非水电解质二次电池用正极及非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供高容量且循环特性优异的非水电解质二次电池。作为实施方式的一例的非水电解质二次电池具备：正极、负极、以及非水电解质。正极的合剂层包含第一锂金属复合氧化物粒子和第二锂金属复合氧化物粒子，所述第一锂金属复合氧化物粒子是体积基准的中值粒径为2～10μm的非凝聚粒子，所述第二锂金属复合氧化物粒子是平均粒径为50nm～2μm的一次粒子凝聚而成、并且体积基准的中值粒径为10～30μm的二次粒子。在将正极合剂层在厚度方向上二等分、并且从正极合剂层的表面侧起依次定义为第一区域及第二区域的情况下，第一区域中的第一锂金属复合氧化物粒子的含量多于第二区域中的第一锂金属复合氧化物的含量。二区域中的第一锂金属复合氧化物的含量。二区域中的第一锂金属复合氧化物的含量。

【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正极及非水电解质二次电池


[0001]本专利技术涉及非水电解质二次电池用正极、及使用了该正极的非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]近年，随着非水电解质二次电池在车载用途、蓄电用途中的普及，要求高容量、且循环特性优异的非水电解质二次电池。正极对包含电池容量、循环特性的电池特性造成大的影响，因此，对正极进行着大量研究。例如，在专利文献1中，公开了使用作为非凝聚粒子的单晶粒子和/或多个一次粒子凝聚而成的二次粒子作为正极活性物质的非水电解质二次电池。在专利文献1中，记载了电池的循环特性提高的效果。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2020
‑
53386号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的问题
[0007]然而，本专利技术人等的研究结果可知，在使用非凝聚粒子作为正极活性物质的情况下，虽然循环特性提高，但是由于正极活性物质的填充性降低而电池容量降低。另一方面，可知在使用二次粒子作为正极活性物质的情况下，与使用非凝聚粒子的情况相比，循环特性降低。此外，查明了在使用非凝聚粒子和二次粒子的混合物的情况下，也无法兼顾高容量和良好的循环特性。
[0008]本专利技术的目的在于，提供高容量、且循环特性优异的非水电解质二次电池。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池用正极的特征在于，具备：正极芯材、和形成于正极芯材的表面的正极合剂层。正极合剂层包含第一锂金属复合氧化物粒子和第二锂金属复合氧化物粒子，所述第一锂金属复合氧化物粒子是体积基准的中值粒径为2～10μm的非凝聚粒子，所述第二锂金属复合氧化物粒子是平均粒径为50nm～2μm的一次粒子凝聚而成、并且体积基准的中值粒径为10～30μm的二次粒子，在将正极合剂层在厚度方向上二等分、并且从正极合剂层的表面侧起依次定义为第一区域及第二区域的情况下，第一区域中的第一锂金属复合氧化物粒子的含量多于第二区域中的第一锂金属复合氧化物粒子的含量。
[0011]作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池的特征在于，具备：上述正极、负极、以及非水电解质。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术的一个方式，能够提供高容量且循环特性优异的非水电解质二次电池。
附图说明
[0014]图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。
[0015]图2是作为实施方式的一例的正极的截面图。
具体实施方式
[0016]如上所述，在非水电解质二次电池中，兼顾高容量和优异的循环特性是重要的课题。本专利技术人等为了解决该课题而进行了深入研究，结果发现，通过组合使用特定的非凝聚粒子和特定的二次粒子作为正极活性物质，并且使非凝聚粒子的含量(质量)在表面侧比在正极合剂层的芯材侧多，从而得到高容量、且循环特性优异的非水电解质二次电池。
[0017]需要说明的是，在单独使用非凝聚粒子作为正极活性物质的情况下，虽然循环特性提高，但是由于正极活性物质的填充性降低而电池容量降低。另一方面，在使用二次粒子的情况下，容易在正极的压缩工序中发生粒子破裂，成为电解液的流路的粒子彼此的间隙被破裂的粒子闭塞，因此，虽然活性物质的填充密度变高，但是循环特性降低。另外，在使用非凝聚粒子和二次粒子的混合物的情况下，也无法兼顾它们的特性。
[0018]也就是说，在正极合剂层中的非凝聚粒子满足正极合剂层的表面侧的第一区域中的非凝聚粒子的含量＞正极合剂层的芯材侧的第二区域中的非凝聚粒子的含量的关系的情况下，可卓越地实现高容量和优异的循环特性的兼顾。认为在该情况下，在正极合剂层中，能够确保电解液的流路，提高循环特性，并且能够提高活性物质的填充密度，实现高容量化。
[0019]以下，参照附图对本专利技术的非水电解质二次电池用正极、及使用该正极的非水电解质二次电池的实施方式的一例详细地进行说明。需要说明的是，将以下说明的多个实施方式及变形例选择性地组合是起初就设想的。
[0020]以下，示例出卷绕型的电极体14被收纳于有底圆筒形状的外装罐16的圆筒形电池，但电池的外装体不限定于圆筒形的外装罐，例如可以是方形的外装罐(方形电池)、硬币形的外装罐(硬币形电池)，也可以是由包含金属层及树脂层的层压片构成的外装体(软包型电池)。另外，电极体可以是多个正极与多个负极隔着间隔件交替地层叠而成的层叠型的电极体。
[0021]图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池10的截面图。如图1所示，非水电解质二次电池10具备卷绕型的电极体14、非水电解质、以及收纳电极体14及非水电解质的外装罐16。电极体14具有正极11、负极12、及间隔件13，并且具有正极11和负极12隔着间隔件13卷绕成涡旋状的卷绕结构。外装罐16是轴向一端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堵住。以下，为了方便说明，将电池的封口体17侧作为上，将外装罐16的底部侧作为下。
[0022]构成电极体14的正极11、负极12、及间隔件13均为带状的长条体，通过卷绕成涡旋状，从而在电极体14的径向上交替层叠。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以长度方向及宽度方向(短边方向)比正极11长的方式形成。两片间隔件13以至少比正极11大一圈的尺寸形成，例如以夹持正极11的方式配置。电极体14具备通过焊接等连接至正极11的正极引线20、和通过焊接等连接至负极12的负极引线21。
[0023]在电极体14的上下分别配置有绝缘板18、19。在图1所示的例子中，正极引线20通
过绝缘板18的贯通孔向封口体17侧延伸，负极引线21通过绝缘板19的外侧向外装罐16的底部侧延伸。正极引线20通过焊接等被连接至封口体17的内部端子板23的下表面，与内部端子板23电连接的封口体17的顶板、即盖27成为正极端子。负极引线21通过焊接等被连接至外装罐16的底部内表面，外装罐16成为负极端子。
[0024]在外装罐16与封口体17之间设置有密封垫28，确保电池内部的密闭性。在外装罐16形成有侧面部的一部分向内侧膨出的支承封口体17的沟槽部22。沟槽部22优选沿着外装罐16的周向形成为环状，在其上表面支承封口体17。封口体17通过沟槽部22、和对封口体17进行铆接的外装罐16的开口端部被固定于外装罐16的上部。
[0025]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以及盖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，除了绝缘构件25以外的各构件相互电连接。下阀体24与上阀体26在各自的中央部连接，在各自的周缘部之间夹隔有绝缘构件25。如果电池的内压由于异常发热而上升，则下阀体24以将上阀体26向盖27侧向上推的方式变形而断裂，由此，下阀体24与上阀体26之间的电流路径被切断。如果内压进一步上升，则上阀体26断裂，气体从盖本文档来自技高网...

【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正极，其具备：正极芯材、和形成于所述正极芯材的表面的正极合剂层，所述正极合剂层包含第一锂金属复合氧化物粒子和第二锂金属复合氧化物粒子，所述第一锂金属复合氧化物粒子是体积基准的中值粒径为2～10μm的非凝聚粒子，所述第二锂金属复合氧化物粒子是平均粒径为50nm～2μm的一次粒子凝聚而成、并且体积基准的中值粒径为10～30μm的二次粒子，在将所述正极合剂层在厚度方向上二等分、并且从所述正极合剂层的表面侧起依次定义为第一区域及第二区域的情况下，所述第一区域中的所述第一锂金属复合氧化物粒子的含量多于所述第二区域中的所述第一锂金属复合氧化物粒子的含量。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极，其中，所述第二区域中的所述第二锂金属复合氧化物粒子的含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：鉾谷伸宏，守田昂辉，野村峻，藤本洋行，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：