非水电解质电池及电池包制造技术

根据实施方式，提供一种包含电极组和非水电解质的非水电解质电池。电极组是正极、负极及配置在正极与负极之间的隔膜卷绕而成的。隔膜的卷绕方向的拉伸弹性模量为200(N/mm

Non water electrolyte battery and battery pack

According to the implementation, a non water electrolyte battery consisting of an electrode group and a non aqueous electrolyte is provided. The electrode group is a positive pole, a negative pole, and a diaphragm arranged between the cathode and the negative pole. The tensile elastic modulus of the winding direction of the diaphragm is 200 (N/mm

【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
对于锂电池、锂离子电池这样的非水电解质电池的隔膜，一直使用由聚烯烃、纤维素纤维等形成的无纺布。为了应对非水电解质电池的高容量化的要求，对减薄隔膜的厚度进行了研究。然而，若减薄隔膜的厚度，则由于在充放电循环的中途产生内部短路，或者无法充分吸收因充放电而引起的电极的膨胀收缩，对电极局部地施加力而在电流分布中出现大的差异，所以产生充放电循环寿命变短这样的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-227116号公报专利文献2：日本特开2013-204154号公报非专利文献非专利文献1：神保元二等：“微粒手册”朝仓书店(1991年)非专利文献2：早川宗八郎编：“粉体物性测定法”朝仓书店(1973年)
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题在于提供能够改善充放电循环寿命性能的非水电解质电池、和具备该非水电解质电池的电池包。根据实施方式，提供一种非水电解质电池，其包含电极组和非水电解质。电极组是正极、负极及配置在正极与负极之间的隔膜卷绕而成的。隔膜的卷绕方向的拉伸弹性模量为200(N/mm2)以上且2000(N/mm2)以下。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是表示实施例及比较例的非水电解质电池的伴随充放电循环数的变化的容量维持率的变化的图表。具体实施方式(第1实施方式)根据第1实施方式，提供一种非水电解质电池，其包含电极组和非水电解质。电极组是正极、负极及配置在正极与负极之间的隔膜以扁平或圆筒状卷绕而成的。对于隔膜，其卷绕方向的拉伸弹性模量为200(N/mm2)以上且2000(N/mm2)以下，此外隔膜为多孔质。其中，对于卷绕方向(以下称为MD(machinedirection)方向)，可以使用隔膜的长边方向、或与电极组的卷绕轴垂直的方向。上述隔膜即使是其厚度薄的情况下柔软性也优异，能够像弹簧那样通过孔的形状发生变化而追随伴随充放电循环时的膨胀收缩的电极组或正负极的变形而发生变形。其结果是，由于对电极施加的力被分散，所以变得能够防止电流分布中出现大的差异。此外，能够避免在充放电循环的中途隔膜断裂而正极与负极相接并产生内部短路。进而，隔膜发生变形，结果是由于隔膜伸长，所以隔膜的孔变大而能够期待锂离子透过性或电解液的渗透性的改善。以上的结果是，能够提高非水电解质电池的充放电循环性能。拉伸弹性模量的更优选的范围为500～1300(N/mm2)。若将拉伸弹性模量设定为低于200(N/mm2)，则由于隔膜的变形量变大，所以对电极施加的力产生不均。由此，产生电流分布差而活性物质变得不能被同样地充放电。其结果是，形成急剧地劣化的部分和没有劣化的部分，促进充放电循环时的容量劣化。另一方面，若拉伸弹性模量超过2000(N/mm2)，则隔膜无法追随充放电循环时的电极组或电极的变形而发生断裂，在充放电循环中导致内部短路的概率变高。隔膜的MD方向的拉伸弹性模量通过下面的方法测定。首先，依据JISC2300-2，准备宽度15mm×长度约250mm的隔膜。此外，隔膜的厚度也依据JISC2300-2，将10片隔膜重叠而测定其厚度，由该值算出每1片隔膜的平均值。由这些宽度、长度及厚度的值可以求出截面积。之后，基于抗拉强度JIS-P8113测定隔膜的MD方向的抗拉强度及位移量。将测定时的张力设为F(N)，将供于测定的样品的截面积设为S(mm2)，将供于测定的样品的长度设为L(mm)，将样品的位移量设为ΔL(mm)，由下述(2)式得到MD方向的拉伸弹性模量X(N/mm2)。X＝(F/S)/(ΔL/L)(2)隔膜优选满足下述(1)式。1.5≤FMD/FTD≤10(1)FMD为隔膜的MD方向的抗拉强度。FTD为与MD方向垂直的方向的抗拉强度。FMD及FTD基于抗拉强度JIS-P8113测定。由于通过将FMD/FTD的值设定为上述范围，隔膜能够充分地吸收充放电循环时的膨胀收缩，所以能够降低因充放电而产生的电极的变形量。由此，能够进一步提高充放电循环性能。若将FMD/FTD的值设定为低于1.5，则构成隔膜的无纺布的纤维向MD方向的取向不充分，难以得到令人满意的MD方向抗拉强度。此外，若FMD/FTD的值超过10，则变成在MD方向上仅排列长的纤维那样的状态，有可能变成在TD方向上容易开裂的状态。隔膜利用水银压入法的细孔径分布中的众数径优选为1μm以上且10μm以下。由于通过将众数径设定为1μm以上，隔膜的柔软性增加，但若众数径过大，则诱发内部短路，所以众数径优选设定为1μm以上且10μm以下。负极优选包含钛酸锂。由于钛酸锂在没有嵌入Li的状态下为绝缘体，所以若将钛酸锂设定为负极活性物质，则通过隔膜的变形(伸长)而孔变大，在正负极稍微接触的情况下也变得难以产生内部短路。通过将钛酸锂设定为负极活性物质，并且将隔膜的利用水银压入法的细孔径分布中的众数径设定为1μm以上且10μm以下，能够降低充放电循环中的内部短路发生率。以下记载利用水银压入法的细孔径分布中的众数径的测定方法。对于测定装置，使用岛津Autopore9520(由Shimadzu公司制造的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。将提供所得到的细孔直径的体积分布的峰值的细孔直径作为众数径。测定法·原理等详细情况参照神保元二等的“微粒手册”朝仓书店(1991年)、早川宗八郎编的“粉体物性测定法”朝仓书店(1973年)等。另外，从电池中取出隔膜，在碳酸乙甲酯中浸渍而除去Li盐等电解质后，将干燥而得到的物质作为测定样品。对实施方式所述的非水电解质电池进行详细说明。实施方式所述的非水电解质电池具备正极、负极、配置在正极及负极之间的隔膜和非水电解质。正极可以包含正极集电体和担载于正极集电体的一面或两面上的正极材料层(含正极活性物质层)。正极材料层可以包含正极活性物质。正极材料层也可以根据需要进一步包含导电剂及粘结剂。正极集电体也可以包含在表面没有担载正极材料层的部分。正极集电体中的正极材料层无担载部分可以作为正极极耳起作用。或者，正极也可以包含不同于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，其是包含电极组和非水电解质的非水电解质电池，所述电极组是正极、负极及配置在所述正极与所述负极之间的隔膜卷绕而成的，所述隔膜的卷绕方向的拉伸弹性模量为200(N/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.08 JP 2015-1368981.一种非水电解质电池，其是包含电极组和非水电解质的非水电解质电池，所述电极组是正极、负极及配置在所述正极与所述负极之间的隔膜卷绕而成的，所述隔膜的卷绕方向的拉伸弹性模量为200(N/mm2)以上且2000(N/mm2)以下。2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜满足下述(1)式，1.5≤FMD/FTD≤10(1)所述FMD为所述隔膜的所述卷绕方向的抗拉强度，所述FTD为与所述卷绕方向垂直的方向的抗拉强度。3.根据权利要求2所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜为利用水银压入法的细孔径分布中的众数径为1μm以上且10μm以下的无纺布，所述负极包含钛酸锂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质电池，其中，所述拉伸弹性模量为500(N/mm2)以上且1300(N/mm2)以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜的厚度为4μm以上且30μm以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的非水电解质电池，其中，所述隔膜...

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