非水电解质电池及电池包制造技术

本发明专利技术提供包含正极、负极、配置在正极与负极之间的隔膜和非水电解质的非水电解质电池。正极含有包含Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质电池及电池包
本专利技术的实施方式涉及非水电解质电池及电池包。
技术介绍
聚酯由于具有高的熔点和耐氧化性、且亲水性低，所以作为非水电解质电池用隔膜的材料是有效的。另一方面，由于聚酯制的隔膜在碱性下引起水解，所以在与较多地包含残留碱成分的活性物质的组合中，具有产生因隔膜的水解而引起的电池电阻的增加这样的课题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-283821号公报专利文献2：日本特开2002-190291号公报专利文献3：日本特开2006-19191号公报非专利文献非专利文献1：“微粒手册”朝仓书店(1991年)神保元二等著非专利文献2：“粉体物性测定法”朝仓书店(1973年)早川宗八郎编
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术所要解决的问题在于提供能够改善寿命特性的非水电解质电池和具备该非水电解质电池的电池包。用于解决问题的方法根据实施方式，提供一种非水电解质电池，其包含正极、负极、配置在正极与负极之间的隔膜和非水电解质。正极含有包含LixNi1-a-bCoaMnbMcO2(0.9＜x≤1.25、0＜a≤0.4、0≤b≤0.45、0≤c≤0.1，M表示选自由Mg、Al、Si、Ti、Zn、Zr、Ca及Sn构成的组中的至少一种元素)的正极活性物质。关于隔膜，利用水银压入法(mercuryintrusionmethod，也称为压汞法)的细孔径分布中的细孔体积为0.9cm3/g以上且3cm3/g以下的范围内，利用Gurley(葛利)法的透气度(JIS-P-8117)为2sec/100ml以上且15sec/100ml以下的范围内，且包含聚酯。此外，根据实施方式，提供一种电池包，其包含该非水电解质电池。附图说明图1是实施方式所述的非水电解质电池的分解立体图。图2是图1的非水电解质电池中使用的电极组的局部展开立体图。图3是表示实施方式所述的电池包的电路的方框图。图4是表示实施例A-1及比较例A-1中使用的隔膜的利用水银压入法的细孔径分布的图。具体实施方式以下，对于实施方式，参照附图进行说明。(第一实施方式)专利技术人们发现：若使用含有包含LixNi1-a-bCoaMnbMcO2(0.9＜x≤1.25、0＜a≤0.4、0≤b≤0.45、0≤c≤0.1，M表示选自由Mg、Al、Si、Ti、Zn、Zr、Ca及Sn构成的组中的至少一种元素)的正极活性物质的正极和来自利用水银压入法的细孔径分布的细孔体积为0.9～3cm3/g的范围内、利用Gurley法的透气度(JIS-P-8117)为2～15sec/100ml的范围内、且包含聚酯的隔膜，则非水电解质电池的寿命特性得到改善。聚酯若与作为隔膜材料之一的聚烯烃相比，则由于熔点高，所以热稳定性优异，此外，与作为隔膜材料之一的纤维素相比，由于亲水性低所以向电池内的水分带入量容易减少，所以作为非水电解质电池用隔膜的主要成分是合适的。其中，已知LixNi1-a-bCoaMnbMcO2所表示的正极活性物质的残留碱成分较多。若使用包含聚酯的隔膜作为使用了该正极活性物质的非水电解质电池的隔膜，则容易引起认为是起因于隔膜的水解的电池电阻的增加。电池电阻增加的主要因素是隔膜的网眼堵塞。可以通过将隔膜的由利用水银压入法的细孔径分布得到的细孔体积设定为0.9～3cm3/g的范围内来避免隔膜的网眼堵塞。若细孔体积小于0.9cm3/g，则容易引起起因于认为是因聚酯的水解而引起的隔膜的网眼堵塞的电池电阻增加。另一方面，若细孔体积大于3cm3/g，则难以得到由隔膜带来的正极与负极的充分的绝缘效果。更优选的范围为1cm3/g～2cm3/g的范围内。此外，隔膜的利用Gurley法的透气度(JIS-P-8117)优选设定为2～15sec/100ml。已知该透气度由隔膜中的细孔比率及细孔径、隔膜的厚度、隔膜的扭曲度(实际的隔膜中的路径长相对于隔膜厚度的比)来决定。因此认为，若隔膜的细孔比率、细孔径以及厚度相同，则扭曲度(tortuosity)发生变化，在该情况下透气度大暗示了扭曲度大而在隔膜中移动的离子的路径长且变得复杂。若透气度大于15sec/100ml，则即使细孔体积为0.9～3.0cm3/g的范围内，也容易引起起因于网眼堵塞的电池电阻增加。推测这是由于，若透气度大于15sec/100ml，则存在产生起因于隔膜的网眼堵塞的电池电阻增加的小的细孔。另一方面，若透气度小于2sec/100ml，则难以得到由隔膜带来的正极与负极的充分的绝缘效果。更优选的范围为3～10sec/100ml的范围内。因此，在本实施方式的电池中，产生起因于LixNi1-a-bCoaMnbMcO2所表示的正极活性物质的残留碱成分的隔膜的水解，但由于能够抑制起因于该水解的隔膜的网眼堵塞，所以能够抑制电池电阻的增加，能够提高循环寿命性能。此外，隔膜也可以为仅由聚酯形成的隔膜，但优选除了聚酯以外，还包含选自由纤维素、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺及聚乙烯醇构成的组中的至少一种聚合物。这是由于，即使在聚酯被水解的情况下，也容易通过除其以外的成分维持作为隔膜的形状，从而难以对电池性能造成不良影响。隔膜的厚度为3～25μm的范围内，更容易得到改善以循环寿命性能为代表的电池性能的效果。此外，优选在非水电解质电池中包含选自由分子筛、硅胶及氧化铝构成的组中的至少一种水分吸附剂。若将这样的水分吸附剂配置在非水电解质电池内，则变得难以引起包含聚酯的隔膜的水解。水分吸附剂的配置没有特别限定，但例如可以直接配置在电池内的空隙部分，或者通过混合到电极、电解液或电池内的树脂部件中来配置。可以代替水分吸附剂、或者使电池(cell)内含有水分吸附剂、并且使非水电解质中含有水分捕捉剂(也可称为捕水剂)。作为水分捕捉剂的例子，没有特别限定，但可列举出原甲酸三烷基酯类、原醋酸三烷基酯类、单异氰酸酯化合物、硅酸四乙酯、三(三甲基甲硅烷基)磷酸酯、三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯、草酸、柠檬酸、甲苯磺酸等。水分捕捉剂的配置没有特别限定，但例如可以通过混合到电极或电解液中来配置。以下记载利用水银压入法的细孔径分布中的细孔体积的测定方法。对于测定装置，使用岛津Autopore9520(由ShimadzuCorporation制造的Autopore9520型)或具有与其同等的功能的装置。对于试样，将电极切断成约25×25mm2尺寸，将其折叠后采集到测定电池中，在初期压力20kPa(初期压力20kPa相当于约3psia，此外，相当于对细孔直径为约60μm的试样施加的压力)及最高压力414Mpa(最高压力414Mpa相当于约59986psia，此外，相当于对细孔直径为约0.003μm的试样施加的压力)的条件下测定。使用3个试样的平均值作为测定结果。在数据整理时，细孔比表面积是将细孔的形状作为圆筒形来进行计算的。另外，水银压入法的解析原理基于Washburn的式(B)。D＝-4γcosθ/P(B)式其中，P为施加的压力，D为细孔直径，γ为水银的表面张力(480dyne·cm-1)，θ以水银与细孔壁面的接触角计为140°。由于γ、θ为常数，所以由Washburn的式子求出施加的压力P与细孔直径D的关系，通过测定此时的水银侵入体积，可以导出细孔直径和其体积分布。测定法和原理等详细情况参照非专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，其包含：正极，其含有包含Li

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 JP 2014-2230681.一种非水电解质电池，其包含：正极，其含有包含LixNi1-a-bCoaMnbMcO2的正极活性物质，其中，0.9＜x≤1.25、0＜a≤0.4、0≤b≤0.45、0≤c≤0.1，M表示选自由Mg、Al、Si、Ti、Zn、Zr、Ca及Sn构成的组中的至少一种元素；负极；隔膜，其配置在所述正极与所述负极之间，利用水银压入法的细孔径分布中的细孔体积为0.9cm3/g以上且3cm3/g以下的范围内，利用Gurley法的透气度(JIS-P-8117)为2sec/100ml以上且15sec/100ml以下的范围内，且包含聚酯；和非水电解质。2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜包含选自由纤维素、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺及聚乙烯醇构成的组中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：猿渡秀乡，志子田将贵，山本大，山岸元气，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP