非水电解质二次电池及其制造方法技术

本公开提供非水电解质二次电池及其制造方法。非水电解质二次电池至少包含电极合剂层(102)、中间层(20)和电极集电体(101)。中间层(20)配置于电极合剂层(102)与电极集电体(101)之间。中间层(20)至少包含绝缘性粒子(21)和导电性粒子(22)。在中间层(20)的厚度方向截面中，绝缘性粒子(21)具有弧状形状。并且，与弧状形状的内周侧相比，导电性粒子(22)更多存在于外周侧。

Non-aqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method

The present disclosure provides a non-aqueous electrolyte secondary battery and a manufacturing method thereof. The non-aqueous electrolyte secondary battery comprises at least an electrode mixture layer (102), an intermediate layer (20) and an electrode collector (101). The intermediate layer (20) is arranged between the electrode mixture layer (102) and the electrode collector (101). The middle layer (20) comprises at least insulating particles (21) and conductive particles (22). In the thickness direction cross section of the intermediate layer (20), the insulating particle (21) has an arc shape. Moreover, the conductive particles (22) are more present in the peripheral side than in the inner side of the arc shape.

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池及其制造方法
本公开涉及非水电解质二次电池及其制造方法。
技术介绍
日本特开2016-072221号公报公开了在电极合剂层与电极集电体之间形成中间层。
技术实现思路
对于在电极合剂层与电极集电体之间形成中间层进行了研究。例如，考虑过形成包含绝缘性粒子和导电性粒子的中间层。绝缘性粒子例如可以是陶瓷粒子等。导电性粒子例如可以是炭黑等。关于包含绝缘性粒子和导电性粒子的中间层，期待在发生内部短路时抑制短路电流增大的作用。通常绝缘性粒子非常硬。采用通常的压缩手段(例如辊压机等)难以形成压缩率高的中间层。中间层的压缩率低会导致绝缘性粒子和导电性粒子的填充状态容易发生参差变动。填充状态的参差变动会局部生成容易流通短路电流的部分。本公开的目的是抑制短路电流增大。以下，对本公开的技术构成和作用效果进行说明。但本公开的作用机制包括推定。不应根据作用机制的正确与否来限定权利要求的范围。〔1〕非水电解质二次电池至少包含电极合剂层、中间层和电极集电体。中间层配置于电极合剂层与电极集电体之间。中间层至少包含绝缘性粒子和导电性粒子。在中间层的厚度方向截面中，绝缘性粒子具有弧状形状。与弧状形状的内周侧相比，导电性粒子更多存在于外周侧。图1是用于说明本公开的作用机制的第1截面概念图。图1～4中示出中间层的厚度方向截面。图1中示出压缩前的中间层10。中间层10配置于电极合剂层102与电极集电体101之间。中间层10包含实心粒子11和导电性粒子12。实心粒子11在内部实质上不具有空洞。实心粒子11是绝缘性粒子。图2是用于说明本公开的作用机制的第2截面概念图。图2中示出压缩后的中间层10。由于实心粒子11(绝缘性粒子)硬，因此中间层10难以紧密闭合。在实心粒子11彼此间隔大的部分，在电极合剂层102与电极集电体101之间会产生电阻低的电流路径90。在发生内部短路时，短路电流会集中于电流路径90，由此导致电流路径90的电阻进一步降低。即、短路电流增大。图3是用于说明本公开的作用机制的第3截面概念图。图3中示出压缩前的中间层20。中间层20配置于电极合剂层102与电极集电体101之间。中间层20包含中空粒子23和导电性粒子22。中空粒子23在内部具有空洞。中空粒子23是绝缘性粒子。图4是用于说明本公开的作用机制的第4截面概念图。图4中示出压缩后的中间层20。通过压缩使中空粒子23(图3)粉碎。由于中空粒子23粉碎，中间层20的压缩率提高。另外，通过中空粒子23粉碎，形成绝缘性粒子21。绝缘性粒子21具有弧状形状。与弧状形状的内周侧相比，导电性粒子22更多存在于外周侧。这是由于原本导电性粒子22不存在于中空粒子23的内部。具有弧状形状的绝缘性粒子21容易紧密闭合。因此，绝缘性粒子21和导电性粒子22的填充状态难以发生参差变动。再者，由于导电性粒子22更多存在于绝缘性粒子21的外周侧，可期待抑制电阻低的电流路径90(图2)的形成。即、通过中间层20，可期待抑制短路电流的增大。〔2〕弧状形状包含外周线和内周线。将从外周线到外周线向与内周线相反的一侧偏离1μm的位置的范围设为外周区域，将从内周线到内周线向与外周线相反的一侧偏离1μm的位置的范围设为内周区域。此时导电性粒子在外周区域中具有第1浓度。导电性粒子在内周区域中具有第2浓度。第1浓度相对于第2浓度之比大于1。本说明书中，也将第1浓度相对于第2浓度之比称为“偏在度”。可以根据偏在度，确认与弧状形状的内周侧相比，导电性粒子更多存在于外周侧。偏在度大于1的情况下，认为与弧状形状的内周侧相比，导电性粒子更多存在于外周侧。〔3〕第1浓度相对于第2浓度之比可以为2以上且50以下。通过偏在度为2以上且50以下，例如可期待抑制短路电流的增大。〔4〕外周线具有第1曲率半径。内周线具有第2曲率半径。第2曲率半径相对于第1曲率半径之比可以为0.3以上且0.95以下。本说明书中，也将第2曲率半径相对于第1曲率半径之比称为“曲率半径比”。通过曲率半径比为0.3以上且0.95以下，例如可期待抑制短路电流的增大。〔5〕中间层可以具有5％以上且30％以下的孔隙率。由此，可期待抑制短路电流的增大。另外，在通常使用时，可期待低的电池电阻。〔6〕中间层可以包含0.01质量％以上且5质量％以下的导电性粒子。由此，例如在通常使用时，可期待低的电池电阻。〔7〕非水电解质二次电池的制造方法至少包括以下(α)～(γ)。(α)在电极集电体的表面形成中间层。(β)在中间层的表面形成电极合剂层。(γ)压缩中间层。中间层被形成为至少包含中空粒子和导电性粒子。通过中间层被压缩，使中空粒子粉碎。通过中空粒子被粉碎，形成绝缘性粒子。绝缘性粒子在中间层的厚度方向截面中具有弧状形状。该制造方法中形成的中间层，可期待抑制短路电流的增大。本公开的上述以及其它目的、特征、方面和优点，可通过关联附图而理解的与本公开相关的以下详细说明而明确。附图说明图1是用于说明本公开的作用机制的第1截面概念图。图2是用于说明本公开的作用机制的第2截面概念图。图3是用于说明本公开的作用机制的第3截面概念图。图4是用于说明本公开的作用机制的第4截面概念图。图5是表示本实施方式的非水电解质二次电池的结构的一例的概略图。图6是表示本实施方式的电极组的结构的一例的概略图。图7是表示本实施方式的正极的结构的一例的概略图。图8是用于说明绝缘性粒子的形状的截面概念图。图9是表示本实施方式的负极的结构的一例的概略图。图10是表示本实施方式的非水电解质二次电池的制造方法的概略的流程图。图11是表示曲率半径比与电压下降量和电池电阻之间的关系的图表。图12是表示导电性粒子的含量与电压下降量和电池电阻之间的关系的半对数图表。图13是表示孔隙率与电压下降量和电池电阻之间的关系的图表。图14是表示偏在度与电压下降量和电池电阻之间的关系的图表。具体实施方式以下，对本公开的实施方式(本说明书中记为“本实施方式”)进行说明。但以下的说明并不限定权利要求的范围。以下，作为一例对锂离子二次电池进行说明。但本实施方式的非水电解质二次电池并不限定于锂离子二次电池。本实施方式的非水电解质二次电池例如可以是钠离子二次电池等。以下，非水电解质二次电池可简称为“电池”。以下，作为一例对中间层配置于正极合剂层与正极集电体之间的实施方式进行说明。但本实施方式也包括中间层配置于负极合剂层与负极集电体之间。即、本实施方式的中间层配置于电极合剂层与电极集电体之间。＜非水电解质二次电池＞图5是表示本实施方式的非水电解质二次电池的结构的一例的概略图。电池1000的外形是扁平长方体。即、电池1000是方形电池。但本实施方式的电池并不限定于方形电池。本实施方式的电池例如也可以是圆筒形电池。《壳体》电池1000包含壳体1001。壳体1001被密封。壳体1001例如可以由铝(Al)合金等构成。但只要壳体1001能够被密封，壳体例如也可以是Al层压薄膜制的袋体等。即、本实施方式的电池也可以是层压型电池。壳体1001包含容器1002和盖1003。盖1003例如通过激光焊接而与容器1002接合。盖1003设有正极端子901和负极端子902。盖1003可以还设有注液口、排气阀、电流切断机构(CID)等。壳体1001收纳有电极组500和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，至少包含电极合剂层、中间层和电极集电体，所述中间层配置于所述电极合剂层与所述电极集电体之间，所述中间层至少包含绝缘性粒子和导电性粒子，在所述中间层的厚度方向截面中，所述绝缘性粒子具有弧状形状，并且与所述弧状形状的内周侧相比，所述导电性粒子更多存在于外周侧。

【技术特征摘要】
2017.09.15 JP 2017-1779151.一种非水电解质二次电池，至少包含电极合剂层、中间层和电极集电体，所述中间层配置于所述电极合剂层与所述电极集电体之间，所述中间层至少包含绝缘性粒子和导电性粒子，在所述中间层的厚度方向截面中，所述绝缘性粒子具有弧状形状，并且与所述弧状形状的内周侧相比，所述导电性粒子更多存在于外周侧。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，所述弧状形状包含外周线和内周线，在将从所述外周线到所述外周线向与所述内周线相反的一侧偏离1μm的位置的范围设为外周区域，将从所述内周线到所述内周线向与所述外周线相反的一侧偏离1μm的位置的范围设为内周区域时，所述导电性粒子在所述外周区域中具有第1浓度，所述导电性粒子在所述内周区域中具有第2浓度，所述第1浓度相对于所述第2浓度之比大于1。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：花崎亮，落合章浩，福本友祐，岛村治成，
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