[发明专利]蓄电设备的集电体用铝非织造纤维材料及其制造方法、利用所述铝非织造纤维材料的电极及其制造方法

说明书

该铝非织造纤维材料的制造方法具有：使熔化的铝通过微细的孔(42a)，朝空间中挤出，并且，使挤出成形的铝纤维落在预定的支撑面(43)上，从而在所述支撑面(43)上形成铝纤维块的块形成工序；进行用于从所述铝纤维块去除预定长度以下的铝短纤维的短纤维去除处理的短纤维去除工序；以及，对所述短纤维去除工序后的所述铝纤维块进行加压，成形所述铝非织造纤维材料的加压工序。

技术领域

本发明涉及二次电池、电容器等蓄电设备的集电体用铝非织造纤维材料及其制造方法、利用所述铝非织造纤维材料的电极及其制造方法。

背景技术

出于节能以及防止地球变暖的目的，在各种领域使用着电容器或二次电池，尤其是在汽车行业中，由于采用电能，所以在加快对于利用这些的技术开发。

目前，双电层电容器被用作施加低电压的电路的存储器的备份，与二次电池相比，具有较高的输入输出可靠性。

因此，近年来，利用于太阳光或风力发电等基于自然能量的发电或者建筑机械、电压骤降电源、电车的再生用电源等。还研究了在汽车中的用途，但是，特性、成本不符合要求，到目前为止还没有实现在这一领域中的使用。但是，当前，双电层电容器使用在电子控制制动系统中，正在研究着在汽车电气部件的备份电源和怠速停止系统的起动用能量供给、制动控制、动力辅助等中的用途。

双电层电容器的结构由正负电极部、电解液以及用于防止相对的正负电极部短路的隔板构成。将可极化电极(当前主要是活性炭)、用于保持活性炭的粘结剂、导电助剂(主要是碳微粒或细纤维)混揉后涂布在作为集电体的铝箔(厚度约为20μm)上，涂布多层，从而形成电极部。例如专利文献1公开了这样的双电层电容器。

电解质离子在溶液内移动，吸附在活性炭的微孔表面或解吸，从而进行双电层电容器的充电。双电层形成在活性炭粉末与电解液接触的界面。

在这里，通常的活性炭的粒径例如是约4～8μm，比表面积例如是1600～2500m³/g。电解液具有阳离子、阴离子以及溶剂，作为阳离子使用四乙基铵盐，作为阴离子使用四氟硼酸离子等，作为溶剂使用碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯等。

另一方面，锂离子二次电池主要由正极、负极、隔板构成。例如，如图8示出，一般情况下，正极是在作为集电体的厚度20μm的铝箔上涂布100μm程度的厚度的把活性物质粉末(通常为钴酸锂)、作为添加物的导电助剂、粘结剂揉合而得的物质形成的，负极是在作为集电体的銅箔上涂布碳材料形成的，通过例如聚乙烯等隔板隔开这些，浸在电解液中，从而构成锂离子二次电池。例如专利文献2公开了这样的锂离子二次电池。

充电放电通过锂离子在正极与负极之间移动来进行，充电时锂离子从正极移动至负极，当正极的锂离子消失或者负极无法储藏锂离子时，结束充电。放电时与其相反。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第2005-086113号公报

专利文献2：日本专利申请公开第2007-123156号公报。

发明内容

发明要解决的课题

近年来，进行着电动车、能量发电等功率器件用电容器的开发。为了高效率地从电容器输出或向电容器输入大容量的能量，可以采取增加静电电容，降低电极部内部阻力的方法。简单地说，可以采取缩短活性炭与作为集电体的铝部件之间的距离，尽可能多配置活性炭的方法。

一般情况下，双电层电容器与以锂离子二次电池为主的二次电池的区别在于，不会出现化学反应，由于自己放电，所以随时间丢失电荷，蓄电时间较短，电流放电时间短。并且，在能量密度方面，锂电池达到数百Wh/L，而双电层电容器是数十Wh/L。基于上述区别，正在研究着双电层电容器在电气部件的备份电源或怠速停止系统的起动用能量、制动控制、动力辅助等中的用途，而不是用于蓄电。