锂离子聚合物电池及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种能够不使用金属锂而制造，且能够在大气气氛下进行大部分制造工序的锂离子聚合物电池及其制造方法。本发明专利技术的锂离子聚合物电池具备：正极，至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料；及负极，在集流体上设置有离子导电性高分子层。在集流体上设置有离子导电性高分子层。

【技术实现步骤摘要】
锂离子聚合物电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子聚合物电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，作为期望小型化、轻型化、高容量化的电池，提出了锂离子二次电池等非水电解液系二次电池，且投入实际使用。锂离子二次电池具备具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的正极及负极以及非水系电解质。
[0003]作为锂离子二次电池的负极材料的负极活性物质，通常，可使用碳系材料或具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的含有Li的金属氧化物。作为含有Li的金属氧化物，例如，可举出钛酸锂(Li4Ti5O
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)。
[0004]另一方面，锂离子二次电池的正极具备电极集流体和形成于该电极集流体的一面且包含正极材料及粘合剂等的正极材料合剂层。作为正极材料中所包含的正极活性物质，例如，可举出磷酸铁锂(LiFePO4)等具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的含有Li的金属氧化物。作为电极集流体，例如，可举出金属箔。
[0005]作为锂离子二次电池的电解液，可使用非水系溶剂。作为非水系溶剂，可使用能够优选使用以高电位氧化还原的正极活性物质、以低电位氧化还原的负极活性物质的溶剂。由此，能够实现具有高电压的锂离子二次电池。与铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等以往的二次电池相比，这种锂离子二次电池轻型且小型，并且具有高能量。因此，锂离子二次电池不仅可用作用于移动电话及笔记本型个人计算机等便携式电子设备的小型电源，而且还可用作固定式应急备用大型电源。
[0006]近年来，要求提高锂离子二次电池的性能，并进行了各种研究。例如，为了提高安全性，较多地研究了在电解质中不使用可燃性有机溶剂，而使用了非挥发性聚合物电解质膜、无机固体电解质的全固态电池、使用了离子液体的电池等。它们中，从如下述的理由出发，积极地研究了使用了聚合物电解质膜的锂离子聚合物电池(例如，参考专利文献1)。与以往的使用了液体电解质的电池同样地，锂离子聚合物电池能够应用基于涂布的制造工艺，因此价格低。并且，锂离子聚合物电池中，电解质膜的导电性高，容易薄膜化。而且，锂离子聚合物电池中，电解质膜为致密的固体状，因此可抑制称为枝晶的针状金属晶体的生成。因此，锂离子聚合物电池能够不损害安全性而使用包含含有Li的金属氧化物的负极，能够期望容量的大幅提高。
[0007]专利文献1：日本特开2003-100348号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]关于锂离子聚合物电池的制造，由于金属锂的反应性非常高，因此需要在高度控制湿度等气氛的环境下进行。因此，与以往的使用了碳系负极、钛酸锂等氧化物系负极的电池相比，锂离子聚合物电池中，制造时的环境管理较重要，存在制造成本高的课题。
[0010]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够不使用金属锂而制造，且能够在大气气氛下进行大部分制造工序的锂离子聚合物电池及其制造方法。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]为了解决上述课题，本专利技术人等进行深入研究的结果，发现通过将锂离子聚合物电池设为具备至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料的正极及在集流体上设置有离子导电性高分子层的负极的电池，可获得能够在大气气氛下进行大部分制造工序的锂离子聚合物电池，从而完成本专利技术。
[0013]为了解决上述课题，本专利技术的一方式提供一种锂离子聚合物电池，其具备：正极，其至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料；及负极，其在集流体上设置有离子导电性高分子层。
[0014]在本专利技术的一方式中，所述正极材料可以是包含含有由通式Li
x
A
y
D
z
PO4(其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1，0≤z＜1，0.9＜y+z＜1.1)表示的正极活性物质的中心粒子和包覆该中心粒子的表面的碳质覆膜的碳质包覆正极活性物质。
[0015]在本专利技术的一方式中，所述通式Li
x
A
y
D
z
PO4中的A可以是Fe。
[0016]在本专利技术的一方式中，所述离子导电性高分子层可以包含离子导电性聚合物和锂盐，所述离子导电性聚合物含有：聚氧化乙烯、包含聚氧化乙烯结构的共聚物、氧化乙烯、包含氧化乙烯结构的共聚物或它们的衍生物。
[0017]本专利技术的一方式提供一种锂离子聚合物电池的制造方法，其具备：贴合至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料的正极和包含离子导电性高分子层的负极来形成电池用部件的工序；在密封所述电池用部件之前，从所述电池用部件至少去除1次水分的工序；及从所述电池用部件去除水分之后，在低水分环境下密封所述电池用部件的工序。
[0018]专利技术的效果
[0019]根据本专利技术的锂离子聚合物电池，能够提供一种能够不使用金属锂而制造，且能够在大气气氛下进行大部分制造工序的锂离子聚合物电池。
[0020]根据本专利技术的锂离子聚合物电池的制造方法，能够提供一种能够不使用金属锂而制造，且能够在大气气氛下进行大部分制造工序的锂离子聚合物电池。
附图说明
[0021]图1是表示实施例及比较例的锂离子聚合物电池的充放电曲线的图。
具体实施方式
[0022]对本专利技术的锂离子聚合物电池及其制造方法的实施方式进行说明。另外，为了更好地理解专利技术的主旨，对本实施方式具体地进行说明，只要没有特别说明，则不限定本专利技术。
[0023][锂离子聚合物电池][0024]本实施方式所涉及的锂离子聚合物电池具备：正极，至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料；及负极，在集流体上设置有离子导电性高分子层。
[0025]在本实施方式所涉及的锂离子聚合物电池中，正极具备正极集流体和形成于该正极集流体的至少一个主面且包含正极材料的正极合剂层(正极)。并且，在本实施方式所涉及的锂离子聚合物电池中，负极具备负极集流体和形成于该负极集流体的至少一个主面的离子导电性高分子层(负极)。
[0026][正极][0027]“正极合剂层”[0028]正极合剂层包含正极材料。
[0029]正极合剂层的厚度优选为1μm以上且10000μm以下，更优选为10μm以上且5000μm以下。正极合剂层的厚度越厚，则越能够提高电池的容量。另一方面，若正极合剂层的厚度变得过厚，则有时由于电阻增加而导致输出下降。
[0030]在本实施方式所涉及的锂离子聚合物电池中，正极合剂层中的正极材料的含量优选为50质量％以上且99质量％以下，更优选为60质量％以上且95质量％以下。正极材料的含量越多，则越能够提高电池的容量。另一方面，在正极材料的含量过多的情况下，有时会由于由导电性下降导致的输出下降、由粘结性下降导致的正极合剂的剥离/脱落等而发生耐久性下降。
[0031]在本实施方式所涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子聚合物电池，其具备：正极，其至少包含能够通过充电使锂离子脱离的正极材料；及负极，其在集流体上设置有离子导电性高分子层。2.根据权利要求1所述的锂离子聚合物电池，其中，所述正极材料为包含含有由通式Li
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A
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D
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PO4表示的正极活性物质的中心粒子和包覆该中心粒子的表面的碳质覆膜的碳质包覆正极活性物质，其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1，0≤z＜1，0.9＜y+z＜1.1。3.根据权利要求2所述的锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野宏次，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：