带端子电池制造技术

一种带端子电池，其具备发电元件和收纳发电元件的外包装罐，发电元件包括：正极、负极、介于正极与负极之间的隔膜和非水电解质，负极包含含有含Si的负极活性物质和粘结剂的合剂，负极活性物质含有非晶态Si相，粘结剂含有聚丙烯酸，非水电解质含有非水溶剂和溶解在非水溶剂中的锂盐，非水溶剂含有碳酸乙烯亚乙酯，在外包装罐上焊接有至少一个引线端子，碳酸乙烯亚乙酯相对于上述负极活性物质中所含有的非晶态Si相的摩尔比为0.09～0.17。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及负极活性物质含有能量密度大的非晶态Si相(也称为非晶Si相或非晶质Si相)的带端子电池。
技术介绍
非水电解质电池被广泛用作各种电子设备的主电源或存储备用电源。特别是，近年来，随着以手机和数码相机为代表的小型便携设备的增加，对非水电解质电池的需求日趋增加。另外，一方面进行设备的小型化以及轻量化，而另一方面却要求设备的高功能化，具有其存储容量也增大的倾向。因此，对于主电源和备用电源均要求小型且高容量。因此，近年来，进行了使用硅(Si)、锡(Sn)等具有高能量密度的材料作为电池反应活性物质的研 究。特别是娃与锂能够发生合金化直至形成Li44Si的组成,其理论容量大至4199mAh/g,能够得到高容量的电池。另一方面，关于高容量化的非水电解质电池的充放电循环特性和低温放电特性的改善，进行了大量的研究。例如，当硅嵌入(吸入)锂时，活性增高，具有诱发非水电解质的副反应的倾向。因此，提出了通过在电池中含有被酰基化的环状羧酸酯化合物，从而抑制非水电解液中所含有的碳酸酯的分解反应，使充放电循环特性提高(专利文献I)。另外，提出了通过在含有碳酸酯的非水电解质中以一定比例含有氟代碳酸亚乙酯，从而抑制由非水电解质的分解引起的电池的膨胀(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-218191号公报专利文献2 日本特开2008-16422号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题即使在使用了硅作为反应活性物质的非水电解质电池中，对于在电路基板等上安装并使用的带端子电池，有时充放电循环特性也会显著降低。据认为这是由于，通过焊接时的热使以含有硅的活性物质作为主体的负极发生活性化。例如，在具有硬币形状的电池的平坦面上焊接金属片作为引线端子时，与该平坦面对置连接的电极的一部分被局部地暴露于高温下，因此以含有硅的活性物质作为主体的负极与非水电解质发生发热反应，通过急剧的温度上升，使构成负极的粒子彼此结合的粘结剂发生分解。如专利文献1、2所述，抑制电池在通常使用时的非水电解质的分解的提案很多，但关于对在电池上焊接引线端子时由暴露于暂时的且异常的高温下所引起的副反应进行抑制，尚无有效的提案。引线端子在电池上的焊接通过电阻焊接或激光焊接来进行。通过任意一种焊接方法将引线端子焊接在电池上时，需要将电池的外包装罐与端子在微小区域中热熔接。此时，虽然是微小区域，但电池内部也暴露于相当的高温下，因此能够诱发活性物质参与的发热反应。硅具有高能量密度，因此对于热具有非常高的活性。因此，诱发的发热反应显著，副反应可以连锁地扩大至整个电极。结果，据认为，粘结剂被部分地分解，电极劣化。在多数情况下，在焊接引线端子后没有立刻观察到基于这样劣化的静态特性的变化(内部电阻的上升等)，当一旦想要使用电池时，有时特性显著降低。用于解决问题的手段本专利技术的目的在于，提供在负极活性物质含有能量密度大的非晶态Si相的情况下、在焊接引线端子后具有良好的长期可靠性的带端子电池。本专利技术的一方面涉及一种带端子电池，其具备发电元件和收纳上述发电元件的外包装罐，上述发电元件包括正极、负极、介于上述正极与上述负极之间的隔膜和非水电解质，上述负极包含含有负极活性物质和粘结剂的合剂，上述负极活性物质含有非晶态Si相，上述粘结剂含有聚丙烯酸，上述非水电解质含有非水溶剂和溶解在上述非水溶剂中的锂盐，上述非水溶剂含有碳酸乙烯亚乙酯，在上述外包装罐上焊接有至少一个引线端子，上述碳酸乙烯亚乙酯相对于上述负极活性物质中所含有的非晶态Si相的摩尔比为O. 09 O. 17。本专利技术的另一方面涉及一种带端子电池，其具备发电元件和收纳上述发电元件的外包装罐，上述发电元件包括正极、负极、介于上述正极与上述负极之间的隔膜和非水电解质，上述负极包含含有负极活性物质和粘结剂的合剂，上述负极活性物质含有非晶态Si相，上述粘结剂含有聚丙烯酸，上述非水电解质含有非水溶剂和溶解在上述非水溶剂中的锂盐，上述非水溶剂含有碳酸乙烯亚乙酯，在上述外包装罐上焊接有至少一个引线端子，上述非晶态Si相与上述非水电解质的界面的90%以上被含有通过碳酸乙烯亚乙酯的分解而生成的成分的被膜被覆。专利技术效果根据本专利技术，负极活性物质含有非晶态Si相，并且能够对在外包装罐上焊接了引线端子的带端子电池赋予良好的长期可靠性。附图说明图I是本专利技术的一个实施方式的硬币形状的带端子电池的截面图。图2是表示使用了不含有碳酸乙烯亚乙酯的非水电解质时的负极的差示扫描量热法测定的结果的特性图。图3是表示本专利技术的负极的差示扫描量热法测定的结果的特性图。具体实施例方式本专利技术的带端子电池具备发电元件、收纳发电元件的外包装罐和焊接在外包装罐上的引线端子。发电元件和收纳发电元件的外包装罐构成密闭电池。这样的密闭电池的形状没有特别限定，为硬币形状、筒形状、芯片形状等。另一方面，引线端子由导电性材料的片状构件(例如金属片)构成，具有在电池的外包装罐上焊接的固定端和自由端。自由端例如被固定在电路基板等上时，起着被焊接的电极的作用。在电池为硬币形状的情况下，夕卜包装罐具备彼此配合而形成收纳发电元件的空间的负极罐和正极罐。引线端子能够通过分别在正极罐和负极罐的每个上焊接一个来固定。发电元件包括正极、负极、介于它们之间的隔膜和非水电解质。正极与负极隔着隔膜对置配置。正极和负极分别由含有正极活性物质或负极活性物质的合剂(混合物)形成。合剂例如通过加压成型成形为规定形状(例如颗粒状)，所得到的成形体被作为电极使用。另外，使合剂在液状成分中分散而制备成浆料，将浆料在集电体上涂布，将涂膜干燥后，进行轧制，由此可以形成具有合剂层的电极。在此，负极包含含有含S i的负极活性物质和粘结剂的合剂，含Si的负极活性物质含有非晶态Si相，粘结剂含有聚丙烯酸酸，非水电解质含有非水溶剂和溶解在非水溶剂中的锂盐，非水溶剂含有碳酸乙烯亚乙酯，将碳酸乙烯亚乙酯相对于负极活性物质中所含有的非晶态Si相的摩尔比控制为O. 09 O. 17。〈负极〉以下，关于负极的构成，更具体地进行说明。负极的合剂含有含Si的负极活性物质和粘结剂，含Si的负极活性物质含有电化学上活性的非晶态Si相。非晶态Si相能够电化学地嵌入(吸入)和脱嵌(释放)锂。粘结剂含有聚丙烯酸。聚丙烯酸的粘结性优良，因此适宜用作与充放电相伴随的膨胀以及收缩大的含Si的负极活性物质的粘结剂。另外，由于粘结剂的存在，能够将含有负极活性物质和粘结剂的合剂成形为规定形状的负极。当粘结剂劣化或分解时，负极无法保持规定形状，负极的集电性发生劣化，充放电特性降低。需要说明的是，负极除了活性物质和粘结剂之外还可以包含导电剂。负极含有具有比较大的不可逆容量的非晶态Si相，因此在组装电池前，可以预先使负极嵌入锂。使含有非晶态Si相的活性物质与锂发生合金化的方法没有特别限定，例如，在负极的表面上压接有锂箔的状态下，使负极和锂箔与非水电解质接触，由此可以使负极活性物质电化学地嵌入锂。(粘结剂)聚丙烯酸可以为交联型，也可以为非交联型。从得到高度的粘结性出发，非交联型的聚丙烯酸的重均分子量优选为30万 300万，从粘结强度和合剂中的分散性的观点出发，非交联型的聚丙烯酸的重均分子量更优选为50万 200万。聚丙烯酸在合剂中的含量优选为4 15质量％。这是由于，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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：绵都志惠，高桥忠义，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：