非水系二次电池制造技术

本发明专利技术的非水系二次电池具有正极、负极、电解液以及间隔件。上述正极具有集流体和形成在上述集流体上的正极复合材料层。上述正极复合材料层包含正极活性物质、导电材料和聚合物A。上述聚合物A包含共轭二烯单体单元和亚烷基结构单元中的至少一者、以及含腈基单体单元。上述正极复合材料层中的上述聚合物A的含量为0.01质量％以上且8质量％以下。上述间隔件具有间隔件基材和形成在上述间隔件基材上的多孔膜。上述多孔膜包含非导电性颗粒和聚合物B。上述多孔膜包含非导电性颗粒和聚合物B。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系二次电池


[0001]本专利技术涉及非水系二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池等非水系二次电池具有小型、轻质且能量密度高、进而能够反复充放电的特性，已被使用在广泛的用途。而且，二次电池通常具有电极(正极和负极)、以及将正极与负极隔离而防止正极与负极之间的短路的间隔件等电池构件。
[0003]在此，作为非水系二次电池的电池构件，可使用具有功能层的构件，该功能层包含黏结材料、且任意地包含为了使电池构件发挥期望的功能而配合的颗粒(以下，称为“功能性颗粒”)。
[0004]具体而言，作为二次电池的间隔件，可使用在间隔件基材上具有包含黏结材料的黏合层、包含黏结材料和作为功能性颗粒的非导电性颗粒的多孔膜的间隔件。此外，作为非水系二次电池的电极，可使用在集流体上具有包含黏结材料和作为功能性颗粒的电极活性物质颗粒的电极复合材料层的电极、在集流体上具有电极复合材料层的电极基材上还具有上述的黏合层、多孔膜的电极。
[0005]例如，在专利文献1中，公开了一种锂离子二次电池，其使用了在基材上具有下述多孔膜的间隔件、在集流体上具有下述正极复合材料层的正极等，上述多孔膜包含含有(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元等的聚合物作为黏结材料且包含作为非导电性颗粒的氧化铝作为功能性颗粒，上述正极复合材料层包含聚偏二氟乙烯(PVdF)等聚合物作为黏结材料且包含正极活性物质颗粒作为功能性颗粒。
[0006]此外，在专利文献2中，公开了一种锂离子二次电池，其使用了在基材上具有下述多孔膜的间隔件、在集流体上具有下述正极复合材料层的正极等，上述多孔膜包含改性聚丙烯酸丁酯(改性PBA)作为粘结材料且包含作为非导电性颗粒的勃姆石作为功能性颗粒，上述正极复合材料层包含偏氟乙烯
‑
氯三氟乙烯共聚物(VDF
‑
CTFE)等聚合物作为粘结材料且包含正极活性物质颗粒作为功能性颗粒。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：国际公开第2018/180472号；
[0010]专利文献2：国际公开第2018/084046号。

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]在此，近年来，要求非水系二次电池进一步高性能化。而且，从提高倍率特性和循环特性等电池特性的观点出发，要求非水系二次电池在电池单元内的电解液的迁移性(以下，有时简称为“电解液迁移性”)优异。
[0013]然而，使用上述现有技术的间隔件、正极等电池构件的非水系二次电池的电解液
迁移性尚有改善的余地。
[0014]因此，本专利技术的目的在于提供电解液迁移性优异的非水系二次电池。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]本专利技术人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，在具有正极、负极、电解液以及间隔件的非水系二次电池中，如果使用具有包含正极活性物质、导电材料和规定的聚合物的正极复合材料层的正极、以及具有包含非导电性颗粒和聚合物的多孔膜的间隔件，则能够提高非水系二次电池的电解液迁移性，从而完成了本专利技术。
[0017]即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的非水系二次电池的特征在于具有正极、负极、电解液以及间隔件，上述正极具有集流体和形成在上述集流体上的正极复合材料层，上述正极复合材料层包含正极活性物质、导电材料和聚合物A，上述聚合物A包含共轭二烯单体单元和亚烷基结构单元中的至少一者、以及含腈基单体单元，上述正极复合材料层中的上述聚合物A的含量为0.01质量％以上且8质量％以下，上述间隔件具有间隔件基材和形成在上述间隔件基材上的多孔膜，上述多孔膜包含非导电性颗粒和聚合物B。像这样，至少具备具有包含正极活性物质、导电材料和规定的聚合物的正极复合材料层的正极、以及具有包含非导电性颗粒和聚合物的多孔膜的间隔件的非水系二次电池能够发挥优异的电解液迁移性。
[0018]另外，在本专利技术中，聚合物“包含单体单元”是指“在使用该单体得到的聚合物中包含来自单体的重复单元”。而且，在本说明书中，在使多种单体共聚而制造的聚合物中，只要没有特别说明，使某单体聚合而形成的“单体单元的含有比例”通常与该某单体在该聚合物的聚合中使用的全部单体中所占的比率(进料比)一致。此外，聚合物中的各个“单体单元的含有比例”能够使用1H
‑
NMR和
13
C
‑
NMR等核磁共振(NMR)法进行测定。
[0019]在此，本专利技术的非水系二次电池优选上述聚合物A中的含腈基单体单元的含有比例为10质量％以上且50质量％以下。如果聚合物A中的含腈基单体单元的含有比例在上述规定的范围内，则能够提高非水系二次电池的倍率特性和循环特性。
[0020]此外，本专利技术的非水系二次电池优选上述正极复合材料层的孔隙率为15％以上且50％以下。如果正极复合材料层的孔隙率在上述规定的范围内，则能够进一步提高非水系二次电池的电解液迁移性，并且确保非水系二次电池的能量密度足够高。
[0021]另外，在本专利技术中，正极复合材料层的孔隙率能够通过本说明书的实施例所记载的方法进行测定。
[0022]而且，本专利技术的非水系二次电池优选上述聚合物B包含非水溶性聚合物。如果使用非水溶性聚合物作为聚合物B，则能够提高非水系二次电池的电池单元卷绕性。
[0023]进而，本专利技术的非水系二次电池优选上述非水溶性聚合物包含合计为1质量％以上且40质量％以下的选自含酸性基团单体单元、含羟基单体单元、含环氧基单体单元、含酰胺基单体单元以及含腈基单体单元中的至少一种含极性基团单体单元。如果非水溶性聚合物中的上述规定的含极性基团单体单元的合计含有比例在上述规定的范围内，则能够进一步提高非水系二次电池的电解液迁移性，并且提高间隔件的耐热收缩性。
[0024]另外，在本说明书中，“间隔件的耐热收缩性”是指在非水系二次电池内，浸渍于电解液的状态(即，电解液中)的间隔件的耐热收缩性。
[0025]此外，本专利技术的非水系二次电池优选以上述非水溶性聚合物中的上述含极性基团
单体单元的合计含有比例为X，以上述聚合物A中的含腈基单体单元的含有比例为Y，X与Y的比X/Y为0.1以上且1.2以下。如果非水溶性聚合物中的上述规定的含极性基团单体单元的合计含有比例X与聚合物A中的含腈基单体单元的含有比例Y的比X/Y在上述规定的范围内，则能够进一步提高非水系二次电池的电解液迁移性，并且提高间隔件的耐热收缩性。
[0026]进而，本专利技术的非水系二次电池优选上述非水溶性聚合物包含40质量％以上且99质量％以下的(甲基)丙烯酸酯单体单元。如果非水溶性聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例在上述规定的范围内，则能够提高非水系二次电池的高电位倍率特性，且确保非水系二次电池的电解液迁移性和间隔件的耐热收缩性足够高。
[0027]另外，在本专利技术中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
[0028]另外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水系二次电池，其具有正极、负极、电解液以及间隔件，所述正极具有集流体和形成在所述集流体上的正极复合材料层，所述正极复合材料层包含正极活性物质、导电材料和聚合物A，所述聚合物A包含共轭二烯单体单元和亚烷基结构单元中的至少一者、以及含腈基单体单元，所述正极复合材料层中的所述聚合物A的含量为0.01质量％以上且8质量％以下，所述间隔件具有间隔件基材和形成在所述间隔件基材上的多孔膜，所述多孔膜包含非导电性颗粒和聚合物B。2.根据权利要求1所述的非水系二次电池，其中，所述聚合物A中的含腈基单体单元的含有比例为10质量％以上且50质量％以下。3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池，其中，所述正极复合材料层的孔隙率为15％以上且50％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水系二次电池，其中，所述聚合物B包含非水溶性聚合物。5.根据权利要求4所述的非水系二次电池，其中，所述非水溶性聚合物包含合计为1质量％以上且40质量％以下的选自含酸性基团单体单元、含羟基单体单元、含环氧基单体单元、含酰胺基单体单元以及含腈基单体单元中的至少一种含极性基团单体单元。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井一辉，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：