制作非水电解液二次电池的方法技术

一种制作非水电解液二次电池的方法，包括：制备正极混合物浆(10)的第一步骤(S1)；以及制备正极(155)的第二步骤(S2)。在第一步骤(S1)中，使用包括酸性粘合剂(15)的至少一种粘合剂，设定酸性粘合剂的量以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与所述溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5的范围内。

Method for producing nonaqueous electrolyte two cell

A method for producing a nonaqueous electrolyte two cell includes: a first step (S1) for preparing a positive mixture slurry (10); and a second step (S2) for preparing the positive electrode (155). In the first step (S1), including the use of acidic adhesive (15) at least one adhesive, set the amount of the binder to make: acid obtained by acid dissolution will set the amount of adhesive to the solvent amounts of water solution pH in the range of 1.7 to 5.5 in the.

【技术实现步骤摘要】
制作非水电解液二次电池的方法
本专利技术涉及一种制作非水电解液二次电池的方法。
技术介绍
在非水电解液二次电池中，在由于首次充电等正极活性物质的电位(等于正极的电位)提高的情况下，非水电解液溶液的溶剂在正极活性物质的表面上氧化及分解，并且通过氧化分解产生的氢离子可与非水电解液溶液中的氟离子反应而产生氢氟酸(HF)。由于氢氟酸的作用，过渡金属从正极活性物质溶出(elute)，并且电池的性能可能恶化。另一方面，日本专利申请公开No.2014-103098(JP2014-103098A)公开了一种将磷酸锂添加到正极混合物层的技术，其使得如上所述产生的氢氟酸与磷酸锂(Li3PO4)发生反应从而减小氢氟酸的量，进而减少过渡金属从正极活性物质的溶出(elution)。具体地，在JP2014-103098A中，通过搅拌(搅动)正极活性物质、导电物质、中性粘合剂、磷酸锂和溶剂来制备正极混合物浆(paste)。将所制备的正极混合物浆涂布到集电体构件，并且干燥正极混合物浆。结果是，制备出包括含磷酸锂的正极混合物层的正极。
技术实现思路
然而，在JP2014-103098A公开的制备方法中，可能不能改进在正极混合物层中磷酸锂分散的程度。具体地，例如，在正极混合物浆的制备期间，磷酸锂的颗粒可能凝集(或凝集的磷酸锂颗粒可能不与彼此分离)，以使在正极混合物浆中磷酸锂的分散性劣化，进而在正极混合物层中磷酸锂分散的程度可能劣化。在增大正极混合物浆搅拌(搅动)能以改进磷酸锂的分散性的情况下，正极活性物质可能破裂。因此，不能为了改进磷酸锂的分散性而采用增大搅拌(搅动)能的方法。在正极混合物层中磷酸锂分散的程度差的情况下(磷酸锂不均匀地分散在正极混合物层中)，不能使磷酸锂适当地与在正极混合物层的整个区域中分散的从许多正极活性物质颗粒的表面产生的氢氟酸发生反应。因而，可能不能适当地防止过渡金属从正极活性物质的溶出。本专利技术提供一种制作非水电解液二次电池的方法，其能够改进在正极混合物层中磷酸锂分散的程度。根据本专利技术的第一个方面，提供一种制作非水电解液二次电池的方法，该方法包括：通过将正极活性物质、导电物质、溶剂、至少一种粘合剂和磷酸锂相搅拌而制备正极混合物浆，该至少一种粘合剂包括酸性粘合剂，设定酸性粘合剂的量以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与该溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5的范围内；制备包括在集电体构件的表面上形成正极混合物层的正极，方式为：将正极混合物浆涂布于集电体构件的表面并且干燥该正极混合物浆；通过将正极、负极和包含含氟化合物的非水电解液溶液容纳在电池外壳中来构造非水电解液二次电池；以及对非水电解液二次电池充电。在以上描述的制作非水电解液二次电池的方法中，当制备正极混合物浆时，使用包括酸性粘合剂的至少一种粘合剂。换言之，在正极混合物浆的制备期间所使用的至少一种粘合剂的一部分为酸性粘合剂。以这种方法，通过在正极混合物浆的制备期间添加酸性粘合剂，酸性粘合剂能使磷酸锂的至少一部分溶解在正极混合物浆的液体中。通过调节磷酸锂的至少一部分溶解于液体中，可以改进在正极混合物浆中磷酸锂的分散性。结果是，可以改进通过干燥正极混合物浆形成的正极混合物层中磷酸锂分散的程度。然而，随着酸性粘合剂的添加量变得过大，非水电解液二次电池的内阻(IV阻抗)可能增大。针对以上而推测：在酸性粘合剂的添加量过大的情况下，过渡金属从正极活性物质中溶出，并且因而电池的内阻(IV阻抗)增大。另一方面，在以上所述方法中，在正极混合物浆的制备期间酸性粘合剂的添加量相当于设定的量(对当量)以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5范围内。换言之，在正极混合物浆的制备期间添加酸性粘合剂，设定酸性粘合剂的量以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5范围内。通过上述调节酸性粘合剂的添加量(以使pH换算值不降到1.7以下)，可以降低过渡金属从正极活性物质的溶出，并且可以降低非水电解液二次电池的内阻(IV阻抗)。随着酸性粘合剂的添加量增大，pH换算值降低。另一方面，在酸性粘合剂的添加量过小的情况下，可能不能适当地改进在正极混合物浆中磷酸锂的分散性。另一方面，在以上所述方法中，添加其中pH换算值为5.5以下的量的酸性粘合剂。结果是，可以可靠地改进在正极混合物浆中磷酸锂的分散性。于是，当以上所述的非水电解液二次电池充电时，非水电解液溶液的溶剂在正极活性物质的表面上氧化及分解，并且在通过氧化分解产生的氢离子与非水电解液溶液中的氟离子发生反应而产生氢氟酸(HF)的情况下，可以提高所产生的氢氟酸和磷酸锂互相反应的概率，并且能够有效地降低产生的氢氟酸的量。结果是，能够减少由氢氟酸的作用引起的过渡金属从正极活性物质的溶出。通过引起氢氟酸和磷酸锂在正极活性物质的表面上互相起反应，在正极活性物质的表面上形成保护膜(推测形成混合含氟化合物和含磷化合物的膜)。在以上所述方法中，能够改进磷酸锂被分散于正极混合物层中程度(分散度)。因此，在正极混合物层中的正极活性物质每个表面上可以容易地形成保护膜。由于保护膜的形成，甚至能够在由于电池充电正极活性物质的电位增大(例如，4.35V以上)的情况下，防止非水电解液溶液的溶剂在正极活性物质表面上的氧化分解。对于酸性粘合剂(当被溶解于诸如水一类的极性溶剂时为酸性的粘合剂)不作特别限定，并且其示例包括聚丙烯酸和海藻酸(alginicacid)。在以上描述的制作非水电解液二次电池的方法中，当制备正极混合物浆时，可使用酸性粘合剂和中性粘合剂。在正极混合物浆的制备期间只使用酸性粘合剂的情况下，在正极混合物浆中正极活性物质的分散性可恶化，并且非水电解液二次电池的内阻(IV阻抗)可增大。另一方面，在以上所述方法中，当制备正极混合物浆时，使用(添加)酸性粘合剂和中性粘合剂。换言之，在正极混合物浆的制备期间使用酸性粘合剂和中性粘合剂。结果是，能够改进在正极混合物浆中正极活性物质的分散性，并且能够降低非水电解液二次电池的内阻(IV阻抗)。进一步，在以上描述的制作非水电解液二次电池的方法中，酸性粘合剂可为聚丙烯酸。通过使用聚丙烯酸作为在正极混合物浆的制备期间添加的酸性粘合剂，能使得至少一部分的磷酸锂适当地溶解于正极混合物浆的液体中。结果是，能够适当地改进磷酸锂被分散于通过干燥正极混合物浆形成的正极混合物层中的程度。在以上描述的制作非水电解液二次电池的方法中，正极活性物质可为具有尖晶石结构的锂镍锰氧化物。在以上所述方法中，具有尖晶石结构的锂镍锰氧化物被用作正极活性物质。正极活性物质的晶体结构在高电位(例如，在金属锂基准下4.35V以上)下稳定。于是，通过使用正极活性物质，能够制作出甚至在高电压下都能够被稳定使用(也就是，能够稳定获得高输出)的非水电解液二次电池。附图说明下文中将参照附图描述本专利技术示例性实施例的特点、优势、及技术和工业上的意义，附图中相同的标号指示相同的元件，且在附图中：图1为示出根据示例1的非水电解液二次电池的平面图；图2为示出制作根据示例1的非水电解液二次电池的方法的图；图3为示出正极的配置的图；图4为示出负极的配置的图；图5为示出制作根据示例1的非水电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造非水电解液二次电池的方法，所述方法包括：通过将正极活性物质、导电物质、溶剂、至少一种粘合剂、以及磷酸锂相搅拌而制备正极混合物浆，所述至少一种粘合剂包括酸性粘合剂，设定所述酸性粘合剂的量以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与所述溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5的范围内；制备包括在集电体构件的表面上形成的正极混合物层的正极，方式为：将所述正极混合物浆涂布于所述集电体构件的所述表面并且干燥所述正极混合物浆；通过将所述正极、负极以及包含含氟化合物的非水电解液溶液容纳在电池外壳中来构造所述非水电解液二次电池；以及对所述非水电解液二次电池充电。

【技术特征摘要】
2015.10.05 JP 2015-1978571.一种制造非水电解液二次电池的方法，所述方法包括：通过将正极活性物质、导电物质、溶剂、至少一种粘合剂、以及磷酸锂相搅拌而制备正极混合物浆，所述至少一种粘合剂包括酸性粘合剂，设定所述酸性粘合剂的量以使：通过将所设定量的酸性粘合剂溶解到与所述溶剂同量的水中而获得的水溶液的pH值在1.7至5.5的范围内；制备包括在集电体构件的表面上形成的正极混合物层的正极，方...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山直久，北吉雅则，三浦崇资，堀佑季子，上田将史，
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