正极及二次电池制造技术

正极，其特征在于，具备正极集电体、包含含锂过渡金属氧化物的正极复合材料层、和在正极集电体与正极复合材料层之间设置的保护层，保护层包含氧化力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物，含锂过渡金属氧化物的一部分贯通保护层并与正极集电体接触，保护层相对于正极集电体的主表面的覆盖率α为50％以上。电体的主表面的覆盖率α为50％以上。电体的主表面的覆盖率α为50％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极及二次电池


[0001]本公开涉及正极及二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池中，发生电池的内部短路时，或电池暴露于高温时，作为正极活物质包含的含锂过渡金属氧化物与正极集电体进行氧化还原反应，有产生强烈发热的担忧。专利文献1中，为了抑制含锂过渡金属氧化物与正极集电体的氧化还原反应，公开了一种在包含含锂过渡金属氧化物的正极复合材料层与正极集电体之间形成有用于将两者隔离的保护层的二次电池。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2016
‑
127000号公报

技术实现思路

[0006]然而，通过设置保护层，电池的内部电阻会变大，因此专利文献1公开的技术在兼顾安全性与电池性能的方面仍有改良的余地。
[0007]因此，本公开的目的为，提供通过保护层确保安全性，并且提高电池性能的二次电池。
[0008]作为本公开的一个方式的正极的特征在于，其具备正极集电体、包含含锂过渡金属氧化物的正极复合材料层、和在正极集电体与正极复合材料层之间设置的保护层，保护层包含氧化力比含锂过渡金属氧化物低的无机化合物，含锂过渡金属氧化物的一部分贯通保护层并与正极集电体接触，保护层相对于正极集电体的主表面的覆盖率α为50％以上。
[0009]作为本公开的一个方式的二次电池的特征在于，具备上述正极、负极和电解质。
[0010]通过本公开的一个方式，可以提供具有高安全性和高电池性能的二次电池。
附图说明
>[0011]图1为作为实施方式的一个例子的二次电池的纵向截面图。
[0012]图2为作为实施方式的一个例子的正极的单侧表面部分的截面图。
[0013]图3为以往的正极中与图2对应的图。
[0014]图4为从正极集电体侧观察作为实施方式的一个例子的正极的正极集电体与保护层的界面的电子显微镜照片。
[0015]图5为以往的正极中与图4对应的图像。
[0016]图6为实施例1、2及比较例1的正极中与图4对应的图像。
具体实施方式
[0017]以下，边参照附图，边对本公开的二次电池的实施方式的一个例子进行详细说明。
另外，以下例示出卷绕型的电极体被收纳在圆筒形的电池壳体中的圆筒形电池，但电极体并不限定为卷绕型，也可以为多个正极与多个负极借助分隔件1张张交替地层叠而成的层叠型。另外，本公开的二次电池也可以为具备方形的金属制壳体的方形电池、具备硬币形的金属制壳体的硬币形电池等，也可以为具备由包含金属层及树脂层的层压片构成的外装体的层压电池。
[0018]图1为作为实施方式的一个例子的二次电池10的截面图。如图1所例示，二次电池10具备电极体14、电解质和收纳电极体14及电解质的电池壳体15。电极体14具备正极11、负极12和分隔件13，并具有正极11与负极12借助分隔件13卷绕而成的卷绕结构。电池壳体15由有底圆筒形状的外装罐16和封堵外装罐16的开口部的封口体17构成。需要说明的是，二次电池10可以为使用水系电解质的二次电池，也可以为使用非水电解质的二次电池。以下，以使用非水电解质的锂离子电池等非水电解质二次电池的形式对二次电池10进行说明。
[0019]非水电解质包含非水溶剂和溶解在非水溶剂中的电解质盐。非水溶剂可以使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类及2种以上这些的混合溶剂等。非水溶剂也可含有用氟等卤素原子将这些溶剂的氢的至少一部分取代而成的卤素取代体。需要说明的是，非水电解质并不限定于液体电解质，也可以为固体电解质。电解质盐可以使用例如LiPF6等锂盐。
[0020]二次电池10具备分别在电极体14上下配置的绝缘板18、19。图1示出的例中，正极11上安装的正极引线20通过绝缘板18的贯通孔向封口体17侧延伸，负极12上安装的负极引线21通过绝缘板19的外侧向外装罐16的底部侧延伸。正极引线20通过焊接等与封口体17的底板23的下表面连接，作为与底板23电连接的封口体17的顶板的盖27成为正极端子。负极引线21通过焊接等与外装罐16的底部内面连接，外装罐16成为负极端子。
[0021]外装罐16例如为有底圆筒形状的金属制容器。外装罐16与封口体17之间设置垫片28，电池内部的密闭性得到确保。外装罐16例如侧面部的一部分向内侧突出，形成支承封口体17的凹槽部22。凹槽部22优选沿外装罐16的圆周方向形成为环状，通过其上表面支承封口体17。
[0022]封口体17具有从电极体14侧依次层叠有底板23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26及盖27的结构。构成封口体17的各构件具有例如圆板形状或圆环形状，除绝缘构件25外的各构件彼此电连接。下阀体24与上阀体26在各自的中央部彼此连接，在各自的周缘部之间插入有绝缘构件25。电池的内压因异常发热而上升时，下阀体24以将上阀体26向盖27侧顶起的方式变形并断裂，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断裂，从而气体由盖27的开口部被排出。
[0023]以下，对构成电极体14的正极11进行详细说明。
[0024][正极][0025]图2为作为实施方式的一个例子的正极11的单侧表面部分的截面图。正极11具备正极集电体30、在正极集电体30的至少一个主表面上形成的正极复合材料层32、和在正极集电体30与正极复合材料层32之间设置的保护层31。从正极的高容量化的观点来看，正极复合材料层32优选形成在正极集电体30的一对主表面的两面上。保护层31分别形成在正极集电体30与各正极复合材料层32之间。
[0026]正极集电体30可以使用铝、或铝合金等在正极11的电位范围稳定的金属的箔、将该金属配置在表层上的薄膜等。理想的正极集电体30为由铝或铝合金形成的金属的箔，并
具有5μm～20μm的厚度。正极复合材料层32包含作为正极活物质的含锂过渡金属氧化物33和未图示的粘结材料及导电材料。正极复合材料层32的厚度在正极集电体30的单侧例如为30μm～120μm，优选为50μm～90μm。
[0027]正极复合材料层32中包含的含锂过渡金属氧化物33含有Co、Mn、Ni等过渡金属元素。作为含锂过渡金属氧化物33的例子，可举出Li
x
CoO2、Li
x
NiO2、Li
x
MnO2、Li
x
Co
y
Ni1‑
y
O2、Li
x
Co
y
M1‑
y
O
z
、Li
x
Ni1‑
y
M
y
O
z
、Li
x
Mn2O4、Li
x
Mn2‑
y
M
y
O4、LiMPO4、Li2MPO4F(M：Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种正极，其具备：正极集电体、包含含锂过渡金属氧化物的正极复合材料层、和在所述正极集电体与所述正极复合材料层之间设置的保护层，所述保护层包含氧化力比所述含锂过渡金属氧化物低的无机化合物，所述含锂过渡金属氧化物的一部分贯通所述保护层并与所述正极集电体接触，所述保护层相对于所述正极集电体的主表面的覆盖率α为50％以上。2.一种正极，其具备：正极集电体、包含含锂过渡金属氧化物的正极复合材料层、和在所述正极集电体与所述正极复合材料层之间设置的保护层，所述保护层包含氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川裕子，武泽秀治，大浦勇士，
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：