非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解液二次电池，是在正极活性物质层中添加了Li3PO4的非水电解液二次电池，其电压上升时的电池温度的上升被抑制。这里公开的非水电解液二次电池具有正极、负极和非水电解液。上述正极具有正极活性物质层。上述正极活性物质层含有正极活性物质、Li3PO4、和皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇。上述正极活性物质层中的Li3PO4的含量为1质量％以上15质量％以下。上述正极活性物质层中的上述皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇的含量为0.05质量％以上0.2质量％以下。

Non-aqueous electrolyte secondary battery

The invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is a non-aqueous electrolyte secondary battery with Li3PO4 added to the positive active material layer, and the temperature rise of the battery is suppressed when the voltage rises. The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein has positive, negative and non-aqueous electrolytes. Above all, there is a positive active substance layer. The positive active substance layer contains positive active substance, Li3PO4, and polyvinyl alcohol with a saponification degree of more than 86 moles. The content of Li3PO4 in the positive active material layer is above 1% and below 15%. The saponification degree of above mentioned positive active material layer is more than 86 mole% and the content of polyvinyl alcohol is more than 0.05 mass% and less than 0.2 mass%.

【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
近年来，锂离子二次电池等非水电解液二次电池适合用于个人电脑、便携终端等的便携式电源、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、充电式混合动力汽车(PHV)等的车辆驱动用电源等。关于非水电解液二次电池，已知因为非水电解液的分解而其特性劣化。因此，开发出用于抑制由非水电解液的分解引起的特性劣化的各种技术。例如，专利文献1中公开了将Li3PO4添加到正极活性物质层。专利文献1中记载了Li3PO4捕捉由非水电解液的分解而产生的酸，从而可以防止过渡金属从正极活性物质溶出，由此可以抑制电池特性的劣化。此外，专利文献1中记载了在初次充电时在正极表面形成来源于Li3PO4的被膜，通过该被膜可以抑制非水电解液的分解，抑制特性的劣化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开第2015-103332号公报
技术实现思路
另一方面，对于非水电解液二次电池而言，期望电压上升时的电池温度的上升被抑制。本专利技术人进行了深入研究，结果发现，在以往的在正极活性物质层中添加了Li3PO4的非水电解液二次电池中，关于电压上升时的电池温度的上升的抑制，存在改善的余地。因此本专利技术的目的是提供一种非水电解液二次电池，是在正极活性物质层中添加了Li3PO4的非水电解液二次电池，其电压上升时的电池温度的上升被抑制。这里公开的非水电解液二次电池具有正极、负极和非水电解液。上述正极具有正极活性物质层。上述正极活性物质层含有正极活性物质、Li3PO4、和皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇。上述正极活性物质层中的Li3PO4的含量为1质量％以上15质量％以下。上述正极活性物质层中的上述皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇的含量为0.05质量％以上0.2质量％以下。根据这样的构成，由于在非水电解液二次电池内存在特定量的皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇和Li3PO4，因此可以认为在正极活性物质和负极活性物质中的一者或两者形成改性的被膜。而且，通过该被膜，在电压上升时，虽然详细情况不清楚，但可以认为抑制放热反应(例如，非水电解液的分解反应等)发生。即，根据这样的构成，可以提供一种非水电解液二次电池，是在正极活性物质层添加了Li3PO4的非水电解液二次电池，其电压上升时的电池温度的上升被抑制。附图说明图1是示意性示出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截面图。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结构的示意图。图3是表示实施例中研究的、使用了皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇的评价用锂离子二次电池的温度上升比的图。图4是表示实施例中研究的、使用了皂化度为60摩尔％～85摩尔％的聚乙烯醇的评价用锂离子二次电池的温度上升比的图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，在本说明书中特别提及的事项以外的事项并且是本专利技术的实施所需的事项(例如，不使本专利技术具有特征的非水电解液二次电池的一般的结构和制造工艺)可以作为基于本领域现有技术的本领域技术人员的设计事项来把握。本专利技术可以基于本说明书所公开的内容和本领域的技术常识来实施。此外，在以下附图中，对发挥相同作用的构件/部位附上相同符号进行说明。此外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)不反映实际的尺寸关系。需要说明的是，在本说明书中所谓“二次电池”，一般是指能够反复充放电的蓄电装置，是包含所谓蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件的用语。此外，所谓“非水电解液二次电池”，是指具有非水电解液(典型地是在非水溶剂中包含支持电解质的非水电解液)的电池。以下，以具有扁平形状的卷绕电极体和扁平形状的电池壳体的扁平方型的锂离子二次电池作为例子，对本专利技术详细地说明，但并不意图将本专利技术限定于这样的实施方式所记载的内容。图1所示的锂离子二次电池100是通过扁平形状的卷绕电极体20和非水电解液(未图示)被收容在扁平的方形的电池壳体(即外装容器)30而构建的密闭型的锂离子二次电池100。在电池壳体30上设置有外部连接用的正极端子42和负极端子44、和以在电池壳体30的内压上升到规定水平以上的情况下开放该内压的方式设定的薄壁的安全阀36。此外，在电池壳体30上设置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，使用例如铝等轻量且导热性良好的金属材料。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(这里是两面)沿着长度方向形成了正极活性物质层54的正极片50、与在长条状的负极集电体62的一面或两面(这里是两面)沿着长度方向形成了负极活性物质层64的负极片60隔着2片长条状的隔板片70重合并沿长度方向卷绕。需要说明的是，在卷绕电极体20的以从卷绕轴方向(即，与上述长度方向正交的片宽度方向)的两端向外侧露出的方式形成的正极活性物质层非形成部分52a(即，不形成正极活性物质层54而正极集电体52露出的部分)与负极活性物质层非形成部分62a(即，不形成负极活性物质层64而负极集电体62露出的部分)，分别接合有正极集电板42a和负极集电板44a。作为构成正极片50的正极集电体52，可举出例如铝箔等。正极活性物质层54含有正极活性物质、Li3PO4、和皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇(PVA)。作为正极活性物质，使用了能够吸留和放出锂离子的材料，可以没有特别限定地使用一直以来用于锂离子二次电池的物质(例如层状结构的氧化物、尖晶石结构的氧化物)的一种或二种以上。作为正极活性物质的例子，可举出锂镍系复合氧化物、锂钴系复合氧化物、锂锰系复合氧化物、锂镍锰系复合氧化物(例如，LiNi0.5Mn1.5O4)、锂镍锰钴系复合氧化物(例如，LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2)等含有锂的过渡金属氧化物。正极活性物质的含量在正极活性物质层54中(即，相对于正极活性物质层54的总质量)优选为70质量％以上。皂化度为86摩尔％以上的PVA含有下述式所示的乙烯醇单元、和通过皂化而能够转变为乙烯醇单元的结构单元(典型地是脂肪酸乙烯酯单元)。本说明书中的所谓PVA的皂化度，是指PVA所具有的、相对于通过皂化而能够转变为乙烯醇单元的结构单元(典型地是脂肪酸乙烯酯单元)与乙烯醇单元的合计摩尔数、该乙烯醇单元的摩尔数所占的比例(摩尔％)。皂化度可以依照JISK6726：1994的记载来测定。[化1]皂化度为86摩尔％以上的PVA可以含有乙烯醇单元和通过皂化而能够转变为乙烯醇单元的结构单元以外的重复单元。作为其例子，可举出来源于后述聚合性不饱和单体的单元。皂化度为86摩尔％以上的PVA可以按照公知方法来合成而获得。例如，可以通过将以乙酸乙烯酯为代表的脂肪酸乙烯酯聚合，进行水解来获得。作为脂防酸乙烯酯，可举出例如，甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯和其它直链或支链状的饱和脂肪酸乙烯酯。其中优选为乙酸乙烯酯。在皂化度为86摩尔％以上的PVA的合成时，可以将脂防酸乙烯酯与该脂肪酸乙烯酯以外的聚合性不饱和单体共聚。作为能够与脂肪酸乙烯酯共聚的聚合性不饱和单体，可举出例如，乙烯、丙烯等烯烃类；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池，其具有正极、负极和非水电解液，所述正极具有正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性物质、Li3PO4、和皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇，所述正极活性物质层中的Li3PO4的含量为1质量％以上15质量％以下，所述正极活性物质层中的所述皂化度为86摩尔％以上的聚乙烯醇的含量为0.05质量％以上0.2质量％以下。

【技术特征摘要】
2017.06.22 JP 2017-1217931.一种非水电解液二次电池，其具有正极、负极和非水电解液，所述正极具有正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性物质、...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩原英辉，高畑浩二，加藤大树，齐藤彰，
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