电极和非水性电解质可再充电电池的制作方法

本公开涉及用于非水性电解质可再充电电池的电极和包括该电极的非水性电解质可再充电电池。

背景技术：

1、包括锂离子可再充电电池的非水性电解质可再充电电池广泛用作用于智能电话、笔记本计算机等的电源，但是随着这些电子装置变得较小和较轻，需要具有甚至更高的能量密度的可再充电电池。

2、另外，近年来，作为用于电动车辆、混合动力车辆等的电源的需求已经增加，并且需要高能量密度以确保与常规汽油发动机相同的性能。

3、用于增加可再充电锂离子电池的能量密度的方法的一个示例是增加电极混合物层的每单位面积的重量。

4、通常，在电极混合物层的制造中，通常通过将电极混合物浆料涂覆在薄集流体上并且将其干燥来获得电极混合物层。然而，如果电极混合物层的每单位面积的重量增加，则粘结剂可能迁移到表面，并且电极混合物层可能从集流体脱落或剥离。

5、因此，在具有大的每单位面积的重量的电极混合物层的制造中，也使用干混并捏合电极混合物组合物，使用压延机等将其形成为片，然后将其接合到集流体的方法。此时，作为防止电极混合物层从集流体脱落或剥离的方法，考虑在集流体与电极混合物层之间设置导电的基体层，如第2020/196372号日本专利公开(专利文献1)中所示。

技术实现思路

1、然而，基体层不是包括电极活性物质的层，并且是对改善电池的能量密度没有贡献的层。因此，为了实现高能量密度，需要使基体层的厚度较薄。

2、另外，进一步研究了从集流体箔剥离电极混合物层的本发明人指出，在实际的电池构造中，将电极浸渍在电解质溶液中，并且在浸渍电解质溶液的状态下使用电极。在浸渍之后，已经发现电极混合物层变得比浸渍在电解质溶液中之前的状态容易从集流体剥离，特别是在负电极混合物层的情况下。另一方面，在上述专利文献1中，根本没有关于电极混合物层在浸渍在电解质溶液中之后脱落或剥离的研究。

3、鉴于上述问题已经做出了本发明，并且在使基体层的厚度尽可能小的同时，用于非水性电解质可再充电电池的负电极具有即使在浸渍在电解质溶液中(其中电极混合物层倾向于脱落或剥离)之后也可以充分防止电极混合物层从集流体脱落或剥离的基体层。

4、也就是说，本公开的一些实施例如下。

5、[1]提供了一种用于非水性电解质可再充电电池的电极，该用于非水性电解质可再充电电池的电极包括集流体、电极混合物层以及在集流体与电极混合物层之间的导电的基体层，

6、其中，基体层至少包括苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物、碳材料和聚(甲基)丙烯酸，

7、基体层中的苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物的含量大于或等于约70质量％且小于或等于约90质量％，

8、在聚(甲基)丙烯酸中，包括在聚(甲基)丙烯酸中的羧基未被中和，或者羧基之中的被碱金属离子中和的被中和的羧基的比例小于或等于约25％，并且

9、集流体的每个表面的电极混合物层的每单位面积的重量大于或等于约10mg/cm2且小于或等于约35mg/cm2。

10、[2]提供了[1]中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，基体层中的苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物的含量大于约77.5质量％且小于或等于约90质量％。

11、[3]提供了[1]或[2]中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，基体层中的苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物的含量大于约78质量％且小于或等于约90质量％。

12、[4]提供了[1]至[3]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，基体层中的苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物的含量大于或等于约78质量％且小于或等于约88质量％。

13、[5]提供了[1]至[4]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，基体层具有大于或等于约0.5μm且小于或等于约5μm的厚度。

14、[6]提供了[1]至[5]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，基体层具有大于或等于约0.5μm且小于或等于约2μm的厚度。

15、[7]提供了[1]至[6]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物具有大于或等于约-20℃且小于或等于约20℃的玻璃化转变温度。

16、[8]提供了[1]至[7]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，电极混合物层包括大于或等于约0.5质量％且小于或等于约10质量％的聚四氟乙烯。

17、[9]提供了[1]至[8]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，聚(甲基)丙烯酸中的羧基未被中和，或者聚(甲基)丙烯酸中的被中和的羧基的比例大于约0％且小于或等于约10％。

18、[10]提供了[1]至[9]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极，其中，碳材料包括选自于炉黑、槽黑、热炭黑、科琴黑和乙炔黑中的至少一种。

19、[11]提供了一种非水性电解质可再充电电池，该非水性电解质可再充电电池包括正电极、负电极、隔膜和电解质，其中，正电极和负电极中的至少一者是[1]至[10]中任一项中所描述的用于非水性电解质可再充电电池的电极。

20、根据本公开，提供了一种用于非水性电解质可再充电电池的负电极，该负电极具有即使在浸渍在其中可能发生电极混合物层脱落或剥离的电解质溶液中之后也能够充分抑制电极混合物层脱落或剥离的基体层，同时保持基体层的厚度尽可能小。

技术特征：

1.一种用于非水性电解质可再充电电池的电极，所述电极包括：

2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述基体层中的所述苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物的含量大于77.5质量％且小于或等于90质量％。

3.根据权利要求1所述的电极，其中，

4.根据权利要求1所述的电极，其中，

5.根据权利要求1所述的电极，其中，

6.根据权利要求5所述的电极，其中，

7.根据权利要求1所述的电极，其中，

8.根据权利要求1所述的电极，其中，

9.根据权利要求1所述的电极，其中，

10.根据权利要求1所述的电极，其中，

11.一种非水性电解质可再充电电池，所述非水性电解质可再充电电池包括：

技术总结提供了用于非水性电解质可再充电电池的电极和非水性电解质可再充电电池，电极具有基体层，基体层在浸渍在电解质溶液中之后充分抑制电极混合物层与电极集流体的分离或剥离，同时尽可能减小厚度。电极包括集流体、电极混合物层和在集流体与电极混合物层之间的导电的基体层，基体层至少包括苯乙烯‑丙烯酸酯类共聚物、碳材料和聚(甲基)丙烯酸，基体层中的苯乙烯‑丙烯酸酯类共聚物的含量大于或等于70质量％且小于或等于90质量％，在聚(甲基)丙烯酸中，包括在聚(甲基)丙烯酸中的羧基未被中和，或者羧基之中的被碱金属离子中和的被中和的羧基的比例小于或等于25％，集流体的每个表面的电极混合物层的每单位面积的重量大于或等于10mg/cm2且小于或等于35mg/cm2。技术研发人员：田代勇太,山本英和受保护的技术使用者：三星SDI株式会社技术研发日：技术公布日：2024/7/29