非水电解质二次电池和二次电池组件制造技术

技术编号:29681214 阅读:41 留言:0更新日期:2021-08-13 22:04
非水电解质二次电池和二次电池组件。二次电池组件(1)具有:非水电解质二次电池(10);与电池(10)一起排列且从电池(10)沿排列方向接受载荷的弹性体(40),构成电池(10)的负极(38b)具备:负极集电体(50);形成于集电体(50)上的负极活性物质层(52),负极活性物质层(52)具有:形成于集电体(50)上的第1层(52a);形成于第1层(52a)上且压缩模量大于第1层(52a)的第2层(52b),构成电池(10)的分隔件(38d)的压缩模量小于第1层(52a),弹性体(40)的压缩模量小于分隔件(38d),第1层(52a)中所含的石墨颗粒的BET比表面积为1~2.5m

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池和二次电池组件
本公开涉及非水电解质二次电池和二次电池组件的技术。
技术介绍
锂离子二次电池等非水电解质二次电池典型具有:电解液、以及具备正极活性物质层的正极与具备负极活性物质层的负极隔着分隔件层叠而成的电极体。上述非水电解质二次电池例如为通过电解液中的电荷载体(例如锂离子)在两电极间往返而进行充放电的电池。对非水电解质二次电池进行充电时电荷载体从构成正极活性物质层的正极活性物质内被释放,电荷载体被吸储至构成负极活性物质层的负极活性物质内。放电时相反地从负极活性物质内释放电荷载体,电荷载体向正极活性物质内被吸储。如此,随着非水电解质二次电池的充放电,电荷载体向活性物质内被吸储和释放时,电极体会发生膨胀和收缩。若由于引起非水电解质二次电池的伴有充放电的电极体的膨胀和收缩,由此,保持于电极体内的电解液会被挤出至电极体外,则存在高倍率充放电时的电池电阻增加的问题。例如,专利文献1中提出了一种二次电池,其中,使负极的压缩模量高于分隔件的压缩模量。而且,专利文献1中公开了如下内容:通过使负极的压缩模量高于分隔件的压缩模量,从而电极体内的电解液的保持性改善,特别是以高倍率重复进行充放电时的电池电阻的增加被抑制。另外,以往已知的是,硅酸锂(LixSiOy)等Si系材料与石墨等碳系活性物质相比,每单位体积能吸储大量的锂离子(例如参照专利文献2)。因此,通过使用Si系材料作为负极活性物质,从而可以实现非水电解质二次电池的高容量化。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第6587105号公报专利文献2:国际公开第2019/187537号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而,在使用Si系材料作为负极活性物质的非水电解质二次电池中,存在高温保存后的容量恢复率容易降低的问题。因此,本公开的目的在于,在使用包含Si系材料的负极活性物质的非水电解质二次电池和具备该非水电解质二次电池的二次电池组件中,抑制高倍率充放电时的电阻增加和高温保存后的容量恢复率的降低。用于解决问题的方案作为本公开的一方式的二次电池组件的特征在于,具有:至少1个非水电解质二次电池;和,与前述非水电解质二次电池一起排列、且从前述非水电解质二次电池沿前述排列方向接受载荷的弹性体,前述非水电解质二次电池具备:层叠有正极、负极、和配置于前述正极和前述负极之间的分隔件的电极体;和,用于收纳前述电极体的壳体,前述负极具备:负极集电体;和,形成于前述负极集电体上、且包含负极活性物质颗粒的负极活性物质层,前述负极活性物质层具有:形成于前述负极集电体上的第1层;和,形成于前述第1层上、且压缩模量大于前述第1层的第2层,前述分隔件的压缩模量小于前述第1层,前述弹性体的压缩模量小于前述分隔件,前述第1层中所含的前述负极活性物质颗粒包含:石墨颗粒、和选自由硅酸锂颗粒和硅碳复合材料颗粒组成的组中的至少1种以上的Si系颗粒,前述第1层中所含的前述石墨颗粒的BET比表面积为1~2.5m2/g,前述Si系颗粒的含量相对于前述负极活性物质层的总量为6质量%~13质量%。另外,作为本公开的一方式的非水电解质二次电池的特征在于,具有:层叠有正极、负极、和配置于前述正极和前述负极之间的分隔件的电极体;从前述电极体沿前述电极体的层叠方向接受载荷的弹性体;和,用于收纳前述电极体和前述弹性体的壳体,前述负极具备:负极集电体;和,形成于前述负极集电体上、且包含负极活性物质颗粒的负极活性物质层,前述负极活性物质层具有:形成于前述负极集电体上的第1层;和,形成于前述第1层上、且压缩模量大于前述第1层的第2层,前述分隔件的压缩模量小于前述第1层,前述弹性体的压缩模量小于前述分隔件,前述第1层中所含的前述负极活性物质颗粒包含:石墨颗粒、和选自由硅酸锂颗粒和硅碳复合材料颗粒组成的组中的至少1种以上的Si系颗粒,前述第1层中所含的前述石墨颗粒的BET比表面积为1~2.5m2/g,前述Si系颗粒的含量相对于前述负极活性物质层的总量为6质量%~13质量%。专利技术的效果根据本公开的一方式,可以抑制高倍率充放电时的电阻增加和高温保存后的容量恢复率的降低。附图说明图1为实施方式的二次电池组件的立体图。图2为实施方式的二次电池组件的分解立体图。图3为示意性示出非水电解质二次电池膨胀的样子的剖视图。图4为负极的示意剖视图。图5为示出弹性体配置于壳体内的状态的示意剖视图。图6为圆筒卷绕型的电极体的示意立体图。图7为示出弹性体的一例的示意立体图。图8为处于夹持于电极体与壳体的状态的弹性体的部分示意剖视图。附图标记说明1二次电池组件、2层叠体、4端板、6约束构件、8冷却板、10非水电解质二次电池、12绝缘间隔物、13壳体、14外饰罐、16封口板、18输出端子、38电极体、38a正极、38b负极、38d分隔件、39卷芯部、40弹性体、42硬质部、42a基材、44软质部、44a贯通孔、46凹部、46a芯部、46b线部、50负极集电体、52负极活性物质层、52a第1层、52b第2层。具体实施方式以下,对实施方式的一例详细地进行说明。实施方式的说明中参照的附图为示意性记载,附图中描绘的构成要素的尺寸比率等有时不同于实际物体。图1为实施方式的二次电池组件的立体图。图2为实施方式的二次电池组件的分解立体图。二次电池组件1具备层叠体2、一对约束构件6和冷却板8作为一例。层叠体2具有:多个非水电解质二次电池10、多个绝缘间隔物12、多个弹性体40和一对端板4。各非水电解质二次电池10例如为锂离子二次电池等能进行充放电的二次电池。本实施方式的非水电解质二次电池10为所谓的方型电池,具备电极体38(参照图3)、电解液、扁平的长方体形状的壳体13。壳体13由外饰罐14和封口板16构成。外饰罐14在一面具有大致长方形状的开口,且借由该开口在外饰罐14中收纳有电极体38、电解液等。需要说明的是,外饰罐14期望用缩套管等未作图示的绝缘薄膜覆盖。在外饰罐14的开口设有阻塞开口来封固外饰罐14的封口板16。封口板16构成壳体13的第1面13a。封口板16与外饰罐14例如用激光、摩擦搅拌接合、焊接等进行接合。壳体13例如可以为圆筒形外壳,也可以为由包含金属层和树脂层的层压片构成的外饰体。电极体38具有多个片状的正极38a与多个片状的负极38b隔着分隔件38d交替地层叠而成的结构(参照图3)。正极38a、负极38b、分隔件38d沿第1方向X层叠。即,第1方向X成为电极体38的层叠方向。而且,在该层叠方向上位于两端的电极与壳体13的后述的长侧面对置。需要说明的是,图示的第1方向X、第2方向Y和第3方向Z为彼此正交的方向。电极体38可以为将带状的正极与带状的负极隔着分隔件层叠而成者进行卷绕得到的圆筒卷绕型的电极体、将圆筒卷绕型的电极体成型为扁平状的扁平卷绕型的电极体。需要说明的是,扁平卷绕型的电极体的情况下,可以应用长方本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种二次电池组件,其具有:至少1个非水电解质二次电池;和,与所述非水电解质二次电池一起排列、且从所述非水电解质二次电池沿所述排列方向接受载荷的弹性体,/n所述非水电解质二次电池具备:层叠有正极、负极、和配置于所述正极和所述负极之间的分隔件的电极体;和,用于收纳所述电极体的壳体,/n所述负极具备:负极集电体;和,形成于所述负极集电体上、且包含负极活性物质颗粒的负极活性物质层,所述负极活性物质层具有:形成于所述负极集电体上的第1层;和,形成于所述第1层上、且压缩模量大于所述第1层的第2层,/n所述分隔件的压缩模量小于所述第1层,/n所述弹性体的压缩模量小于所述分隔件,/n所述第1层中所含的所述负极活性物质颗粒包含:石墨颗粒、和选自由硅酸锂颗粒和硅碳复合材料颗粒组成的组中的至少1种以上的Si系颗粒,/n所述第1层中所含的所述石墨颗粒的BET比表面积为1~2.5m

【技术特征摘要】
20200212 JP 2020-0217591.一种二次电池组件,其具有:至少1个非水电解质二次电池;和,与所述非水电解质二次电池一起排列、且从所述非水电解质二次电池沿所述排列方向接受载荷的弹性体,
所述非水电解质二次电池具备:层叠有正极、负极、和配置于所述正极和所述负极之间的分隔件的电极体;和,用于收纳所述电极体的壳体,
所述负极具备:负极集电体;和,形成于所述负极集电体上、且包含负极活性物质颗粒的负极活性物质层,所述负极活性物质层具有:形成于所述负极集电体上的第1层;和,形成于所述第1层上、且压缩模量大于所述第1层的第2层,
所述分隔件的压缩模量小于所述第1层,
所述弹性体的压缩模量小于所述分隔件,
所述第1层中所含的所述负极活性物质颗粒包含:石墨颗粒、和选自由硅酸锂颗粒和硅碳复合材料颗粒组成的组中的至少1种以上的Si系颗粒,
所述第1层中所含的所述石墨颗粒的BET比表面积为1~2.5m2/g,
所述Si系颗粒的含量相对于所述负极活性物质层的总量为6质量%~13质量%。


2.根据权利要求1所述的二次电池组件,其中,所述第1层中,包含具有1层~5层的石墨烯片的碳纳米管0.01质量%~0.4质量%。


3.根据权利要求1或2所述的二次电池组件,其中,所述第1层中所含的所述石墨颗粒包含平均粒径不同的2种石墨颗粒,一种石墨颗粒(A)的平均粒径大于另一种石墨颗粒(B)的平均粒径,所述另一种石墨颗粒(B)的平均粒径相对于所述一种石墨颗粒(A)的平均粒径之比为0.3~0.5。

【专利技术属性】
技术研发人员:井上薫谷口明宏佐野秀树续木康平井口裕辉
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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