非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法技术

本发明专利技术提供能够通过绝缘保护层抑制短路、并且抑制高倍率劣化的非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法。非水电解液二次电池的正极板具备正极集电体、正极复合材料层、以及按照与正极复合材料层邻接的方式设置的绝缘保护层。绝缘保护层的厚度比正极复合材料层的厚度薄，绝缘保护层的空隙率比正极复合材料层的空隙率大。在涂布工序中，将正极复合材料糊剂和绝缘保护糊剂利用模具喷嘴同时涂布至正极集电体的表面，在压制工序中，将在正极复合材料层与绝缘保护层重合的边界部产生的正极复合材料糊剂与绝缘保护糊剂混杂而成的混杂层的至少一部分与正极复合材料层一起进行压制，并且不压缩绝缘保护层。并且不压缩绝缘保护层。并且不压缩绝缘保护层。

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法


[0001]本专利技术涉及非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法，详细地说，涉及可抑制高倍率劣化的非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池等非水电解液二次电池的重量轻、可得到高能量密度，因此作为车辆搭载用的高输出电源等也优选使用。这样的非水电解液二次电池中，将正极和负极利用隔片等进行绝缘的构成的蓄电要素具备在一个电池壳内层积和卷绕成圆柱状或椭圆柱状的卷绕电极体。通常，这样的电极体的正极和负极按照负极复合材料层的宽度方向的尺寸比正极复合材料层的宽度方向的尺寸更宽的方式进行设计。负极复合材料层隔着隔片与金属露出的正极集电体对置。这种情况下，由于通常具有隔片，因此在负极复合材料层与金属露出的正极集电体之间不会产生短路。但是，可能会由于负极中的金属的析出、金属微粉等的侵入而贯穿隔片、发生短路，由此可能会发热。其中公开了，出于防止这样的短路的目的，在正极集电体的表面沿着正极活性物质层的端部具备包含无机填料的绝缘保护层。在专利文献1、专利文献2中记载了，利用该绝缘保护层能够防止正极集电体与对置的负极复合材料层的端部之间的短路。
[0003]通过设置这样的绝缘保护层，构成正极集电体的金属板被绝缘体被覆，由此，即使在金属Li析出、金属微粉之类的异物侵入的情况下，也能够有效地防止贯穿隔片而与负极复合材料层发生短路的情况。
[0004]此外，专利文献3中，向以预定速度供给的电极基板涂布电极材料、并且向相对于电极基板的供给方向正交的方向上的电极材料的两侧邻接部涂布第1绝缘材料。另外，在所涂布的电极材料和第1绝缘材料的表面涂布构成第2隔片的绝缘材料。其后将所涂布的电极材料与第1、第2绝缘材料干燥/固结。
[0005]图12是专利文献3中记载的专利技术的电极体12的示意图。专利文献3中，大致同时涂布形成绝缘保护层34的糊剂和形成正极复合材料层32的糊剂，同时进行干燥/固结、进行压制。因此，涂布的工序和设备单一，工时也短。另外，在绝缘保护层34与正极复合材料层32的边界部分也不容易产生重叠或高差。现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2009
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037833号公报专利文献2：日本特开2020
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173941号公报专利文献3：国际公开第2015/156213号

技术实现思路

专利技术所要解决的课题
[0007]在非水电解液二次电池中，在以高倍率进行充放电的情况下，会产生电解质的移动，若在单元电池内不能充分移动，则电解液的浓度产生不均，由此可能会产生电池的劣化、即所谓“高倍率劣化”。
[0008]专利文献3所记载的专利技术中，绝缘保护层与正极复合材料层的厚度相同，具有绝缘保护层妨碍非水电解液的正极复合材料层中的电解质的移动效率的问题。
[0009]需要说明的是，专利文献3中，在所涂布的绝缘保护层的糊剂与正极复合材料层的糊剂的边界部发生混杂而生成混杂层。该混杂层内的正极活性物质的比例比正极复合材料层内的正极活性物质的比例低，但在该混杂层中也包含正极活性物质。因此，也希望可有效利用该正极活性物质。
[0010]本专利技术的非水电解液二次电池和非水电解液二次电池的正极板的制造方法所要解决的课题在于，通过绝缘保护层抑制短路，并且抑制高倍率劣化。用于解决课题的手段
[0011]本专利技术的一个方面的非水电解液二次电池的特征在于，其具备正极板、负极板、将上述正极板和上述负极板绝缘的隔片、以及非水电解液，上述正极板具备正极集电体、设置在上述正极集电体的表面的一部分并且包含正极活性物质颗粒的正极复合材料层、以及与上述正极复合材料层邻接地设置在上述正极集电体的表面的另一部分并且包含绝缘体颗粒的绝缘保护层，上述绝缘保护层的厚度比上述正极复合材料层的厚度薄，上述绝缘保护层的空隙率比上述正极复合材料层的空隙率大。
[0012]上述非水电解液二次电池中，在上述正极复合材料层与上述绝缘保护层重合的边界部产生的上述正极复合材料层与上述绝缘保护层混杂而成的混杂层中，可以具备至少其一部分被压缩的上述混杂层。
[0013]上述非水电解液二次电池中，上述绝缘保护层的空隙率可以为45～65％。上述非水电解液二次电池中，上述正极复合材料层的空隙率可以为30～50％。上述非水电解液二次电池中，上述绝缘体颗粒可以由勃姆石或氧化铝构成。
[0014]本专利技术的另一方面的非水电解液二次电池的正极板的制造方法中，该非水电解液二次电池具备正极板、负极板、将上述正极板和上述负极板绝缘的隔片、以及非水电解液，上述正极板具备正极集电体、以层状设置在上述正极集电体的表面的一部分并且包含正极活性物质颗粒的正极复合材料层、以及按照与上述正极复合材料层邻接的方式以层状设置在上述正极集电体的表面的另一部分的绝缘保护层，上述绝缘保护层的空隙率比上述正极复合材料层的空隙率大，该正极板的制造方法的特征在于，其具备涂布工序，将由绝缘体颗粒、粘结剂和溶剂构成的绝缘保护糊剂、以及由正极活性物质颗粒、导电辅助材料、粘结剂和溶剂构成的正极复合材料糊剂利用喷嘴同时涂布至上述正极集电体的表面，由此形成上述正极复合材料层、以及与其邻接的上述绝缘保护层。
[0015]上述非水电解液二次电池的正极板的制造方法中，上述涂布工序中涂布的上述绝缘保护糊剂的厚度可以被设定为比上述正极复合材料层的压制工序后的厚度薄。上述非水电解液二次电池的正极板的制造方法中，上述压制工序中，可以将在上述正极复合材料糊剂与上述绝缘保护糊剂重合的边界部产生的上述正极复合材料糊剂与
上述绝缘保护糊剂混杂而成的混杂层的至少一部分与上述正极复合材料层一起进行压制，并且不压缩上述绝缘保护层。专利技术的效果
[0016]根据本专利技术的非水电解液二次电池和正极板的制造方法，能够通过绝缘保护层抑制短路，并且抑制高倍率劣化。
附图说明
[0017]图1是示出本实施方式的锂离子二次电池的构成的概要的立体图。图2是示出本实施方式的进行卷绕的电极体的构成的示意图。图3是示出锂离子二次电池的电极体的层积的构成的示意性部分截面图。图4是将图3中的部分A所示的部分放大而示出本实施方式的涂布工序中的正极复合材料层与绝缘保护层的边界部B的示意图。图5是示出由图4所示的状态生成了混杂层M的状态的示意图。图6是示出本实施方式的正极板的制造方法的流程图。图7是示出涂布工序的立体图。图8是示出包括从涂布机的C
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C部分观察的截面的第1喷嘴和第2喷嘴的示意性立体图。图9(a)是边界部的正极复合材料层重叠在绝缘保护层上的情况下的压制工序前的示意图。图9(b)是边界部的正极复合材料层重叠在绝缘保护层上的情况下的压制工序后的示意图。图10(a)是边界部的绝缘保护层重叠在正极复合材料层上的情况下的压制工序前的示意图。图10(b)是边界部的绝缘保护层重叠在正极复合材料层上的情况下的压制工序后的示意图。图11是示出本实施方式的压制工序后的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液二次电池，其特征在于，该二次电池具备正极板、负极板、将所述正极板和所述负极板绝缘的隔片、以及非水电解液，所述正极板具备正极集电体、设置在所述正极集电体的表面的一部分并且包含正极活性物质颗粒的正极复合材料层、以及与所述正极复合材料层邻接地设置在所述正极集电体的表面的另一部分并且包含绝缘体颗粒的绝缘保护层，所述绝缘保护层的厚度比所述正极复合材料层的厚度薄，所述绝缘保护层的空隙率比所述正极复合材料层的空隙率大。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其特征在于，在所述正极复合材料层与所述绝缘保护层重合的边界部产生的所述正极复合材料层与所述绝缘保护层混杂而成的混杂层中，具备至少其一部分被压缩的所述混杂层。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其特征在于，所述绝缘保护层的空隙率为45％～65％。4.根据权利要求3所述的非水电解液二次电池，其特征在于，所述正极复合材料层的空隙率为30％～50％。5.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其特征在于，所述绝缘体颗粒由勃姆石或氧化铝构成。6.一种非水电解液二次电池的正极板的制造方法，该非水电解液二次电池具备正极板、负极板、将所述正极板和所述负极板绝缘的隔片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：出口祥太郎，吉川和孝，工藤尚范，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：