非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池制造技术

本公开涉及非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池。该非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解液，作为一例实施方式的正极(11)，具备：以铝(Al)为主成分而构成的正极集电体(30)；形成于正极集电体(30)上的保护层(31)；和包含含锂过渡金属氧化物、形成于保护层(31)上的正极合剂层(32)。保护层(31)的厚度为1μm～5μm，包含氧化能力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物、和导电材料。所述非水电解液包含非水溶剂和溶解在非水溶剂中的电解质盐，所述非水溶剂含有酯类、醚类、腈类、酰胺类中的至少1种。根据作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极，能够维持良好的集电性，并且抑制由正极活性物质与铝集电体的氧化还原反应带来的发热。

Positive and non-aqueous electrolyte secondary batteries for non-aqueous electrolyte secondary batteries

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池本申请专利技术是申请号为201510694950.3、专利技术名称为“非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池”、申请日为2015年10月22日的申请的分案申请。
本专利技术涉及非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池。
技术介绍
专利文献1公开了在铝集电体的表面形成了厚度为1μm以下的氧化铝被膜的锂电池用正极。专利文献1中记载了如果氧化铝被膜的厚度超过1μm，则在集电体和正极合剂层在厚度方向上受到挤压时，该被膜不会被充分破坏，集电性明显降低。在先专利文献专利文献1：日本特开2003-157852号公报
技术实现思路
然而，在发生了电池的内部短路的情况、或电池暴露于高温等情况时，正极活性物质与铝集电体有可能发生氧化还原反应，产生大量的热。使用专利文献1的技术，由于无法增加氧化铝被膜的厚度，因此难以充分抑制由该氧化还原反应带来的发热。作为本专利技术的一方式的非水电解质二次电池用正极，具备：以铝(Al)为主成分而构成的正极集电体；形成于正极集电体上的保护层；和包含含锂过渡金属氧化物、形成于保护层上的正极合剂层，保护层的厚度为1μm～5μm，包含氧化能力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物、和导电材料。作为本专利技术的一方式的非水电解质二次电池具备上述正极、负极和非水电解质。根据作为本专利技术的一方式的非水电解质二次电池用正极，能够维持良好的集电性，并且抑制由正极活性物质与铝集电体的氧化还原反应带来的发热。附图说明图1是作为一例实施方式的非水电解质二次电池的截面图。图2是作为一例实施方式的非水电解质二次电池用正极的截面图。附图标记说明10非水电解质二次电池，11正极，12负极，13隔板，14电极体，15壳体主体，16封口体，17、18绝缘板，19正极引线，20负极引线，22过滤器，22a过滤器开口部，23下阀体，24绝缘构件，25上阀体，26盖子，26a盖子开口部，27垫片，30正极集电体，31保护层，32正极合剂层具体实施方式作为本公开的一种方式的非水电解质二次电池用正极(以下简称为“正极”)，在集电体上具备厚度为1μm～5μm的保护层，所述保护层包含氧化能力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物、和导电材料。本专利技术人发现，在发生了电池的内部短路的情况、或电池暴露于高温中等情况时，作为正极活性物质的含锂过渡金属氧化物与铝集电体(以铝为主成分的集电体)有可能发生氧化还原反应，产生大量的热。于是，开发了为抑制由该氧化还原反应带来的发热而具备上述保护层的正极。包含氧化能力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物的保护层，将铝集电体和含锂过渡金属氧化物隔离，抑制铝集电体参与的氧化还原反应，减少发生异常时的发热量。为抑制上述氧化还原反应，需要至少1μm的保护层。保护层的厚度优选为1.5μm以上。另外，保护层优选以0.1g/m2～20g/m2的面密度形成。如果单纯增加保护层的厚度，则如专利文献1所述，集电性明显降低，对电池性能带来障碍，但本专利技术人发现通过向保护层中添加导电材料能够确保集电性。即，作为本公开的一种方式的正极，能够维持良好的集电性，并且抑制由正极活性物质与铝集电体的氧化还原反应带来的发热。以下，对一例实施方式进行详细说明。实施方式的说明中参照的附图是示意性地记载，附图中描绘的构成要素的尺寸比率等有时与实物不同。具体的尺寸比率等应参考以下的说明来判断。图1是作为一例实施方式的非水电解质二次电池10的截面图。非水电解质二次电池10具备正极11、负极12和非水电解质。优选在正极11与负极12之间设置隔板13。非水电解质二次电池10具有例如在电池壳体中收纳了将正极11和负极12隔着隔板13卷绕而成的卷绕型的电极体14、和非水电解质的结构。再者，可以采用正极和负极隔着隔板交替层叠而成的层叠型的电极体等其它形态的电极体代替卷绕型的电极体14。作为将电极体14和非水电解质收纳在其中的电池壳体，可例示圆筒形、方形、硬币形、纽扣形等的金属制壳体、将树脂片层压而形成的树脂制壳体(层压型电池)等。在图1所示的例子中，由有底圆筒形状的壳体主体15和封口体16构成电池壳体。非水电解质二次电池10具备分别配置在电极体14上下的绝缘板17、18。在图1所示的例子中，安装在正极11的正极引线19通过绝缘板17的贯通孔向封口体16侧延伸，安装在负极12的负极引线20通过绝缘板18的外侧向壳体主体15的底部侧延伸。例如，正极引线19通过焊接等与封口体16的底板即过滤器22的下面连接，与过滤器22电连接的封口体16的顶板即盖子26成为正极端子。负极引线20通过焊接等与壳体主体15的底部内面连接，壳体主体15成为负极端子。本实施方式中，在封口体16设置有电流切断机构(CID)和气体排出机构(安全阀)。再者，优选在壳体主体15的底部也设置排气阀(未图示)。壳体主体15是例如有底圆筒形状的金属制容器。在壳体主体15与封口体16之间设置垫片27，确保电池壳体内部的密闭性。壳体主体15优选具有例如从外侧压侧面部而形成的、用于支持封口体16的突出部21。突出部21优选沿着壳体主体15的圆周方向以环状形成，在其上面支持封口体16。封口体16具有形成了过滤器开口部22a的过滤器22、和配置于过滤器22上的阀体。阀体堵住过滤器22的过滤器开口部22a，在因内部短路等而发热使电池的内压上升的情况下破裂。本实施方式中，作为阀体设置有下阀体23和上阀体25，还设置有在下阀体23与上阀体25之间配置的绝缘构件24、以及具有盖子开口部26a的盖子26。构成封口体16的各构件具有例如圆板形状或环状，除了绝缘构件24以外的各构件相互电连接。具体而言，过滤器22与下阀体23在各自的周缘部相互接合，上阀体25与盖子26也在各自的周缘部相互接合。下阀体23与上阀体25在各自的中央部相互连接，绝缘构件24介于各周缘部之间。再者，如果因内部短路等而发热使内压上升，则例如下阀体23在薄壁部破裂，由此上阀体25向盖子26侧膨胀、从下阀体23脱离，使得两者的电连接被切断。[正极]图2是作为一例实施方式的正极11的截面图。正极11具备：以铝(Al)为主成分而构成的正极集电体30；形成于正极集电体30上的保护层31；和包含含锂过渡金属氧化物、形成于保护层31上的正极合剂层32。正极合剂层32包含含锂过渡金属氧化物作为正极活性物质，优选还包含导电材料和粘合剂。正极11可以通过例如下述方式制作：将包含正极活性物质、粘合剂等的正极合剂浆液涂布于形成了保护层31的正极集电体30上，使涂膜干燥后进行压制，从而在集电体的两面形成正极合剂层32。正极集电体30采用例如铝或铝合金。正极集电体30中的铝的含量相对于集电体的总重量为50％以上，优选为70％以上，更优选为80％以上。正极集电体30是由例如铝或铝合金构成的金属箔，厚度为10μm～100μm左右。作为正极活性物质，可例示含有Co、Mn、Ni等过渡金属元素的锂过渡金属氧化物。锂过渡金属氧化物有例如LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1-yO2、LixCoyM1-yOz、LixNi1-yMyOz、LixMn2O4、LixMn2-yMyO4、LiMPO4、Li2MPO4F(M是Na、Mg、Sc、Y、Mn、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，其具备正极、负极和非水电解液，所述正极具备：以铝(Al)为主成分而构成的正极集电体；形成于所述正极集电体上的保护层；和包含含锂过渡金属氧化物、且形成于所述保护层上的正极合剂层，所述保护层的厚度为1μm～5μm，包含氧化能力比所述含锂过渡金属氧化物低的无机化合物、和导电材料，所述非水电解液包含非水溶剂和溶解在非水溶剂中的电解质盐，所述非水溶剂含有酯类、醚类、腈类、酰胺类中的至少1种。

【技术特征摘要】
2014.12.26 JP 2014-2645571.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解液，所述正极具备：以铝(Al)为主成分而构成的正极集电体；形成于所述正极集电体上的保护层；和包含含锂过渡金属氧化物、且形成于所述保护层上的正极合剂层，所述保护层的厚度为1μm～5μm，包含氧化能力比所述含锂过渡金属氧化物低的无机化合物、和导电材料，所述非水电解液包含非水溶剂和溶解在非水溶剂中的电解质盐，所述非水溶剂含有酯类、醚类、腈类、酰胺类中的至少1种。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐崎朝树，远藤一树，杉田康成，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP