非水电解质二次电池用电极及非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池用的电极具备集电体、集电体上形成的活性物质层、和活性物质层表面上存在的填料颗粒的集合体，前述填料颗粒为包含硼氧化物、焦硫酸钾、含碱金属或Br的化合物中的至少任一种的颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，前述含碱金属或Br的化合物包含硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐及芳香族化合物中的至少任一种。的至少任一种。的至少任一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用电极及非水电解质二次电池


[0001]本公开涉及非水电解质二次电池用电极及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，作为高输出、高能量密度的二次电池，使锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的非水电解质二次电池被广泛利用。
[0003]然而，作为用于确认电池的耐内部短路性的安全性评价试验，有钉刺试验。钉刺试验是指例如将钉刺入电池以模拟的方式发生内部短路，研究放热的程度来确认电池的安全性的试验。抑制这种钉刺时电池的放热在确保电池的安全性方面是重要的。
[0004]例如，专利文献1中公开了一种技术，其通过在正极、负极的极板表面配置包含选自含磷化合物、含氮化合物及无机硅类化合物的功能性物质的涂层，从而抑制钉刺试验中的电池的放热。
[0005]例如，专利文献2中公开了一种技术，其通过在正极与负极之间配置包含聚磷酸盐的中间层，从而抑制电池的异常放热时的温度上升。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2017
‑
534138号公报
[0009]专利文献2：日本专利第6249399号公报

技术实现思路

[0010]如专利文献1及专利文献2那样，配置了在极板表面配置有功能性物质的涂层的聚磷酸盐的中间层时，这些层会成为电阻，有电池电阻上升的担忧。
[0011]本公开的一个方式的非水电解质二次电池用电极具备集电体、前述集电体上形成的活性物质层、和前述活性物质层表面上存在的填料颗粒的集合体，前述填料颗粒为包含硼氧化物、焦硫酸钾、含碱金属或Br的化合物中的至少任一种的颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，前述含碱金属或Br的化合物包含硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐及芳香族化合物中的至少任一种。
[0012]本公开的一个方式的非水电解质二次电池具有正极和负极，前述正极和前述负极中的至少任一者为前述非水电解质二次电池用电极。
[0013]通过本公开，可以抑制钉刺试验中的电池的放热。
附图说明
[0014]图1为示出本实施方式的电极的构成的一例的示意性剖视图。
[0015]图2为示出本实施方式的电极的构成的一例的示意性剖视图。
[0016]图3为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的示意性剖视图。
具体实施方式
[0017]以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。
[0018]图1及图2为示出本实施方式的电极的构成的一例的示意性剖视图。图1及图2所示的电极60为非水电解质二次电池用电极，被应用于非水电解质二次电池的正极和负极中的至少任一者。
[0019]图1及图2所示的电极60具备集电体62、集电体62上形成的活性物质层64、和活性物质层64表面上存在的填料颗粒的集合体66。图1所示的电极60中，填料颗粒的集合体66呈岛状。另一方面，图2所示的电极60中，填料颗粒的集合体66呈膜状，覆盖活性物质层64的表面整体。集合体66由多个填料颗粒集合而成。
[0020]构成集合体66的填料颗粒为包含硼氧化物、焦硫酸钾、含碱金属或Br的化合物中的至少任一种的颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围。其中，上述含碱金属或Br的化合物包含硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐及芳香族化合物中的至少任一种。
[0021]通过使用本实施方式的非水电解质二次电池用电极，钉刺试验中的电池温度的上升得到抑制。该机制尚不充分明确，但可推测如下。通过钉刺试验时的电池的放热、即将钉刺入电池以模拟的方式发生内部短路时的电池放热，从而构成集合体66的填料颗粒从固相相变为液相，在活性物质层64表面上形成阻燃性高、导电性低的覆膜。然后，该覆膜会成为电阻成分，借助钉在正负极间流通的短路电流的电流量得到抑制，其结果，钉刺试验中的电池温度的上升也得到抑制。需要说明的是，填料颗粒相变为液相后的覆膜形成取决于填料颗粒的种类，但也取决于例如热熔接反应、脱水缩合反应、热聚合反应等。
[0022]另外，通过本实施方式的非水电解质二次电池用电极，有时可以抑制电池电阻的上升。该机制尚不充分明确，但可推测如下。构成填料颗粒的填料材料的离子传导性不高，但在图1所示的岛状的集合体66的情况下，集合体66之间的间隙成为锂离子等离子容易通过的通路，因此认为锂离子等离子可以在正负极间更顺利地移动，电池电阻的上升进一步得到抑制。
[0023]以下，对电极60的构成材料进行进一步详细叙述。
[0024]作为填料颗粒的含碱金属或Br的硼酸盐只要从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，就没有特别限定，可举出例如硼酸
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钠盐、硼酸
‑
钾盐等硼酸碱金属盐等。
[0025]另外，作为填料颗粒的含碱金属或Br的硅酸盐只要从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，就没有特别限定，可举出例如硅酸
‑
钠盐、硅酸
‑
钾盐等硅酸碱金属盐等。
[0026]另外，作为填料颗粒的含碱金属或Br的碳酸盐、碳酸氢盐只要从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，就没有特别限定，可举出例如碳酸钾、碳酸钠等碱金属碳酸盐、碳酸氢钾、碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐、BC
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52四溴双酚A等包含Br的碳酸盐等。
[0027]另外，作为填料颗粒的含碱金属或Br的柠檬酸盐只要从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，就没有特别限定，可举出例如柠檬酸钾、柠檬酸钠等柠檬酸碱金属盐等。
[0028]另外，作为填料颗粒的含碱金属或Br的芳香族化合物只要从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180℃～650℃的范围，就没有特别限定，可举出例如亚乙基
‑
1,2
‑
双(五溴苯)、乙撑双四溴苯二甲酰亚胺等含碱金属的芳香族化合物、多溴二苯醚等含Br的芳香族化合物等。
[0029]作为填料颗粒，从有效地抑制钉刺试验中的电池温度的上升或电池电阻的上升等方面来看，优选硼氧化物、焦硫酸钾、包含Na、K中的至少任一者的硼酸盐、包含Na、K中的至少任一者的硅酸盐、包含Na、K中的至少任一者的碳酸盐、包含Na、K中的至少任一者的碳酸氢盐、包含Na、K中的至少任一者的柠檬酸盐、含Br的芳香族化合物，更优选硼氧化物、焦硫酸钾、硅酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、柠檬酸钾、亚乙基
‑
1,2
‑
双(五溴苯)、乙撑双四溴苯二甲酰亚胺。这些可以单独使用1种，也可并用2种以上。
[0030]填料颗粒的相变点可以为180℃～650℃的范围，优选为250℃～550℃的范围，使得通过钉刺试验的电池的放热适当地从固相相变为液相。
[0031]从抑制电池电阻的上升的方面来看，集合体66相对于活性物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用电极，其具备：集电体、所述集电体上形成的活性物质层、和所述活性物质层表面上存在的填料颗粒的集合体，所述填料颗粒为包含硼氧化物、焦硫酸钾、含碱金属或Br的化合物中的至少任一种的颗粒，且从固相相变为液相或进行热分解的相变点为180～650℃的范围，所述含碱金属或Br的化合物包含硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐及芳香族化合物中的至少任一种。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用电极，其中，所述碱金属为Na、K中的至少任一者。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用电极，其中，所述填料颗粒包含硼氧化物、焦硫酸钾、硅酸钠、碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田修平，
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：