锂二次电池制造技术

技术编号:20024009 阅读:20 留言:0更新日期:2019-01-06 03:38
本发明专利技术的课题在于,降低正极、负极间的电阻。一种锂离子二次电池,包括:具有正极混合物层的正极;具有负极混合物层的负极;和设置于上述正极混合物层与上述负极混合物层之间的陶瓷层,上述陶瓷层具有陶瓷颗粒和以Ba1‑xMxTiO3(M=La或Sr,x=0~0.1的范围)表示的电介质颗粒,上述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)为1μm以上30μm以下,上述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)与上述电介质颗粒的平均粒径(Db)的关系Db/Da为Db/Da≤0.2的范围,上述电介质相对于上述陶瓷颗粒与上述电介质的体积之和的体积比为1~40vol%的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池
本专利技术涉及输出特性优异的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池具有较高的能量密度,作为电动汽车用和电力储存用的电池备受关注。特别是电动汽车中,具有未装载发动机的零排放电动汽车、装载有发动机和二次电池双方的混合动力电动汽车、和从系统电源充电的插电式电动汽车。特别是混合动力电动汽车中,对锂二次电池要求大电流下的输出特性。这样,作为提高锂二次电池的输出特性的现有技术,具有各种方案,特别是作为促进锂离子的插入、脱离的反应的方案,具有以下那样的现有技术。专利文献1公开有一种技术,全固态锂二次电池中,在正极活性物质和固体电解质材料的界面配置具有比固体电解质材料的相对介电常数高的相对介电常数的修饰材料,降低正极与固体电解质的界面电阻。专利文献2公开有一种技术,向正极中添加强电介质,提高离子传导性,降低电阻。专利文献3公开有一种技术,在正极活性物质和所述负极活性物质的至少一方的电极活性物质与电解质材料的界面配置具有比上述电解质材料的相对介电常数高的相对介电常数的修饰材料,降低界面电阻。专利文献4公开有一种技术,在正极板与隔膜、和/或负极板与隔膜之间存在含有粘合剂和无机颗粒的无机颗粒层,并向上述非水电解质中添加LiPF2O2(二氟磷酸锂)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2013-062133号公报专利文献2:日本特开2014-116129号公报专利文献3:日本特开2012-142268号公报专利文献4:日本特开2014-35995号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1、2和3的现有技术涉及全固态锂二次电池,要降低活性物质与电解质的界面电阻。使用了电解液的锂离子电池中,该界面电阻显著变小,技术课题不同,所以不能应用这些技术。专利文献4是与使用电解液的锂离子电池的高输出化相关的专利技术,但无机颗粒较小为300nm,所以无机颗粒层的细孔过小,锂离子的透过性(即电解液电阻)可能变差。本专利技术的课题在于,在正极与负极之间设置有无机颗粒层(例如陶瓷层)且使用了电解液的锂离子二次电池中,降低正极、负极间的电阻。用于解决课题的方法解决所述课题的方案例如如下。一种锂离子二次电池,包括:具有正极混合物层的正极;具有负极混合物层的负极;和设置于上述正极混合物层与上述负极混合物层之间的陶瓷层,上述陶瓷层具有陶瓷颗粒和以Ba1-xMxTiO3(M=La或Sr,x=0~0.1的范围)表示的电介质颗粒,上述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)为1μm以上30μm以下,上述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)与上述电介质颗粒的平均粒径(Db)的关系Db/Da为Db/Da≤0.2的范围,上述电介质相对于上述陶瓷颗粒与上述电介质的体积之和的体积比为1~40vol%的范围。专利技术效果根据本专利技术,在正极与负极之间设置有无机颗粒层且使用了电解液的锂离子二次电池中,能够降低正极、负极间的电阻。附图说明图1是表示锂离子二次电池的图。图2是表示使用了锂离子二次电池的电池系统的图。具体实施方式具体实施方式以下,使用附图等对本专利技术的实施方式进行说明。以下说明示出本专利技术的内容的具体例,本专利技术不限定于这些说明,能够在本说明书中公开的技术思想的范围内由本领域技术人员进行各种变更和修正。(实施例1)(本专利技术的电池的结构)图1是示意性地表示锂二次电池101的内部结构的图。锂二次电池101是通过锂离子向非水电解质中的电极的吸留、释放,可储存或利用电能的电化学器件。锂二次电池101具有将由正极107、负极108和陶瓷层109构成的电极组在密闭状态下收纳于电池容器102的结构。陶瓷层109至少形成于正极107或负极108的表面。陶瓷层109将正极107与负极108进行电绝缘,并且保持后述的电解液,由此,具有使锂离子透过的层的功能。电极组能够采用使矩形状的电极层叠的结构、将带状的电极卷绕而成形为圆筒状、扁平状的结构等各种结构。电池容器102能够与电极组的形状对应地选择圆筒型、偏平长圆形状、角型等任意的形状。电池容器102从设置于上部的开口收纳电极组之后,开口部被盖103封闭而密闭。盖103的外缘遍及整周通过例如焊接、铆接、粘接等与电池容器102的开口接合,在密闭状态下密封电池容器102。盖103具有在密封了电池容器102的开口之后,向电池容器102内注入电解液L的注液口。注液口向电池容器102内注入电解液L之后,利用注液塞106密闭。也能够对注液塞106赋予安全机构。作为该安全机构,可以设置用于释放电池容器102内部的压力的压力阀。在盖103上经由绝缘密封部件112固定有正极外部端子104和负极外部端子105,利用绝缘密封部件112防止两端子104、105的短路。正极外部端子104经由正极引线110连结至正极107,负极外部端子105经由负极引线111连结至负极108。引线绝缘性密封部件112的材料能够从氟树脂、热固化性树脂、玻璃密封等选择,能够使用不与电解液L反应,且气密性优异的任意的绝缘材料。绝缘片113也插入到电极组与电池容器102之间,使得正极107与负极108不会通过电池容器102而短路。(正极和正极的制造)正极107能够使用在正极集电体形成了正极混合物层的正极。正极混合物利用例如正极活性物质、导电剂、粘合剂、集电体构成。作为正极活性物质,例如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4为代表例。除此之外,还能够使用:LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2、Li4Mn5O12、LiMn2-xMxO2(其中,M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn、Ta,x=0.01~0.2)、Li2Mn3MO8(其中,M=Fe、Co、Ni、Cu、Zn)、Li1-xAxMn2O4(其中,A=Mg、B、Al、Fe、Co、Ni、Cr、Zn、Ca,x=0.01~0.1)、LiNi1-xMxO2(其中,M=Co、Fe、Ga,x=0.01~0.2)、LiFeO2、Fe2(SO4)3、LiCo1-xMxO2(其中,M=Ni、Fe、Mn,x=0.01~0.2)、LiNi1-xMxO2(其中,M=Mn、Fe、Co、Al、Ga、Ca、Mg,x=0.01~0.2)、Fe(MoO4)3、FeF3、LiFePO4、LiMnPO4等。本实施例中,正极活性物质选择了LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2。本实施例中,将LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2用于活性物质,但也可使用比其高容量的Li2MnO3-LiMnO2系固溶体正极,也能够使用高电力量的5V系正极(LiNi0.5Mn1.5O4等)。当使用这些高容量材料或高电力量材料时,能够减薄上述的混合物厚度,能够增大电池中可收纳的电极面积。其结果,能够降低电池的电阻进行高输出,同时,与使用了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极时相比,能够提高电池的容量。首先,采取正极活性物质的二次颗粒(制造一次颗粒的颗粒)的粉末。但是,如磷酸铁锂那样,也能够不造粒地使用一次颗粒的粉末。造粒的有无根据正极活性物质的种类不同而各异,但只要能够在正极混合物的表面设置无机颗粒层,则能够使用任意物质。正极活性物质的粒径限定成混合物层的厚度以下。在正极活性物质粉末中存在具有混合物层厚度以上的大小的粗粒的情况下,通过预先筛分分类、气流分类等除去粗粒,制作混合物层厚度以下的颗粒。首先,正极活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池,其特征在于,包括:具有正极混合物层的正极;具有负极混合物层的负极;和设置于所述正极混合物层与所述负极混合物层之间的陶瓷层,所述陶瓷层具有陶瓷颗粒和以Ba1‑xMxTiO3(M=La或Sr,x=0~0.1的范围)表示的电介质颗粒,所述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)为1μm以上30μm以下,所述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)与所述电介质颗粒的平均粒径(Db)的关系Db/Da为Db/Da≤0.2的范围,所述电介质相对于所述陶瓷颗粒与所述电介质的体积之和的体积比为1~40vol%的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 JP 2016-1240741.一种锂离子二次电池,其特征在于,包括:具有正极混合物层的正极;具有负极混合物层的负极;和设置于所述正极混合物层与所述负极混合物层之间的陶瓷层,所述陶瓷层具有陶瓷颗粒和以Ba1-xMxTiO3(M=La或Sr,x=0~0.1的范围)表示的电介质颗粒,所述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)为1μm以上30μm以下,所述陶瓷颗粒的平均粒径(Da)与所述电介...

【专利技术属性】
技术研发人员:西村悦子直江和明尼崎新平野家明彦铃木修一荒木千惠子坪内繁贵
申请(专利权)人:株式会社日立制作所
类型:发明
国别省市:日本,JP

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