[发明专利]蓄电设备的电极的制造方法以及蓄电设备的电极

说明书

本蓄电设备的电极的制造方法包括：通过切削金属箔线圈的端面而得到长条金属纤维的工序；在按压所述得到的长条金属纤维的捆的状态下，或者在将所述长条金属纤维的捆配置在筒中的状态下，切断所述长条金属纤维使得平均长度为5mm以下的工序；将由此得到的金属制的短纤维与构成锂电池的正极或负极的正极物质或负极物质混炼，制作浆料的工序；将所述浆料涂覆在箔上的工序；通过将其干燥，成型为预定形状的工序而形成含有所述短纤维的正极或负极电极的工序。

技术领域

本发明涉及蓄电设备的电极的制造方法以及蓄电设备的电极。

背景技术

为了节约能源和防止地球变暖，在各种领域中使用电容器和二次电池，特别是在汽车产业中，通过采用电能，正在加快用于进一步提高这些性能的开发。

双电层电容器以往被用作施加低电压的电子电路的存储器的备用品，与二次电池相比具有较高的输入输出的可靠性。

因此，近年来用于利用太阳光、风力等自然能源的发电，以及建筑机械、瞬低用电源、电车的再生用电源等。虽然也对其在汽车上的用途进行了研究，但由于特性、成本不符合要求，直到近几年都还没有实现在该领域中的使用。但是，目前，双电层电容器被用于电子控制制动系统，并被研究用于汽车的电气安装件的备用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。

双电层电容器的结构由正负电极部、电解液、防止相对的正负电极部短路的隔膜构成。电极部是通过如下方式形成的：在作为集电体的铝箔(厚度约20μm)上涂覆多层将可极化电极(现在主要是活性炭)、用于保持活性炭的粘合剂、导电助剂(主要是碳的微粒)混炼而成的材料。这样的双电层电容器例如在专利文献1中公开。

双电层电容器的充电通过电解质离子在溶液内移动并在活性炭的微细孔表面吸附和解除吸附来进行。双电层形成在活性碳粉与电解液接触的界面上。

另外，通常的活性炭的粒径例如约为4～8μm，比表面积例如为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，作为溶剂使用碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等。

另一方面，锂离子二次电池主要由正极、负极、隔膜构成。一般而言，正极是通过在作为集电体的厚度为20μm左右的铝箔上涂覆100μm左右的厚度的活性物质粉而形成的，该活性物质粉通常是搅和钴酸锂、作为添加物的导电助剂、粘合剂而成的，负极是通过在作为集电体的铜箔上涂覆碳材料而形成的，例如用聚乙烯等隔膜将正极和负极分离，浸渍在电解液中，由此构成锂离子电池。这样的锂离子电池例如在专利文献2中公开。

充放电是通过锂离子在正极和负极之间移动来进行的，充电时锂离子从正极向负极移动，如果正极的锂离子消失或锂离子无法再嵌入到负极中，则充电结束。放电时相反。

另一方面，LiB(锂离子电池)是近年来使用最多的电池，但由于电解液溶剂含有的电解质盐(通常为LiPF₆)是可燃性液体，因此存在起火、漏液等危险性。此外，该有机系电解液在与正极的界面引起阴离子、各种异分子的分解，也可以说缩短了LiB的寿命。因此，进行了将电解液替换为固体电解质的尝试，这样的电池由于正极层、负极层以及电解质层全部由固体构成，因此被称为全固体电池。全固体电池原本并不限于LiB的构成物质，但由于一般将LiB的电解液固体化的研究较多，因此一般多指全固体LiB。

全固体电池的优点例如有如下几点：由于电解质层具有阻燃性，因此是安全的；由于仅锂离子在电解质层中移动，因此不易与阴离子或溶剂分子发生副反应，具有更长寿命；以及由于电解质层不是液体，因此使用温度范围广等。

另外，在想要利用LiB得到高容量、高电压的电池时，必须连接多个单独的电池单元，但如果使用固体电解质层，则只要按照正极层、固体电解质层、负极层的顺序重叠即可，因此还具有能够制作能量密度高的电池的优点。