非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池具备：具有正极集电体和形成于该集电体上的正极复合材料层的正极、具有负极集电体的负极、及非水电解质。一种锂二次电池，其在充电时锂金属在负极集电体上析出，在放电时该锂金属溶解于非水电解质中。非水电解质包含将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池，更详细而言涉及锂二次电池。
技术介绍
除了电脑、智能手机等ICT领域之外，在车载领域、蓄电领域等中也要求非水电解质二次电池的进一步的高容量化。作为高容量的非水电解质二次电池，主要使用了锂离子电池。在锂离子电池中，例如通过组合使用石墨和硅化合物等的合金活性物质作为负极活性物质而实现了高容量化，但高容量化正达到极限。作为超越锂离子电池的高容量的非水电解质二次电池，可以期待如下锂二次电池，其在充电时锂金属在负极上析出，在放电时该锂金属溶解于非水电解质中。例如，专利文献1中公开了一种锂二次电池，其将负极集电体的锂金属析出面的由JISB0601定义的微观不平度十点高度(Rz)设为10μm以下。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-243957号公报
技术实现思路
然而，锂二次电池的情况中，存在如下课题：在充电时生成锂金属的枝晶、安全性降低或者副反应增加。专利文献1中公开的技术虽然抑制了锂金属的枝晶生成，但尚存在改良的余地。进而，锂二次电池中，充电时的负极的膨化量大，在圆筒形电池的情况下，有时由于负极的膨化所产生的应力的影响而使电极被切断。另外，在方形电池和层压电池的情况下，存在因负极的膨化而使电池的厚度大幅增加这样的问题。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池的特征在于，其具备：具有正极集电体和形成于该集电体上的正极复合材料层的正极、具有负极集电体的负极、及非水电解质，所述非水电解质二次电池在充电时锂金属在前述负极集电体上析出，在放电时该锂金属溶解于前述非水电解质中，前述非水电解质包含将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。根据本专利技术的一个方式，可以提供在充电时不易生成锂金属的枝晶、负极的膨化得到抑制的非水电解质二次电池(锂二次电池)。根据作为本专利技术的一个方式的锂二次电池，安全性高、可以得到良好的循环特性。附图说明图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的截面图。具体实施方式如上所述，在充电时锂金属在负极上析出、在放电时该锂金属溶解于非水电解质中的非水电解质二次电池(锂二次电池)虽然可以期待超越锂离子电池的高容量化，但存在容易生成锂金属的枝晶、负极的膨化量大这样的课题。本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过在非水电解质中添加将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐，从而使锂金属在负极上均匀地析出，可显著地抑制负极的膨化。可认为：在负极表面，电解质成分分解而形成被称为SEI(固体电解质中间相，SolidElectrolyteInterphase)覆膜的覆膜，在析出的锂金属的表面也会形成SEI覆膜，但由于该覆膜的厚度不均匀，因而锂金属以枝晶状析出。相对于此，可认为将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐在负极上分解时较薄且均匀地覆盖锂金属的表面。可认为该锂盐在高于非水电解质中所包含的其它添加剂、溶剂的电位下分解，并在析出的锂金属的表面形成较薄且均匀的SEI覆膜。因此，锂金属变得容易在负极上均匀地析出，可显著抑制负极的膨化。根据本专利技术的一个方式，在使用了卷绕型的电极体的锂二次电池中能够充分地抑制由负极的膨化引起的电极的切断。另外，在使用了层叠型的电极体的锂二次电池中能够显著抑制电池的膨化。以下对本专利技术的非水电解质二次电池的实施方式的一个例子进行详细地说明。图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池10的截面图。作为实施方式示例的非水电解质二次电池10是具备圆筒形的金属制外壳的圆筒形电池，但本专利技术的非水电解质二次电池不限定于此。本专利技术的非水电解质二次电池可以是例如具备方形的金属制外壳的方形电池、具备由铝层压片等构成的外壳体的层压电池等。另外，作为构成非水电解质二次电池的电极体，可示例出夹着分隔件卷绕正极和负极而成的卷绕型的电极体14，但电极体不限定于此。电极体可以是例如夹着分隔件交替层叠多个正极和多个负极而成的层叠型的电极体。如图1所示，非水电解质二次电池10具备：具有卷绕结构的电极体14和非水电解质(未图示)。电极体14具有正极11、负极12和分隔件13，夹着分隔件13将正极11和负极12卷绕成螺旋状而成。非水电解质二次电池10是在充电时锂金属在负极12上析出、在放电时该锂金属溶解于非水电解质中的锂二次电池。详细情况后述，非水电解质优选包含将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐和六氟磷酸锂(LiPF6)。构成电极体14的正极11、负极12和分隔件13均形成为带状并卷绕成螺旋状，从而成为沿着电极体14的径方向交替层叠的状态。电极体14中，各电极的长度方向为卷绕方向、各电极的宽度方向为轴方向。将正极11与正极端子电连接的正极引线19例如与正极11的长度方向中央部连接，从电极组的上端伸出。将负极12与负极端子电连接的负极引线20例如与负极12的长度方向端部连接，从电极组的下端伸出。图1所示的例子中，通过壳主体15和封口体16构成了收纳电极体14和非水电解质的金属制的电池外壳。在电极体14的上方和下方分别设置有绝缘板17、18。正极引线19通过绝缘板17的贯通孔延伸至封口体16侧，与作为封口体16的底板的带孔金属板22的下表面熔接。非水电解质二次电池10中，与带孔金属板22电连接的封口体16的盖子26为正极端子。另一方面，负极引线20延伸至壳主体15的底部侧，与壳主体15的底部内表面熔接。非水电解质二次电池10中，壳主体15成为负极端子。壳主体15为有底圆筒形状的金属制容器。在壳主体15与封口体16之间设置有垫片27，确保了电池外壳内的密闭性。壳主体15具有例如从外侧对侧面部进行压制而形成的、支撑封口体16的鼓凸部21。鼓凸部21优选沿着壳主体15的圆周方向形成为环状，在其上表面支撑封口体16。封口体16具有自电极体14侧起依次层叠有带孔金属板22、下阀体23、绝缘构件24、上阀体25和盖子26的结构。构成封口体16的各构件例如具有圆板形状或环形状，除了绝缘构件24之外的各构件彼此电连接。下阀体23与上阀体25在各自的中央部彼此连接，在各自的周缘部之间夹设有绝缘构件24。由于在下阀体23设置有通气孔，因此因异常发热而电池内压上升时，上阀体25向盖子26侧膨胀而与下阀体23分离，由此使两者的电连接被切断。内压进一步上升时，上阀体25破裂，从盖子26的开口部释放出气体。以下对电极体14的各构成要素(正极11、负极12、分隔件13)和非水电解质进行详细说明。[正极]正极11具备正极集电体30和形成于该集电体上的正极复合材料层31。正极集电体30可以使用铝等在正极11的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置于表层的薄膜等。正极复合材料层31由正极活性物质、导电材料和粘结材料构成。正极复合材料层31通常形成于正极集电体30的两面。正极11例如可以通过如下方式制作：在正极集电体30上涂布包含正极活性物质、导电材料和粘结材料等的正极复合材料浆料，使涂膜干燥后进行压延，在集电体的两面形成正极复合材料层31。正极活性物质优选使用含有锂的过渡金属氧化物。构成含有锂的过渡金属氧化物的金属元素例如为选自镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ca)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锗(Ge)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备：具有正极集电体和形成于该集电体上的正极复合材料层的正极、具有负极集电体的负极、及非水电解质，所述非水电解质二次电池在充电时锂金属在所述负极集电体上析出，在放电时该锂金属溶解于所述非水电解质中，所述非水电解质包含将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.28 JP 2017-0625691.一种非水电解质二次电池，其具备：具有正极集电体和形成于该集电体上的正极复合材料层的正极、具有负极集电体的负极、及非水电解质，所述非水电解质二次电池在充电时锂金属在所述负极集电体上析出，在放电时该锂金属溶解于所述非水电解质中，所述非水电解质包含将草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述负极在初始状态下不具有负极活性物质。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，所述负极集电体为铜箔。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：南博之，关佑太，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP