锂离子电池制造技术

锂离子电池(E)具有正极端子(1)和负极端子(2)以及作为气密容器的电池壳体(3)。在电池壳体(3)的内部容纳电极体(10)。电极体(10)具有正极集电体(11)和正极用电极板(12)以及负极集电体(13)和负极用电极板(14)，正极用电极板(12)与负极用电极板(14)具有隔着间隔体(15)层叠的结构。而且，在电池壳体(3)内的空隙部配置金属离子去除剂。该金属离子去除剂是具有吸附过渡金属离子的能力并且优选具有去除水分的性能的去除剂，优选沸石特别是使用Ca进行了离子交换的A型沸石。这种锂离子电池能够捕捉从正极活性物质中溶出的过渡金属离子从而改善电池寿命特性。

Lithium ion battery

Lithium ion batteries (E) have positive and negative extremities (1) and battery shells (3) as airtight containers. An electrode body (10) is accommodated inside the battery housing (3). The electrode body (10) has a positive collector (11) and a positive electrode plate (12) as well as a negative collector (13) and a negative electrode plate (14), and the positive electrode plate (12) and the negative electrode plate (14) have a laminated structure separated by a spacer (15). Moreover, the metal ion remover is disposed in the gap part of the battery housing (3). The metal ion removal agent is a kind of removal agent which has the ability of adsorbing transition metal ions and has the capability of removing water. Zeolite A, which is exchanged with Ca in particular, is selected as the best removal agent. The lithium-ion battery can capture the transition metal ions dissolved from the cathode active material and improve the battery life characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池
本专利技术涉及一种用于电子设备、汽车等的锂离子电池，特别是，涉及改善了电池寿命特性的锂离子电池。
技术介绍
近年来，大容量、高输出型的锂离子电池已经被逐步实用化。由于该锂离子电池为大容量、高输出，因此要求其具有比以往的二次电池更高的安全性、稳定性。该锂离子电池的典型构成是使用碳作为负极，使用钴酸锂等锂过渡金属氧化物作为正极，使用在碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯等作为非水系电解质的有机溶剂中配合有称为六氟磷酸锂(LiPF6)的锂盐而成的物质作为电解液，通常，对于这些负极、正极和电解质的各材料而言，只要锂离子移动且通过电荷的交换能够进行充放电即可，因而能采用非常多的形式。作为锂盐，除LiPF6以外，有时也使用LiBF4等氟系络合盐、LiN(SO2Rf)2·LiC(SO2Rf)3(Rf＝CF3或C2F5)等盐。另外，作为正极材料的锂过渡金属氧化物，已知有LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、Li2FePO4F、LiCO1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li(LiαNixMnyCoz)O2等。另外，通常，由于赋予电解液高导电率和安全性，因此，作为有机溶剂，也存在使用碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯等环状碳酸酯系高介电常数/高沸点溶剂、或者混合了碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等低级链状碳酸酯等低粘性率溶剂的物质、甚至部分地使用低级脂肪酸酯的情况。此处，电池内为高温时，不仅锂过渡金属氧化物离子化而从高电位的正极活性物质中溶出从而导致正极活性物质劣化，而且溶出的过渡金属元素离子在负极析出从而导致负极也劣化，造成电池容量降低、寿命减少。存在正极电位越高过渡金属元素离子的溶出量越增加的倾向。特别是，在锂离子电池内含有微量的水分时，在非水系电解质中，含锂的电解质与水分反应而分解，产生氢氟酸(HF)等强酸。该氢氟酸促进过渡金属离子从作为正极材料的锂过渡金属氧化物中溶出。因此，以防止上述氢氟酸导致过渡金属离子溶出为目的，在专利文献1中公开了一种电极用添加剂，其中，其是含有具有氨基且相对于金属锂的氧化电位为3.8～4.2V的范围的氨基化合物而成。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/031045号。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据专利文献1的技术，通过中和反应捕捉氢氟酸等酸，从而能够抑制过渡金属从锂过渡金属氧化物中溶出。但是，存在不能捕捉从高电位的正极活性物质中溶出的过渡金属离子自身、并且不能规避中长期的锂离子电池的劣化的问题。即，在改善电池寿命的方面，优选能够捕捉从高电位的正极活性物质中溶出的过渡金属离子的锂离子电池，但是，以往没有这样的锂离子电池。鉴于上述课题，本专利技术的目的在于提供一种能够捕捉从正极活性物质中溶出的过渡金属离子并改善电池寿命特性的锂离子电池。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术提供一种锂离子电池，其中，其是将含浸有非水系电解液的正极、负极与间隔体的层叠体封入电池壳体内并且所述非水系电解液中的锂离子承担电传导的锂离子电池，并且，在所述电池壳体内设置有金属离子去除剂(专利技术1)。根据上述专利技术(专利技术1)，通过在锂离子电池壳体内配置能够吸附过渡金属离子的金属离子去除剂，能够迅速地吸收通过反复进行充放电等从正极活性物质中溶出的过渡金属离子，因此，能够防止过渡金属离子在负极析出等，抑制负极的劣化、伴随该劣化的电池容量的降低，进而抑制电池寿命的减少，将锂离子电池保持在稳定的状态。在上述专利技术(专利技术1)中，优选上述金属离子去除剂具有去除金属离子的性能和去除水分的性能(专利技术2)。根据上述专利技术(专利技术2)，由于该金属离子去除剂吸收存在于电池内部的微量的水分，因此能够防止锂盐与水分反应从而抑制氢氟酸的产生，因此，能够抑制过渡金属从锂过渡金属氧化物中的溶出自身。在上述专利技术(专利技术1、2)中，优选上述金属离子去除剂是无机多孔质材料(专利技术3)。另外，优选上述无机多孔质材料是沸石(专利技术4)。特别优选上述沸石是使用Ca进行了离子交换的A型沸石(专利技术5)。根据上述专利技术(专利技术3～5)，这些金属离子去除剂，通过沸石等的离子交换能力而能够快速吸收过渡金属离子而且具有水分吸收性，因此，能够以一种试剂发挥抑制氢氟酸的产生的两种效果。在上述专利技术(专利技术1)中，优选上述金属离子去除剂是碳系材料(专利技术6)。根据上述专利技术(专利技术6)，碳系材料能够快速吸收过渡金属离子且具有水分吸收性，因此，能够以一种试剂发挥抑制氢氟酸的产生的效果。在上述专利技术(专利技术2～6)中，优选上述金属离子去除剂是将含水率调整为1重量％以下的去除剂(专利技术7)。根据上述专利技术(专利技术7)，通过在锂离子电池内配置含水率为1重量％以下的干燥状态的金属离子去除剂，能够快速吸收在电池内部产生的过渡金属离子，而且，即使是微量的水分也能够迅速吸收，因此，能够适当地防止锂盐与水分反应从而抑制氢氟酸的产生。专利技术的效果本专利技术是在电池壳体内配置有能够吸附过渡金属离子的金属离子去除剂的锂离子电池，因此，能够迅速地吸收通过反复进行充放电等从正极活性物质中溶出的过渡金属离子，因而能够抑制负极的劣化、伴随该劣化的电池容量的降低，进而抑制电池寿命的减少，将锂离子电池保持在稳定的状态。特别是，作为金属离子去除剂而使用沸石、碳系材料等，能够抑制过渡金属从锂过渡金属氧化物中的溶出自身。附图说明图1是概略地示出了本专利技术的一实施方式的锂离子电池的内部结构的截面图。图2是表示实施例8和比较例1的锂离子电池的充放电循环试验中的放电容量的变化的图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的一实施方式进行详细的说明。图1是表示本实施方式的锂离子电池的纵向截面图。在图1中，锂离子电池E具有：正极端子1和负极端子2；作为气密容器的电池壳体(框体)3；以及根据需要在该电池壳体3的外周面形成的防爆阀(未图示)，在电池壳体3的内部容纳电极体10。电极体10具有正极集电体11和正极用电极板12以及负极集电体13和负极用电极板14，正极用电极板12与负极用电极板14具有分别隔着间隔体15层叠的结构。而且，正极端子1与正极用电极板12电连接，负极端子2与负极用电极板14电连接。作为框体的电池壳体3例如为铝制或不锈钢制的棱柱型电池槽罐，具有气密性。正极用电极板12是在两个面上保持有正极合剂的集电体。例如，该集电体是厚度约为20μm的铝箔，膏状的正极合剂是在作为过渡金属的含锂氧化物的LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4、Li2FePO4F、LiCO1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li(LiαNixMnyCoz)O2等中添加作为粘合材料的聚偏二氟乙烯以及作为导电材料的乙炔黑后混炼而成。接着，正极用电极板12是在铝箔的两个面上涂布该膏状的正极合剂后，通过干燥、压延、切断为带状的步骤而得到的。负极用电极板14是在两个面上保持有负极合剂的集电体。例如，该集电体是厚度为10μm的铜箔，膏状的负极合剂是在石墨粉末中添加作为粘合材料的聚偏二氟乙烯后混炼而成。接着，负极用电极板14是在铜箔的两个面上涂布该膏状的负极合剂后，通过干燥、压延、切断为带状的步骤而得到的。作为间隔体15，使用多孔膜。例如，作为间隔体15，能够使用聚乙烯制微多孔膜。另外，作为含浸在间隔体15中的非水系电解液，优选具有锂离子的传导性的非水系有机电解液，例如，优选碳酸丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其中，其是将含浸有非水系电解液的正极、负极与间隔体的层叠体封入电池壳体内并且所述非水系电解液中的锂离子承担电传导的锂离子电池，并且，在所述电池壳体内设置有金属离子去除剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 JP 2016-171186;2016.12.27 JP 2016-253181.一种锂离子电池，其中，其是将含浸有非水系电解液的正极、负极与间隔体的层叠体封入电池壳体内并且所述非水系电解液中的锂离子承担电传导的锂离子电池，并且，在所述电池壳体内设置有金属离子去除剂。2.如权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述金属离子去除剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：野末满，八木稔，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP