[发明专利]集电体，电极结构体，蓄电部件，以及用于集电体的组合物

说明书

【技术领域】

本发明涉及集电体，电极结构体，蓄电部件(包括非水电解质电池，双电层电容，锂离子电容等)以及用于集电体的组合物。

【背景技术】

用于车载等方面的锂离子电池在通常使用下遇到故障等意外情况时，对于高倍率(high rate)充放电特性来说，要求具有自发性且安全地停止充放电的所谓关闭(Shutdown)功能(即PTC功能)。对于前者来说，现有技术中有：将活性物质小粒径化或于集电体上形成导电层等技术；对于后者来说，作为提高电池安全性的手段有：使用保险阀防止内部压力上升、装上随温度上升电阻增加的PTC(Positive Temperature Coefficient)组件、或设置在发热时阻止电流的装置。有人提出方案，其设计思路为：将电池PTC功能用于分离器是公知技术，高温下熔融导致分离器的细微孔阻塞，通过阻止Li离子从而在异常发热时阻止电极反应。但是有时候出现的情况是：由于分离器的不完全关闭导致温度进一步上升至分离器熔点温度之上，或是外部温度上升导致分离器融化从而发生内部短路。在这些情况下，已经不能期待分离器的关闭功能，电池会陷于热破坏。

因此，有人提出技术方案，在通常使用时赋予充放电特性，在故障等意外情况时提高安全性的技术。例如专利文献1中记载了：导电层融化的开始温度在130℃以上且小于155℃，使用α结晶和β结晶的质量比(α/β)为0.35～0.56的聚偏氟乙烯，让温度升高时电阻增加。

专利文献2中记载了：使用一种导电层，所述导电层中含有熔点为100℃～120℃的聚烯烃系的结晶性热可塑性树脂，温度升高时电阻达到100Ωcm。

【背景技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本公开专利特开2012-104422号公报

【专利文献2】日本公开专利特开2001-357854号公报

【发明内容】

【发明要解决的课题】

不过上述文献记载的现有技术，就以下几点仍有改进的余地，存在着“确保赋予安全性”的问题。

第一，在专利文献1中，有赖于用于导电层之树脂的结晶状态，由于涂布活性物质层时的加热温度或除去水分的干燥工序等过程中电极的热历史(Thermal history)，有时候结晶状态变化，电阻难以升高。

第二，在专利文献2中，高倍率充放电的所谓高倍率特性不足，不适合通常的高倍率充放电。另外，因为所用的树脂为热可塑性树脂，涂布活性物质时等情况下达到100℃以上的话，不管有没有电解质，电极层膨胀而导致电阻增加，进而导致树脂熔融时其与熔融前的状态不同，因此生产时温度不能提高到100℃以上，生产率显著降低的情况有时候会出现。

进而，专利文献1，2相关的电极层，当PTC功能表现后电极层的电阻先上升，可以发挥PTC功能，不过继续升温的话电阻反而降低，PTC功能难以维持，从而存在安全性问题。

本发明的目的是：鉴于上述情况，提供一种高安全性集电体，电极结构体，蓄电部件，以及用于集电体的组合物，在用于非水电解质电池，双电层电容，锂离子电容等蓄电部件的电极结构体时，其PTC功能表现后温度进一步上升时可以稳定持续地维持PTC功能。

【为了解决课题的技术手段】

本发明人对于如何解决上述课题进行了认真研究后，认识到如下问题，从而做出本发明：即，在导电性基材至少一面上设置具有导电性的树脂层，在构成集电体用组合物的树脂中使用特殊聚烯烃系乳胶粒子，以交联剂(含有硬化剂，以下相同)交联(包括硬化过程，以下相同)所述聚烯烃系乳胶粒子，得到集电体；该集电体和以往的集电体不同，其作为锂离子电池等的蓄电部件时，表现PTC功能后温度上升时仍然保持乳胶状态，从而可以稳定持续的维持PTC功能。

因此，根据本发明提供一种具备导电性基材和树脂层的集电体，上述树脂层被设置于上述导电性基材的至少一面上。所述树脂层是由包括聚烯烃系乳胶粒子，导电材和交联剂的糊(Paste)所形成的。另外，上述聚烯烃系乳胶粒子含有聚烯烃系树脂，所述聚烯烃系树脂的两末端被羧酸(Carboxylic acid)或羧酸酐(Carboxylic anhydride)修饰。

所述集电体因为使用了特殊的聚烯烃系乳胶粒子，其被用于非水电解质电池，双电层电容，锂离子电容等蓄电部件的电极结构体上时，表现PTC功能后温度即使上升仍然可以使之保持乳胶状态，稳定持续地维持PTC功能。

本发明提供一种电极结构体，其具备上述集电体、于该集电体的树脂层上形成的活性物质层或电极材层。