二次电池制造技术

二次电池具备包含正极、负极及分隔件的电极体。正极具有正极芯体及正极芯体的表面设置的正极合剂层。正极合剂层包含由一次颗粒聚集而成的二次颗粒构成的正极活性物质。正极合剂层中的正极活性物质的填充密度为3.2g/cm3以上，在正极合剂层的表面存在的正极活性物质30个的破碎率为75％以下。个的破碎率为75％以下。个的破碎率为75％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池


[0001]本公开涉及二次电池，更详细而言涉及具备正极活性物质的填充密度高的正极的二次电池。

技术介绍

[0002]构成二次电池的正极通常具备金属制的芯体和芯体的表面设置的合剂层。合剂层中包含以含锂过渡金属复合氧化物为主要成分的正极活性物质。例如，专利文献1公开了具备正极的非水电解质二次电池，该正极包含正极活性物质，所述正极活性物质具有α
‑
NaFeO2型晶体结构、由组成式Li
1+α
Me1‑
α
O2所示的含锂过渡金属复合氧化物构成、在40kN/cm2的压力下加压压制时的颗粒的破碎率为40％以下。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特许第5959953号

技术实现思路

[0006]然而，锂离子电池等二次电池中，要求提高合剂层中的正极活性物质的填充密度从而使电池容量增加。但是，为了提高正极活性物质的填充密度而对合剂层进行强压缩时，特别是在合剂层的表面存在的正极活性物质容易产生裂纹。并且，正极活性物质破碎时，合剂层的电子传导性会降低，难以实现高容量化。需要说明的是，专利文献1公开的技术难以应用于高填充密度的正极，在电池的高容量化方面尚有改良余地。
[0007]作为本公开的一个方式的二次电池具备：具有正极芯体及前述正极芯体的表面设置的正极合剂层的正极，前述正极合剂层包含由一次颗粒聚集而成的二次颗粒构成的正极活性物质，前述正极合剂层中的前述正极活性物质的填充密度为3.2g/cm3以上，在前述正极合剂层的表面存在的前述正极活性物质30个的破碎率为75％以下。
[0008]通过本公开的一个方式，可以提供高容量的二次电池。
附图说明
[0009]图1为作为实施方式的一个例子的二次电池的截面图。
[0010]图2为示意性地示出实施方式的一个例子(实施例1)的正极的截面图。
[0011]图3为示意性地示出比较例3的正极的截面图。
具体实施方式
[0012]如上所述，锂离子电池等二次电池中，高容量化是重要的课题。本专利技术人等对电池的高容量化进行深入研究结果发现，通过将正极合剂层中的正极活性物质的填充密度设为3.2g/cm3以上，且将在正极合剂层的表面存在的正极活性物质的破碎率设为75％以下，成功使电池容量增加。以下，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。
[0013]以下，例示出卷绕型的电极体14被收纳在有底圆筒形状的外装罐16中的圆筒形电池，但外装体并不限定于圆筒形的外装罐，例如可以为方形、硬币形等外装罐，也可以为由层压片构成的外装体。另外，电极体也可以为由多个正极和多个负极借助分隔件交替层叠而成的层叠型的电极体。需要说明的是，本说明书中，正极合剂层的表面含义为与位于正极的外侧的芯体相反侧的面。
[0014]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及电解质的外装罐16。电极体14具有正极11、负极12及分隔件13，并具有正极11和负极12借助分隔件13卷绕为漩涡状的卷绕结构。外装罐16为轴方向一侧开口的有底圆筒形状的金属制容器，外装罐16的开口被封口体17封堵。以下，为了方便说明，将二次电池10的封口体17侧设为上、外装罐16的底部侧设为下。
[0015]电解质例如可以使用非水电解质。非水电解质包含非水溶剂和非水溶剂中溶解的电解质盐。非水溶剂可以使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类及它们的2种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可含有这些溶剂的氢中的至少一部分被氟等卤素原子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。电解质盐例如可以使用LiPF6等锂盐。
[0016]构成电极体14的正极11、负极12及分隔件13均为带状的长条体、通过卷绕为漩涡状而在电极体14的径向交替地层叠。另外，电极体14具有通过焊接等与正极11连接的正极引线20，和通过焊接等与负极12连接的负极引线21。为了防止锂的析出，负极12以比正极11大一圈的尺寸形成。即，负极12形成为长度方向及宽度方向比正极11长。2张分隔件13以至少比正极11大一圈的尺寸形成，并例如以夹持正极11的方式配置。
[0017]在电极体14的上下分别配置绝缘板18、19。图1示出的例子中，与正极11连接的正极引线20通过绝缘板18的贯通孔并向封口体17侧延伸，与负极12连接的负极引线21通过绝缘板19的外侧并向外装罐16的底部侧延伸。正极引线20通过焊接等与封口体17的内部端子板23的下表面连接，作为与内部端子板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。
[0018]外装罐16与封口体17之间设置有垫片28，确保电池内部的密闭性。外装罐16形成有侧面部的一部分向内侧突出、支承封口体17的槽部22。槽部22优选沿着外装罐16的圆周方向形成为环状，并以其上表面支承封口体17。封口体17通过槽部22和与封口体17铆接的外装罐16的开口端部固定在外装罐16的上部。
[0019]封口体17具有从电极体14侧起依次层叠有内部端子板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的各构件例如具有圆板形状或环形状，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在各自的中央部连接，并在各周缘部之间夹设有绝缘构件25。异常发热导致电池的内压上升时，下阀体24以将上阀体26向盖27侧顶起的方式变形并断裂，由此下阀体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，气体从盖27的开口部被排出。
[0020]以下，边参照图2，边对构成电极体14的正极11、负极12、分隔件13进行详细说明。图2为作为实施方式的一个例子的正极11的截面图。
[0021][正极][0022]如图2所例示，正极11具有正极芯体30和正极芯体30的表面设置的正极合剂层31。
正极芯体30可以使用铝等在正极11的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置在表层的薄膜等。正极芯体30的厚度例如为10μm～30μm。正极合剂层31包含正极活性物质32、导电剂及粘结剂，并优选设置在除与正极引线20连接的部分外的正极芯体30的两面。另外，图2示出的例子中，在正极合剂层31的表面设置有表层33。
[0023]正极合剂层31以正极活性物质32为主要成分而构成。相对于正极合剂层31的质量，正极合剂层31中的正极活性物质32的含量优选为80质量％以上，更优选为90～99质量％。后文详细叙述，通过将正极合剂层31中的正极活性物质32的填充密度设为3.2g/cm3以上、并将在正极合剂层31的表面存在的正极活性物质32的破碎率设为75％以下，可以实现电池的高容量化。
[0024]正极合剂层31中包含的正极活性物质32以含锂过渡金属复合氧化物为主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池，其具备：具有正极芯体及所述正极芯体的表面设置的正极合剂层的正极，所述正极合剂层包含由一次颗粒聚集而成的二次颗粒构成的正极活性物质，所述正极合剂层中的所述正极活性物质的填充密度为3.2g/cm3以上，在所述正极合剂层的表面存在的所述正极活性物质30个的破碎率为75％以下。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极合剂层的表面设置有包含无机化合物及粘结剂的表层。3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述无机化合物为不因2.5V(vs.Li/Li
+
)以上的电位的固相氧化还原进行Li脱嵌的化合物，并为选自含有金属元素的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、硼酸盐、磷酸盐及硫酸盐中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉井一洋，高桥崇宽，
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：