锂二次电池制造技术

本发明专利技术要解决的问题是，在与普通锂二次电池相比大幅提高重量能量密度的锂二次电池中，抑制由热引起的电极组装体的劣化。本发明专利技术的锂二次电池(1)具备：电极组装体(C)，其具有正极(10)与负极(20)隔着隔膜(30)交替层叠的结构，且重量能量密度为250Wh/Kg以上；及排热层(51、52)，其设置于电极组装体(C)的表面。与普通的锂二次电池相比，电极组装体(C)的中心部的发热非常大。但是，锂二次电池(1)在电极组装体(C)的表面设置有排热层(51、52)，因此电极组装体(C)的中心部与排热层(51、52)之间的热梯度变大，能够将集中于电极组装体C的中心部的热高效地散热至外部。本发明专利技术对稳定地供给能量即实现可持续的开发目标是有用的。

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池
本专利技术涉及锂二次电池，特别是涉及通过使用硅(Si)、锡(Sn)、锂(Li)或它们的氧化物作为负极活性物质而提高了重量能量密度的锂二次电池。
技术介绍
近年来，作为高输出且呈现高能量密度的二次电池，实际应用锂二次电池。锂二次电池的能量密度、循环特性、输入输出特性、保存特性等的特性比现有的二次电池优异，因此，在移动设备及车载用电池、家庭用重型电器等领域中不断地得到了普及。如专利文献1中所述，普通的锂二次电池中，作为负极活性物质使用石墨。石墨的理论容量为372mAh/g。近年来，为了与作为负极活性物质而使用了石墨的普通的锂二次电池相比进一步提高能量密度，不断进行着作为负极活性物质使用了由与石墨相比具有比其大很多的理论容量的硅(Si)或氧化硅(SiOx)等构成的无机质颗粒的类型的锂二次电池、及在负极使用锂金属的类型的锂二次电池的开发(参照专利文献2)。锂二次电池具有正极和负极隔着隔膜而交替层叠的结构，因此，存在热容易在电极组装体的中心部集中而容易促进劣化的问题。因此，为了降低热引起的劣化，进行着通过增加导电助剂的比率或电极的薄膜化等的方式来降低电极阻抗并抑制发热的尝试。[现有技术文献]专利文献专利文献1：日本专利第5319613号公报专利文献2：日本特开2013-191578号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的技术问题]但是，近年来，要求更进一步提高的高能量密度化，为了实现该要求，需要导电助剂比率的降低及电极的厚膜化。也就是说，发热的抑制与高能量密度化是此消彼长的关系，不容易同时满足两者。特别是与使用石墨作为负极活性物质的普通的锂二次电池相比，通过使用硅(Si)、锡(Sn)、锂(Li)或它们的氧化物作为负极活性物质而将重量能量密度提高至250Wh/Kg以上的锂二次电池中，充放电产生的膨胀收缩量较大，随之引起的发热较大。这种发热是由材料引起的，因此，在采用如增加导电助剂的比率及电极的薄膜化的现有的方法中，难以充分地抑制发热。因此，本专利技术的目的在于，在与普通的锂二次电池相比大幅提高了重量能量密度的锂二次电池中，抑制热引起的电极组装体的劣化。[用于解决技术问题的技术方案]本专利技术提供一种锂二次电池，其特征在于，具备：构成锂二次电池的电极组装体，其具有正极与负极隔着隔膜而交替层叠的结构，且该电极组装体的重量能量密度为250Wh/Kg以上，其中，正极包含正极集电体及形成于其表面的正极活性物质层，负极包含负极集电体及形成于其表面的负极活性物质层；以及排热层，其设置于电极组装体的表面。与普通的锂二次电池相比，重量能量密度为250Wh/Kg以上的构成锂二次电池的电极组装体的中心部的发热非常大。但是，本专利技术的锂二次电池中，排热层设置于电极组装体的表面，因此，电极组装体的中心部与排热层之间的热梯度变大，由此，能够将集中于电极组装体的中心部的热高效地散热至外部。本专利技术的锂二次电池也可以是：还具备收纳电极组装体及排热层的外装体，该排热层位于电极组装体与外装体之间。据此，能够将由电极组装体产生的热经由排热层而高效地散热至外装体。本专利技术中，也可以是：排热层与正极或负极电连接。据此，经由排热层和正极或负极的电路径而会产生热传导，因此，能够进一步提高排热性。本专利技术中，锂二次电池的重量能量密度也可以为280Wh/Kg以上。在该情况下，伴随电极组装体的充放电的发热更大，因此，设置排热层的效果更大。本专利技术中，也可以是，负极活性物质层包含选自硅(Si)、锡(Sn)、锂(Li)以及它们的氧化物中的至少一种作为负极活性物质。据此，能够实现250Wh/Kg以上的重量能量密度。[专利技术效果]这样，根据本专利技术，在与普通的锂二次电池相比大幅提高了重量能量密度的锂二次电池中，能够抑制热引起的电极组装体的劣化。本专利技术对稳定地供给能量即实现可持续的开发目标是有用的。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的锂二次电池1的示意性的截面图。图2(a)是表示正极10的结构的示意性的截面图，图2(b)是表示负极20的结构的示意性的截面图。图3是本专利技术的第二实施方式的锂二次电池2的示意性的截面图。图4是本专利技术的第三实施方式的锂二次电池3的示意性的截面图。图5是本专利技术的第四实施方式的锂二次电池4的示意性的截面图。图6是本专利技术的第五实施方式的锂二次电池5的示意性的截面图。图7(a)是表示正极10a的结构的示意性的截面图，图7(b)是表示负极20a的结构的示意性的截面图。具体实施方式以下，参照附图详细地说明本专利技术优选的实施方式。＜第一实施方式＞图1是本专利技术的第一实施方式的锂二次电池1的示意性的截面图。如图1所示，第一实施方式的锂二次电池1具备：电极组装体C、将电极组装体C以密闭的状态收纳的外装体40、从外装体40导出的一对端子电极41、42。另外，虽然未图示，但在外装体40内，与电极组装体C一起封入有非水电解液。电极组装体C具有正极10与负极20隔着隔膜30而交替层叠的结构。图1所示的例子中层叠有3个正极10和3个负极20，但是，正极10及负极20的数量不限定于此。另外，也不需要将正极10的数量与负极20的数量设定为相同。另外，构成电极组装体C的最外层的正极10或负极20被排热层51、52覆盖。图1所示的例子中，电极组装体C的一侧的最外层由正极10构成，电极组装体C的另一侧的最外层由负极20构成。而且，在最外层的正极10与外装体40之间设置有第一排热层51，在最外层的负极20与外装体40之间设置有第二排热层52。图2(a)是表示正极10的结构的示意性的截面图，图2(b)是表示负极20的结构的示意性的截面图。如图2(a)所示，正极10由板状(膜状)的正极集电体11和形成于其两面的正极活性物质层12构成。对于正极集电体11而言，其只要是导电性的板材即可，例如，能够使用由铝、铜、镍等构成的金属箔或金属薄板。正极集电体11均连接于图1所示的端子电极41。正极活性物质层12包含正极活性物质、正极导电助剂及正极粘合剂。正极活性物质层12中的正极活性物质的构成比率以质量比计优选为80％以上且90％以下。另外，正极活性物质层12中的正极导电助剂的构成比率以质量比计优选为0.5％以上且10％以下，正极活性物质层12中的粘合剂的构成比率以质量比计优选为0.5％以上且10％以下。作为正极活性物质，能够使用能够可逆地进行锂离子的吸藏及释放、锂离子的脱离及插入(夹层)、或锂离子与锂离子的反阴离子(例如，PF6-)的掺杂及脱掺杂的电极活性物质。作为正极活性物质的例子，可举出：钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)、以及以通式：LiaNibMncCodMxO2(其中，a、b、c、d、x满足下述关系：0.9≦a≦1.2，0＜b＜1，0＜c≦0.5，0＜d≦0.5，0≦x≦0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池，其特征在于，/n具备：/n构成锂二次电池的电极组装体，其具有正极与负极隔着隔膜而交替层叠的结构，且该电极组装体的重量能量密度为250Wh/Kg以上，其中，所述正极包含正极集电体及形成于其表面的正极活性物质层，所述负极包含负极集电体及形成于其表面的负极活性物质层；以及/n排热层，其设置于所述电极组装体的表面。/n

【技术特征摘要】
20190315 JP 2019-0479431.一种锂二次电池，其特征在于，
具备：
构成锂二次电池的电极组装体，其具有正极与负极隔着隔膜而交替层叠的结构，且该电极组装体的重量能量密度为250Wh/Kg以上，其中，所述正极包含正极集电体及形成于其表面的正极活性物质层，所述负极包含负极集电体及形成于其表面的负极活性物质层；以及
排热层，其设置于所述电极组装体的表面。


2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
还具...

【专利技术属性】
技术研发人员：平川悟，高木靖博，井上亨，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP