非水电解质二次电池和电极制造方法技术

一种非水电解质二次电池，包括　正极；　负极；　电解质，以及　多孔保护膜，形成在所述正极和负极的一个或两个表面上，　其中，所述多孔保护膜包括粘结剂、微粒以及表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非水电解质二次电池以及电一及制造方法。
技术介绍
近年来，随着电子技术进步，使各种电子装置在性能方面有所 改进并且尺寸^皮进一步减小且可以是^更携式的。结果，对于用于这 样的电子装置的具有更高能量密度的电池的需求已经增加。作为用 于电子装置的二次电池，已经使用了含水电解质二次电池，诸如镍 -镉电池和铅电池。这些二次电池在方文电时具有 <氐的端电压并且不适 合于获得高能量密度。最近，关于作为镍-镉电池等的替代品的二次电池，对用作能够 嵌入/脱嵌锂离子的负极活性物质(诸如碳材料)、用作正极活性物 质的锂复合氧化物(诸如锂-钴复合氧化物)、以及用作电解质的通 过将锂盐溶解在非水溶剂中而获得的非水电解液进行了积极的研 究和开发。 这种二次电池具有的优点在于电池电压高并且自放电小，使 得可以获得高能量密度。当碳材料或锂复合氧化物实际上用作活性 物质时，该材并牛和氧"fb物^皮处理成每一个具有5 nm~50 iiim平均 粒径的粉末，并且将该粉末和粘结剂分散在溶剂中以分别制备负极 混合物浆料和正极混合物浆料。然后，将所得的浆料涂覆至作为集 流体的金属箔上以分别形成负极活性物质层和正极活性物质层。将 隔膜设置在所得的负极与正极之间，该负极和正极在集流体上分别 具有负极活性物质层和正极活性物质层，以使电极彼此隔开，并且 将它们》文置在电池壳中。关于上述的非水电解质二次电池，应当注意，在非水电解质二 次电池中使用的非水电解液具有比含水电解液小约两位数的电导 率。因此，为了获得令人满意的电池性能，希望非水电解质二次电 池具有这样的结构，使得电解质尽可能容易地移动。为此，在非水 电解质二次电池中，使用具有小至约10 |im~50 jim的厚度的非常 薄的隔膜作为用于将正极和负极彼此隔开的隔膜。如上所述，在非水电解质二次电池中，电极单独地通过将包含 粉末形式的活性物质的混合物浆料涂Jt至集流体以在集流体上形 成活性物质层而制备，并且然后将它们放置在电池壳中。在这种情 况下，在放置在电池壳中之前，其上形成有活性物质层的电极经过 各种步骤，例如用于将电极和隔膜堆叠在彼此之上的步骤，以及用 于将电极切成预定电极形式的步骤。活性物质从在电极原板行过程中与导辊等接触的活性物质层 脱落，并且脱落的活性物质的一部分不利地回粘附至电极的表面， 或者在用于将堆叠的电极放置于电池壳的步骤中引起的金属微粒 不利地混入电池中。铺在电极表面上的脱落的活性物质或者混入电 池中的金属樣t粒具有5 [im~200 fim的粒径，其等于或大于隔膜的厚度，因此它们穿透在组装的电池中的隔膜，从而引起物理内部短路。为了解决该问题，已经提出了其中将微粒浆料涂覆至负极活性 物质层的表面和正极活性物质层的表面的至少一个上并干燥以形 成多孔保护膜的方法(参见，例如，日本未审查专利申请公开第H07-220759号)。已知的多孔保护膜具有约680 sec/100 ml的透气性。
技术实现思路
然而，在已知的技术中，当将形成多孔保护膜的微粒浆料涂覆质层中的空气，因此不利地引起其中活性物质层没有被多孔保护膜 覆盖从而暴露表面的区域(在下文中，经常称作"排斥性 (repellency )，，)。当引起排斥性并且脱落的活性物质或金属樣i粒混 入电池中时，可能会发生内部短J各。因此，期望提供一种非水电解质二次电池以及一种电极制造方 法，该非水电解质二次电池的优点在于该电池具有高可靠性使得 可以防止由于电极表面的暴露而引起的物理内部短路的发生。为了解决浆料在电极表面上排斥性的问题，本专利技术的专利技术人进 行了广泛和深入细致的研究。结果，已经发现，向微粒浆料中加入 表面活性剂在微粒浆料与活性物质层的表面之间提供了改善的亲 和力，使得可以急剧减少排斥性的发生。根据本专利技术的一个方面，提供了一种非水电解质二次电池，该 二次电池包4舌正才及、负才及、电解质，以及在正才及和负才及的一个或两个表面上形成的多孔保护膜。该多孔保护膜包括粘结剂、微粒、 以及表面活性剂。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电极制造方法，该方法包括将正极活性物质、导电材料以及粘结剂混合在一起以制备正 极混合物，将该正极混合物分散在溶剂中以形成正极浆料，将该正 极浆料涂覆至正极集流体上，并且干燥所涂覆的正极浆料；将负极 活性物质和粘结剂混合在一起以制备负极混合物，将该负极混合物 分散在溶剂中以形成负极浆料，将该负极浆料涂覆至负极集流体 上，并且干燥所涂覆的负极浆料；将粘结剂、微粒、表面活性剂以 及溶剂混合在一起以制备微粒浆料；以及将该微粒浆料涂覆至负极 和正极的 一 个或两个表面上并千燥所涂覆的浆料。根据本专利技术的实施方式，将粘结剂、微粒、表面活性剂以及溶 剂混合在一起以制备微粒浆料，并将该微粒浆料涂覆至电极上，并 使该电极确实被微粒浆料覆盖，从而防止电极表面暴露。本专利技术的以上扭无要并不意为描述本专利技术的每一示例的实施方 式或每一实施方案。随后的附图和详细i兌明更特别地举例^L明这些 实施方式。附图说明图l是示出了才艮据本专利技术第一实施方式的非水电解质二次电池 的结构实例的扭克略截面图。图2是图1所示的螺旋巻绕电极体的部分放大的概略截面图。图3是图1所示的正极的部分放大的概略截面图。图4是示出了根据本专利技术第二实施方式的非水电解质二次电池 的结构实例的透^L图。图5是图4所示的螺旋巻绕电极体的部分放大的概略截面图。具体实施例方式在下文中，将参照附图详细地描述本专利技术的实施方式。在以下 实施方式中，在所有附图中，相同的部件或部分用相同的参考数字 表示。(1 )第一实施方式(1-1 ) 二次电池的结构图l是示出了根据本专利技术第一实施方式的非水电解质二次电池 的结构实施例的截面图。该非水电解质二次电池为所谓的圓柱型， 并且在基本上中空圓柱电池壳11中具有螺旋巻绕电极体20。螺旋 巻绕电极体20包括带状正极21、带状负极22，以及设置在正极与 负极之间的隔膜23,其中它们螺旋巻绕在一起。多孔保护膜形成在 正极表面和负极表面中的一个或两个上。隔膜23浸渍有作为电解 质的电解液。电池壳11由，例如镀有4臬(Ni)的铁(Fe)制成， 并具有一个闭合端和另一个开口端。在电池壳11中， 一对绝缘板 12、 13设置在垂直于巻绕电极结构的方向上，使得螺旋巻绕电极体 20夹在绝缘板之间。电池盖14、以及i殳置在电池盖14内侧的安全阀才几构15和正温 度系数(PTC)元件16通过用密封垫圏17嵌塞而安装于电池壳11 的开口端，并且电池壳11的内部是密封的。电池盖14由例如类似 于电池壳11的材料制成。安全阀机构15通过PTC元件16电连接至电池盖14，并具有这样的才几制4吏得当由于内部短路、暴露于来自 外部热源的高温加热等而使电池的内压力增加至预定值或更高时， 圓板15A反转以切断电池盖14与螺旋巻绕电4及体20之间的电连 接。当电池的温度升高时，PTC元件16电阻增加，以切断流过电 池的电流，防止由于增加的电流引起的快速温度升高。密封垫圈17 由例如绝缘材料制成，并且具有用沥青涂覆的表面。例如，螺旋巻绕电极体20绕中心销24螺旋巻绕。将由铝等形 成的正极引线25连接至螺旋巻绕电极体20的正极21，而将由镍等 形成的负极引线26连接至负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，包括　正极；　负极；　电解质，以及　多孔保护膜，形成在所述正极和负极的一个或两个表面上，　其中，所述多孔保护膜包括粘结剂、微粒以及表面活性剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：只野纯一，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP