非水电解质电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种非水电解质电池及其制造方法，该非水电解 质电池包括正极、负极和凝胶非水电解质，其中正极和负极中的至 少一个具有包含室温型熔盐和聚偏二氟乙烯的活性物质层；该室温 型熔盐和聚偏二氟乙烯复合；非水电解质包含一种或多种相对介电 常数为20以上的非水溶剂；并且在非水电解质中，相对于全部非 水溶剂，相对介电常数为20以上的溶剂的含量为按质量计60％以 上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非水电解质电池，其包4舌包含具有^L定相对介 电常数的非水溶剂的非水电解质，并且其具有大大改善的电池特性。
技术介绍
作为便携式电子设备的电源，可充电非水电解质二次电池占据 重要位置。为了实现电子设备的小型化和轻重量，已经要求进行设 计以减小非水电解质二次电池的重量和尺寸，从而有效地利用电子 设备内的存储空间。作为这样的非水电解质二次电池，可以例举锂 离子二次电池和聚合物锂电池，每一种具有高能量密度和输出密 度。这样的非水电解质二次电池包括正极、负极和非水电解质。具 体地，使用了能够嵌入和脱嵌锂离子的材料作为正极的正极活性物 质和负才及的负才及活性物质。例如，例举4里-过渡金属氧化物等作为正 极活性物质，并且它们的具体实例包括LiCo02、 LiNi02、 LiNixCo(^)02和LiMn204。例举锂及其合金、碳材料等作为负极活 性物质，而石墨等主要用作碳材料。对于非水电解质，在4里离子二次电池的情况下，4吏用具有溶解 在非水溶剂中的非水电解质盐的非水电解液；而在聚合物锂电池的 情况下，使用通过聚合物基质凝胶化非水电解液获得的固体电解 质。用于非水电解质的非水溶剂通过混合具有高介电常数和粘度的 高沸点溶剂以及具有低介电常数和粘度的低沸点溶剂进行制备。具有高介电常数和粘度的高沸点溶剂的实例包括环状碳酸酯 和内酯，例如石友S臾亚乙酯、碳酸亚丙酯、Y-丁内酯和？戊内酯。由 于这些溶剂将电解质盐良好地溶解于其中，所以它们能够增加溶剂 中的锂离子数量。然而，由于其粘度高，所以锂离子的迁移性变小。具有低介电常数和粘度的低沸点溶剂的实例包括链状碳酸酯， 例如碳酸二曱酯、碳酸曱乙酯和碳酸二乙酯。这些非水溶剂4艮难将 电解质盐溶解于其中。然而，由于其粘度低，所以锂离子的迁移性殳向。因此，为了良好地溶解电解质盐并赋予足够粘度，非水电解液 如上所述通过混合具有高介电常凄t和粘度的高沸点溶剂以及具有 低介电常数和粘度的低沸点溶剂进行制备。然而，在聚合物锂电池 的情况下，非水电解液的选择受限。为了在聚合物基质中浸渍非水 电解液，在非水电解液中必须使用与聚合物基质具有相容性的非水 溶剂。而且，在聚合物锂电池的情况下，软铝层压膜用作外部材料。使用高沸点非水溶剂。
技术实现思路
然而，在这种非水电解质二次电池中，即使在前述混合溶剂用 作用于非水电解质的非水溶剂时，难以制备可获得令人满意的电池特性的非水电解质。也就是i兌，在非水电解质二次电池中，如在例如锰干电池、铅电池、镍氢电池等中形成的含水电解液中一样，难 以获得具有大的离子导电率同时使高介电常数和低粘度彼此相容 的非水电解质。为此，在非水电解质二次电池中，即使使用了利用前述混合溶 剂的非水电解质时，也难以使具有高介电常数的溶剂的特性和具有 低介电常数的溶液的特性彼此相容。例如，离子导电率变小，内部 电阻增大，尤其是，当流过大电流时，电池特性，所谓的载荷特性 降低。而且，在非水电解质二次电池中，当在低温环境下使用时， 离子导电率变得更小，使得电池特性更加降低。作为用于解决这才羊的问题的方法，例如，可以例举一种方法， 其中通过使电池厚度变薄以使其易于流过电流，从而限制内部电 阻，并且抑制载荷特性的降^f氐。然而，4艮据这样的一种方法，牵涉 到一个问题，例如，电极中的集电体、隔膜等的体积增大，并且电 池内部的活性物质的比例减小，导致电池容量降4氐。因此，在现有^支术的前述情况下，期望提供一种能够设计成通 过增大正极和/或负极的离子导电率而提高电池特性的非水电解质 电池及其制造方法。根据本专利技术的实施方式，提供了如下所述的非水电解质电池及其制造方法。(1 ) 一种非水电解质电池，包括正才及、负才及和凝月交非水电解 质，其中正才及和负才及中的至少一个具有包含室温型熔盐和聚偏二氟乙烯的活性物质层；该室温型熔盐和聚偏二氟乙烯被复合；非水电解质包含一种或多种相对介电常凄t为20以上的非水溶 剂；以及在非水电解质中，相对于全部非7K溶剂，相对介电常数为20 以上的溶剂的含量为按质量计60%以上。(2) —种非水电解质电池的制造方法，该非水电解质电池包 括正极、负极和凝胶非水电解质，该方法包括以下步骤使用一种或多种相对介电常数为20以上的非水溶剂作为非水 电解质的非水溶剂，其中相对于全部非水溶剂，相对介电常数为20 以上的非水溶剂的含量为按质量计60%以上；以及将包含活性物质、室温型熔盐、聚偏二氟乙烯和溶剂的电极混 合物涂料溶液涂覆在集电体上，然后挥发溶剂以形成正极活性物质 层和负极活性物质的至少 一种。在这样构造的非水电解质电池中，在干燥电极和挥发溶剂的过 程中，室温型熔盐呈现与聚偏二氟乙烯复合的形式，并且聚偏二氟 乙烯表现出对于相对介电常数为20以上的溶剂(即，所谓的高相 对介电常数溶剂)的高溶胀性能。因此，作为粘结剂而要包含在正 极和/或负极中的聚偏二氟乙烯充分吸收包含高相对介电常数溶剂 的非水电解质。据此，在该非水电解质电池中，包含高相对介电常 数溶剂的非水电解质可在整个正4及和/或负才及均匀地散布。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池的透视图。图2是用于根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池中的 电池元件的透一见图。图3是用于根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池中的 正才及的透—见图。图4是用于根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池中的负极的透视图。图5是示出了根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池的 内部结构的剖视图。图6是用于根据本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池中的 电池元件的透4见图。具体实施例方式下文将参照附图详细描述应用本专利技术的非水电解质电池。非水电解质二次电池！(下文称为"电池1")是聚合物锂电池， 如图1所示，被构造成包括作为发电元件的电池元件2和用于将电 池it/f牛2容纳在其中的外部才才#+3。 i口图2所示，电池元1牛2由以 下构成形成为长形的正才及4、形成为长形的负才及5、在每个正才及4 的两个表面以及负极5的两个表面上形成且具有电解质盐和非水溶 剂的非水电解质6、以及介于其上形成有非水电解质6的正才及4和 其上形成有非水电解质6的负极5之间的隔膜7。电池元件2具有 这样的结构，其中，其以4吏隔膜介于正才及4和负才及5 (每一个上都 形成有非水电解质6)之间的状态巻绕；正才及引线8连4姿至正才及4， 而负极引线9连接至负极5;以及正极引线8和负极引线9分别从 其一端面引出。据此，电池l具有这才羊的结构，其中电池元件2以这样的状态密封入外部材料3内，即正极引线8和负极引线9 (其 每一个/人电池元件2的一个端面引出)；故外部材并+3所夹入。(正极)如图3所示，正才及4具有这样的结构，其中包含正才及活性物质、 导电剂和粘结剂的正极混合物涂料溶液涂覆到正极集电体10上， 干燥然后施加压力，由此在正才及集电体10上形成正才及活性物质层 11。正极集电体10由金属材料例如铝、镍、不锈钢等构成。而且， 正才及4 i殳置有未涂覆部分12，其中正才及集电体10暴露，并且正^L 引线8连接至该未涂覆部分12,以使其在正极集电体10的宽度方 向上引出。正极引线8是由导电金属例如铝等构成的带状金属片。4吏用锂和过渡金属的4里复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，包括：　正极；　负极；以及　凝胶非水电解质，其中，　所述正极和所述负极中的至少一个具有包含室温型熔盐和聚偏二氟乙烯的活性物质层；　所述室温型熔盐和所述聚偏二氟乙烯进行复合；　所述非水电 解质包含一种或多种相对介电常数为２０以上的非水溶剂；以及　在所述非水电解质中，相对于全部所述非水溶剂，相对介电常数为２０以上的所述溶剂的含量为按质量计６０％以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胁田真也，冈江功弥，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP