二次电池用正极和二次电池制造技术

二次电池用正极具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于正极集电体的有凹凸的表面上；和，正极复合材料层，其设置于中间层上、且包含正极活性物质，中间层包含：导电材料颗粒；和，具有高于前述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，前述导电材料颗粒的中心粒径与正极集电体的凹凸的平均深度之比、和前述无机物质颗粒的中心粒径与正极集电体的凹凸的平均深度之比均为5：6以下。

Positive and secondary batteries for secondary batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用正极和二次电池
本专利技术涉及二次电池用正极和二次电池的技术。
技术介绍
近年来，作为高功率、高能量密度的二次电池，广泛利用有如下的非水电解质二次电池：其具备正极、负极和非水电解质，使锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电。例如专利文献1中公开了一种非水电解质二次电池，其具有正极、负极、非水电解质，前述正极具备：正极集电体；形成于前述集电体上的正极复合材料层；和，形成于前述正极集电体与前述正极复合材料层之间的中间层，前述中间层将导热率为100W/m·K以上、且电阻率为103Ω·m以上的材料作为主成分，且包含维氏硬度为5GPa以上的颗粒。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-127000号公报
技术实现思路
如专利文献1那样，由于在正极集电体与正极复合材料层之间设置中间层，因此例如在二次电池内部发生内部短路时，与未设置中间层的情况相比，可以抑制电池的放热量。然而，在未发生内部短路的通常状态下，正极集电体与正极复合材料层之间的中间层成为电阻成分，因此，正极的电阻增加。正极的电阻增加例如有时引起电池特性的降低，因此，抑制正极的电阻增加成为重要的课题。因此，本公开的目的在于，提供：在正极集电体与正极复合材料层之间即使设置用于抑制发生了内部短路时的电池的放热量的中间层的情况下，也能抑制正极的电阻增加的二次电池用正极；和，具备该正极的二次电池。本公开的第1方案的二次电池用正极具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于前述正极集电体的有凹凸的表面上；和，正极复合材料层，其设置于前述中间层上、且包含正极活性物质，前述中间层包含：导电材料颗粒；和，具有高于前述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，前述导电材料颗粒的中心粒径与前述正极集电体的凹凸的平均深度之比、和前述无机物质颗粒的中心粒径与前述正极集电体的凹凸的平均深度之比均为5：6以下。本公开的第2方案的二次电池用正极具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于前述正极集电体的有凹凸的表面上；和，正极复合材料层，其设置于前述中间层上、且包含正极活性物质，前述中间层包含具有高于前述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，前述正极集电体的凹凸的平均深度为0.6μm以上，前述正极集电体的凹凸的凸部中的至少1个从前述中间层与前述正极复合材料层的界面突出，且与前述正极复合材料层接触。本公开的二次电池具备正极、负极和电解质，前述正极为上述二次电池用正极。根据本公开，在正极集电体与正极复合材料层之间即使设置用于抑制发生了内部短路时的电池的放热量的中间层的情况下，也能抑制正极的电阻增加。附图说明图1为作为实施方式的一例的二次电池的剖视图。图2为第1实施方式的正极的剖视图。图3为第2实施方式的正极的剖视图。具体实施方式本公开的第1方案的二次电池用正极具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于前述正极集电体的有凹凸的表面上；和，正极复合材料层，其设置于前述中间层上、且包含正极活性物质，前述中间层包含：导电材料颗粒；和，具有高于前述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，前述导电材料颗粒的中心粒径与前述正极集电体的凹凸的平均深度之比、和前述无机物质颗粒的中心粒径与前述正极集电体的凹凸的平均深度之比均为5：6以下。此处，通过在正极集电体的有凹凸的表面上形成中间层，从而中心粒径相对于该凹凸的平均深度的比率为0.83(5/6)以下的导电材料颗粒和无机物质颗粒进入至正极集电体的凹凸的凹部内的深处，可以用导电材料颗粒、无机物质颗粒填埋凹部内。凹部内与导电剂颗粒之间的接触面积增大，可以抑制正极的电阻增加。需要说明的是，例如，带有负极电位的导电性异物等到达正极集电体而发生内部短路的情况下，包含具有高于正极活性物质的电阻的无机物质颗粒的中间层成为存在于该导电性异物的周围的电阻成分。通过设置中间层，与未设置中间层的情况相比，内部短路时的正极集电体与负极之间流过的短路电流被抑制，电池的放热量被抑制。本公开的第2方案的二次电池用正极具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于前述正极集电体的有凹凸的表面上；和，正极复合材料层，其设置于前述中间层上、且包含正极活性物质，前述中间层包含具有高于前述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，前述正极集电体的凹凸的平均深度为0.6μm以上，前述正极集电体的凹凸的凸部中的至少1个从前述中间层与前述正极复合材料层的界面突出，且与前述正极复合材料层接触。如此，正极集电体的凹凸的凸部中的至少1个与正极复合材料层接触，从而在正极集电体与正极复合材料层之间形成导通通路，因此，正极的电阻增加被抑制。需要说明的是，例如，带有负极电位的导电性异物等到达正极集电体而发生内部短路的情况下，包含具有高于正极活性物质的电阻的无机物质颗粒的中间层成为存在于该导电性异物的周围的电阻成分。通过设置中间层，与未设置中间层的情况相比，内部短路时的正极集电体与负极之间流过的短路电流被抑制，电池的放热量被抑制。本说明书中，中心粒径是指，用激光衍射式粒度分布测定装置测定的体积基准的粒度分布中，累积颗粒量成为50％的粒径。本说明书中，凹凸的深度是指，从凹部的底部至凸部的顶部的高度。而且，正极集电体的凹凸的平均深度如以下测定。首先，将正极埋入树脂中，通过截面抛光机(CP)加工等制作正极的截面。然后，利用扫描型电子显微镜(SEM)，以倍率1000倍的视野、遍及规定的长度观察正极集电体的截面，测定该观察图像中观察到的全部凹凸的深度(从凹部的底部至凸部的顶部的高度)。规定的长度为50μm。进而，在不同的5点的视野进行同样的操作，求出各视野中测定到的全部凹凸的深度的平均值，将其平均值作为正极集电体的凹凸的平均深度。以下，对实施方式的一例详细进行说明。实施方式的说明中参照的附图是示意性记载，附图中绘制的构成要素的尺寸比率等有时与实物不同。图1为作为实施方式的一例的二次电池的剖视图。图1所示的二次电池10具备：正极11和负极12隔着分隔件13卷绕而成的卷绕型的电极体14；电解质；分别配置于电极体14的上下的绝缘板17、18；和，用于收纳上述构件的电池壳体。电池壳体由有底圆筒形状的壳体主体15和封口体16构成。需要说明的是，可以应用正极和负极隔着分隔件交替层叠而成的层叠型的电极体等其他形态的电极体代替卷绕型的电极体14。另外，作为电池壳体，可以举出圆筒形、方形、硬币形、纽扣形等的金属制壳体、层压树脂片而形成的树脂制壳体(层压型电池)等。壳体主体15例如为有底圆筒形状的金属制容器。在壳体主体15与封口体16之间设有垫片27，以确保电池壳体内部的密闭性。壳体主体15例如适合具有如下突出部21：其对侧面部从外侧加压而形成，且用于支撑封口体16。突出部21优选沿壳体主体15的圆周方向以环状形成，以其上表面支撑封口体16。封口体16具有：形成有局部开口的金属板的开口部22a的局部开口的金属板22、和配置于局部开口的金属板22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用正极，其具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于所述正极集电体的凹凸上；和，正极复合材料层，其设置于所述中间层上、且包含正极活性物质，/n所述中间层包含：导电材料颗粒；和，具有高于所述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，/n所述导电材料颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比、和所述无机物质颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比均为5：6以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 JP 2017-1452971.一种二次电池用正极，其具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；中间层，其设置于所述正极集电体的凹凸上；和，正极复合材料层，其设置于所述中间层上、且包含正极活性物质，
所述中间层包含：导电材料颗粒；和，具有高于所述正极活性物质的电阻的无机物质颗粒，
所述导电材料颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比、和所述无机物质颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比均为5：6以下。


2.根据权利要求1所述的二次电池用正极，其中，所述正极集电体的凹凸的平均深度为0.6μm以上。


3.根据权利要求2所述的二次电池用正极，其中，所述正极集电体的凹凸的平均深度为2.0μm以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述无机物质颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比为5：20以上。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述无机物质颗粒的中心粒径与所述正极集电体的凹凸的平均深度之比为5：8以下。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述无机物质颗粒的中心粒径为0.2μm以上且1.0μm以下。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池用正极，其中，
所述无机物质颗粒具有1012Ωcm以上的电阻率，
所述无机物质颗粒为金属氧化物颗粒、金属氮化物颗粒、金属氟化物颗粒、绝缘性磁性体颗粒中的至少任1种。


8.一种二次电池用正极，其具备：正极集电体，其在表面具有多个凹凸；...

【专利技术属性】
技术研发人员：大浦勇士，盐崎朝树，武泽秀治，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP