非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供正极活性物质层含有磷酸化合物的、电池电阻低的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池具备电极体和非水电解液，所述电极体具有正极和负极，所述正极具备正极活性物质层。正极活性物质层含有正极活性物质和由M3PO4(M是Li、Na或H)表示的磷酸化合物。正极活性物质为具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状，壳部由层状的锂过渡金属氧化物构成，所述中空部形成于壳部的内部，贯通孔贯通壳部，正极活性物质的DBP吸油量为34～49mL/100g。

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池
本专利技术涉及非水电解液二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池(锂二次电池)等非水电解液二次电池，与现有的电池相比重量轻且能量密度高，因此近年来被用作个人电脑、便携终端等的所谓的移动电源、车辆驱动用电源。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池，期待今后作为电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等车辆的驱动用高输出电源逐渐普及。已知在非水电解液二次电池中，由于非水电解液分解导致电池性能降低。非水电解液的分解特别容易发生在过充电时。因此，正在开发抑制过充电时的非水电解液的分解的各种技术。例如，专利文献1中提出使非水电解液二次电池的正极的正极活性物质层含有磷酸化合物。专利文献1记载了通过使正极活性物质层含有磷酸锂等磷酸化合物，即使在电池的过充电时也能够抑制电解液的电化学分解。在先技术文献专利文献1：日本国特许公开第H10-154532号公报
技术实现思路
本专利技术人认真研究的结果，发现将通常使用的实心粒子用于正极活性物质，在如专利文献1记载的技术那样使非水电解液二次电池的正极的正极活性物质层含有磷酸化合物的情况下，会在正极活性物质表面形成来自磷酸化合物的被膜，由此使电池电阻增加。因此本专利技术的目的是提供一种正极活性物质层含有磷酸化合物的、电池电阻低的非水电解液二次电池。在此公开的第1非水电解液二次电池，具备电极体和非水电解液，所述电极体具有正极和负极，所述正极具备正极活性物质层。所述正极活性物质层含有正极活性物质和由M3PO4(M是Li、Na或H)表示的磷酸化合物。所述正极活性物质为具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状，所述壳部由层状的锂过渡金属氧化物构成，所述中空部形成于所述壳部的内部，所述贯通孔贯通所述壳部。所述正极活性物质的DBP吸油量为34～49mL/100g。如上所述，由于在正极活性物质表面形成的来自磷酸化合物的被膜而使电池电阻增加。但是，根据这样的技术构成，在作为正极活性物质的、壳部具有贯通孔的中空粒子内部，大范围存在没有形成成为电阻增加的主要原因的来自磷酸化合物的被膜的部分。由此，能够抑制因磷酸化合物的添加导致的电池电阻的增大。即，根据这样的技术构成，能够提供正极活性物质层含有磷酸化合物的、电池电阻低的非水电解液二次电池。在此公开的第2非水电解液二次电池，具备电极体和非水电解液，所述电极体具有正极和负极，所述正极具备正极活性物质层。所述正极活性物质层含有正极活性物质和由M3PO4(M是Li、Na或H)表示的磷酸化合物。所述正极活性物质为具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状，所述壳部由层状的锂过渡金属氧化物构成，所述中空部形成于所述壳部的内部，所述贯通孔贯通所述壳部。所述正极活性物质的孔隙率为24～77％。如上所述，由于在正极活性物质表面形成的来自磷酸化合物的被膜而使电池电阻增加。但是，根据这样的技术构成，在作为正极活性物质的、壳部具有贯通孔的中空粒子内部，大范围存在没有形成成为电阻增加的主要原因的来自磷酸化合物的被膜的部分。由此，能够抑制因磷酸化合物的添加导致的电池电阻的增大。即，根据这样的技术构成，能够提供正极活性物质层含有磷酸化合物的、电池电阻低的非水电解液二次电池。在此公开的第1和第2非水电解液二次电池的一优选方式中，所述磷酸化合物是Li3PO4。根据这样的技术构成，能够提供电池电阻更低的非水电解液二次电池。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一实施方式涉及的锂离子二次电池的内部结构的剖视图。图2是表示本专利技术的一实施方式涉及的锂离子二次电池的卷绕电极体的技术构成的示意图。标号说明20卷绕电极体30电池壳体36安全阀42正极端子42a正极集电板44负极端子44a负极集电板50正极片(正极)52正极集电体52a正极活性物质层非形成部分54正极活性物质层60负极片(负极)62负极集电体62a负极活性物质层非形成部分64负极活性物质层70隔板片(隔板)100锂离子二次电池具体实施方式以下，一边参照附图一边对本专利技术的实施方式进行说明。再者，本说明书中特别提及的事项以外的且本专利技术的实施所需的事项(例如不作为本专利技术的技术特征的非水电解液二次电池的一般的结构和制造工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域中现有技术的设计事项来掌握。本专利技术能够基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识而实施。另外，在以下的附图中，对发挥同样作用的部件、部位附带相同标号进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。再者，在本说明书中“二次电池”一般指能够反复充放电的蓄电器件，该词语包括锂离子二次电池等所谓的蓄电池和双电层电容器等蓄电元件。以下，以扁平方型的锂离子二次电池为例，对本专利技术的实施方式(第1实施方式和第2实施方式)进行详细说明，但并不意图将本专利技术限定于该实施方式记载的内容。〔第1实施方式〕首先，对在此公开的非水电解液二次电池的第1实施方式进行说明。图1所示的锂离子二次电池100是通过在扁平的方形的电池壳体(即外装容器)30中收纳扁平形状的卷绕电极体20和非水电解液(未图示)而构建的密闭型的锂离子二次电池100。在电池壳体30设有外部连接用的正极端子42和负极端子44、以及薄壁的安全阀36，该安全阀36被设定为在电池壳体30的内压上升至预定水平以上时将该内压开放。另外，在电池壳体30设有用于注入非水电解液的注入口(未图示)。正极端子42与正极集电板42a电连接。负极端子44与负极集电板44a电连接。作为电池壳体30的材质，例如可使用铝等重量轻且热传导性良好的金属材料。如图1和图2所示，卷绕电极体20具有下述形态：在长条状的正极集电体52的一面或两面(在此为两面)沿长度方向形成有正极活性物质层54的正极片50、和在长条状的负极集电体62的一面或两面(在此为两面)沿长度方向形成有负极活性物质层64的负极片60，隔着两枚长条状的隔板片70重叠并在长度方向上卷绕。再者，以从卷绕电极体20的卷绕轴方向(即与上述长度方向正交的片材宽度方向)的两端向外侧伸出的方式形成的正极活性物质层非形成部分52a(即没有形成正极活性物质层54而是露出了正极集电体52的部分)和负极活性物质层非形成部分62a(即没有形成负极活性物质层64而是露出了负极集电体62的部分)分别接合正极集电板42a和负极集电板44a。作为构成正极片50的正极集电体52例如可举出铝箔等。正极活性物质层54包含正极活性物质和磷酸化合物。正极活性物质层54可包含除了正极活性物质和磷酸化合物以外的成分，例如导电材料、粘合剂等。作为导电材料例如可优选使用乙炔黑(AB)等炭黑及其它(例如石墨等)碳材料。作为粘合剂例如可使用聚偏二氟乙烯(PVDF)等。本实施方式中，作为磷酸化合物使用由M3PO4(M是Li、Na或H)表示的化合物。磷酸化合物是在电池的过充电时抑制非水电解液的电化学分解的成分。磷酸化合物中的3个M可以相同也可以不同，优选相同。由于电池电阻的降低效果特别高，因此磷酸化合物优选为Li3PO4。磷酸化合物相对于正极活性物质优选配合0.01～20重量％，更优选配合0.1～10重量％，进一步优选配合1～5重量％。在本实施方式中，作为正极活性物质使用具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状的正极活性物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，具备电极体和非水电解液，所述电极体具有正极和负极，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性物质和由M3PO4表示的磷酸化合物，其中M是Li、Na或H，所述正极活性物质为具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状，所述壳部由层状的锂过渡金属氧化物构成，所述中空部形成于所述壳部的内部，所述贯通孔贯通所述壳部，所述正极活性物质的DBP吸油量为34～49mL/100g。

【技术特征摘要】
2015.11.04 JP 2015-2171371.一种非水电解液二次电池，具备电极体和非水电解液，所述电极体具有正极和负极，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性物质和由M3PO4表示的磷酸化合物，其中M是Li、Na或H，所述正极活性物质为具有壳部、中空部和贯通孔的中空粒子状，所述壳部由层状的锂过渡金属氧化物构成，所述中空部形成于所述壳部的内部，所述贯通孔贯通所述壳部，所述正极活性物质的DBP吸油量为34～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦隆太，
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