非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于，利用少量的碳酸锂在过充电时迅速地启动电流阻断机构。本发明专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池的特征在于，其包括：包含正极活性物质的正极板、包含负极活性物质的负极板、夹在正极板与负极板之间的间隔件、非水电解质、有底筒状的外装罐、以及具有在规定的电池压力下启动的电流阻断机构的封口体，正极活性物质为通式LixNiyM(1‑y)O2(0＜x≤1.2、0.85≤y≤0.99、M为选自Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素)所示的锂镍复合氧化物，相对于正极活性物质的质量为0.01质量％以上且0.2质量％以下的碳酸锂被添加至正极板中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池
本专利技术涉及具备设置有电流阻断机构的封口体的非水电解质二次电池。
技术介绍
非水电解质二次电池具有高能量密度，因此被广泛用作智能手机、平板型计算机、笔记本电脑和便携型音乐播放器等便携型电子设备的驱动电源。近年来，非水电解质二次电池的用途也扩大至电动工具、电动辅助自行车和电动汽车等，对非水电解质二次电池要求高安全性。非水电解质二次电池具有密闭结构，因此，非水电解质二次电池因误操作、充电器的故障等而被过充电时，在电池内部产生气体而导致电池内压上升。长期持续过充电时，有导致电池破裂、起火的可能性。因而，在非水电解质二次电池设置了如果电池内压达到规定值则阻断电池内部的电流通路的电流阻断机构。电流阻断机构使用了因电池内压的上升而变形的阀芯，利用阀芯的变形，电池内部的一部分电流通路被断开。为了迅速地启动电流阻断机构，需要在电池内部迅速地产生气体且该气体不会引发成为热失控原因的化学反应。专利文献1和2公开了向正极板中添加碳酸锂，使其在过充电时产生二氧化碳气体的技术。此外，作为用于提高过充电时的非水电解质二次电池的安全性的手段，专利文献3～7公开了向非水电解质中添加具有各种取代基的苯衍生物的技术。可以认为：苯衍生物在过充电时也会因正极处的聚合反应或氧化分解反应而促进气体的产生。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平04-328278号公报专利文献2：日本特开2008-186792号公报专利文献3：日本特开平05-036439号公报专利文献4：日本特开平09-171840号公报专利文献5：日本特开2001-015155号公报专利文献6：日本特开2002-260725号公报专利文献7：日本特开2014-102877号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如果向非水电解质二次电池的正极板中添加过量的碳酸锂，则会有对高温循环特性、高温保存特性之类的高温环境下的电池特性造成不良影响的情况。因此，向正极板中添加的碳酸锂添加量优选为少量。为了利用少量的碳酸锂来迅速地启动电流阻断机构，需要在过充电时使碳酸锂有效分解的手段。本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其目的在于，提供能够利用少量的碳酸锂在过充电时迅速地启动电流阻断机构的非水电解质二次电池。用于解决问题的方案本专利技术的第一方式所述的非水电解质二次电池的特征在于，其包括：包含正极活性物质的正极板、包含负极活性物质的负极板、夹在正极板与负极板之间的间隔件、非水电解质、有底筒状的外装罐、以及具有在规定的电池内压下启动的电流阻断机构的封口体，正极活性物质为通式LixNiyM(1-y)O2(0＜x≤1.2、0.85≤y≤0.99、M为选自Al、Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素)所示的锂镍复合氧化物，相对于正极活性物质的质量为0.01质量％以上且0.2质量％以下的碳酸锂被添加至正极板中。本专利技术的第二方式所述的非水电解质二次电池的特征在于，其包括：包含正极活性物质的正极板、包含负极活性物质的负极板、夹在正极板与负极板之间的间隔件、非水电解质、有底筒状的外装罐、以及具有在规定的电池内压下启动的电流阻断机构的封口体，正极活性物质为通式LixNiyM(1-y)O2(0＜x≤1.2、0.88≤y≤0.99、M为选自Al、Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素)所示的锂镍复合氧化物，相对于正极活性物质的质量为0.01质量％以上且0.2质量％以下的碳酸锂被添加至正极板中。专利技术效果根据本专利技术的一个方式，能够利用少量的碳酸锂在过充电时迅速地启动电流阻断机构。因此，根据本专利技术的一个方式，能够提供兼顾高温环境下的电池特性和过充电时的安全性的非水电解质二次电池。附图说明图1是实验例所述的非水电解质二次电池的截面立体图。具体实施方式正极活性物质使用通式LixNiyM(1-y)O2所示的锂镍复合氧化物。正极活性物质可以通过例如将成为锂源的氢氧化锂与包含镍、其它金属元素M的复合氧化物一同在氧气气氛下进行烧成来制作。刚刚制作后的锂镍复合氧化物中的x优选为1以上且1.2以下。需要说明的是，由于充电时从锂镍复合氧化物中释放出锂，因此，作为正极活性物质而包含在非水电解质二次电池中的锂镍复合氧化物的x规定为0＜x≤1.2。锂镍复合氧化物中的镍含量越大，则高充电深度(SOC)下的电阻越会增加。换言之，镍含量越大，则过充电时的正极极化变得越大，正极越会迅速地到达碳酸锂的分解电位。上述通式中的y优选为0.85以上、更优选为0.88以上。另一方面，为了提高锂镍复合氧化物的电池特性、安全性，优选将一部分Ni用选自Al、Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素取代。y优选为0.99以下。正极板可以通过例如将包含正极活性物质的正极合剂浆料涂布至正极集电体上并干燥来制作。正极合剂浆料可以通过将正极活性物质与粘结剂投入至分散介质中并混炼来制作。正极合剂浆料中可以添加有导电剂。作为负极活性物质，可以使用能够吸储、释放锂离子的碳材料；能够与锂发生合金化的金属材料。作为碳材料，可例示出天然石墨和人造石墨等石墨。作为金属材料，可例示出硅和锡、以及它们的氧化物。碳材料和金属材料可以单独使用，或者混合使用两种以上。负极板可以通过例如将包含负极活性物质的负极合剂浆料涂布至负极集电体上并干燥来制作。负极合剂浆料可以通过将负极活性物质与粘结剂投入至分散介质中并混炼来制作。负极合剂浆料可以添加有增稠剂。作为间隔件，可以使用以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)之类的聚烯烃为主成分的微多孔膜。微多孔膜可以以1层使用，或者层叠2层以上来使用。在2层以上的层叠间隔件中，优选将以熔点低的聚乙烯(PE)为主成分的层作为中间层，并将耐氧化性优异的聚丙烯(PP)作为表面层。进而，可以向间隔件中添加氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)和氧化硅(SiO2)之类的无机粒子。这样的无机粒子可以担载于间隔件中，也可以与粘结剂一起涂布至间隔件表面。正极板与负极板隔着间隔件卷绕而构成电极体。电极体与非水电解质一起容纳在有底筒状的外装罐中。有底筒状的外装罐的开口部借助垫片进行嵌紧固定，由此使电池内部被密闭。在封口体的内部设置有电池内压达到规定值时阻断电流通路的电流阻断机构。非水电解质可通过例如向非水溶剂中溶解作为电解质盐的锂盐来制备。作为非水溶剂，可以使用环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯和链状羧酸酯，它们优选混合使用2种以上。作为环状碳酸酯，可例示出碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸丁烯酯(BC)。此外，也可以使用如氟代碳酸乙烯酯(FEC)那样地用氟取代一部分氢而成的环状碳酸酯。作为链状碳酸酯，可例示出碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲丙酯(MPC)等。作为环状羧酸酯，可例示出γ-丁内酯(γ-BL)和γ-戊内酯(γ-VL)，作为链状羧酸酯，可例示出新戊酸甲酯、新戊酸乙酯、异丁酸甲酯和丙酸甲酯。作为锂盐，可例示出LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、LiAsF6、LiClO4、Li2B10Cl10和Li2B1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备：包含正极活性物质的正极板、包含负极活性物质的负极板、夹在所述正极板与所述负极板之间的间隔件、非水电解质、有底筒状的外装罐、以及具有在规定的电池内压下启动的电流阻断机构的封口体，所述正极活性物质为通式LixNiyM(1‑y)O2所示的锂镍复合氧化物，其中，0＜x≤1.2、0.85≤y≤0.99、M为选自Al、Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素，相对于所述正极活性物质的质量为0.01质量％以上且0.2质量％以下的碳酸锂被添加至所述正极板中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 JP 2016-0349541.一种非水电解质二次电池，其具备：包含正极活性物质的正极板、包含负极活性物质的负极板、夹在所述正极板与所述负极板之间的间隔件、非水电解质、有底筒状的外装罐、以及具有在规定的电池内压下启动的电流阻断机构的封口体，所述正极活性物质为通式LixNiyM(1-y)O2所示的锂镍复合氧化物，其中，0＜x≤1.2、0.85≤y≤0.99、M为选自Al、Co、Fe、Cu、Mg、Ti、Zr、Ce和W中的至少1种元素，相对于所述正极活性物质的质量为0.01质量％以上且0.2质量％以下的碳酸锂被添加至所述正极板中。2.一种非水电解质二次电池，其具备：包含正极活性物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：崎田孝文，桥谷早奈恵，长崎显，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP