锂离子二次电池的正极板、锂离子二次电池和锂离子二次电池的正极板的制造方法技术

一种锂离子二次电池的正极板，包含：集电箔；位于集电箔上的活性物质层，所述活性物质层包含正极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子含有锂氧化物；以及位于活性物质层上的保护导电层，所述保护导电层包含导电材料和粘结剂但不包含正极活性物质粒子。

Manufacturing methods of positive plates for lithium-ion secondary batteries, lithium-ion secondary batteries and lithium-ion secondary batteries

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池的正极板、锂离子二次电池和锂离子二次电池的正极板的制造方法
本专利技术涉及活性物质层位于集电箔上的锂离子二次电池的正极板、具备该正极板的锂离子二次电池和正极板的制造方法。
技术介绍
作为锂离子二次电池(以下也简称为“电池”)所用的正极板，已知在集电箔上形成有包含正极活性物质粒子的活性物质层的正极板，所述正极活性物质粒子由锂氧化物构成。另外，作为由锂氧化物构成的正极活性物质粒子，已知锂镍钴铝复合氧化物粒子、锂镍钴锰复合氧化物粒子、橄榄石型磷酸铁锂粒子、尖晶石型锂锰氧化物粒子等。例如日本特开2016-88776中作为正极活性物质粒子，公开了锂镍钴铝复合氧化物粒子(参照日本特开2016-88776的专利权利要求等)。
技术实现思路
但是，由锂氧化物构成的正极活性物质粒子如果与大气中的水分接触，则在其粒子表面与水(H2O)反应生成氢氧化锂(LiOH)(Li2O+H2O→2LiOH)。而且，该氢氧化锂与大气中的二氧化碳(CO2)反应生成碳酸锂(Li2CO3)(2LiOH+CO2→Li2CO3+H2O)。在正极活性物质粒子的粒子表面生成的碳酸锂是电阻体。另外，如果正极活性物质粒子与水反应而从正极活性物质粒子脱离锂离子，则正极活性物质粒子的晶体结构变化，正极活性物质粒子中的锂离子的插入脱离变难。因此，使用了该正极板的电池中，IV电阻变高。本专利技术提供一种锂离子二次电池的正极板、使用了该正极板的锂离子二次电池和锂离子二次电池的正极板的制造方法，所述正极板能够抑制因与大气中的水分和二氧化碳接触而引起的、形成电池时的电池的IV电阻升高。本专利技术的第一方式是一种锂离子二次电池的正极板，包含：集电箔；位于所述集电箔上的活性物质层，所述活性物质层包含正极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子含有锂氧化物；以及位于所述活性物质层上的保护导电层，所述保护导电层包含导电材料和粘结剂，但不包含所述正极活性物质粒子。上述锂离子二次电池的正极板中，在活性物质层之上设置了保护导电层，所以在正极板的处理时等，大气中的水分和二氧化碳难以与活性物质层中的正极活性物质粒子接触。因此，能够抑制因与水分和二氧化碳接触而引起的在活性物质层中的正极活性物质粒子的粒子表面生成氢氧化锂和碳酸锂、以及在粒子表面发生晶体结构变化。由此，在使用了该正极板的电池中，与使用了在活性物质层上不具有保护导电层的正极板的电池相比，能够形成抑制了电池的IV电阻的正极板。而且，由于保护导电层中包含导电材料，所以与保护导电层中不包含导电材料的正极板相比，能够使正极板的厚度方向的导电性良好。所述第一方式中，所述保护导电层可以包含吸湿剂。上述正极板中，保护导电层包含吸湿剂，因此即使正极板与大气中的水分接触，该水分也会被保护导电层所含的吸湿剂吸湿，因此能够抑制水分到达保护导电层之下的活性物质层。因此，能够有效地抑制水分与活性物质层中的正极活性物质粒子接触，从而在粒子表面生成氢氧化锂和碳酸锂的情况，以及在粒子表面发生晶体结构变化的情况。因此，与使用了保护导电层中不包含吸湿剂的正极板的电池相比，能够形成进一步抑制了电池的IV电阻的正极板。再者，作为“吸湿剂”，可举出例如硅胶、石膏、分子筛(注册商标)(MS)等的沸石、氧化铝、勃姆石、氧化钙、氯化钙、五氧化二磷等的粉末。所述第一方式中，所述吸湿剂可以是通过化学反应来吸附水的化学吸湿剂。上述正极板中，吸湿剂是化学吸湿剂，因此与物理性地吸附水的物理吸湿剂(例如沸石、氧化铝、勃姆石等的粉末)相比，容易吸附水分。因此，在正极板与大气中的水分接触时，能够更有效地抑制水分到达保护导电层之下的活性物质层。因此，能够形成更有效地抑制了电池的IV电阻的正极板。再者，作为“化学吸湿剂”，可举出例如硅胶、石膏、氧化钙、氯化钙、五氧化二磷等的粉末。石膏的价格便宜，且容易处理，因此作为化学吸湿剂特别优选。再者，硅胶不仅物理性地吸附水，还通过硅烷醇基来化学性地吸附水，因此在本专利技术中如上所述包含在化学吸湿剂中。所述第一方式中，所述吸湿剂可以是硬石膏粉末。所述第一方式中，所述活性物质层所含的所述正极活性物质粒子可以具有以下特性，即，使1g所述正极活性物质粒子分散于49g水中得到的分散液的pH值为pH＝11.3以上。上述正极板中，作为由锂氧化物构成的正极活性物质粒子，使用了具有上述分散液的pH值为11.3以上的特性的正极活性物质粒子。这样的正极活性物质粒子特别容易与水和二氧化碳反应生成氢氧化锂和碳酸锂，使用了该正极板的电池中IV电阻容易变高。因此，特别优选在活性物质层上设置保护导电层，以使大气中的水分和二氧化碳不接触上述正极活性物质粒子。所述第一方式中，所述保护导电层的层厚t2可以比上述活性物质层的层厚t1薄(t2<t1)。所述第一方式中，所述保护导电层的所述层厚可以为2μm以上。上述的正极板中，使保护导电层的层厚t2比活性物质层的层厚t1薄，所以与保护导电层的层厚t2比活性物质层的层厚t1厚的情况相比，能够抑制设置保护导电层造成的电池容量(正极板以单位厚度观察时的电池容量)的减少。不过，如果使保护导电层的层厚t2过薄，则活性物质层容易部分露出，如果活性物质层部分露出，则大气中的水分和二氧化碳变得容易与活性物质层中的正极活性物质粒子接触。因此，优选将保护导电层的层厚t2设为2μm以上。本公开的第2方式是一种锂离子二次电池，包含所述第一方式记载的正极板和负极板。上述用于锂离子二次电池的正极板在活性物质层上设置有保护导电层。因此，该电池中，与使用了在活性物质层上不具有保护导电层的正极板的电池相比，能够如上所述地抑制电池的IV电阻。本公开的第3方式是一种锂离子二次电池的正极板的制造方法，包括：在集电箔上形成未干燥活性物质层的工序，所述未干燥活性物质层包含正极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子含有锂氧化物(第1未干燥层形成工序)；在所述未干燥活性物质层上形成未干燥保护导电层的工序，所述未干燥保护导电层包含导电材料和粘结剂但不包含正极活性物质粒子(第2未干燥层形成工序)；以及使所述未干燥活性物质层和所述未干燥保护导电层同时干燥，分别形成所述活性物质层和所述保护导电层的工序(同时干燥工序)。作为正极板的制造方法，可考虑采用例如在形成未干燥活性物质层之后使其干燥形成活性物质层，然后，在该活性物质层上形成未干燥保护导电层，使其干燥形成保护导电层的方法。但是，该方法中，不仅是从形成活性物质层后直到在其上形成未干燥保护导电层为止的期间，在利用热风等使未干燥活性物质层干燥形成活性物质层的过程中，正极活性物质粒子也会与大气中的水分和二氧化碳接触。因此，在正极活性物质粒子的粒子表面生成氢氧化锂和碳酸锂，并且，在粒子表面发生晶体结构变化。结果，使用了该正极板的电池中的IV电阻变高。相对于此，上述正极板的制造方法中，具备上述第1未干燥层形成工序、第2未干燥层形成工序和同时干燥工序，在使未干燥活性物质层干燥之前，在未干燥活性物质层之上形成了未干燥保护导电层，因此干燥过程中，能够抑制未干燥活性物质层中的正极活性物质粒子与大气中的水分和二氧化碳接触。因此，能够抑制在正极活性物质粒子的粒子表面生成氢氧化锂和碳酸锂、以及在粒子表面发生晶体结构变化。因此，使用了该正极板的电池，与使用了由前述制造方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池的正极板，其特征在于，包含：集电箔；位于所述集电箔上的活性物质层，所述活性物质层包含正极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子含有锂氧化物；以及位于所述活性物质层上的保护导电层，所述保护导电层包含导电材料和粘结剂，但不包含所述正极活性物质粒子。

【技术特征摘要】
2018.01.09 JP 2018-0011991.一种锂离子二次电池的正极板，其特征在于，包含：集电箔；位于所述集电箔上的活性物质层，所述活性物质层包含正极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子含有锂氧化物；以及位于所述活性物质层上的保护导电层，所述保护导电层包含导电材料和粘结剂，但不包含所述正极活性物质粒子。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的正极板，其特征在于，所述保护导电层包含吸湿剂。3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池的正极板，其特征在于，所述吸湿剂是通过化学反应吸附水的化学吸湿剂。4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池的正极板，其特征在于，所述吸湿剂是硬石膏粉末。5.根据权利要求1～4的任一项所述的锂离子二次电池的正极板，其特征在于，所述活性物质层所含的所述正极活性物质粒子具有以下特性，即，...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山友宏，
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