘接剂，通过导电粘接剂进入极化性多孔质片的空孔内，谋求密合性和内部电阻的降低。本方法有助于电容器的生产率提高。但是，在将该方法应用于集电体时，需要进一步考虑接触电阻的降低，对于提高与活性物质的密合性，需要进一步的改良。从降低生产费用并且谋求内部电阻的降低的观点出发，期望形成即使薄也均匀的膜。

另外，在以流过大电流为目的的高功率锂离子电池中，内部电阻的降低和耐久性的提高是重要的课题，需要降低具有集电体和活性物质含有层的电极的内部电阻。

例如，在日本特开2008-160053号公报中公开了通过在活性物质含有层内配置多个集电体、使集电体与活性物质含有层的最大距离缩短的结构的电极。该电极能够期待活性物质含有层内的扩散电阻(拡散抵抗)的降低，但难以谋求作为电极内部电阻的另一个主要因素的活性物质含有层与集电体的界面电阻的降低。该界面电阻在使用铝这样的在表面上形成牢固的氧化薄膜这样的金属作为集电体时变得显著。

另外，在日本特开2009-038017号公报中提出了一种非水电解质电池用电极，具备：由铝箔或铝合金箔构成的集电体，和在该集电体表面上形成、且包含活性物质、导电剂以及粘接剂的活性物质含有层，导电剂含有包含长径比超过1、其一部分在集电体中以相对于该集电体的厚度以20～50％的深度埋入的碳粒子的碳粒子群，并且碳粒子的长轴具有活性物质含有层的厚度的1.05～1.50倍的长度。

作为集电体使用铝箔或铝合金箔时，在表面上形成牢固的氧化薄膜，活性物质含有层与集电体的界面电阻增大。作为降低该界面电阻的方法，在专利文献6中记载了如下的电极，其通过加压使碳粒子进入集电体，发挥所谓的高固定效果(アンカ一効果)，由此降低活性物质层与集电体界面的界面电阻。该电极可以期待界面电阻的降低，需要改善由加压引起的界面电阻的偏差和耐久试验后的可靠性。

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述状况，本发明的课题在于，提供降低锂离子电池用电极中的集电体与活性物质之间的接触电阻、有助于提高集电体与活性物质含有层的密合性、且能够以膜厚6μm以下均匀地涂布的导电基底涂料、使用其的锂离子电池用电极以及锂离子电池。

解决课题的方法

本发明涉及如下方案。

<1>一种锂离子电池用电极的水系导电基底涂料，其形成含有集电体以及活性物质的锂离子电池用电极的导电基底被膜，

上述导电基底涂料包含薄片化石墨，

上述薄片石墨的50质量％激光衍射直径(X_50dif)为8μm以下，50质量％斯托克斯直径(X_50st)为3.5μm以下，薄片化指数(X_50dif/X_50st)为2.2～5。

<2>上述<1>所述的水系导电基底涂料，其中，还包含碳黑，

上述薄片化石墨以及碳黑的总含有率为75～90质量％的范围，