非水电解液二次电池制造技术

一种非水电解液二次电池(100)包括正极(30)、负极(40)、分隔部(50)、非水电解溶液和电池外壳(10)。正极包括正极集电体(32)和正极活性物质层(34)。分隔部包括分隔部基底(52)和耐热层(54)。分隔部基底具有与正极活性物质层相对的相对表面。耐热层构成相对表面的至少一部分且含有耐热填料和粘合剂。正极活性物质层具有邻接区域(X)。耐热层具有至少与邻接区域的端部相对的相对区域(Y)。邻接区域的端部与正极集电体露出部(33)邻接。相对区域至少含有羧甲基纤维素的钙盐。

Non aqueous electrolyte two cell

A non-aqueous electrolyte secondary battery (100) includes a positive electrode (30), a negative electrode (40), a separator (50), a non-aqueous electrolyte solution and a battery housing (10). The positive electrode comprises a positive electrode collector (32) and a positive electrode active material layer (34). The separator includes a partition base (52) and a heat resistant layer (54). The separator substrate has a relative surface relative to the positive electrode active material layer. The heat resistant layer forms at least a portion of the relative surface and contains a heat-resistant filler and binder. The positive active material layer has an adjacent region (X). The heat resistant layer has at least a relative area (Y) relative to the end of the adjacent region. The end of the adjacent region is adjacent to the positive electrode collector (33). Calcium salts of at least a region containing carboxymethyl cellulose.

【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。更具体地，本专利技术涉及一种其中分隔部包括耐热层的非水电解液二次电池。
技术介绍
诸如锂离子电池或镍金属氢化物电池的非水电解液二次电池因其重量轻且具有高能量密度，而被优选用作便携式电源或具有高输出的车载式电源。这些非水电解液二次电池中，特别是，在其中重复高速率充放电(快速充放电)的高容量二次电池中(例如，车载式电池)，不但要求优异的电池性能，而且要求高等级的安全性。在该非水电解液二次电池的一般配置中，分隔部被设置于正极和负极之间以隔离两个电极。此分隔部典型地由树脂多微孔片组成，且能够允许电荷载流子被保持并于正极和负极之间移动。此外，当电池处于高温时，此分隔部具有阻塞电荷载流子的移动的关闭功能。除关闭功能之外，需要此分隔部防止正极和负极的内部短路，并且甚至当于异常情况期间分隔部由于过热而热收缩或破损时抑制整个电池的温度进一步增加。作为用于满足以上描述的要求的方式，公开了在树脂多孔片的表面上包括多孔耐热层(HRL)的分隔部(例如，参考日本专利申请公开No.2012-195224(JP 2012-195224 A)，以及专利申请公开No.2013-105521(JP 2013-105521 A))。HRL典型地含有无机化合物(无机填料)颗粒作为主要成分，并且具有高耐热性和绝缘性质(不导电性)。此外，日本专利申请公开No.2013-115031(JP 2013-115031 A)公开了在分隔部涂布液中含有的水溶性盐，诸如羧甲基纤维素(CMC)的锂(Li)盐、钠(Na)盐、钾(K)盐或铵(NH3)盐，作为用于形成这种HRL的分隔部涂布液中的增稠剂。然而，在此类型的非水电解液二次电池中，伴随着重复充放电循环，容量缓慢地降低。包括以上描述的设置有HRL分隔部的非水电解液二次电池具有上述趋势显著的问题，也就是，循环特性差。
技术实现思路
作为深入研究的结果，本专利技术专利技术者们得出结论：由于以下原因，非水电解液二次电池的循环特性恶化。伴随着非水电解液二次电池的充电和放电，正极活性物质和负极活性物质膨胀以及收缩。伴随着活性物质的重复膨胀以及收缩，包括于分隔部中的HRL变得不充分，并且缓慢地崩溃(collapsed)。结果是，非水电解溶液的存留(retention)降低。此外，由于HRL的阻塞，防止了电荷载流子的移动。结果是，非水电解液二次电池的循环特性降低。基于以上结论，本专利技术已提出一种非水电解液二次电池，其中进一步改进诸如循环特性的电池性能。根据本专利技术的一个方面，提供一种非水电解液二次电池，其包括：正极；负极；分隔部；非水电解溶液；及电池外壳。分隔部被设置于正极和负极之间。电池外壳容纳正极、负极、分隔部和非水电解溶液。正极包括正极集电体和正极活性物质层。正极集电体具有正极集电体露出部。正极集电体露出部被设置在正极集电体的端部。正极活性物质层形成在除正极集电体露出部以外的正极集电体的表面的部分上。分隔部包括分隔部基底和耐热层。分隔部具有与正极活性物质层相对的相对表面。耐热层构成相对表面的至少一部分且含有耐热填料和粘合剂。正极活性物质层具有邻接区域。耐热层具有至少与邻接区域的端部相对的相对区域，所述邻接区域的端部与正极集电体露出部邻接。相对区域至少含有羧甲基纤维素的钙盐。在根据本专利技术的一方面的非水电解液二次电池中，以上描述的耐热层(HRL)的特定相对区域含有能够形成强硬骨骼的羧甲基纤维素的钙盐(下文中被称为“CMC-Ca”)。以此种配置，防止了在充放电期间HRL的崩溃，且改进了由循环特性所代表的电池特性。在相关
中的制作非水电解液二次电池的方法中，增稠剂与活性物质层或HCL混合。一般使用CMC作为增稠剂。典型地，作为增稠剂的CMC是易溶的Na盐或Li盐。另一方面，当难溶的添加剂被添加到电池成分时，可发生电池特性的降低(例如，电阻增加)，从而，典型地，应避免使用难溶的添加剂。另一方面，在本专利技术的方面中，通过添加难溶的CMC-CA到适当的部分，在防止由电阻的增加等等引起的电池特性的降低的同时，改进了电池性能。在本专利技术的方面中，电池外壳可包括压敏型电流中断装置。非水电解溶液可含有在非水电解液二次电池的过充电状态中产生气体的过充电添加剂。在非水电解液二次电池中，甚至当预定量的过充电添加剂被添加到非水电解溶液中时，在过充电期间产生的气体量也伴随着重复充放电而降低。因此，于过充电期间，电流中断装置(下文中被称为“CID”)可能不正常地运行。另一方面，根据本专利技术的方面，以上描述的CMC-Ca的Ca成分在正极上适当地发挥作用，从而甚至在重复的充放电后，也能够促进过充电添加剂在正极表面上的反应。结果是，将在过充电期间产生的气体量维持为高，且电池性能和安全性均优异。根据本专利技术的方面，相对表面可包括相对部。相对部的整个表面与正极活性物质层相对。此外，相对区域可占据相对部的1％以上至50％以下。相对区域可占据相对部的2％以上。采用以上描述的配置，更有效地改进了电池性能和安全性。在本专利技术的方面中，相对区域可以含有相对于100质量份的耐热填料以0.25质量份以上至0.5质量份以下的比率的羧甲基纤维素的钙盐。采用以上描述的配置，更有效地改进了电池性能和安全性。在本专利技术的方面中，正极、负极和分隔部可具有细长形状并可构成卷绕电极体。在包括卷绕电极体的二次电池中，以上描述的诸如分隔部的崩溃问题，以及在正极的端部的过电压问题可能变得更严重。于是，采用以上描述的配置，更清楚地呈现出效果。附图说明本专利技术的示例性实施例的特点、优点以及在技术和工业上的意义将参考附图说明如下，其中相同的参考标号表示相同的元件，在附图中：图1为示意性示出根据本专利技术的实施例的非水电解液二次电池的电极配置的分解横截图；图2为示意性示出根据本专利技术的实施例的非水电解液二次电池的配置的横截图；以及图3为示出卷绕电极体的配置的示意图。具体实施方式下文中，将参照附图描述本专利技术的优选的实施例。除了那些于本说明书中详细提及的内容(例如，HRL的配置)，可以将对于本专利技术的实施有必要的内容(例如，不是本专利技术的特性的电池结构)理解为本领域的技术人员基于相关领域的常规技术的设计内容。可以基于本说明书中描述的内容及本领域的一般技术知识而实施本专利技术。以下每张附图中，尺寸关系(例如，长度、宽度或厚度)不必反映实际的尺寸关系。在本说明书中，“非水电解液二次电池”指所有能够通过使用非水电解溶液作为电解液而反复充电和放电的电池。“非水电解液二次电池”的示例包括在其中锂离子(Li离子)或钠离子(Na离子)被用作电解液离子(电荷载流子)的二次电池，电池通过在正极和负极之间伴随着Li离子或Na离子的电荷的移动而充电和放电。一般被称为锂离子电池或锂二次电池的电池是本说明书中所包括的非水电解液二次电池中的典型示例。[非水电解液二次电池]图1为示意性示出根据本专利技术的实施例的非水电解液二次电池100的电极配置的分解横截图。也就是，图1为示出正极30、负极40和分隔部50配置以及它们的布置的示意横截图。此外，图2为示意性示出根据本专利技术的实施例的非水电解液二次电池100的配置的横截图。此非水电解液二次电池100具有其中电池外壳10容纳正极30、负极40、分隔部50和非水电解溶液(未示出)的结构。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，包括：正极；负极；分隔部，其被布置在所述正极和所述负极之间；非水电解溶液；以及电池外壳，其容纳所述正极、所述负极、所述分隔部和所述非水电解溶液，其中所述正极包括正极集电体和正极活性物质层，所述正极集电体具有正极集电体露出部，所述正极集电体露出部被设置在所述正极集电体的端部，所述正极活性物质层形成在除所述正极集电体露出部以外的所述正极集电体的表面的部分上，所述分隔部包括分隔部基底和耐热层，所述分隔部具有与所述正极活性物质层相对的相对表面，所述耐热层构成所述相对表面的至少一部分并含有耐热填料和粘合剂，所述正极活性物质层具有邻接区域，所述耐热层具有至少与所述邻接区域的端部相对的相对区域，所述邻接区域的所述端部与所述正极集电体露出部邻接，以及所述相对区域至少含有羧甲基纤维素的钙盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.18 JP 2014-0866761.一种非水电解液二次电池，包括：正极；负极；分隔部，其被布置在所述正极和所述负极之间；非水电解溶液；以及电池外壳，其容纳所述正极、所述负极、所述分隔部和所述非水电解溶液，其中所述正极包括正极集电体和正极活性物质层，所述正极集电体具有正极集电体露出部，所述正极集电体露出部被设置在所述正极集电体的端部，所述正极活性物质层形成在除所述正极集电体露出部以外的所述正极集电体的表面的部分上，所述分隔部包括分隔部基底和耐热层，所述分隔部具有与所述正极活性物质层相对的相对表面，所述耐热层构成所述相对表面的至少一部分并含有耐热填料和粘合剂，所述正极活性物质层具有邻接区域，所述耐热层具有至少与所述邻接区域的端部相对的相对区域，所述邻接区域的所述端部与所述正极集电体露出部邻接，以及所述相对区域至少含有羧甲基纤维素的钙盐。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其中所述电池外壳包括压敏电流中断装置，以及所述非水电解溶液含有在所述非水电解液二次电池的过充电状态中产生气体的过充电添加剂。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其中所述相对表面包括相对部，所述相对部的整个表面与所述正极活性物质层相对，以及所述相对区域占据所述相对部的1％以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂秀之，桥本达也，福本友祐，大原敬介，鸟山幸一，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP