非水电解质二次电池及电池模块制造技术

本技术提供一种非水电解质二次电池及电池模块。非水电解质二次电池包含电极体和电解液。电极体包含层叠体。层叠体包含正极板、负极板及间隔件。间隔件将正极板与负极板分离。间隔件包含多孔质树脂层。多孔质树脂层包含聚烯烃类材料。负极板包含负极活性物质层。负极活性物质层包含负极活性物质颗粒。负极活性物质层与多孔质树脂层直接接触。负极活性物质层具有0.60N/mm以上的刺穿阻力。有0.60N/mm以上的刺穿阻力。有0.60N/mm以上的刺穿阻力。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池及电池模块


[0001]本技术涉及非水电解质二次电池及电池模块。

技术介绍

[0002]在国际公开第2016/163115号中公开了配置在负极活性物质层的表面的保护层。

技术实现思路

[0003]在非水电解质二次电池(在本说明书中，可以简称为“电池”)的制造过程中，可设想在电池内混入金属片(异物)。金属片例如有可能是电极板的切屑、各种构件的焊接飞溅物等。
[0004]例如，可设想在正极板上附着金属片。附着于正极板的金属片被放置在高电位环境下。在高电位环境下，金属片比较容易被氧化，有可能会溶解于电解液。溶解于电解液的金属有可能会在负极板的表面析出。金属有可能会呈针状析出。针状金属的析出例如能够反映于电压的下降。以往，为了检测针状金属，例如在电池的制造时实施电压下降试验。
[0005]例如，也可设想在负极板上附着金属片。附着于负极板的金属片被放置在低电位环境下。在低电位环境下，金属片的溶解速度有可能会变得非常低。在电压下降试验的时间点，在金属片的溶解量较少的情况下(即，在针状金属的析出量较少的情况下)，可以认为难以检测由针状金属的析出导致的电压的下降。而且，在溶解前的金属片并非为针状而是例如为纵横比小的形状的情况下，可以认为，也难以检测由溶解前的金属片导致的电压的下降。即，可以认为，难以通过制造时的电压下降试验来检测附着于负极板的金属片。
[0006]作为金属片的检测方法，还可以考虑耐电压试验(绝缘破坏试验)。然而，以往，在耐电压试验中，也存在难以检测附着于负极板的金属片的倾向。
[0007]当在电池的制造时未检测出附着于负极板的金属片的情况下，在电池的使用开始后，有可能会由于金属片而引起电压不良。作为对附着于负极板的金属片的对策，例如提出了在负极板与间隔件之间导入保护层(陶瓷层)。但是，由于在负极板与间隔件之间夹设保护层，也存在电池的输出降低的可能性。
[0008]本技术的目的在于提高附着于负极板的金属片的检测灵敏度。
[0009]以下，对本技术的结构及作用效果进行说明。但是，本说明书的作用机理包含推定。作用机理并不对本技术的范围进行限定。
[0010]1.非水电解质二次电池包含电极体和电解液。电极体包含层叠体。层叠体包含正极板、负极板和间隔件。间隔件将正极板与负极板分离。间隔件包含多孔质树脂层。多孔质树脂层包含聚烯烃类材料。负极板包含负极活性物质层。负极活性物质层包含负极活性物质颗粒。负极活性物质层与多孔质树脂层直接接触。负极活性物质层具有0.60N/mm以上的刺穿阻力。
[0011]刺穿阻力通过下述式(α)求出：
[0012]Z＝Y/X
…
(α)。
[0013]在上述式(α)中，“Z”表示刺穿阻力。“Y”表示刺穿试验中的最大应力。“X”表示得到最大应力的时间点的位移。在刺穿试验中，相对于负极活性物质层的表面以10μm/s的速度垂直地刺入具有10μm的前端半径的针。
[0014]在电池的制造过程中，附着于负极活性物质层的表面的金属片有可能会贯入负极活性物质层的表面。可以认为，这是由于负极活性物质层的表面为软质。可以认为，由于将金属片埋没于负极活性物质层，因此，在耐电压试验中，难以检测由金属片导致的绝缘破坏。
[0015]可以认为，本技术的刺穿阻力表示金属片的贯入难度。即，可以认为，负极活性物质层的刺穿阻力越大，则金属片越难以贯入负极活性物质层的表面。在刺穿阻力为0.60N/mm以上时，在耐电压试验中，可以期待能够得到期望的检测灵敏度。可以认为，这是因为：由于难以将金属片埋没于负极活性物质层，所以金属片容易从负极板的表面突出。
[0016]2.也可以是，多孔质树脂层例如具有91.8％至93.0％的厚度保持率。厚度保持率通过下述式(β)求出：
[0017]Tr＝(T1/T0)
×
100
…
(β)。
[0018]在上述式(β)中，“Tr”表示厚度保持率。“T
0”表示多孔质树脂层的厚度。“T
1”表示在利用13.9MPa的压力将多孔质树脂层沿厚度方向压缩之后将压力去除后的状态下的多孔质树脂层的厚度。
[0019]本技术的厚度保持率例如可以是抗蠕变性的指标。即，可以认为，厚度保持率越高，则多孔质树脂层越难以产生蠕变。
[0020]例如，在电池模块中，通过对电池的周围进行约束而对电池施加压缩力。因此，持续地对电池内的间隔件(多孔质树脂层)施加压力。由于持续地对多孔质树脂层施加压力，所以多孔质树脂层有可能会产生蠕变。可将上述式(β)中的13.9MPa的压力设想为在电池的约束时多孔质树脂层受到的压力。
[0021]如上所述，本技术的电池的附着于负极板的金属片的检测灵敏度较高。因此，可以期待在耐电压试验中检测在某种程度上较大的尺寸的金属片。但是，也有可能在耐电压试验中无法检测非常小的尺寸的金属片。
[0022]即使较小的尺寸的金属片通过耐电压试验，在最初开始电池的使用时，也有可能不会产生电压不良。这是因为，相对于间隔件(多孔质树脂层)的厚度，金属片充分小。然而，压力有可能会集中于金属片与多孔质树脂层的接点。若长期间地进行电池的使用，则多孔质树脂层有可能会在金属片与多孔质树脂层的接点处局部地产生蠕变。由于多孔质树脂层会因蠕变而局部地变薄，因此，有可能会产生电压不良。在本说明书中，该现象也被记载为“蠕变短路”。
[0023]通过使厚度保持率为91.8％以上，即使金属片通过了耐电压试验，也能够减少蠕变短路的产生率。通过使厚度保持率为93.0％以下，从而可以期待输出的提高。
[0024]3.也可以是，负极活性物质颗粒例如具有0.60以上的圆度的中值。
[0025]根据本技术的新见解，存在如下倾向：负极活性物质颗粒的圆度越高，则负极活性物质层的刺穿阻力变得越大。可以认为，负极活性物质颗粒的圆度越高，则在负极活性物质层的压缩时，负极活性物质颗粒越难以在一个方向上取向。可以认为，由于在负极活性物质层的压缩时，负极活性物质颗粒难以在一个方向上取向，因此，负极活性物质颗粒难以在负
极活性物质层的厚度方向上被压扁。可以认为，由于负极活性物质颗粒难以在厚度方向上被压扁，因此，金属片(异物)难以贯入负极活性物质层的表面。通过使圆度的中值为0.60以上，从而存在容易得到0.60N/mm以上的刺穿阻力的倾向。
[0026]4.也可以是，多孔质树脂层包含第一层、第二层及第三层。第一层、第二层及第三层在多孔质树脂层的厚度方向上层叠。第二层夹设在第一层与第三层之间。第一层及第三层分别包含聚丙烯。第二层包含聚乙烯。多孔质树脂层满足下述式(γ)的关系：
[0027]t2/{(t1+t3)
×
0.5}≤1.5
…
(γ)。
[0028]在上述式(γ)中，“t
1”表示第一层的厚度。“t
2”表示第二层的厚度。“t
3”表示第三层的厚度。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解质二次电池，其特征在于，所述非水电解质二次电池包含电极体和电解液，所述电极体包含层叠体，所述层叠体包含正极板、负极板和间隔件，所述间隔件将所述正极板与所述负极板分离，所述间隔件包含多孔质树脂层，所述多孔质树脂层包含聚烯烃类材料，所述负极板包含负极活性物质层，所述负极活性物质层包含负极活性物质颗粒，所述负极活性物质层与所述多孔质树脂层直接接触，所述负极活性物质层具有0.60N/mm以上的刺穿阻力，所述刺穿阻力通过式(α)求出：Z＝Y/X
…
(α)，在所述式(α)中，Z表示所述刺穿阻力，Y表示刺穿试验中的最大应力，X表示得到所述最大应力的时间点的位移，在所述刺穿试验中，相对于所述负极活性物质层的表面以10μm/s的速度垂直地刺入具有10μm的前端半径的针。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其特征在于，所述多孔质树脂层具有91.8％至93.0％的厚度保持率，所述厚度保持率通过式(β)求出：Tr＝(T1/T0)
×
100
…
(β)，在所述式(β)中，Tr表示所述厚度保持率，T0表示所述多孔质树脂层的厚度，T1表示在利用13.9MPa的压力将所述多孔质树脂层沿厚度方向压缩之后将所述压力去除后的状态下的所述多孔质树脂层的厚度。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其特征在于，所述负极活性物质颗粒具有0.60以上的圆度的中值。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池，其特征在于，所述多孔质树脂层包含第一层、第二层及第三层，所述第一层、所述第二层及所述第三层在所述多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水雄斗，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：