锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极和锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极、及使用它们的锂离子二次电池，该锂离子二次电池用正极具备正极活性物质层，该正极活性物质层含有绝缘性的聚烯烃粒子和导电性材料，该锂离子二次电池用电极具备电极活性物质层，该电极活性物质层含有聚烯烃粒子和包含源自含腈基单体的结构单元的树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极和锂离子二次电池
本公开涉及锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极和锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池为具有高能量密度的能量装置，被广泛用作笔记本型计算机、手机和PDA(PersonalDigitalAssistant：个人数字助理)那样的便携用信息终端的电源。代表性的锂离子二次电池中，使用将正极、绝缘层、负极和绝缘层依次重叠并卷绕而得到的卷绕型电极组，或将正极、绝缘层和负极层叠而成的层叠型电极组。作为负极的活性物质，主要使用锂离子能够向层间插入(形成锂层间化合物)和放出的具有多层结构的碳材料，作为正极的活性物质，主要使用含锂的金属复合氧化物，绝缘层主要使用聚烯烃制多孔质膜。这样的锂离子二次电池的电池容量和输出高，充放电循环特性也良好。锂离子二次电池虽然在安全性方面也处于高水准，但由于其高容量和高输出，因此在安全性方面要求进一步提高。例如，如果锂离子二次电池被过充电，则有可能发热。另外，由于内部短路的发生，也有可能发热。进一步，锂离子二次电池由于包含含有有机溶剂的非水电解质，因此存在有机溶剂伴随发热而化学分解并产生气体，发生电池的内压上升等不良状况的可能性。目前，在锂离子二次电池的过充电时等，通过在电池内阻断电流以抑制发热，从而实现了锂离子二次电池的安全性的进一步提高。作为提高安全性的方法，例如可列举：(1)利用设置于封口板内的安全阀等检测电池的内压并阻断电流的机构的方法；(2)在封口板内设置由随电池发热而电阻上升的PTC(PositiveTemperatureCoefficient：正温度系数)元件构成的构件，通过使PTC元件成为非导体来阻断电流的方法；以及(3)使用随电池发热而熔融的绝缘层，通过绝缘层熔融来阻碍正负极间的锂离子移动，从而阻断电流的方法。另一方面，作为阻断电流以抑制发热的其他方法，提出了形成有PTC层的电极(例如，参照日本特开2009-176599号公报)。PTC层是指与PTC元件同样地具备随电池发热而使电阻(直流电阻)上升的功能的层。日本特开2009-176599号公报的电极(正极和负极的至少一方)是将正极活性物质层或负极活性物质层、PTC层和集电体依次重叠而成的层叠体。另外，日本特开平10-241665号公报中提出了在电极活性物质层内使用随电池发热而电阻(直流电阻)上升的PTC导电性材料的方法。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在(1)的方法中，成为使电池内压变化的主要原因的、电解液的分解反应的进行，不仅受电池温度的影响，还较大程度地受电池电压、环境温度等的影响，因此对发热的响应变得不准确，有时发热的抑制效果变得不充分。在(2)的方法中，作为主要发热体的电极组与封口板内的PTC元件处于背离的位置关系，因此PTC元件对发热的响应性降低，有时发热的抑制效果变得不充分。在(3)的方法中，必须使用对电池发热响应性良好地熔融那样的绝缘层，但如果使用那样的绝缘层，则有时电池的高输出化、充放电循环特性的提高等变得不充分。另一方面，日本特开2009-176599号公报的PTC层的要求如下：由树脂粒子与导电性材料构成，树脂粒子伴随过加热而熔解，导电性材料彼此成为非接触状态，从而阻断电流。但是，包含日本特开2009-176599号公报的PTC层的正极中，为了在集电体与电极活性物质层之间形成PTC层，存在制造工序变得复杂这样的问题。另外，日本特开平10-241665号公报所记载的PTC导电性材料为通过喷射磨方式将由炭黑和聚乙烯混合而成的颗粒粉碎而得到的微粒。日本特开平10-241665号公报中公开了通过在电极活性物质层中包含该微粒而表现PTC功能。但是，对于日本特开平10-241665号公报所记载的PTC导电性材料，由于使导电性材料预先进入了聚乙烯中，因此PTC导电性材料的导电性低，导致电池特性降低。另外，专利技术人等进行了研究，结果得知：在为了提高PTC导电性材料的导电性而增加了PTC导电性材料所含的炭黑的比例的情况下，虽然能够抑制电池特性的降低，但得不到PTC功能。本专利技术是鉴于上述课题而作出的专利技术，其课题是：提供一种锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极、和使用它们的锂离子二次电池，该锂离子二次电池用正极具备在温度上升时使电池的内部电阻(以下，有时也称为直流电阻)上升的功能，在通常工作时具有优异的电池特性，且制造工序也简便。解决课题的方法用于解决上述课题的具体方法包含以下的实施方式。＜1＞一种锂离子二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有绝缘性的聚烯烃粒子和导电性材料。＜2＞根据＜1＞所述的锂离子二次电池用正极，上述绝缘性的聚烯烃粒子的含有率相对于上述正极活性物质层的总量为0.1质量％～10质量％。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的锂离子二次电池用正极，上述正极活性物质层所含有的上述绝缘性的聚烯烃粒子与上述导电性材料的质量比(绝缘性的聚烯烃粒子/导电性材料)为0.15/0.85～0.85/0.15。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的锂离子二次电池用正极，上述绝缘性的聚烯烃粒子的平均粒径为0.1μm～30μm。＜5＞一种锂离子二次电池用电极，其具备电极活性物质层，所述电极活性物质层含有聚烯烃粒子和包含源自含腈基单体的结构单元的树脂。＜6＞根据＜5＞所述的锂离子二次电池用电极，上述聚烯烃粒子的平均粒径为0.1μm～30μm。＜7＞根据＜5＞或＜6＞所述的锂离子二次电池用电极，上述聚烯烃粒子的含有率相对于上述电极活性物质层的总量为0.1质量％～10质量％。＜8＞一种锂离子二次电池，其具备选自由＜1＞～＜4＞中任一项所述的锂离子二次电池用正极和＜5＞～＜7＞中任一项所述的锂离子二次电池用电极组成的组中的至少一个电极。专利技术效果根据本专利技术，能够提供锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电极、和使用它们的锂离子二次电池，该锂离子二次电池用正极具备在温度上升时使电池的内部电阻上升的功能，在通常工作时具有优异的电池特性，且制造工序也简便。附图说明图1是本专利技术的实施方式的锂离子二次电池用正极的示意截面图。图2是本专利技术的实施方式的圆柱状锂离子二次电池的立体截面图。图3是实施例1中得到的正极活性物质层(正极A)表面的扫描型电子显微镜照片。图4是实施例1中得到的正极活性物质层(正极B)表面的扫描型电子显微镜照片。具体实施方式以下，说明本专利技术的优选实施方式。需要说明的是，本说明书中特别言及的事项以外的事情且实施本专利技术所必须的事情，可以作为本领域技术人员基于该领域中的现有技术的设计事项来掌握。本专利技术可以基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。另外，以下附图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。本说明书中使用“～”来表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。在本说明书中阶段性记载的数值范围中，一个数值范围所记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，在本说明书中记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值还可以替换为实施例所示的值。关于本说明书中组合物中的各成分的含有率，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，就是指组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有绝缘性的聚烯烃粒子和导电性材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.10 JP 2015-024611;2015.02.12 JP 2015-024871.一种锂离子二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有绝缘性的聚烯烃粒子和导电性材料。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极，所述绝缘性的聚烯烃粒子的含有率相对于所述正极活性物质层的总量为0.1质量％～10质量％。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用正极，所述正极活性物质层所含有的所述绝缘性的聚烯烃粒子与所述导电性材料的质量比即绝缘性的聚烯烃粒子/导电性材料为0.15/0.85～0.85/0...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛冈广喜，羽场英介，长井骏介，高冈谦次，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP