非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种低温性能优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池包含正极、负极、非水电解液以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜。正极具备正极活性物质层。正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少含有锂、镍、锰、钴和钨。非水电解液含有氟代磺酸锂和LiPF6。非水电解液中LiPF6的浓度为1.11mol/L以上。非水电解液在25℃时的粘度为3.1cP以上。隔膜具备树脂层和无机层，所述无机层形成在所述树脂层的与所述正极相对向的一面。在将无机层的孔隙率设为α、将树脂层的孔隙率设为β、并将正极活性物质层的孔隙率设为γ时，满足0.6≤(β/α)≤0.9、且0.6≤(γ/α)≤0.9。

Non-aqueous electrolyte secondary battery

The invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery with excellent low temperature performance. The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein comprises a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte and a diaphragm between the positive electrode and the negative electrode. It has a positive active material layer. The cathode active material layer contains a lithium transition metal composite oxide as a cathode active material, and the lithium transition metal composite oxide contains at least lithium, nickel, manganese, cobalt and tungsten. Non-aqueous electrolyte contains lithium fluorosulfonate and LiPF6. The concentration of LiPF6 in non-aqueous electrolyte is over 1.11 mol/L. The viscosity of non-aqueous electrolyte is over 3.1cP at 25 C. The diaphragm has a resin layer and an inorganic layer formed on the opposite side of the resin layer and the positive pole. When the porosity of inorganic layer is set to alpha, resin layer is set to beta and positive active material layer is set to gamma, the porosity of inorganic layer is set to 0.6 ((beta/alpha) = 0.9, and 0.6 ((gamma/alpha) = 0.9.

【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、便携终端等的移动电源、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等的车辆驱动用电源等。伴随非水电解液二次电池的普及，期望进一步高性能化。为了使非水电解液二次电池的性能提高，已知将表面存在钨的正极活性物质和添加有氟代磺酸锂的非水电解质并用的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1中，作为隔膜使用由聚烯烃系材料制成的微多孔膜。在先技术文献专利文献1：日本专利申请公开第2015-037012号公报
技术实现思路
但是，本专利技术人认真研究的结果，发现专利文献1记载的技术在低温性能上存在问题。具体而言，发现专利文献1记载的技术，存在低温下流通大电流时的放电容量不充分这样的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种正极活性物质含有钨且非水电解液中添加有氟代磺酸锂的、低温性能优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池，包含正极、负极、非水电解液和介于所述正极与所述负极之间的隔膜。所述正极具备正极活性物质层。所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少含有锂、镍、锰、钴和钨。所述非水电解液含有氟代磺酸锂和LiPF6。所述非水电解液中LiPF6的浓度为1.11mol/L以上。所述非水电解液的25℃时的粘度为3.1cP以上。所述隔膜具备树脂层和无机层，所述无机层形成在所述树脂层的与所述正极相对向的一面。在将所述无机层的孔隙率设为α、将所述树脂层的孔隙率设为β、并将所述正极活性物质层的孔隙率设为γ时，满足0.6≤(β/α)≤0.9、且0.6≤(γ/α)≤0.9。如果非水电解液中LiPF6的浓度小于1.11mol/L、或非水电解液的25℃时的粘度小于3.1cP，则在非水电解液分解时会产生局部的浓度差，在电极表面不均匀地形成被膜。其结果，低温性能变差。如果β/α大于0.9，则在容易进行反应的正极表面无法确保非水电解液量和非水电解液的流动性(保液度)，导致在正极表面不均匀地形成被膜。其结果，低温性能变差。如果β/α小于0.6，则在非水电解液二次电池的充放电中，树脂层内会发生支持盐的浓度不均，导致电阻增大。其结果，低温性能变差。如果γ/α大于0.9，则在容易进行反应的正极表面无法确保非水电解液量和非水电解液的流动性(保液度)，导致在正极表面不均匀地形成被膜。其结果，低温性能变差。如果γ/α小于0.6，在正极内部的电解液流动性(保液度)降低，导致在正极活性物质表面不均匀地形成被膜。其结果，低温性能变差。因此，通过适当管理非水电解液中的支持盐的浓度、非水电解液的粘度、隔膜的无机层的孔隙率、隔膜的树脂层的孔隙率、以及正极活性物质层的孔隙率，能够在正极表面均匀地形成来自于氟代磺酸锂的具有良好的离子传导性(特别是成为电荷载体的离子的传导性)的被膜。由此，根据这样的技术构成，能够提供一种正极活性物质含有钨且非水电解液中添加有氟代磺酸锂的、低温性能优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述锂过渡金属复合氧化物中，相对于镍、锰和钴的合计含量，镍的含量为34摩尔％以上。根据这样的技术构成，非水电解液二次电池的电阻降低，并且容量增大。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述非水电解液的25℃时的粘度为4.0cP以下。根据这样的技术构成，在充放电过程中，成为电荷载体的离子的扩散性提高，能够降低非水电解液二次电池的电阻。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，还满足(γ/β)≥1.0。根据这样的技术构成，在充放电过程中，隔膜内难以发生非水电解液中所含的支持盐的浓度不均，能够降低非水电解液二次电池的电阻。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述隔膜的无机层含有氧化铝。根据这样的技术构成，由于氧化铝在电化学方面为惰性，因此能够防止在非水电解液的分解时或被膜形成时无机层的主要构成成分分解使被膜绝缘化。其结果，能够形成更好的被膜，能够使电池性能进一步提高。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述隔膜的树脂层含有聚丙烯和聚乙烯。根据这样的技术构成，容易通过成分组成和制造条件来控制树脂层的孔隙率，有利于非水电解液二次电池的生产。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池的内部结构的剖视图。图2是表示本专利技术的一个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是表示本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池的卷绕电极体的层叠结构的一部分的示意剖视图。附图标记说明20卷绕电极体30电池壳体36安全阀42正极端子42a正极集电板44负极端子44a负极集电板50正极片(正极)52正极集电体52a正极活性物质层非形成部分54正极活性物质层60负极片(负极)62负极集电体62a负极活性物质层非形成部分64负极活性物质层70隔膜片(隔膜)72无机层74树脂层100锂离子二次电池具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。再者，本说明书中特别提及的事项以外的且本专利技术的实施所需的事项(例如不作为本专利技术的特征的非水电解液二次电池的一般结构和制造工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域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公开的内容和该领域的技术常识而实施。另外，以下的附图中，对发挥相同作用的构件、部位附带相同的附图标记进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。再者，本说明书中“二次电池”通常是指可重复充放电的蓄电设备，包括所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件。另外，“非水电解液二次电池”是指具备非水电解液(典型地为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为例，对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限定于该实施方式记载的内容。图1所示的锂离子二次电池100，是通过将扁平形状的卷绕电极体20和非水电解液(未图示)收纳在扁平方形的电池壳体(即外装容器)30中而构建的密闭型电池。电池壳体30设有外部连接用的正极端子42和负极端子44、以及被设定为在电池壳体30的内压上升到预定级别以上时开放该内压的薄壁的安全阀36。另外，电池壳体30设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，例如使用铝等重量轻且热传导性优异的金属材料。如图1和图2所示，卷绕电极体20具有正极片50和负极片60隔着两枚长条状的隔膜片70重叠并在长度方向上卷绕的形态，所述正极片50在长条状的正极集电体52的单面或两面(在此为两面)上沿着长度方向形成有正极活性物质层54，所述负极片60在长条状的负极集电体62的单面或两面(在此为两面)上沿着长度方向形成有负极活性物质层64。再者，以从卷绕电极体20的卷绕轴方向(即、与上述长度方向正交的片材宽度方向)的两端向外侧伸出的方式形成的正极活性物质层非形成部分52a(即、没有形成正极活性物质层54而露出了正极集电体52的部分)和负极活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池，包含正极、负极、非水电解液以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少含有锂、镍、锰、钴和钨，所述非水电解液含有氟代磺酸锂和LiPF6，所述非水电解液中LiPF6的浓度为1.11mol/L以上，所述非水电解液在25℃时的粘度为3.1cP以上，所述隔膜具备树脂层和无机层，所述无机层形成在所述树脂层的与所述正极相对向的一面，在将所述无机层的孔隙率设为α、将所述树脂层的孔隙率设为β、并将所述正极活性物质层的孔隙率设为γ时，满足0.6≤(β/α)≤0.9、且0.6≤(γ/α)≤0.9。

【技术特征摘要】
2017.09.11 JP 2017-1743341.一种非水电解液二次电池，包含正极、负极、非水电解液以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少含有锂、镍、锰、钴和钨，所述非水电解液含有氟代磺酸锂和LiPF6，所述非水电解液中LiPF6的浓度为1.11mol/L以上，所述非水电解液在25℃时的粘度为3.1cP以上，所述隔膜具备树脂层和无机层，所述无机层形成在所述树脂层的与所述正极相对向的一面，在将所述无机层的孔隙率设为α、将所述树...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山哲理，
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