專利名稱：：陽極和電池的制作方法陽;^電池相關申請的交叉參考本發明包襯2006年3月27日在日本專利局提交的日本專利申請JP相關的iJI，i^E通過引用將該專利的4^內容并A^文。本發明涉及包括粘結劑的P曰^l^使用該陽極的電池。背景牀最iiA年中，出現了大量便攜式電^S殳^H射沐(camcorder)、蜂窩電#]^上型電腦，并武圖減小它們的尺寸和減輕它們的重量。于是，積^l促進了電池的M，特別是作為電^i殳備的便攜電源的二次電池的先艮。其中，鋰離子4電池由于能夠獲得高能量密度而受到關注。在這種鋰離子^L電池中，為了提高容量，增加活'1±#料的填充量，#另一方面，導電劑、粘結劑等的比率受到了限制。然而，當減少粘結劑的比率以進一步增加容量時，粘結特性絲充電和放電的^J^循環而下降，因而放電容量下降。因此，已經考慮刮^^l帶有高襯妙高棒性粘度的粘結劑以減少粘結劑的比率，從而增加容量。然而，例如，當使用相關領域中所用的^目^^P、石墨作為粘結劑時，導電劑和粘結劑相互結合，因而分散性降低。因此，粘結劑局部*在于電極中，因此電極的剝離強度下降，并且導電劑也局部地存在于電極中，因此，電P贈大，并且lW充電和放電的Jll循環，放電容量下降。
發明內容已經考慮了^^J金屬鎳作為導電劑，并且，例如金屬鎳用于鎳ii^次電池或鎳4^i次電池中(例如，參見曰本未審專利申請公開號H3-167762、H3-238772、H3-263769、H4-17264和H7-簡71)。另一方面，同樣在鋰離子二次電池中，已經考慮^^1金屬鎳作為導電劑'例如,金屬鎳氣相沉積導電的基片上，或者金屬鎳與熱解石墨或晶^集流體平行取向的石墨^^使用(例如，參見曰本已審專利申請公開號H7-56795、H7-118308和H8-28238和日本專利號3157079)。然而，金屬鎳^il些特定的糾下^^J，并JU^以廣^M線金屬鎳。鑒于上述問題，期望提^-"種盡管制氐了粘結劑的比例但還能夠改良導電性的陽fefp電池。才娥本發明的一個實施方案，提^-種包括陽極集流體^i殳置在該陽極集^^上的陽極活'1^#料層的陽極，其中該陽縫4^#料層包括陽極活'1^#料，粘結劑和絲自鎳(Ni)、鐵(Fe)、鎳^^和鐵^^/中至少一種的部件，并且該陽旨'I^N"料層中，粘結劑的^l:為o.5wty。至5.0wtQ/Q，包括兩3M:。本發明的一個實施方案，提#"~種包括陰極、陽極和電解質的電池，其中該陽極包括陽極集;j(t^^^^在該陽極集流體上的陽絲'^N"料層，陽極活'|1^#料層包括陽極活'1±#料，粘結劑和絲自鎳、鐵、鎳^^和鐵^^中至少一種的部件，并且該陽極活'It^料層中，粘結劑的舍量為0.Swt。/。至5.Owt%，包括兩雌。^i^^t本發明實施方案的該陽W^電池中，陽極活性材料層包括陽極活性材料，粘結劑和M自鎳、鐵、鎳^^和鐵^^中至少一種的部件，因此即使陽旨'1±#料層中的粘結劑含量為0.5wt。/。至5.Owt%，^"兩g，也可以防止導電性隨著充電和放電而下降。所以，電,性如容#循環特性可以得到提高。W卜，當使用具有纖維狀、纖維直徑為5jum或更小、并且纖維^1和纖維直徑的比率(纖維^纖維直徑)為5或更大的部件時，可以得到更高的導電性。進一步地，如果部件中的M鐵的^為90wt。/i或更大，則可以在陽極活性材料層中得到更高的導電網絡。才NI以下的描述本發明的其它和另外的目標、特^P優點將更為顯而易見。圖1是##本發明一個實施方案的二&電池的部件分解逸現圖。圖2是沿著圖i的n-n線的螺旋繞電極體的截面圖。M實施方式下面將參照附圖詳細描述優逸的實施方案。圖1顯示了根據本發明的一個實施方案的二次電池的結構。該二次電地欣用鋰作為電M性物(reactant)，并且包括螺M繞的電極體20，在膜狀包封部件30中，陰極端子11和陽極端子12連接在該電極體20上，從包封部件30的內部向夕Mp引出陰極端子ll和陽極端子12，例如，以相同的方向。陰極端子11和陽子12是由例如片城網狀金屬材^鋁(Al)、銅(Cu)、4Ml不辦岡制成。包封部件30是由例如包括M膜、鋁箔和聚乙烯膜并以i^頃序結合的矩形鋁疊層膜制成。詔！包封部件30使#^個包封部件30的聚乙烯薄膜面向螺旋巻繞的電極體20，并且包封部降30的邊^^^fii)t^m^^或粘結劑相互粘jt^h^空氣的進入.粘結劑膜;i是由例如對:極端子ii和二極端子12具有粘附力的材辨'j成，例如糾烴樹脂如聚乙烯，聚丙烯，改性聚乙烯或改性聚丙烯。另外，包封部件30可以由如下材料制成通過掩結箔夾在其它聚^^:間形成的另一種鋁疊層膜、具有^^r其它結構的疊層膜、聚^膜如聚丙烯或圖2顯示了沿著圖l的n-II線的螺^U&的電極體20的截面圖。螺M繞的電極體20是包^""對陰極21和陽極22的螺v^4繞的疊M，且其間具有隔膜23和電解質24，并且該螺v^4繞的電極體20的最夕Nl5分受到防護帶25的抓陰極21包括例如具有一對外表面的陰極集流體21A^iU在該陰極集^^21A兩側的陰極活'^#料層21B。陰極集^t^21A在縱向的一端具有暴露部分，在該暴露部分不iU陰緣'l^N"料層21B，并且陰極端子11與該暴露部^^接。陰極集^2U是由例如金屬箔如鋁箔、鎳箔或不，箔制成,該陰録'f樹料層21B包括4或兩種或更多種的可以^A^脫出鋰的陰^N"辦為陰綠,1^H"料，并且如果需要，陰M'l^f料層21B可以包括導電劑和粘結劑。(TiS2)、硫^^l(MoS2)、；S^械(NbSe2)或氧化釩(V205),包棘的鋰復合氧化物，含俚的磷酸鹽化合物以及聚合物化合物如聚已塊或聚批各。其中，優ii的是包^^itj度金屬元素的鋰復合氧化物，或包^^±>度金屬元素的^^磷^L^^,因為可以獲得高電壓和高能量密度，更M的是包括選自鈷(Co)、鎳、錳(Mn)和鐵中至少一種作為過渡金屬的鋰復合氧化物或^^磷^JL^^。鋰復合氧化物和^^磷,4t^的化學式分別表示為例如LLMI02和LiyMIIP04。在該式中，MI和MII分別包^-"種或多種it;度金屬元素。x和y值取決于電池的充電-放電狀態，并Jlit常^^別為0.05<x<1.10和O.05<y".10。鋰復合氧化物和含鋰的磷酸鹽化合物的具體例子包括鋰-鈷復合氧化物(Li城)、鋰4復合氧化物(Li風)、鋰令鈷復合氧化物(Li肌無。2(z〈")、具有尖晶石結構的鋰"4H合氧4W(LiMn204)、鋰—失磷艦4^#(LiyFeP04)和鋰-^r^磷離^^(LiyFei_vMnvP04(v〈l"。導電劑的例子包括^^材粉p石墨、炭黑和ketjenblack,且可以^^J選自它們中的一種或者兩種或更多種的濕合物。另外，除了碳材申Ht,可以使用具有傳導性的材^Ht。金屬材料或導電聚^材料。粘結劑的例子包括合^^如丁^、^m或乙丙二it^以及聚^^材^H^聚偏二氟乙烯，且可以使用選自它們中的"-#或者兩種或更多種的^^物。陽極22包括具有一對外表面的陽極集流體22A和i5X^該陽極集流體22A兩側的陽極活'hi^料層22B。該陽極集流體22A在縱向的一端具有暴露部分，在該^^部分不iM陽M'^H"料層22B，并且陽,子12與該顯^^^i^接。該陽極集流體22A是由例如金屬箔如銅箔、鎳箔或不銹鋼箔制成。陽絲'1±#料層22B包括陽鄉'l^t料、粘結劑和包M自鎳、鐵、鎳化^^H失^^的中至少"^的命泮，并JL^陽M^^料層22B中，粘結劑的含量為0.5wt%~5.0wt%，包括兩端值。在包城、鐵、4)M^^或鐵^^物的情況下，即使粘結劑的^*為0.5wt%~5.0wt%，包括兩^，也可以防止(^"充電和放電的電導率下降。因此，電姆性如容量纖賄性可以得到改良。粘結劑的例子包括聚偏二氟乙烯、丁苯^^和聚丙烯腈。可以使用選自它們中的僅一種或選自它們中的兩種或更多種的混^^作為粘結劑。絲4錄該部件中的^JL艦為90wtW或更大，因為可以在陽歸'ti^料層22B中獲得更高的傳導網絡。另外，該部件可以具有纖維狀、J^或薄片狀；然而，優選纖維狀，因為可以獲得更高的電導率，在該部件M纖維狀的情況下，M纖維直徑為5]um或更小，且纖維^L與纖維直徑的比率(纖維請纖維直徑)為5或更大，因為可以獲得更高的電導率。陽M性材料的例子包括可以^A^脫出鋰的陽^t料，并且可以^^J選自它們中的一種或兩種或更多種。可以^^A^脫出鋰的陽tot料的例子包括碳材料、包含可以與鋰形成^ir的金屬元素或準金屬元素作為元素的材料、^r屬氧^^和聚^K^^。其中，作為碳材料，使用中間相碳、Ait^墨如津i^Ait^墨或天然石墨，并且該碳材料可以具有球形形^雄薄片形狀。其中，當形成陽B'fcMt料層22B時，M晶^L向與陽極集流體的取向不平^^>^*}"料。i^A由于盡管陽M'hi^料層22B的^、密JL增加，電解質溶液的滲透性:高，因M易^A鋰，更4#地，當通過使用CuKoc射線作為X射線的X-射線衍射對陽極22進行分析時，屬于碳材料的002(c-軸)衍辨強度與110(ab-面)衍辨強度的比率(002衍辨強;1/110衍辨強度)小于10的碳材料是她的，且比率為5或更小的碳材料^。隔膜23是由例如具有高離子透過'l^^定才械強度的^^膜，如由絲:IS^合^N"脂如聚丙烯或聚乙烯制成的多孑lM，或由iUM^^非紡織陶資制成的多孑L^制成，并且該隔膜23可以具有其中將兩種或多種多孑U^疊的結構。電解質24是由戶/^胃的艦電解質制成，其中聚楊^^糊電解質溶液。隔膜23可以浸漬有電解質24，或電解質24可以存在于隔膜23、和陰極21和陽極22之間。該電解質溶液包括例如溶劑和溶解^l^^劑中的電解質鹽。溶劑的例子包括內酯J^^劑如Y-丁內酯、Y-戊內酯、5-戊內酯和e-己內酯，碳酸酯U^劑dM^to乙酯、碳to丙酯、^to丁酯、碳酸亞乙烯酯、^^二甲酯、碳酸甲基乙基酯和^^二乙酯，tti^劑如1，2-二甲錄乙烷、l-乙^J^-2-甲M乙烷、1，2-二乙錄乙烷、四氬呔喃和2-甲基四氫呔喃，腈J^劑如乙腈，環丁^i^劑，磷酸，磷酸酴溶劑和非7^^劑:^比咯烷酮。可以^^選自它們中的一種或兩種或更多種的混^^作為溶劑。作為電解質鹽，可以橫月溶解在溶劑中并產生離子的任何鹽，可以使用一種或兩種或更多種鹽的^^。例如，當^銅鋰鹽時，^^六請酸鋰(LiPF6)、四幽酸鋰(LiBF4)、六糾酸鋰(LiAsM、高氯酸鋰(LiClO,)、三氟甲絲酸鋰(LiCF3S03)、二(三氟甲絲酖)亞麟(LiN(S02CF3)2)、三(三氟甲絲酰)曱基鋰(LiC(S02CF3)3)、四氯鋁酸鋰(LiAia)、六IL^^鋰(LiSiF6)等作為鋰鹽。作為聚^Kt^物，包括化學式1所示單元的[氟乙烯的聚*如聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物是皿的，因為氧^as^、穩定性高。[化學式1]z\CF2另夕卜，作為聚^^R^，可41^Jt過聚合可聚^^^形成的聚絲化合物。可聚^^物的例子包括含有如下基團的可聚^^#，該基團中乙烯M部分乙烯基中的iul皮取^Jd!口曱J^代。更*^，可^L單官能團的丙烯酸酯類如丙烯酸酯，單官能團的甲基丙烯酸酯類如甲基丙烯酸酯，多官能團的丙烯酸酯類如二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，多官能團的曱基丙烯酸酯類如二曱基丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯，丙烯腈，甲基丙烯腈等，其中，包含丙烯酸酯基團或曱基丙烯酸酯基團的酉旨是to的，因為聚合容易進行，并且可聚^^^物的活性高。另外，作為可聚合的化*,不包^S^團的可聚^^^是優選的，因為當在可聚合的化^中包含g團時，在g團中鋰離子被配位(coordinate),因此離子電導率下降。這樣的聚^K^物的例子包括包^f匕學式2表示的單元的聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯腈或聚曱基丙烯腈。[化學式2](其中Rl表示CjH2j-A，且j和k分別是"j"和(Kk"的紙)可以使用選自可聚^tt^物中的僅一種；然而，伏^i^f^J單官能體和多官能體的濕合物、僅僅一種多官能體或者兩種或更多種的多官能體的混合物，因為有了這樣的結構，通過聚合形成的聚合物的機械強度和電解質^性能易于共存。此外，M具有如下結構的聚^K^物其中使選自聚乙烯醇縮醛和其衍生物中的至少一種聚合。聚乙烯醇縮醛是這樣的化合物其中重復單元包括包含化學式3(1)表示的縮醛基團的單元，包舍化學式3(2)表示的^的單;^包舍化學式3(3)表示的乙Sfe^的單元。*^例子包括其中化學式3(1)中的R2表示氬的聚乙烯醇縮曱眵，和其中R2表示丙基的聚乙烯醇縮丁醛。[化學式3]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(其中R2表示iuf、子或具有1~3個^f、子的g。)聚乙烯醇縮醛中的縮醛基團的比^N^在60rnolW至80mol。/。的范圍內，包括兩端值，因為在該范圍內，可以提高^l劑中的賺11，并且可以進一步提高電解質的穩定性，另外，聚乙)W縮醛的重均^"量^i^10000至500000的范圍內，包括兩糊直，因為當重均W量太低時，聚^^^難以進4亍，而當它太高時，電解質皿的粘JL提高。聚^M^物可以通過聚^l僅聚乙烯醇縮醛、選自聚乙烯醇縮醛的衍生物中的僅一種或者選自聚乙烯醇縮醛和它的衍生物中的兩種或更多種而形成，或可以是ft^L乙烯醇縮搭及^t生物以外的牟沐的共聚物。J^卜，可以使用交聯劑通過聚合M形成該聚雄^^。作為電解質24，可以直^f吏用電解質il^t作為液體電解質，而不通過聚合物^^，該電解質M。^il幹,中，隔膜23浸漬有電解質皿。二次電池在滿充電狀態的開路電壓(即電池電壓)沒有特別的限制，但優選"&^在4.10V到6.OOV，包括兩i^t，因為可以獲得高容量。在該4電池中，例如，即使^JD相同的陰WNt^料，鋰的脫出量也會隨開路電壓的增加而增加，因此，陽極22設計用于防止脫出的4I^J定。4電J^可以通it例如以下步^^制造。首先，例如，將陰絲'lt^料、粘結劑和導電劑^^成陰極^^，并將陰極^^^ME妙N-甲基-2-p比咯烷酮的溶劑中形成陰極;K^漿料。接著，將陰極》1^^H^用到陰極集流體21A的兩側或"《，干^p壓制造型以形成陰條'〖i^j"料層21B，從而形成陰極21。接著，例如，通過例in^聲波i^^或點TO陰極端子ll結合在陰極集纟緣21A上。然后，制備包括電解質溶液、聚^^(條物和混合溶劑的前>^^液，將該#(^^用到陰極活4±#料層21B，即陰極21的兩側或"H^，并且使^^溶劑揮發以形成電解質24。另外，例如，將陽極活十^N"料、粘結劑和包絲自鎳、鐵、鎳^^和鐵^^物中至少一種的組分混合以形成陽極^^物，并將該陽極^^^Ht^諸如N-甲基-2-p比咯烷酮的溶劑中以形成陽極^^NW。接著，將P曰極^物漿^用到陽極集流體22A的兩側或一側，干#壓制造型以形成陽^^'|±#料層22B，從而形成陽極22。接著，通過例^^聲ifclf^或點焊將陽極端子結合到陽極集流體22A，如同在陰極21中那樣，在陽M^H"料層22B上，即在陽極22的兩側或一側，形成電解質24。然后，將其上形成電解質24的陰極21和其上形成電解質24的陽極22層疊并4吏隔膜23層居于兩者之間形成疊M，并將該疊^^t^繞，然后*護帶25結合到疊>^的最夕1^分以形成螺>^^￡電極體20。絲，將螺^Ji電極體20夾在包封部件30之間，絲過熱熔^^^^f吏包封部件30的ii^部^目互津碟以便將螺4t4^:電極體20密封在包封部件30中。這時，將津i^膜31插入陰極端子11和陽極端子12，與包封斧降30之間。由此，完成了如圖l和2所示的二次電池。jHW卜，可以通過以下步驟生產二次電池。首先，如上所述，形成陰極21和陽極22，并將陰極端子11和陽極端子12分別與陰極21和陽極22連接。然后，將陰極21和P日極22層疊并使隔膜23居于兩者之間以形成疊層體，并將疊;^^t4繞。然后WM^帶25結合到螺^4^i的疊M的^NP分以形成螺;^^繞體作為螺^4^電極體20的前體.接著，將螺^l^電極體夾在包封部件30之間，通過熱熔合結合將包封部件30的ii^部分(除了-"以外)津誠以形成袋狀包封，從而使螺^Wi體容納于包封部件30中。弟'洛電解質組^并將其5iA包封部件30所述電解質組^b^"電解質i^，聚*材，式的^^和^^fi^其它材^H(口聚合引發劑或聚合抑制劑。在注入電解質組#后，通過真空氣氛中的熱熔合結合將包封部件30的敞開部分密封。接著，通it^加熱量聚合單體以形成聚^M^物，由此，形J^m電解質24以M^如圖1和2所示的二次電池。jJ^卜，當4捐電解質ii^作為電解質24時，在如上所郷成螺^4^l體后，將其夾在包封辦30之間，；i^電解質溶液，然后密封包封部件30。當對4電池充電時，例如，鋰離子從陰極21脫出，絲過電解質24插AS，J陽極22中。另一方面，當4電M電時，例如，鋰離子從陽極22中脫出，M過電解質24插A^陰極21中。在該',中，陽絲'|±#料層22B包括粘結劑和包減自鎳、鐵、鎳^^^M失^^中至少一種的部件，Jjfe結劑在陽極活'I^N"料層22B中的^fr為0.5wt%~5.Owt%，包括兩雌，因此可以防止電導率ltt電和故電而降"f氐，并且可以獲得高的容量。因此，根提實施方案，陽旨'1^H"料層22B包括陽極活'fi^料、粘結劑和包絲自鎳、鐵、鎳4t^^4勤^^中至少一種的部件，因此即使粘結劑在陽旨'1±#料層22B中的舍l:為0.5wt%~5.Owt%，包括兩，，也可以防止電導率駄電和放電l^f氐。因此，可以提高電姆性如容*^循環特性。jth^卜，當^^J具有纖維狀、纖維直徑為5nm或更小、纖維M與纖維直徑的比率(纖維^jL/纖維直徑)為5或更大的部件作為部件時，可以獲得更高的電導率。另外，即使4)M^t^部件中的純^90wt。/。或更大時，在陽絲4±#料層22B中可以獲得更高的傳導網絡。[實施例]下面^i^細皿ii^發明的務沐的實施例。(實施例1-1至1-3)首先，將0.5mo1碳酸鋰和lmol^_鈷混合以形成"%^物，將該^^在900匸下于空氣中燒制5小時以合成鋰"^r復合氧化物(LiCo02)作為陰M'I^N"料。接著,將85w"的鋰老復合氧^^粉末、5wtMt為導電劑的Ait^墨和1Owt%作為粘結劑的聚偏二氟乙烯混合以形成陰極^^物，將該陰極^^^Mt作為溶劑的N-甲基-2-他咯烷酮中以形成陰極^^^K接著，將陰極^^漿#^用在厚度為20jum的由鋁箔制成的陰極集流體2U的兩側#燥之后，對陰極^^^Mt行壓制造型以形成陰緣'I^N"料層21B,由此形成陰極21。然后，將陰極端子11連接到陰極21。另夕卜，4fft為陽極活'lt^料的碳材料的中間相碳孩姊(MCMB)、作為粘結劑的聚偏二氟乙烯(PVdF)和作為部件的纖維金屬鎳混會以形成陽極^^。這時，中間相碳W:聚偏二氟乙烯:金屬鎳的比率(重量比率)在實施例1-1中為94.5:0.5:5，在實施例1-2中為91.5:3.5:5JL在實施例1-3中為90:5:5。jH^卜，作為金麟，^1具有纖維形狀、纖維直徑為2.5jiiin、纖維"]^l與纖維直徑的比率(纖維"^JL/纖維直徑)(下文稱為恥鏡比)為20，且#^>1^99wt%的金屬鎳。另夕卜，作為中間相碳,^^J^^立直徑為12jam的中間相碳孩姊與棘直徑為30jum的中間才il^孩姊的^^物。接著，將陽核^^^4作為溶劑的N-曱基-2-p比咯烷酮中以形成陽極^^糾，將陽fe^^漿械用在軋制銅箔制成的陽極集流體22A的兩側^燥之后，對陽極^^漿^Hi行壓制造型以形成陽旨't:i^料層22B，由此形成陽極22。這時，調節陰極活性材^陽旨'^^料的填充量使^f路電a^滿充電的狀態下被i議為4.2V,析。結果:屬于碳材料的衍#^;度與ii:衍旨強度的比率小于3。'然后，將陽極端子12與陽極22連接。接著，通i^jfc^劑中溶解lmo1/1的六M酸鋰形成電解質'溶良，該溶劑由員亞乙S旨和碳酸二乙酯以3:7的重量比濕合而形成。接著，通過作為聚^H^物的六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，獲得的電解質溶液以^^陰極21和陽極22中的^個上形^l^電解質24。六氟丙烯在共聚物中的比率為6.9wt%。然后，將其上形成電解質24的陰極21和其上形成電解質24的陽極22層疊并與厚度為9jam的聚乙烯膜制成的隔膜23—起螺M繞以形成螺^4繞電極體20。將獲得的^4繞電極體20夾在由疊層膜制成的包封部件30之間，并且在減壓下密封以形成圖1和2所示的二次電池。作為相對于實施例1-1至l-3的HS^例l-l和2-2,除了聚^Jl氟乙烯在P日旨'lt^料層中的^i:為0wtW或5.lwtM以外，按照實施例1-1至1-3的情形形成陽極，更*^^嫩例1-1中^^中間#^#^:聚^氟乙緣金屬鎳的比率(重量比率)為95:0:5的陽核jS^物，而在tk^例1-2中使用中間相碳鄉聚偏二氟乙烯金絲的比率(重量比率)為89.9:5.1:5的陽極"^物,從而形^^電池，W卜，當通過4^JCuKot射線作為X"^線的X"4J"線衍射對形成的陽;feii行分析時，屬于碳材輛002衍#%強度與110衍#%強度的比率小于3。通過以下步驟測定實施例1-1至1-3和》b^例1-1和1-2的Vh二次電池的額定能量密度、循環>##負載特性，作為充-放電循環，首先，在23'C下，4電池以1C的恒定電沐和恒定電壓充電直至達到4.2V的上限電壓持續15小時，然后4電池以1C的恒定電流放電iJJi^2.5V的最終電壓。重復該充電-放電循環，由第一次循環的放電容量確定額定能量密度，另外，以第500次循環的放電容量與第一次循環的放電容量的放電容量保持比率即(第500次循環的放電容量/第一次循環的放電容量)x100(%)來確定循環特性。結果如表1所示，另夕卜，1C表示可以使電池的理論容量以1小時放電的電流植。另夕卜，在23X:下，4電池以1C的恒定電;脈恒定電壓充電直至ii5!J4.2V的上限電壓持續15小時，然后二次電池以1C的恒定電流放電J[JJiJ，j2.5V的最終電壓，由此測定ic下的放電容量。jrt^卜，^:電^M^目同的糾下以恒定電流和恒定電壓進行充電后，4電池以3C的恒定電沐放電JL^達到2.5V的最終電壓，由此測定3C下的放電容量。以3C下的放電容量與1C下的放電容量的比率即(3C下的放電容量/lC下的放電容量)x100(%)來確定負鋪性。結果如表l所示。另外3C表示可以使二欠電池的理論容量以1/3小時放電的電〖表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如表1所示，在實施例l-l至l-3中，陽絲'I1^料層22B中粘結劑的含量為0.5wa5wt4，包括兩^，與粘結劑的^童在該范圍外的Hs^例1-1和1-2相比，額定能量密度和循環游性得到提高。換句話來說，發現當陽絲l:i^料層22B包m，并且陽條'1±#料層22B中粘結劑的^*為0.5wt%~5.Owt°/(包括兩離)時，容量械環特性可以得到提高。(實施例2-1至2-14)除了4M財表2所示的材料、、形狀、纖維直徑(或鄉直徑等)和織比的部件以外，按實施例1-2的'〖形成陽極22，絲iU^電池。另外,作為相對于實施例2-1至2-14的tb^例2-1，除了不寸頓該部件外，按實施例1-1的情形形成陽極，絲^=^電池。使用中間才9^W:聚偏二氟乙烯的比率(重量比率)為96.5:《5的陽極^^物。另夕卜，作為》b^例2-2至2-7，陽feA按照實施例2-l至2-14的',形成的，不同^t^于^^RH^、鐵、鎳^^^4失^^以外的金屬作為部件，^次電池。^"^件的材料、純度、纖維直徑(或顆粒直徑等)和,比如表2所示。射卜，錄2中，棘(録)表示一串纖維形^R的狀態。另外，通狄學電子顯微4t^L^在陽極22中的纖維直鄉纖維^^之間的麟比，a過10才Mf維的平均值測定該自比作為實施例2-2和tb^例2-2的縱橫比。當按照實施例1-1至1-3的',通過X省線衍射對陽極22進行分析時，屬于碳材^002衍#^5雖度與110衍#^強度的比率小于3。按實施例1-1至1-3的情形測定實施例2-1至2-14和》b^例2-1至2-7中的VM電池的額定能量密度、循絲',負載特性，結果如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>M的增加而改良。另外，在實施例2-11至2-14中，其中^^)絲纖棘、纖維直徑為5pm或更小JUMt比為5或更大的金屬鎳作為部件，與自比小于5的實施例2-10相比，循環>#性得到改良，換句話來說，發現當陽絲'lt^料層22B包括含有選自鎳、鐵、鎳^^;和鐵化合物中至少一種的部件，且陽極活性材料層22B中粘結劑的含量為0.5wt%~5.Owt%(包括兩^^t)時，可以提高容*^循環>#性。另夕卜發現，^i^^^T纖,、纖維直徑為5jum或更小且纖維M與纖維直徑的比率(纖維^/纖維直徑)為5或更大的部件。j^卜發現，辦中^^鐵的^^790wa或更高。(實施例3-1至3-3)按照實施例1-2的情形形成陽極22，不同"卜在于使用丁^tm(SBR)代替聚偏二氟乙烯作為粘結劑，以片#天然石墨、片豐^津i^Ai^5墨^a有聚*4^的片粒^5墨哉替中間相碳，絲^次電池。片粒M然石墨射20pm至40jam的顆粒直徑，片W^合Ait^墨射35jam的平均^^立直徑，^a覆有聚^M^物的片杉^,I^有20um至40nm的Wi直徑，并且該聚賴是多^S^苷。作為相對于實施例3-1至3-3的tb^例3-1至3-3，除了不^J^J該部件以夕卜，按照實施例3-1至3-3的',形成陽極，將^^電池。更*^地，使用陽極活'^N"樸丁^im為96.5:3.5的陽極;錄物。當按照實施例l-l至1-3的'f"W通過X"^l"線衍射對陽極22進行分析時，確域于碳材料的002衍辨5雖度與IIO衍辨強度的比率。結果如表3所示。另夕卜，按照實施例1-1至l-3的',測定實施例3-1至3-3和tb^例3-1至3-3中的^^=^電池的額定能量密度、循環浙'脈負載特性。結果如表3所示。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>如表3所示，可以獲得與實施例l-2相同的結果。換句^i兌，發現即使在使用其它陽旨'I^H"料的情況下，當陽極活'1±#料層22B包括包^自鎳、鐵、鎳^^^l失^^物中至少一種的部件，并且在陽綠'^#料層22B中粘結劑的舍t為0.5wt呢至5.0wt%(包括兩輪逸)時，容*^循環>#性也可以得到提高。(實施例4-1至4-4)按實施例1-2的tW形成陽極22，不同^Jt^于使作為陽絲'^^料層22B中的部件的金M的含量在2wtW至30wl5的范圍內變化，并且形^次電池。更*#^，寸捐具有中間相碳孩i^:聚fci氟乙燴金屬鎳的比率(重量比率)為94.5:3.5:2、86.5:3.5:10、76.5:3.5:20或66.5:3,5:30的陽極^^。當按實施例l-l至l-3的',通過X"4f線衍射對陽極22進行分析時，屬于碳材料的002衍#^強度與110衍#^強度的比率小于3。按照實施例1-1至1-3的情形測定實施例4-1至4-4中的每個二次電池的額定能量密度、循環>#'脈負載特性。結果如表4所示。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>如表4所示，隨著金屬鎳^i^加，循環游性改良，而額定能量密度降低。換句"^兌，發現在陽極活'I1^料層22B中，包絲自鎳、鐵、鎳^^和鐵^^中至少一種的部件的^l:^^2wty。至30wty。，包括兩雜。(實施例5-1至5-6)按照實施例1-2的情形形^i次電池，不同41^于調節陰極活'11##陽極活,^H"料的填充量使得滿充電的狀態下的開路電壓(即，電池電壓)在實施例5-1中為4.3V，在實施例5-2中為4.5V，在實施例5-3中為4.IV，在實施例5-4中為4.2V,在實施例5-5中為4.3V和在實施例5-6中為4.5V。這時，在實施例5-3至5-6中，^f^lj電解質^t代替艦電解質24,并且作為隔膜23，在實施例5-3中使用具有15pm厚度的聚乙烯(PE)膜代替具有9mm厚度的聚乙烯(PE)膜，在實施例5-4至5-6中使用通過紛口下順序層疊聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)形成的15jam厚的膜。另外，在實施例5-3中，朋聚丙烯腈(PAN)代替聚偏二氟乙烯作為粘結劑。射卜，陽絲'lt^料層22B中粘結劑的襯為3.5wt%，金屬鎳的^i:在實施例5-1和5-2中為10wt%，在實施例5-3至5-6中為15wt%。作為相對于實施例5-1至5-6的tb^例5-1至5-6，按實施例5-1至5-6的',形成陽極，不同il^于不^^J金，，賴^^:電池。當按實施例1-1至l-3的',通過X老線衍射對陽極22進行分析時，屬于碳材料的002衍#^強度與110^f:^r強度的比率小于3,按實施例1-1至1-3的情形測定實施例5-1至5-6和》b^例5-1至5-6中的Vh二次電池的額定能量密度、循環特性和負載特性。這時，上限充電電壓如表5所示。結果如表5所示，[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>如表5所示，獲得了與實施例l-2相同的結果。換句#^兌，發現即^f綜具有其它形狀的二次電池的情況下，當陽旨'1^#料層22B^包^自鎳、鐵、鎳^^JH失^^中至少一種的冊時，循環游性可以得到改良。(實施例6-l，6-2)按照實施例1-2的情形形&大電池，不同^t在于^形成電解質24的方法或電解質24的結構。更具體地，在實施例6-l中，將聚^氟乙烯施用在隔膜23的表面，形成螺^4繞體且將其糊在包封部件30中，然后，將電解質溶&認包封辦30中以形成電解質24。電解質M的^lA與實施例1-2中的^目同。在實施例6-2中，在將聚乙烯醇縮甲醛和電解質^b'K^HiAJ，J包封部件30中^，這時j緣乙烯醇縮曱醛聚，成電解質24。電解質絲的城與實施例l-2中的紅L^目同。作為相對于實施例6-1和6-2的tb^例6-1和6-2，按實施例6-1和6-2的',形成陽極，不同^t(t于不^^金/l^作為部件，絲^i^電池。按照實施例1-1至1-3的情形，測定實施例6-1和6-2與tb^例6-1和6-2中的^M電池的額定能量密度、循環游，脈負載特性。結果如表6所示。[表6]粘結劑；聚偏二氟乙烯3.5wa<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>如表6所示，獲得與實施例1-2相同的結果。換句話說，發現即使在4^J其它電解質的情況下，當陽極活'li^料層22B包括包棘、鐵、鎳^/^^^^中至少一種的部件時，循環特性也可以得到提高。(實施例7-1)按照實施例5-4的tW形成陽極22，不同^t^于將具有如表7所示的純度、形狀、纖維直^H^比的兩種金M混合，，C次電池。當按照實施例1-1至1-3所示的',通過X老線衍射對陽極22進行分析時，屬于碳材料的002衍#%強度與110峰強度的比率小于3。按照實施例1-1至1-3的情形，測定實施例7-1中的二次電池的額定能量密度、循環特'脈負載特性。結果如表7所示。〖表7〗<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>如表7所示，獲得與實施例5-4相同的結果。換句^i兌，發現當陽條'|^#料層22B包括包扭自鎳、鐵、鎳4^^^失^^中一種的部件時，循環>#性可以得到改良。雖然參考實施方案和實施例對本發明進行權述，但L^發明不限于所述的實施方案和實施例，并可以對本發明進行^t修改。例如，在實施方案和實施例中，描述了使用電解質溶液作為電解質的tw和使用在聚合物中容納電解質溶液的艦電解質的'歸；然而，也可以^^H的其它的電解質。電解質的例子包^fit^具有離子導電性的聚^K^^中溶解或a電解質鹽而形成的有機固態電解質，無才幾固態電解質，所ii^U固態電解質包括;^離子導電材料如離子導電陶瓷、離子導電玻璃和離子晶體，或它們中的^^與電解質M的》^^。另外，在實施方案和實施例中，描述了在包封部件30中^t過螺^4^陰極21和陽極22而形成的螺絲繞電極體的',;然而，也可以包括包—層或多層陰極21和一層或多層陽極22的疊層。此外，在實施方案和實施例中，描述了^^I鋰作為電極活性物的電池；然而，本發明Hkit用于^^H^T其它堿金屬如鈉(Na)或鉀(K),>^金屬^(Mg)或鉀(Ca)或做其它的城金屬如鋁的tW。另夕卜，本發明不處用于二次電池，而Jit合于以相同方iUi用于其它電池:i!"次電池。^域的技^A員應該明白才iUli殳計要求和其它因素，可以存在M修改、組合、亞組^p^f戈，只要它們在所附;M'JJM^其等同內容的范圍內。權利要求1、一種陽極，其包含陽極集流體和設置在陽極集流體上的陽極活性材料層，其中陽極活性材料層包括陽極活性材料、粘結劑和包括選自鎳(Ni)、鐵(Fe)、鎳化合物和鐵化合物中至少一種的部件，且在陽極活性材料層中，粘結劑的含量在0.5wt％至5.0wt％的范圍內，包括兩端值。2、^'JJMU所述的陽極，其中該部件中絲鐵的縫為90wt。/。或更高。3、^5U，涹求l所述的陽極，其中粘結劑包4鏈自聚l氟乙烯、丁1^和聚丙烯腈中的至少一種。4、W'漆求1所述的陽極，其中，"WsM"纖維形狀，浙維直徑為5pm或更小，且纖維M與纖維直徑的比率(纖維"^L/纖維直徑)為5或更大。5、M'J^求1所述的P曰極，其中陽絲'N^料包括能^A^脫出鋰(Li)的陽^^材料。6、一種電池，其包含陰極、陽旨電解質，其中陽極包括陽極集流體^i殳置在陽極集^^上的陽'^#料層，所述陽極活'^#料層包括陽旨'^#料、粘結劑和包^i^自鎳(Ni)、鐵(Fe)、鎳^^和鐵^^/中至少一種的部件，并且在陽^,I^H"料層中，粘結劑的^Jr在0.5wt4至5.0w1^的范圍內，包括兩雜。7、權利要求6所述的電池，其中該材料中絲鐵的^1^90wt"/。或更高。8、；M，i^求6所述的電池，其中粘結劑&^自聚偏二氟乙烯、丁^m和聚丙烯腈中的至少一種。9、；M，漆求6所述的電池，其中該材料具有纖維形狀，且纖維直徑為5jam或更小，且纖維"^1與纖維直徑的比率(纖維^l/纖維直徑)為5或更大。10.要求6所述的電池，其中陽絲'^N"料包括能^AiW出鋰(Li)的材料。11、？M，j^求6所述的電池，其中所述電解質包括電解質^^包傾二氟乙烯作為組^聚^#。12、WJ要求6所述的電池，其中所迷電解質包括電解質溶絲具有一定結構的聚*，在該結構中使選自聚乙烯醇縮醛及^^生物中的至少一種聚合。13、；)5U'j^求6所述的電池，其中陰極、陽紗電解質斜4M狀包封部14、；M，J^求6所述的電池，其中在滿充電狀態下每對陰妙陽極的開路電^L4.10V至6，OOV的范圍內，包括兩,。全文摘要提供了一種陽極和電池，雖然減少了粘結劑的比率但仍能夠改良導電性。陰極和陽極彼此面對，并且中間具有隔膜和電解質。陽極包括陽極集流體和設置在陽極集流體上的陽極活性材料層。陽極活性材料層包括陽極活性材料、粘結劑和包含選自鎳、鐵、鎳化合物和鐵化合物中至少一種的部件。在陽極活性材料層中，粘結劑的含量為0.5wt％至5.0wt％，包括兩端值。文檔編號H01M4/62GK101127397SQ20071015273公開日2008年2月20日申請日期2007年3月27日優先權日2006年3月27日發明者原富太郎,山本鑑,明石寬之,牛尾洋介,田中健彥申請人:索尼株式會社