專利名稱：多層電極構造體、用其的電池、雙層電容器及這些的制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多層電極構造體，使用它的電池或電氣雙層電容器的制造方法。
<一>本發(fā)明是以制造具有多層電極層的多層電極構造體為目的。
<二>本發(fā)明是以獲得附著性良好的多層電極構造體為目的。
<三>本發(fā)明是以獲得電阻低的多層電極構造體為目的。
<四>本發(fā)明是以獲得具有附著性良好并且電阻低的多層電極構造體的電池或電氣雙層電容器為目的。


圖1是表示各種多層電極構造體構造的圖。
圖2是表示另一個多層電極構造體構造的圖。
圖3是電極構造體的制造示意圖。
圖4是熱風加熱裝置的示意圖。
圖5是紅外線照射裝置的示意圖。
圖6是熱風和紅外線使混合物干燥的說明圖。
圖7表示電池構造的圖。
圖8表示電氣雙層電容器構造的圖。
圖9表示剝離強度層面的圖。
圖10覆蓋離子導電性聚合物的說明圖。
圖11是擠壓滑動攪拌裝置的說明圖。
圖12是密封裝置的說明圖。
《一》多層電極構造體多層電極構造體使用在將電解質介于電極間的電氣構件電極中。電氣部件是電池的情況下，多層電極構造體可與電解質的離子之間進行電交接。電氣部件是電氣雙層電容器的情況下，多層電極構造體是在表面積大的高表面積材料與電解質之間形成電氣雙層電容器的。
圖1表示幾個多層電極構造體的例子。圖1(A)是用作電池正電極使用的，是集電材料13表面上附著由作為電極材料11的粉狀電極活性物質、粉狀導電物質14和粘合劑17(即，粘合劑、結合劑)構成電極層18的電極構造體1。電極層18成為多層，附圖中由第1電極層181和第2電極層182構成，第1電極層181比第2電極層182增加了粉狀導電物質14和粘合劑17的濃度。作為粉狀電極活性物質，例如使用LiCoO2。圖1(B)是已用離子導電性聚合物12覆蓋著圖1(A)的電極材料11的電極構造體。離子導電性聚合物12雖然也具有粘合劑的功能，但是在第1電極層181上，為了提高粘結性，混合有粘合劑17。第1電極層181比第2電極層182增加了粉狀導電物質14的濃度。圖1(C)是用作電池的負電極的，是集電材料13的表面上附著由作為電極材料11的粉狀電極活性物質和粘合劑17構成的電極層18的電極構造體1。作為粉狀電極活性物質，例如使用石墨粉末。第1電極層181比第2電極層182增加了粘合劑17的濃度。圖1(D)是用離子導電性聚合物12覆蓋圖1(C)的電極材料的電極構造體。離子導電性聚合物12雖然也具有粘合劑的功能，但是在第1電極層181上，為了提高粘結性，混合了粘合劑17。圖1(E)是用作電氣雙層電容器的電極構造體，是集電材料13的表面上附著由作為電極材料11的高表面積材料和粘合劑17構成的電極層18的電極構造體1。作為高表面積材料，例如使用活性碳。第1電極層181比第2電極層182增加了粘合劑17的濃度。圖1(F)是用離子導電性聚合物12覆蓋圖1(E)的粉狀活性炭的電極構造體。離子導電性聚合物12雖然也具有粘合劑的功能，但是在第1電極層181上，為了提高粘結性，混合了粘合劑17。另外，用離子導電性聚合物覆蓋的電極材料以后再詳細敘述。
《二》多層電極多層電極是不同特性多層重疊的。使特性不同的方法有多種，除圖1(A)～(F)以外，改變配合物質的配合比或種類。
圖2(A)～(B)是使用粉狀電極活性物質作為電極材料，并將以離子導電性聚合物12覆蓋粉狀電極活性物質的和不覆蓋的電極構造體用于第1電極層和第2電極層的例子。圖2(C)～(D)是使用活性炭作為電極材料，并將以離子導電性聚合物12覆蓋活性炭的和不覆蓋的電極構造體用于第1電極層和第2電極層的例子。
并且，在第2電極層上作為粘合劑，如使用原纖化容易的粘合劑聚合物，就可以用少量粘合劑結合電極材料或粉狀導電物質。但是，原纖化容易的粘合劑聚合物跟集電材料結合力弱，因而使用于第1電極層以外。
并且，要是電極層中含有支持電解鹽，Li離子密度將提高，Li離子的傳遞速度會加快。特別是，若進入第1電極層，則第1電極層Li離子的移動容易傳遞到第2電極層去。
并且，把多層電極構造體使用于電池或電氣雙層電容器等上時，在接連電解質的電極層中，可以使用跟該電解質相同的聚合物或親和性高的粘合劑聚合物。例如，第2電極層上配置第3電極層，在第3電極層上也可以使用跟電解質相同的聚合物或親和性高的粘合劑聚合物。
并且，或者使用牢固粘結集電材料的粘合劑聚合物、或者改變每個層中粉狀導電物質的種類、或者改變粉狀電極活性物質的平均粒徑、或者使用離子導電性的粘合劑聚合物、或者使用作為電解質使用的離子導電性聚合物，用以上各種方法都可以改變多層的特性。
《三》多層電極構造體制造方法圖3表示多層電極構造體制造方法的例子。多層電極構造體1是用混合器3混合電極材料11、粉狀導電物質14、粘合劑17和溶劑19，使其變成泥漿成為混合物31。將混合物31薄薄地涂布到集電材料13的表面上。涂布的裝置有刮刀敷料器等。從涂布后的混合物中蒸發(fā)溶劑，使之干燥，作為第1電極層181附著于集電材料13而制成。在這里，蒸發(fā)溶劑使其干燥之際，利用熱風加熱裝置或紅外線照射裝置對集電材料上的混合物31吹熱風或照射紅外線。接著，在第1電極層181上同樣形成第2電極層182。另外，形成第2電極層時，也可以在第1電極層干燥處理之前進行。
熱風加熱裝置6，例如圖4的樣子，用傳送帶63把由在集電材料13上涂布了電極層18構成的電極構造體移動到筐體62內，從熱風吹出口61向電極層18吹出熱風65，使電極層18里含有的溶劑蒸發(fā)。熱風通過筐體的出口64向外部移送溶劑。
紅外線照射裝置5，例如圖5的樣子，用傳送帶58把在集電材料13涂布了電極層18移動到筐體54內，照射由紅外線發(fā)生器51發(fā)生的紅外線52。在筐體54與紅外線發(fā)生器51之間配置透射紅外線的紅外線透射隔壁53。并且，在因蒸發(fā)的氣體種類或濃度等對紅外線發(fā)生器51不會發(fā)生問題時，就不用配置紅外線透射隔壁53。從電極層18蒸發(fā)出的溶劑19，用紅外線透射隔壁53跟紅外線發(fā)生器51隔斷?？痼w54內充滿的溶劑19濃度一升高到平衡濃度，就限制蒸發(fā)，因此用風扇56從筐體54內向溶劑回收器55吸引，進行回收。此時，為了使筐體54內的氣壓跟外面氣壓平衡，向筐體54內供應外氣57，可是該外氣57通過送風不是用于蒸發(fā)溶劑19，而是在打破溶劑濃度平衡的程度就可以。流速也取決于筐體54的大小，因而例如0.5m/分以下就行。另外，集電材料13的兩面都涂布電極層18時，可以從電極構造體1的兩面照射紅外線。
紅外線包括從接近可見光的近紅外線到中紅外線進而直至接近電波的遠紅外線，然而若不是由空氣的熱傳播加熱混合物，而是可以幾乎不通過空氣相距遙遠地加熱混合物，也可以使用任何的紅外線。由于遠紅外線比近紅外線透過混合物內部的比率高，所以能夠加熱內部。
作為蒸發(fā)溶劑19并使混合物31干燥的方法如果使用紅外線，混合物31干燥起來的電極層18跟電極材料11良好附著，而且，電極層18的電阻會降低。圖6強調地表示使覆蓋于集電材料13的混合物中溶劑19蒸發(fā)時的混合物31內狀態(tài)。
圖6(A)的情況下，可以認為溶劑蒸發(fā)的機理如下。首先，熱風65沖撞混合物表面，混合物31表面附近受熱風迅速變暖，使表面附近的溶劑活躍蒸發(fā)，同時隨熱風65飛去。因此，表面附近的溶劑迅速蒸發(fā)，混合物內部或集電材料附近的溶劑向表面附近移動，使其補充。此時，溶劑中混合著的粘合劑或粉狀導電物質跟溶劑一起向混合物31的表面附近運動。其結果，混合物的集電材料側的粘合劑或粉狀導電物質濃度變薄。
對此，在本發(fā)明圖6(B)的情況下，可以認為溶劑蒸發(fā)的機理如下。首先，向混合物表面照射紅外線52，紅外線52透入到混合物內部，加熱整個混合物。與此同時，由于沒有吹出熱風，所以溶劑徐徐從混合物表面蒸發(fā)。因此，粘合劑、粉狀導電物質14的濃度全體變得均勻起來。其結果，混合物31干燥起來的電極層中，因為集電材料附近的粘合劑濃度不變薄，使電極層跟集電材料13附著良好。并且，集電材料附近的粉狀導電物質濃度也不變薄，因而電極層的整個電阻(阻抗)降低。利用這種紅外線的效果，在多層整個厚度厚時是特別有效的。
《四》集電材料集電材料13只要是容易導電的物質就行，根據(jù)電氣部件選擇形狀和材料，作為一例，把鋁、銅等導電物質形成板狀、箔或網(wǎng)狀。在板狀體或箔的集電材料情況下，根據(jù)電氣部件的構造使用單面或兩面。
緊貼集電材料13的電極層18，可以壓緊到集電材料上使其更靠緊。為了使之緊貼，例如，用圖12的這種貼緊裝置4來進行。把由涂布混合物后的集電材料構成的電極構造體1夾到壓力滾筒41之間，通過用壓力裝置43給倒轉滾筒42施加壓力使其旋轉，就能夠把電極層緊貼到集電材料上。
《五》電池電池是將圖1(A)或圖1(B)的多層電極構造體作為正電極，將圖1(C)或圖1(D)的多層電極構造體作為負電極，形成其間配置電解物質的結構。圖7表示將圖1(B)的多層電極構造體作為正電極和將圖1(D)的多層電極構造體作為負電極的電池例子。圖7(A)是電解物質為電解液16的情況，電極間配置有隔板15。圖7(B)表示電解物質為固體的離子導電性聚合物12的情況。隔板15是為了分開一對多層電極構造體1而配置，即使電解物質是固體等，也可根據(jù)需要加以使用。
《六》電氣雙層電容器電氣雙層電容器是將圖1(E)的多層電極構造體作為一對電極，或將圖1(F)的多層電極構造體作為一對電極，形成其間配置電解物質的構成。以圖8(A)示出采用圖1(E)的多層電極構造體的電氣雙層電容器，以圖8(B)示出采用圖1(F)的多層電極構造體的電氣雙層電容器。圖8(A)是電解物質為電解液16的情況，電極間配置有隔板15。圖8(B)表示電解物質為固體的離子導電性聚合物12的情況。隔板15是為了分開一對多層電極構造體1而配置，即使電解物質是固體等，也可根據(jù)需要加以使用。
以下，說明多層電極構造體的實施例。
《一》多層電極構造體試料的制造對4種多層電極構造體的試料1～4，用熱風加熱和紅外線加熱的二種加熱方法使其干燥，測定其剝離強度和阻抗。各試料的多層電極材料、粉狀導電物質、粘合劑、溶劑的材料以及比例都在表1里表示出來。試料的測定測出剝離強度和阻抗。表2里示出其結果。
表1

表2

熱風加熱裝置使熱風從熱風吹出口吹向混合物的表面。熱風被控制在大約80～200℃的溫度下，約15～25m/分的流速。
紅外線照射裝置使用遠紅外線陶瓷板加熱器PH-100、iPH100C(坂口電熱株式會社制造)全部試料的紅外線干燥條件是30V，1小時。
試料1是電容器用電極，第1電極層在作為電極材料原來酚醛的活性炭(關西化學(株)制造)中作為粉狀導電物質添加碳黑，利用混合器進行干式混合。而后，作為粘合劑添加聚合物Al進行混合。進而，作為溶劑加上NMP(N甲基吡咯烷酮)進行混合。混合以后，用刮刀敷料器涂布到集電體上。用紅外線或熱風干燥試料。電極厚度為75μm。第2電極層，減少聚合物Al的比例，增加稀釋溶劑的比例，在第1電極層上邊大致用同樣的方法形成。電極厚度為250μm。
試料2跟試料1大致同樣制造，試料2的第2電極層，作為粘合劑加入聚合物Al并添加聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是原纖化容易的聚合物。
試料3是電容器用電極，跟試料1或試料2大致同樣制造，試料3的多層電極，第1電極層和第2電極層哪一層也不添加碳黑。并且，第1電極層添加聚合物Al作為粘合劑，第2電極層添加聚四氟乙烯。另外，聚合物Al是離子導電性聚合物原料，如表3所示。
表3離子導電性聚合物原料(Al)San Nics

試料4是電池正電極用的電極構造體，第1電極層和第2電極層的哪一層都使用LiCoO2作為電極材料并使用碳黑作為粉狀導電物質。第1電極層添加聚合物Al作為粘合劑，第2電極層添加PVDF。另外，PVDF(聚偏二氟乙烯)是原纖化容易的聚合物。作為溶劑，1第1電極層使用NMP(N甲基吡咯烷酮)，第2電極層使用NMP(N甲基吡咯烷酮)和MEK(丁酮)。
表1的比較例1是省去試料2的第1電極層，加厚第2電極層制成一層的例子，表1的比較例2是省去試料4的第1電極層，加厚第2電極層制成一層的例子。比較例1的情況，如表2所示，與試料2比較，無論用紅外線加熱還是用熱風加熱，剝離強度都小，并且，阻抗將增大。比較例2的情況，如表2所示，與試料4比較，無論用紅外線加熱還是用熱風加熱，剝離強度都小，并且，阻抗將增大。這樣，在多層電極構造體中，可以獲得既剝離強度又阻抗都比單層優(yōu)良的特性。
《二》層電極構造體的試料測定結果剝離強度的測定方法是把纖維帶粘貼到集電材料表面制成的電極層上，采用撕下來的辦法，電極層粘附于纖維帶從集電材料剝離。按照該剝離量就可以給剝離強度分等級。圖9顯示電極層粘附于纖維帶上的狀態(tài)(從照片發(fā)生的圖)。圖9(A)是描繪電極層的上層部分僅僅薄薄剝去一部的狀態(tài)圖(黑色部分為電極層剝去部分)，并作為等級a。圖9(B)是描繪從電極層中層部分薄薄剝去的狀態(tài)圖(黑色部分為電極層剝去部分)，并作為等級b。圖9(C)是描繪電極層從集電材料上完全剝離的狀態(tài)圖(黑色部分為電極層剝去部分)，并作為等級c。
阻抗測定法是將集電體上形成的電極夾到直徑2cm、厚度5mm的銅板間，從上下加4.5kg/cm2壓力壓緊，利用阻抗分析器，測定交流10KHz的電阻值。
如果用同一試料批號對比紅外線加熱和熱風加熱的試料，無論哪一種試料，用紅外線照射，剝離強度也全部是等級a，用溫風加熱全部是等級b，紅外線照射一方具有1級上的剝離強度。并且，阻抗也是用紅外線照射的一方阻抗小，特別，顯示試料2用紅外線照射一方，阻抗值小2個數(shù)量級。
以下，說明有關用離子導電性聚合物覆蓋的電極材料。
《一》用離子導電性聚合物覆蓋電極層圖1中，粉狀電極活性物質11具有如LiCoO2那樣由結合粒構成粒子的形狀，并顯示用離子導電性聚合物12覆蓋的過程。所謂覆蓋，就是在離子導電性聚合物12與粉狀電極活性物質11整個表面之間處于接連著的狀態(tài)使離子能夠充分移動，離子導電性聚合物12覆蓋在粉狀電極活性物質11的表面，用離子導電性聚合物12掩蓋。粉狀電極活性物質11雖然粒子變成越細越有活性，可是因為用離子導電性聚合物12覆蓋會抑制活性并成為穩(wěn)定。如果覆蓋的離子導電性聚合物12的厚度厚的話，導電率將降低，集電效率就會惡化，因而形成得薄些就好。另外，有關用離子導電性聚合物覆蓋的電極構造體的發(fā)明，在本申請人在先申請的發(fā)明(特愿平11-262501號、特愿平11-262502號)中已有記載。
另外，所謂粉狀電極活性物質11、粉狀導電物質14等的粉狀是指細小粒狀物質。又叫做集聚許多物質的集合狀態(tài)。按照場合，也稱為細小粒狀物質許多集合的狀態(tài)。
《二》粉狀電極活性物質粉狀電極活性物質可以使用離子可插入脫離的材料或π共軛導電性高分子材料等。例如，作為非水電解液電池的正電極使用的電極活性物質雖然沒有特別限定，但是在可充電電池的情況下，可以使用鋰離子可插入脫離的硫族化合物或含有鋰的復合硫族化合物。
作為上述硫族化合物，可以舉出FeS2、TiS2、MoS2、V2O5、V6O13、MnO2等。作為含有上述鋰的復合硫族化合物，可以舉出用LiCoO2、LixNiyM1-yO2(其中，M表示從過渡金屬或Al中選擇的至少一種以上的金屬元素，最好表示從Co、Mn、Ti、Cr、V、Al中選擇的至少一種以上的金屬元素，而且是0.05≤x≤1.10、0.5≤y≤1.0)表示的鋰復合氧化物、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4。這些是把鋰、鈷、鎳、錳等的氧化物、鹽類、或氫氧化物等作為初始原料，根據(jù)組成混合這些初始原料，在氧氣氛下600℃～1000℃的溫度范圍內通過燒結而獲得。
并且，作為水電解液電池的負電極使用的電極活性物質雖然沒有特別限定，但是可以使用鋰離子可插入脫離的材料，可以使用鋰金屬、鋰合金(鋰與鋁、鉛、銦等的合金)、碳質材料等。
并且，作為π共軛導電性高分子材料，可以舉出聚乙炔類、聚苯胺類、聚吡咯類、聚噻吩類、聚-ρ(para)-苯撐類、聚咔唑類、聚氮烯類、硫磺聚合物類等。
特別，在非水電解液一次電池中，如果鋰金屬使用于負電極，就可獲得大的電池容量。
并且，在非水電解液電池中，如果把可插入脫離鋰的碳材料用于負電極，就可獲得優(yōu)良的循環(huán)壽命。作為碳材料雖然沒有特別限定，但是可以舉出熱分解碳類、焦碳類(瀝青焦碳、針狀焦碳、石油焦碳等)、石墨類、玻璃狀碳類、有機高分子化合物燒結體(在適當溫度燒結酚醛樹脂、呋喃樹脂等碳化物)、碳纖維、活性炭等。
《三》粉狀導電物質粉狀導電物質是提高電極構造體導電性的物質，雖然沒有特別限定，但是可使用金屬粉末、碳粉末等。特別，就碳粉末而言，碳黑等的熱分解碳、以及其石墨化產(chǎn)品、人造和天然的鱗片狀石墨粉、碳纖維及其石墨化產(chǎn)品等都適合。并且，也使用這些碳粉末的混合品。
《四》離子導電性聚合物離子導電性聚合物能在0.1M(摩爾/l)以上濃度可以溶解以下舉出的至少鋰鹽，而且，溶解了0.1M以上濃度鋰鹽的聚合物是在室溫下顯示10-8S(西門子)/cm電傳導性的聚合物。另外，特別理想的是，離子導電性聚合物是至少溶解鋰鹽成0.8M～1.5M的濃度，并顯示10-3S/cm～10-5S/cm電傳導性。
所謂鋰鹽，使用將ClO4-、CF3SO3-、BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-、CF3CO2-、(CF3SO3-)2N-等作為陰離子的鋰鹽任一種以上。
離子導電性聚合物原料是從外部給予能量，通過聚合、交聯(lián)等變成離子導電性聚合物，并且，其原料本身也是聚合物。所謂能量就是熱、紫外線、光、電子射線等。
以下，說明用離子導電性聚合物覆蓋電極材料的方法《一》電極構造體的制造方法用離子導電性聚合物覆蓋電極材料的方法，如圖10所示，使離子導電性聚合物和粉狀電極活性物質相互擠壓滑動。這時，規(guī)定離子導電性聚合物為微量，以離子導電性聚合物覆蓋粉狀電極活性物質粒子表面而沒有空隙，并使粉狀物質相互的間隙減少。
《二》擠壓滑動所謂擠壓滑動是使離子導電性聚合物12和粉狀物質11的混合物10一邊相互擠壓一邊滑動(移動)的動作。對混合物加上外力，使混合物相互壓緊，粒子旋轉，如此重復而獲得擠壓滑動物。
《三》擠壓滑動混勻裝置擠壓滑動混勻裝置，例如圖11所示。把離子導電性聚合物12和粉狀物質11的混合物10，或添加其化合物和溶劑等的混合物10裝入容器21中，旋轉主刀片22。容器21的底211與主刀片22的底面具有間隙，通過旋轉主刀片22，一部分混合物10進入容器的底211與主刀片22之間，受擠壓滑動并混勻。如此重復使離子導電性聚合物12覆蓋到粉狀物質上。擠壓滑動混勻裝置2的容器21內備有分散刀片23，高速旋轉分散刀片23，分散擠壓滑動后的混合物10。
《四》容器容器21是擠壓滑動混合物10并裝入用于攪拌的混合物10的容器。容器21的底面具有一部分較低的低部2111，從低部2111沿著周邊部分具有逐漸升高的傾斜。例如，中央部分低，沿周邊具有上升的梯度。例如形成研缽狀的底211，其低部2111的角度例如為120度。容器底211具有耐磨耗性，例如，使用SUS，并用鎢或碳化物噴鍍形成。另外，也可以在底面上形成多個這樣的低部2111。
《五》主刀片主刀片22是對容器21的底面共同發(fā)生作用，擠壓滑動混合物并進行攪拌的。主刀片22，例如正如圖11(B)的那樣，將軸安裝到對應于容器21的低部2111的位置，從低部2111沿容器的底向上曲折。主刀片22的刀刃數(shù)，如圖(B)所示，從中央部分安裝2片，也可以多于2片，10片以上也行，要由混合物的量或種類決定。
驅動主刀片的主軸221的主馬達222的轉速，擠壓滑動時，是低速，例如為120RMP以下。
容器21的底面與主刀片22底面的間隙狹窄能進行混合物擠壓滑動的程度，其間隙例如為15mm以下。該間隙距離取決于擠壓滑動混勻裝置2的容量、主刀片的形狀等。
主刀片22的行進方向(擠壓滑動方向)的面這樣形成，使其對容器21底面的擠壓角稱為銳角。例如，如圖11(C)的那樣，主刀片22的剖面為倒臺形的情況下，擠壓角加工成3度～70度。并且，主刀片22的剖面，如圖11(D)的那樣，也可以是圓形、圓角形狀等。主刀片的材料性質具有耐磨耗性，例如，使用SUS，并以鎢或碳化物噴射形成。
同主刀片22的行進方向(擠壓滑動方向)相反方向的面，對底面大致形成垂直，或鈍角。因此，如果使主軸221倒轉的話，就可以使混合物10集中到主軸221的周圍。
另外，底面上若具有多個低部2111，則主刀片22的中心部也要配置在與其個數(shù)對應的低部位置。
《六》分散刀片分散刀片23是分散用主刀片22擠壓滑動的混合物10的。分散刀片23配置于能夠分散混合物10的位置，以1000～4000轉/分的高速旋轉。通過高速旋轉，使粉狀物質11的粒子表面上包覆的離子導電性聚合物12或其原料，均勻地分散成全體粉狀物質。
發(fā)明效果本發(fā)明可獲得如下效果。
《一》可以得到對集電材料粘附性良好的多層電極構造體。
《二》可以得到電阻低的多層電極構造體。
《三》可以得到粘附性良好并且電阻低的多層電極層的電池、電氣雙層電容器。
權利要求
1.一種多層電極構造體，是在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料的電極層的多層電極構造體，其特征是，接連集電材料配置的第1電極層和配置于第1電極層上的第2電極層是由不同的物質組成或不同的配合比形成。
2.一種多層電極構造體，是在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料的電極層的多層電極構造體，其特征是，與第1電極層上配置的第2電極層比接連集電材料配置的第1電極層的粘合劑的粘合力要強。
3.一種多層電極構造體，是在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體，其特征是，與第1電極層上配置的第2電極層比接連集電材料配置的第1電極層的導電率要高。
4.根據(jù)權利要求1～3任一項所述的多層電極構造體，其特征是至少一層電極層的電極材料是用離子導電性聚合物覆蓋的。
5.根據(jù)權利要求1～3任一項所述的多層電極構造體，其特征是上述第1電極層以外的至少一層電極層的高分子粘合劑使用原纖化容易的粘合劑聚合物。
6.一種電池，是將集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體作為電極并且在電極間配置有電解質的電池，其特征是接連集電材料配置的第1電極層比第1電極層上配置的第2電極層，粘合劑的粘合力強，而且導電率高。
7.根據(jù)權利要求6所述的電池，其特征是在接連電解質的電極層上使用跟電解質相同的或親和性高的粘合劑。
8.一種電氣雙層電容器，是將集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體作為電極并且在電極間配置電解質的電氣雙層電容器，其特征是，接連集電材料配置的第1電極層比第1電極層上配置的第2電極層，粘合劑的粘合力強，而且導電率高。
9.根據(jù)權利要求8所述的電氣雙層電容器，其特征是在接連電解質的電極層上使用跟電解質相同的或親和性高的粘合劑。
10.一種多層電極構造體制造方法，是在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料的電極層的多層電極構造體制造方法，其特征是，集電材料上涂布包括高分子粘合劑、電極物質和溶劑的混合物，干燥后形成第1電極層；第1電極層上涂布包括高分子粘合劑、電極物質和溶劑的混合物，干燥后形成第2電極層，并多層疊層電極層；以及混合高分子粘合劑，使其第1電極層的結合力比第2電極層的結合力強。
11.一種多層電極構造體的制造方法，是在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體制造方法，其特征是，在集電材料上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物，干燥后并形成第1電極層；第1電極層上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物，干燥后形成第2電極層，并多層疊層電極層；以及混合粉狀導電物質，使其第1電極層的導電率比第2電極層的導電率成為高導電率。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的多層電極構造體的制造方法，其特征是，在第2電極層上涂布使其結合力比第2電極層高分子粘合劑強的那種高分子粘合劑、電極物質和溶劑混合后的混合物，干燥后制成第3電極層，并多層疊層電極層。
13.根據(jù)權利要求10～12任一項所述多層電極構造體的制造方法中，其特征是至少一層電極層的電極材料是用離子導電性聚合物覆蓋。
14.根據(jù)權利要求10～13任一項所述多層電極構造體的制造方法中，其特征是第1電極層以外的至少一層電極層的高分子粘合劑，使用原纖化容易的粘合劑聚合物。
15.根據(jù)權利要求10～13任一項所述多層電極構造體的制造方法中，其特征是第1電極層的粉狀導電物質含有支持電解鹽的物質。
16.一種電池的制造方法，是將在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體作為電極并且在電極間配置電解質的電池制造方法，其特征是，集電材料上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物并干燥后形成第1電極層；第1電極層上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物，干燥后形成第2電極層，并多層疊層電極層；以及混合高分子粘合劑使得第1電極層的結合力比第2電極層的結合力強，和混合粉狀導電物質使得第1電極層的導電率比第2電極層的導電率成為高導電率。
17.一種電氣雙層電容器制造方法，是將在集電材料上多層疊層具有至少由高分子物質組成的粘合劑和電極材料及粉狀導電物質的電極層的多層電極構造體作為電極并且在電極間配置電解質的電氣雙層電容器制造方法，其特征是集電材料上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物并干燥后形成第1電極層；第1電極層上涂布包括高分子粘合劑、電極物質、溶劑和粉狀導電物質的混合物，干燥后形成第2電極層，并多層疊層電極層；以及混合高分子粘合劑使得第1電極層的結合力比第2電極層的結合力強，和混合粉狀導電物質使得第1電極層的導電率比第2電極層的導電率變成高導電率。
全文摘要
一種粘附性良好,電阻低的多層電極構造體、電池和電氣雙層電容器,是接連集電材料配置的第1電極層和第1電極層上配置的第2電極層為不同物質組成或不同配合比形成的多層電極構造體,使用該多層電極構造體的電池以及電氣雙層電容器。
文檔編號H01G13/00GK1383222SQ0210329
公開日2002年12月4日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權日2001年2月16日
發(fā)明者佐藤貴哉, 清水達夫 申請人:日清紡績株式會社, 伊藤忠商事株式會社