制造非水电解质二次电池的方法和非水电解质二次电池技术

非水电解质二次电池的制造方法包括：将碳基负极活性物质、粘合剂和糖醇彼此捏合以形成负极混合物糊的捏合步骤；以及将负极混合物糊施涂在负极集电体上以形成负极混合物层的施涂步骤。糖醇优选为甘露醇、木糖醇、山梨糖醇或麦芽糖醇，其量为碳基负极活性物质的0.1‑7重量％。因此，可以获得非水电解质二次电池，特别是锂离子电池，其中过充期间电池安全性得到改善，而不增加电池电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造非水电解质二次电池的方法和非水电解质二次电池
技术介绍
专利
本专利技术涉及制造非水电解质二次电池的方法和非水电解质二次电池。
技术介绍
日本专利申请公开No.2007-250424(JP2007-250424A)公开了一种非水电解质二次电池，其中电解质含有1重量％至饱和溶解度的量的糖醇脂肪酸酯化合物。在JP2007-250424A中，将糖醇脂肪酸酯化合物加入液体电解质即电解液中。根据该结构，当电池过充电时，沉积在负极上的锂(Li)金属与糖醇脂肪酸酯化合物反应，因此可以使锂金属失活。因此，可以预期过充电时的安全性的提高。然而，根据该结构，电池电阻增加。
技术实现思路
根据本专利技术，可以在提高过充电时的安全性的同时抑制电池电阻的增加。根据本专利技术的第一方面，提供一种制造非水电解质二次电池的方法，所述方法包括：彼此捏合碳基负极活性物质、粘合剂和糖醇以形成负极混合物糊的捏合步骤；以及将负极混合物糊施涂在负极集电体上以形成负极混合物层的施涂步骤。当像现有技术那样将糖醇脂肪酸酯化合物加入到电解液中时，由于以下原因，预期电池电阻增加。电解液不仅渗入负极混合物层中，而且渗入正极混合物层中。因此，糖醇脂肪酸酯化合物也渗入正极混合层中。糖醇脂肪酸酯化合物不能承受正极电位并分解形成电阻膜。结果，电池电阻增加。此外，供给到负极混合物层的糖醇的量也减少。电解液渗入负极混合物层中是不可能均匀的。也就是说，糖醇脂肪酸酯化合物在负极混合物层中的分布不可能均匀。因此，假设在负极混合层中糖醇的丰度小的负极混合层部分中，锂金属的失活不充分。特别是，在高倍率(高电流)过充电期间，金属锂沉积量增加，其效果受到关注。另一方面，在上述方法中，由于以下原因，可以在提高过充电时的安全性的同时抑制电池电阻增加。在上述方法中，使用糖醇本身代替糖醇脂肪酸酯化合物。将糖醇与碳基负极活性物质捏合，形成负极混合物糊。使用负极混合物糊，形成含有糖醇的负极混合物层。结果，在负极混合层中，糖醇可以均匀分布。此外，糖醇对碳基负极活性物质具有高亲和性。因此，抑制了糖醇从负极混合物层的洗脱。此外，为了使糖醇渗入正极混合物层，需要在糖醇溶解于电解液中之后移动到正极混合物层侧。因此，可以抑制由糖醇渗入正极混合物层中引起的电阻增加。糖醇可以是选自甘露醇、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇中的至少一种。其原因在于，可以预期由上述糖醇提高过充电时的安全性。相对于100质量份的碳基负极活性物质，糖醇的混合量为0.1质量份-7.0质量份。其原因在于，在上述范围内，可以预期过充电时安全性提高。捏合步骤可以包括：将粘合剂、糖醇、增稠剂和溶剂彼此捏合以获得第一混合物的第一捏合步骤；将第一混合物和碳基负极活性物质彼此捏合以获得第二混合物的第二捏合步骤；以及将溶剂添加到第二混合物并将溶剂和第二混合物彼此捏合以获得负极混合物糊的稀释-分散步骤。利用上述结构，可以提高负极混合物层中的糖醇分布的均匀性。根据本专利技术的第二方面，提供一种非水电解质二次电池，其包括：负极集电体；以及形成在负极集电体上的负极混合物层。负极混合物层含有碳基负极活性物质、粘合剂和糖醇。当通过将负极混合物层在宽度方向上三等分并进一步将负极混合物层在厚度方向上二等分而将负极混合物层在厚度方向上的截面分成六个测量区域时，所有测量区域满足以下表达式(I)。0.8<Mi/Mave<1.2...(I)在式(I)中，i表示1-6的整数，Mi表示各测定区域中糖醇的NMR信号强度，Mave表示M1、M2、M3、M4、M5、和M6的平均值。如上所述，通过控制糖醇在负极混合物层中的分布，可以提高过充电期间的安全性。平均值(Mave)可以为10至700。结果，可以预期过充电期间安全性的提高。根据上述方面，可以在提高过充电时的安全性的同时抑制电池电阻的增加。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：图1是显示根据本专利技术实施方案的非水电解质二次电池的制造方法的概要的流程图；图2是显示根据本专利技术实施方案的负极制备步骤的概要的流程图；图3是显示根据本专利技术实施方案的负极的结构实例的示意图；图4是沿图3的IV-IV线的示意剖视图；图5是显示根据本专利技术实施方案的正极的结构实例的示意图；图6是显示根据本专利技术实施方案的电极组的结构实例的示意图；图7是显示根据本专利技术实施方案的非水电解质二次电池的结构实例的示意图；图8是沿图7的VIII-VIII线的示意剖视图；图9是显示样品A1的制备条件的表；和图10是显示各样品的NMR测量结果的表。实施方案详述在下文中，将详细描述本专利技术的实施方案(以下称为“实施方案”)。然而，实施方案不限于以下描述。[制造非水电解质二次电池的方法]图1是显示根据本实施方案的非水电解质二次电池的制造方法的概要的流程图。如图1所示，制造方法包括负极制备步骤(S100)、正极制备步骤(S200)、电极组制备步骤(S300)、壳体容纳步骤(S400)和液体注入步骤(S500)。以下，对各步骤进行说明。[负电极制备步骤(S100)]负极制备步骤包括：将碳基负极活性物质(以下也简称为“负极活性物质”)、粘合剂和糖醇彼此捏合以形成负极混合物糊的捏合步骤；以及将负极混合物糊施涂在负极集电体上以形成负极混合物层的施涂步骤。图2是显示负极制备步骤的概要的流程图。如图2所示，负极制备步骤包括制备步骤(S101)、第一捏合步骤(S102)、第二捏合步骤(S103)、稀释-分散步骤(S104)和施涂步骤(S105)。在这些步骤中，从第一捏合步骤到稀释-分散步骤的步骤对应于捏合步骤。[制备步骤(S101)]在制备步骤(S101)中，制备包括糖醇、负极活性物质、增稠剂和粘合剂的各种材料。[糖醇]糖醇是由还原的糖的醛基产生的多元醇。糖醇是粉末或溶液的形式。糖醇可以是例如甘露糖醇、木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇或寡糖醇。特别是，当使用甘露糖醇、木糖醇、山梨糖醇或麦芽糖醇时，可以预期过充电时安全性提高。其中，可以单独使用一种，也可以将2种或更多种组合使用作为糖醇。也就是说，糖醇可以是选自甘露醇、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇中的至少一种。糖醇可以具有链结构或环结构。考虑到与锂金属的反应性，优选糖醇具有链结构。由于相同的原因，糖醇的价数优选为5-6。化合价是指存在于糖醇的分子结构中的醇羟基的数量。考虑到上述条件，糖醇优选为选自甘露醇、木糖醇、山梨糖醇中的至少一种。由于醇羟基，糖醇是高亲水性的。因此，由于糖醇的分散性提高，因此在制备糊期间优选水作为溶剂。相对于100质量份的碳基负极活性物质，负极混合物中的糖醇的混合量可以为0.1质量份-7.0质量份。在上述范围内，可以期望过充电时安全性提高。混合量的下限可以为0.3质量份或1.0质量份。混合量的上限可以为5.0质量份或4.0质量份。在上述范围内，可以显著提高过充电时的安全性。[负极活性物质]在本实施方案中，使用碳基负极活性物质。碳基负极活性物质是能够储存和释放Li离子的碳材料。例如，可以使用天然石墨、人造石墨或焦炭作为碳基负极活性物质。碳基负极活性物质对糖醇具有高亲和力。因此，通过采用碳基负极活性物质，可以抑制糖醇从负极混合物层的洗脱。[增稠剂]增稠剂赋予负极混合糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造非水电解质二次电池的方法，该方法包括：将碳基负极活性物质、粘合剂和糖醇彼此捏合以形成负极混合糊的捏合步骤；和将负极混合物糊施涂在负极集电体上以形成负极混合层的施涂步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.19 JP 2014-2575671.一种制造非水电解质二次电池的方法，该方法包括：将碳基负极活性物质、粘合剂和糖醇彼此捏合以形成负极混合糊的捏合步骤；和将负极混合物糊施涂在负极集电体上以形成负极混合层的施涂步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中糖醇选自甘露醇、木糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中相对于100质量份碳基负极活性物质，糖醇的混合量为0.1质量份-7.0质量份。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中捏合步骤包括：将粘合剂、糖醇、增稠剂和溶剂彼此捏合以获得第一混合物的第一捏合步骤；将第一混合物和碳基负极活性物质彼此捏合以获得第二混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅山浩哉，横山友嗣，和田直之，福本友祐，桥本达也，
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