非水电解液二次电池及非水电解液二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种非水电解液二次电池，其中即使在长时间使用该非水电解液二次电池的情况下，也能够抑制非水电解液的闪点降低。该非水电解液二次电池包括：电极体，该电极体具有使含有正极活性材料的正极和含有负极活性材料的负极以隔离体介于正极和负极之间的方式层叠的结构；含有阻燃剂的非水电解液；外壳体，该外壳体容纳电极体和非水电解液。电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比电极体和外壳体之间的非水电解液的阻燃剂的浓度低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种非水电解液二次电池以及非水电解液二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池因为其高能量密度而受关注，并且被积极地研宄和开发。 传统的锂离子二次电池通常使用通过将诸如1^?匕等Li盐溶解到诸如碳酸乙烯 酯（EC)或碳酸丙烯酯（PC)等环状碳酸酯和诸如碳酸二乙酯（DEC)或碳酸二甲酯（DMC)等 链状碳酸酯的混合溶剂中而制备的溶液作为电解液。通过使用这些碳酸盐制备的非水电解 液具有约30°C的低闪点。因此，在存在火源的情况下，当电解液由于某些事故等漏出时，存 在着漏出的电解液着火而导致火灾的危险。有鉴于此，研宄了升高电解液的闪点的各种技 术。例如，将阻燃剂混合到电解液中作为升高电解液的闪点的一种技术正在被研宄（例如， 参照专利文献1)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平11-317232号公报 专利文献2 :日本特开平6-13108号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 在传统的使用含有阻燃剂的电解液的非水电解液二次电池中，电解液的闪点上升 以提高应对火灾的安全性。然而，在长时间使用非水电解液二次电池的情况下，电解液的闪 点可能降低。另外，传统的使用混合有阻燃剂的电解液的非水电解液二次电池具有如下问 题：电池的各种特性、尤其是诸如循环特性和浮充电特性等的寿命特性与不含有阻燃剂的 电池相比，显著地劣化。 有鉴于上述情况，完成本专利技术以提供即使在长时间使用非水电解液二次电池的情 况下也能够抑制电解液的闪点降低的非水电解液二次电池。 用于解决问题的方案 本专利技术提供一种非水电解液二次电池，其包括：电极体，所述电极体具有使含有正 极活性材料的正极和含有负极活性材料的负极以隔离体介于所述正极和所述负极之间的 方式层叠的结构；含有阻燃剂的非水电解液；外壳体，所述外壳体容纳所述电极体和所述 非水电解液，其中所述电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比所述电极体和所述外壳体 之间的非水电解液的阻燃剂的浓度低。 专利技术的效果 根据本专利技术，该非水电解液二次电池包括：电极体，所述电极体具有使含有正极活 性材料的正极和含有负极活性材料的负极以隔离体介于所述正极和所述负极之间的方式 层叠的结构；含有阻燃剂的非水电解液；外壳体，所述外壳体容纳所述电极体和所述非水 电解液前半部分。因此，电荷能够在正极活性材料和负极活性材料之间经过非水电解液移 动，由此电池能够被充放电。 根据本专利技术的非水电解液二次电池包括含有阻燃剂的非水电解液。因此，能够使 非水电解液的闪点升高，由此能够提高电池的安全性。 在本专利技术中，电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比电极体和外壳体之间的非 水电解液的阻燃剂的浓度低。该特征能够抑制由于电池的充放电而引起的正极活性材料和 负极活性材料中的电化学反应所导致的阻燃剂的消耗。这即使在电池反复充放电的情况下 也能够抑制非水电解液中的阻燃剂浓度的降低。结果，即使在长时间使用非水电解液二次 电池的情况下，也能够抑制非水电解液的闪点降低。因此，能够提高非水电解液二次电池的 安全性。 已从本专利技术人所进行的实验发现：在传统的使用含有阻燃剂的非水电解液的非水 电解液二次电池中，非水电解液的闪点由于反复充放电而降低。已从本专利技术人所进行的实 验还发现：即使在根据本专利技术的实施例的非水电解液二次电池中反复充放电的情况下，也 能够抑制非水电解液的闪点降低。 根据本专利技术，电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比电极体和外壳体之间的非 水电解液的阻燃剂的浓度低。该特征能够减少进入在对非水电解液二次电池充电时形成在 正极活性材料的表面或负极活性材料的表面上的固体电解质界面膜的阻燃剂的量。因此， 即使在非水电解液二次电池反复充放电的情况下，也能够抑制电池容量的降低，由此能够 提高电池寿命特性。该效果已由本专利技术人所进行的实验所证实。【附图说明】 图1是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的示意性俯视图。 图2是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的示意性侧视图。 图3是示出沿着图1中的虚线A-A截取的非水电解液二次电池的示意性截面图。 图4是示出沿着图1中的虚线B-B截取的非水电解液二次电池的示意性截面图。 图5是示出沿着图2中的点划线C-C截取的非水电解液二次电池的示意性截面 图。 图6是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池中包括的电极体 的说明图。 图7的（a)是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池中包括的正 极的示意性平面图，图7的（b)是示出沿着图7的（a)中的虚线D-D截取的正极的示意性 截面图。 图8的（a)是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池中包括的负 极的示意性平面图，图8的（b)是示出沿着图8的（a)中的虚线E-E截取的负极的示意性 截面图。 图9是示出由图8中的虚线包围的范围F中的负极活性材料层的示意性截面图。 图10是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的制造方法的工 序图。 图11是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的制造方法的工 序图。 图12是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的制造方法的工 序图。 图13是示出根据本专利技术的一个实施方式的非水电解液二次电池的制造方法的工 序图。 图14是示出充放电循环试验的测量结果的图表。【具体实施方式】 根据本专利技术的非水电解液二次电池包括：电极体，所述电极体具有使含有正极活 性材料的正极和含有负极活性材料的负极以隔离体介于所述正极和所述负极之间的方式 层叠的结构；含有阻燃剂的非水电解液；外壳体，所述外壳体容纳所述电极体和所述非水 电解液，其中所述电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比所述电极体和所述外壳体之间 的非水电解液的阻燃剂的浓度低。 电极体内的非水电解液在这里指保持在电极体内的非水电解液，即电极活性材料 层的细孔内的非水电解液、隔离体的细孔内的非水电解液、电极和隔离体之间的间隙的非 水电解液以及诸如将电极捆束在一起的收缩管等的固定构件内部的非水电解液。 电极体和外壳体之间的非水电解液在这里指在电极体和外壳体之间存在的电解 液。当设置诸如收缩管等的用于固定电极体的固定构件时，电极体和外壳体之间的非水电 解液指固定构件和外壳体之间的电解液。 优选地，在根据本专利技术的非水电解液二次电池中，所述负极包括多孔性的负极活 性材料层，所述负极活性材料层含有所述负极活性材料，所述电极体内的非水电解液是所 述负极活性材料层的孔内的非水电解液。 该特征能够抑制由于电池的充放电而引起的负极活性材料中的电化学反应所导 致的阻燃剂的消耗。 优选地，在根据本专利技术的非水电解液二次电池中，所述非水电解液含有碳酸乙烯 酯。 利用该特征，用作固体电解质界面膜的SEI(固体电解质界面（SolidElectrolyte Interface))能够在充电时形成在负极活性材料的表面上。 优选地，在根据本专利技术的非水电解液二次电池中，所述阻燃剂是磷腈化合物。 利用该特征，能够通过阻燃剂使非水电解液的闪点升高。 优选地，在根据本专利技术的非水电解液二次电池中，所述负极活性材料由诸如石墨 或硬碳等的碳材料制成。 利用该特征，锂离子可以脱离和/或进入碳材料，因此非水电解液二次电池能够 充放电。该特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，其包括：电极体，所述电极体具有使含有正极活性材料的正极和含有负极活性材料的负极以隔离体介于所述正极和所述负极之间的方式层叠的结构；含有阻燃剂的非水电解液；外壳体，所述外壳体容纳所述电极体和所述非水电解液，其中所述电极体内的非水电解液的阻燃剂的浓度比所述电极体和所述外壳体之间的非水电解液的阻燃剂的浓度低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：福永孝夫，原富太郎，葛岛勇介，
申请(专利权)人：艾利电力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP