蓄电装置以及锂离子二次电池的制造方法制造方法及图纸

一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，电极单元包括正极、隔膜、以及负极。负极具备负极集电体和负极活性物质层。负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，剩余区域A是与正极活性物质层不对置的区域，端部区域B与正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从正极活性物质层的端部朝正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从中心至端部的长度的5％的区域，中心区域C是除剩余区域A以及端部区域B以外的区域。使正极和负极短路之后的剩余区域A的负极电位VA和中心区域C的负极电位VC满足以下公式(1)～(3)。公式(1)VA≦2.0V；公式(2)VC≦1.0V；公式(3)VA/VC≧0.7。0.7。0.7。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置以及锂离子二次电池的制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本国际申请要求2019年6月3日在日本专利局提交的日本专利技术专利申请第2019
‑
103671号的优先权，所述日本专利技术专利申请的全部内容通过引用而并入本文。


[0003]本公开涉及蓄电装置以及锂离子二次电池的制造方法。

技术介绍

[0004]近年电子设备的小型化和轻量化受到关注。伴随着电子设备的小型化和轻量化，也进一步提高了对用作该电子设备的驱动用电源的电池实现小型化和轻量化的需求。
[0005]为了满足针对电池的小型化和轻量化的需求，开发了非水电解质二次电池。作为非水电解质二次电池，可列举例如锂离子二次电池等。此外，作为应对需要高能量密度特性以及高输出特性的用途的蓄电装置，已知有锂离子电容器。此外还已知有钠离子型电池或电容器，钠的成本比锂低且资源丰富。
[0006]在上述电池或电容器中，出于各种目的而采用了预先向电极活性物质中掺杂碱金属的流程。预先向电极活性物质中掺杂碱金属的流程称为预掺杂。
[0007]例如，在锂离子电容器中，为了降低负极电位以提高能量密度而实施锂的预掺杂。该情况下的预掺杂的方法主要是利用具有通孔的集电体在电池内对负极活性物质实施预掺杂的方法。例如专利文献1中记载有该方法。
[0008]此外，在锂离子二次电池中，为了降低负极的不可逆容量而实施预掺杂。作为该情况下的预掺杂的方法，除如上所述的方法之外，还已知有在组装电池之前对负极活性物质实施预掺杂的方法。例如专利文献2、3中记载有该方法。此外，在制造钠离子型蓄电装置时也在组装蓄电装置之前采用向负极预掺杂钠的方法。例如专利文献4中记载有该方法。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开2007
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67105号公报
[0012]专利文献2：日本特开平7
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235330号公报
[0013]专利文献3：日本特开平9
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293499号公报
[0014]专利文献4：日本特开2012
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69894号公报

技术实现思路

[0015]专利技术要解决的问题
[0016]负极的端部的周围的电解液充裕。因此，电流容易集中在负极的端部。此外，易于从负极的端部析出锂。从而产生诸如从负极析出锂的各种问题。另一方面，若不对负极的端部实施预掺杂，则无法充分获得由预掺杂实现的效果，从而导致蓄电装置的特性下降。
[0017]本公开的一个方面在于希望提供能够抑制从负极析出锂，并具有优异的特性的蓄
电装置以及锂离子二次电池的制造方法。
[0018]解决问题的技术方案
[0019]本公开的一个方案涉及一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，并且已对所述负极掺杂了锂，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且使所述正极和所述负极短路之后的所述剩余区域A的负极电位VA、以及使所述正极和所述负极短路之后的所述中心区域C的负极电位VC满足以下公式(1)～(3)。
[0020]公式(1)VA≦2.0V
[0021]公式(2)VC≦1.0V
[0022]公式(3)VA/VC≧0.7
[0023]本公开的一个方案的蓄电装置能够抑制从负极析出锂，并具有优异的特性。
[0024]本公开的另一个方案涉及一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，并且已对所述负极掺杂了锂，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且在充电状态下分解所述蓄电装置，并对所述剩余区域A的放电容量QA和所述中心区域C的放电容量QC进行了测量，该情况下，满足以下公式(4)。
[0025]公式(4)0<QA<QC
[0026]本公开的另一个方案的蓄电装置能够抑制从负极析出锂，并具有优异的特性。
[0027]本公开的另一个方案涉及一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，并且已对所述负极掺杂了锂，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且在充电状态下分解所述蓄电装置，并对所述剩余区域A的放电容量QA、所述端部区域B的放电容量QB、以及所述中心区域C的放电容量QC进行了测量，该情况下，满足以下公式(7)以及公式(9)。
[0028]公式(7)0.7≦QB/QC≦0.99
[0029]公式(9)QA/QC≦0.1
[0030]本公开的另一个方案的蓄电装置能够抑制从负极析出锂，并具有优异的特性。
[0031]本公开的另一个方案涉及一种锂离子二次电池的制造方法，锂离子二次电池具备电极电池，锂离子二次电池的制造方法包括：向负极掺杂锂，其中，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层；以及依次层叠掺杂有锂的所述负极、隔膜、以及具备正极活性物质层的正极，从而形成所述电极电池，并且所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，并且已对所述负极掺杂了锂，所述蓄电装置的特征在于，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且使所述正极和所述负极短路之后的所述剩余区域A的负极电位VA、以及使所述正极和所述负极短路之后的所述中心区域C的负极电位VC满足以下公式(1)～(3)：公式(1)VA≦2.0V公式(2)VC≦1.0V公式(3)VA/VC≧0.7。2.一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，并且已对所述负极掺杂了锂，所述蓄电装置的特征在于，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且在充电状态下分解所述蓄电装置，并对所述剩余区域A的放电容量QA和所述中心区域C的放电容量QC进行了测量，该情况下，满足以下公式(4)：公式(4)0<QA<QC。3.根据权利要求2所述的蓄电装置，其特征在于，还满足以下公式(5)：公式(5)0.001≦QA/QC≦0.8。4.根据权利要求3所述的蓄电装置，其特征在于，在充电状态下分解所述蓄电装置，除测量所述放电容量QA以及所述放电容量QC之外，还对所述端部区域B的放电容量QB进行了测量，该情况下，还满足以下公式(6)：公式(6)0.001≦QA/QB≦0.8。5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其特征在于，还满足以下公式(7)：公式(7)0.7≦QB/QC≦0.99。6.一种蓄电装置，其具备电极单元和电解液，所述电极单元包括正极、隔膜、以及负极，
并且已对所述负极掺杂了锂，所述蓄电装置的特征在于，所述负极具备负极集电体、以及在所述负极集电体的表面形成的负极活性物质层，所述正极具备正极集电体、以及在所述正极集电体的表面形成的正极活性物质层，所述负极活性物质层包括剩余区域A、端部区域B、以及中心区域C，所述剩余区域A是与所述正极活性物质层不对置的区域；所述端部区域B与所述正极活性物质层中的以下区域对置，该区域是从所述正极活性物质层的端部朝所述正极活性物质层的中心的方向延伸且延伸的长度是从所述中心至所述端部的长度的5％的区域；所述中心区域C是除所述剩余区域A以及所述端部区域B以外的区域，并且在充电状态下分解所述蓄电装置，并对所述剩余区域A的放电容量QA、所述端部区域B的放电容量QB、以及所述中心区域C的放电容量QC进行了测量，该情况下，满足以下公式(7)以及公式(9)：公式(7)0.7≦QB/QC≦0.99公式(9)QA/QC≦0.1。7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述负极活性物质层含有碳系材料，所述负极活性物质层中的所述碳系材料的含有率为80质量％以上且99质量％以下。8.根据权利要求7所述的蓄电装置，其特征在于，所述碳系材料是石墨系颗粒。9.根据权利要求7所述的蓄电装置，其特征在于，所述碳系材料是硬碳系颗粒或软碳系颗粒。10.根据权利要求7～9中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述负极活性物质层的一个表面的单位面积重量为30g/m2以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内裕之，安东信雄，
申请(专利权)人：武藏能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：