非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供：可以抑制电池的内部短路时的发热量的非水电解质二次电池用正极、及具备该正极的非水电解质二次电池。本发明专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池用正极具备：正极集电体；中间层，其设置于正极集电体上、且包含导电材料和无机颗粒；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和通式M

Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池的技术。
技术介绍
近年来，作为高输出、高能量密度的二次电池，具备正极、负极和非水电解质、并且在正极与负极之间使锂离子移动来进行充放电的非水电解质二次电池被广泛利用。例如，专利文献1中公开了一种使用具备正极复合材料层、正极集电体、在正极复合材料层与正极集电体之间包含无机颗粒的中间层的正极的非水电解质二次电池。专利文献1中有以下启示：通过使用该正极，非水电解质二次电池的内部短路时的发热被抑制。例如，专利文献2中公开了一种使用包含Li3PO4和正极活性物质的正极的非水电解质二次电池。有以下启示：通过使用该正极，非水电解质二次电池的过充电时的安全性得到改善。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-72221号公报专利文献2：日本特开平10-154532号公报
技术实现思路
然而，对抑制电池的内部短路时的发热量的技术而言，有改善的余地。于是，本专利技术的目的在于提供：可以抑制电池的内部短路时的发热量的非水电解质二次电池用正极、及具备该正极的非水电解质二次电池。本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池用正极具备：正极集电体；中间层，其设置在正极集电体上、且包含导电材料和无机颗粒；和正极复合材料层，其设置在前述中间层上、且包含正极活性物质和通式MaHbPO4(式中，a满足1≤a≤2、b满足1≤b≤2的条件，M包含碱金属及碱土金属之中的至少1种元素)所示的磷酸氢盐，将前述磷酸氢盐相对于前述正极活性物质的总质量的质量比率设为X(质量％)、将前述导电材料相对于前述中间层的总质量的质量比率设为Y(质量％)时，满足0.5≤X≤3.0、1.0≤Y≤7.0、0.07≤X/Y≤3.0的关系。本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池具有上述非水电解质二次电池用正极。通过本专利技术可以抑制电池的内部短路时的发热量。附图说明图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的剖视图。图2为作为实施方式的一例的正极的剖视图。具体实施方式本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池用正极具备：正极集电体；中间层，其设置在正极集电体上、且包含导电材料和无机颗粒；和正极复合材料层，其设置在前述中间层上、且包含正极活性物质和通式MaHbPO4(式中，a满足1≤a≤2、b满足1≤b≤2的条件，M包含碱金属及碱土金属之中的至少1种元素)所示的磷酸氢盐，将前述磷酸氢盐相对于前述正极活性物质的总质量的质量比率设为X(质量％)、将前述导电材料相对于前述中间层的总质量的质量比率设为Y(质量％)时，满足0.5≤X≤3.0、1.0≤Y≤7.0、0.07≤X/Y≤3.0的关系。通过本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池用正极，可以抑制非水电解质二次电池的内部短路时的发热量。该机制尚未充分明确，但可认为如下。通常，非水电解质二次电池内部发生短路时，短路电流导致电池发热。另外，可以认为：在正极侧，基于上述内部短路时的电池的发热，由正极复合材料层中的正极活性物质放出的氧与正极集电体反应(发热反应)，电池的发热量增加。通过本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池，基于电池内部短路时的短路电流、发热，正极复合材料层内的上述磷酸氢盐分解，并浸润于中间层内的导电材料周围形成的孔隙，进而，在该孔隙内，分解了的磷酸氢盐缩聚，并封堵导电材料周围所形成的孔隙。此处推测：由正极活性物质放出的氧、以中间层内的导电材料周围所形成的孔隙作为主路径而到达正极集电体。认为通过封堵该孔隙，可以抑制氧向集电体的移动，并且可以抑制在正极侧发生的发热反应。另外，由于内部短路时的中间层除了无机颗粒以外还包含上述磷酸氢盐的缩聚物，因此认为发挥作为大的电阻成分的功能，内部短路时的短路电流被减少。因此可以认为电池的内部短路时的发热量被抑制。另外，本专利技术的一个方式所述的非水电解质二次电池用正极中，对于正极复合材料层所包含的磷酸氢盐的含量及中间层所包含的导电材料的含量，通过在将磷酸氢盐相对于正极活性物质的总质量的质量比率设为X(质量％)、将导电材料相对于中间层的总质量的质量比率设为Y(质量％)时，满足0.5≤X≤3.0、1.0≤Y≤7.0、0.07≤X/Y≤3.0的关系，则在内部短路时可以抑制如上所述电池的发热量，但在未发生内部短路的通常情况时，具有可以进行充放电反应的正极本来的功能。以下对实施方式的一例进行详细说明。实施方式的说明中参照的图为示意性地记载，图中所绘制的构成要素的尺寸比率等有与实物不同的情况。图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的剖视图。图1示出的非水电解质二次电池10具备：正极11及负极12隔着分隔件13卷绕而成的卷绕型的电极体14、非水电解质、分别配置于电极体14上下的绝缘板18、19、和收纳有上述构件的电池盒15。电池盒15由有底圆筒形状的盒主体16、和封堵盒主体16的开口部的封口体17构成。需要说明的是，也可以使用正极及负极隔着分隔件交互地层叠而成的层叠型的电极体等其他方式的电极体代替卷绕型的电极体14。另外，作为电池盒15，可例示出圆筒形、方形、硬币形、纽扣形等金属制盒、层压树脂薄片而形成的树脂制盒(层压型电池)等。盒主体16例如为有底圆筒形状的金属制容器。盒主体16与封口体17之间设置垫片28，从而确保电池内部的密闭性。盒主体16例如具有侧面部的一部分向内侧鼓出的、用于支撑封口体17的突出部22。突出部22优选沿着盒主体16的圆周方向形成环状，并通过其上表面支撑封口体17。封口体17从电极体14一侧起具有按照以下顺序层叠而成的结构：局部开口的金属板23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26、及盖子27。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件25外各构件被互相电连接。下阀体24与上阀体26通过各自的中央部被互相连接，各自的周缘部之间夹有绝缘构件25。由内部短路等导致的发热而内压上升时，例如下阀体24以将上阀体26向盖子27侧顶起的方式变形并断裂，从而下阀体24与上阀体26之间的电流通路被切断。进而内压上升时，上阀体26会断裂，从而气体由盖子27的开口部被排出。图1示出的非水电解质二次电池10中，安装于正极11的正极引线20通过绝缘板18的贯通孔延伸至封口体17侧，安装于负极12的负极引线21通过绝缘板19的外侧延伸至盒主体16的底部侧。正极引线20与作为封口体17的底板的局部开口的金属板23的下表面通过焊接等连接，从而与局部开口的金属板23电连接的作为封口体17的顶板的盖子27成为正极端子。负极引线21与盒主体16的底部内面通过焊接等连接，从而盒主体16成为负极端子。以下对正极、负极、分隔件、非水电解质进行详细叙述。[正极]图2为作为实施方式的一例的正极的剖视图。正极11具备：正极集电体30、配置于正极集电体30上的中间层31、和设置于中间层31上的正极复合材料层32。...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池用正极，其具备：/n正极集电体；/n中间层，其设置于正极集电体上、且包含导电材料和无机颗粒；和/n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和通式M

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171031 JP 2017-2110211.一种非水电解质二次电池用正极，其具备：
正极集电体；
中间层，其设置于正极集电体上、且包含导电材料和无机颗粒；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和通式MaHbPO4所示的磷酸氢盐，式中，a满足1≤a≤2、b满足1≤b≤2的条件，M包含碱金属及碱土金属之中的至少1种元素，
将所述磷酸氢盐相对于所述正极活性物质的总质量的质量比率设为X质量％、将所述导电材料相对于所述中间层的总质量的质量比率设为Y质量％时，
满足0.5≤X≤3.0、1.0≤Y≤7.0、0.07≤X/Y≤3.0的关系。


2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极，其中，所述正极活性物质包...

【专利技术属性】
技术研发人员：神贵志，马场泰宪，柳田胜功，平野畅宏，新名史治，
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