專利名稱：鋰離子二次電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子二次電池(lithium-ion secondary battery)，特別是涉及在 正極和負極之間介有隔板的鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，鋰離子二次電池作為車輛搭載用電源或者個人計算機和便攜式終端的電 源其重要性在提高。特別是質(zhì)量輕且可得到高能量密度的鋰離子二次電池，作為被優(yōu)選用 作為車輛搭載用高輸出電源的電池正受到期待。該鋰離子二次電池例如具有如下構(gòu)成構(gòu) 成在正極和負極之間介有隔板的狀態(tài)下卷繞成的卷繞電極體，將該卷繞電極體和電解液收 容于電池殼體中。在這樣的狀態(tài)下，若在卷繞電極體內(nèi)混入異物，則會發(fā)生該異物刺破隔板 從而正極和負極短路等的現(xiàn)象。為了抑制該短路，例如，在日本特開2005-183179號公報 (專利文獻1)中公開了下述內(nèi)容在負極活性物質(zhì)層的表面形成由氧化鋁、二氧化硅、氧化 鈦等構(gòu)成的多孔質(zhì)絕緣層。另外，雖然不是以抑制如上述那樣的短路為主要目的的技術(shù)，但日本特開 2002-231221號公報(專利文獻2)、日本特開平6-36800號公報(專利文獻3)也公開了在 負極的表面形成多孔質(zhì)膜的技術(shù)。例如，在專利文獻2中公開了 在正極或負極中的至少一 方的表面設(shè)置多孔質(zhì)鋰膜。另外，該多孔質(zhì)鋰膜專門以提高電池的放電容量為目的而設(shè)置。 另外，專利文獻3公開了一種以純鋰或鋰合金為負極的鋰離子二次電池，其中，在與正極對 向的負極表面形成多孔質(zhì)絕緣膜。作為該多孔質(zhì)絕緣膜的材料，可以舉出TiN、Al203。該多 孔質(zhì)絕緣膜專門以防止枝狀晶的發(fā)生為目的而設(shè)置。專利文獻1 日本特開2005-183179號公報專利文獻2 日本特開2002-231221號公報專利文獻3 日本特開平6-36800號公報
發(fā)明內(nèi)容
在如專利文獻1那樣在負極活性物質(zhì)層的表面形成由氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦 等構(gòu)成的多孔質(zhì)絕緣層的方式中，特別是在冰點下的低溫環(huán)境、例如_30°C等的極寒冷的溫 度環(huán)境下，存在電池的輸出功率顯著降低的現(xiàn)象。本發(fā)明所涉及的鋰離子二次電池，具備正極、負極和介于正極和負極之間的隔 板。該鋰離子二次電池，在負極的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜。根據(jù)該鋰離子二次電池，在負極的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜，因此在隔板破壞 了的情況下，可以利用該鈦酸鋰的絕緣性來抑制正極和負極的短路。另外，由于鈦酸鋰被形 成為多孔質(zhì)膜，因此特別是在低溫時，可抑制在充放電時負極吸藏鋰離子或使鋰離子脫離 的功能降低，可抑制鋰離子二次電池的輸出功率降低。在此，負極可以是含有負極活性物質(zhì)的活性物質(zhì)層保持于集電體上的形態(tài)。在這 種情況下，優(yōu)選鈦酸鋰多孔質(zhì)膜形成于該負極的活性物質(zhì)層的表面。另外，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜例如可以通過蒸鍍來形成。另外，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜的厚度，可以為例如50nm以上1 μ m以下。
圖1是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的鋰離子二次電池的圖。圖2是表示卷繞電極體的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是示意表示鋰離子二次電池的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是與鈦酸鋰多孔質(zhì)膜的絕緣性相關(guān)的試驗的概略圖。圖5是表示搭載了鋰離子二次電池來作為車輛搭載用電源的車輛的側(cè)視圖。
具體實施例方式如上述那樣，鋰離子二次電池，為了抑制正極和負極的短路，例如，有時在負極的 活性物質(zhì)層的表面形成由氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦等形成的多孔質(zhì)絕緣層(例如專利文 獻1) O但是，本發(fā)明者通過各種試驗等進行了研究，其結(jié)果是，在該結(jié)構(gòu)中，特別是在冰 點以下的低溫環(huán)境例如-30°C等的極寒冷的溫度環(huán)境下，有時會發(fā)生電池的輸出功率顯著 降低的現(xiàn)象。對該現(xiàn)象的原因進行了潛心研究的結(jié)果認為在充電時鋰離子未被負極順利 地吸收而使電池的輸出功率降低為其要因之一。即，在負極的活性物質(zhì)層的表面形成有由 氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦等形成的多孔質(zhì)絕緣層的結(jié)構(gòu)中，鋰離子通過由氧化鋁、二氧化 硅、氧化鈦等形成的多孔質(zhì)絕緣層的微細的孔而被負極吸藏。在0°C -30°C等的溫度環(huán)境 下，對電解液中的鋰離子的移動的阻力變大。在這樣的溫度環(huán)境下，若在負極的表面形成有 由氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦等形成的多孔質(zhì)絕緣層，則鋰離子通過多孔質(zhì)絕緣層的微細的 孔直到到達負極的阻力也變大。即，在該方式下，在低溫時鋰離子被負極吸藏的特性(低溫 輸入特性)降低(即，在低溫時鋰離子難以被負極吸藏)。因此，可認為在例如-30°C等的 極寒冷的溫度環(huán)境下，發(fā)生電池的輸出顯著降低的現(xiàn)象。本發(fā)明者基于該推理思考，想到了本發(fā)明來作為代替上述的結(jié)構(gòu)的新型的結(jié)構(gòu)。 以下基于附圖對本發(fā)明的一實施方式進行說明。在以下的附圖中，對起到相同作用的部件 和部位標(biāo)注相同的標(biāo)記來進行說明。S卩，本發(fā)明的一實施方式所涉及的鋰離子二次電池10，若示意性示出，則如圖3所 示，具備正極12、負極14和介在于正極12和負極14之間的隔板18a、18b。并且，在負極 14的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c。鈦酸鋰具有絕緣性，由于在負極14的表面形成有鈦 酸鋰多孔質(zhì)膜14c，因此即使在隔板18a、18b被破壞了的情況下也可確保正極12和負極14 的絕緣性。另外，形成在負極14的表面的鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，在低溫時鋰離子30容易被 負極14吸藏。因此，在例如-30°C那樣的極寒冷的使用環(huán)境下即使鋰離子二次電池10被充 放電的情況下也可抑制鋰離子二次電池10的輸出功率降低。以下，對鋰離子二次電池10 進行更具體的說明。在該實施方式中，鋰離子二次電池10如圖1所示具備矩形的金屬制的電池殼體 100、卷繞電極體110和電解液。卷繞電極體110如圖2所示具備正極12、負極14、第1隔 板18a和第2隔板18b。并且，以正極12、第1隔板18a、負極14、第2隔板18b的順序被重 疊并被卷繞。隔板18a、18b為可透過離子性物質(zhì)的膜，在該實施方式中，可使用聚丙烯制的微多孔膜。該鋰離子二次電池10的正極12，在集電體12b上保持有含有正極活性物質(zhì)的活性 物質(zhì)層12a。在該實施方式中，集電體12b可使用由鋁箔形成的帶狀的集電箔。另外，在該 實施方式中，正極活性物質(zhì)包含含有鋰的過渡金屬氧化物。作為含有鋰的過渡金屬氧化物， 例如，可以舉出錳酸鋰(LiMn2O4)、鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)等。另外，負極14，在集電體14b上保持有含有負極活性物質(zhì)的活性物質(zhì)層14a。在該 實施方式中，集電體14b可使用由銅箔形成的帶狀的集電箔。另外，在該實施方式中，負極 活性物質(zhì)，例如可使用石墨(Graphite)、無定形碳(Amorphous Carbon)等的碳系材料。另 外，作為負極活性物質(zhì)，不限于碳系材料，還可使用含有鋰的過渡金屬氧化物和過渡金屬氮 化物等。正極12和負極14的活性物質(zhì)層12a、14a,例如，可分別將正極活性物質(zhì)或負極活 性物質(zhì)混入水系或溶劑系的糊狀物中，涂布在集電體12b、14b上并使其干燥。例如，在該實 施方式中，如圖2所示，在正極12和負極14中，各活性物質(zhì)層lh、Ha分別偏于各集電體 12b、14b的寬度方向的一側(cè)而形成。另外，在集電體12b、14b的寬度方向相反側(cè)的邊緣部不 形成活性物質(zhì)層12a、14a。這樣，將在集電體12b、14b形成了活性物質(zhì)層12a、14a的部位 稱為涂布部12al、Hal。另外，將在集電體12b、14b上沒有形成活性物質(zhì)層12a、14a的部 位稱為未涂布部12a2、Ha2。正極12的涂布部12al和負極14的涂布部14al分別隔著隔 板18a、18b而對向。另外，在與卷繞電極體110的卷繞方向正交的方向(卷繞軸方向)的 兩側(cè)，正極12和負極14的未涂布部Ih2、14a2分別從隔板18a、18b突出。另外，在該實施方式中，如圖2所示，在該負極14的表面(負極活性物質(zhì)的表面) 形成有鈦酸鋰(Li4Ti5O12)的多孔質(zhì)膜14c。在該實施方式中，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc可通過蒸鍍形成。鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc的 厚度例如可為50nm以上1 μ m以下。鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc的厚度只要為可以可靠地防止正 極12和負極14的短路的程度即可。另外，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的厚度，優(yōu)選為在充電時不 會阻礙鋰離子30進入活性物質(zhì)層14a的程度的厚度，從該角度出發(fā)，優(yōu)選是不過厚。在該 實施方式中，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c被成膜為IOOnm 300nm的厚度。另外，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜 14c的厚度可根據(jù)鋰離子二次電池10的具體結(jié)構(gòu)來適當(dāng)調(diào)整，使得可得到鈦酸鋰多孔質(zhì)膜 14c的功能。另外，在該實施方式中，該多孔質(zhì)膜Hc在低真空狀態(tài)下成膜，使得成膜速率較 高并且形成適當(dāng)?shù)亩嗫踪|(zhì)膜。具體來說，在該實施方式中，作為成膜裝置，使用神港精機 株式公社制的AAMF-C1650SPB來成膜。成膜條件設(shè)為在該裝置中，到達真空度2 4X KT5Torr、功率(輸出功率)10KV、發(fā)射電流30mA、成膜速率5λ/譯少、成膜溫度室溫， 由此進行成膜。另外，該成膜裝置一邊輥輸送負極14，一邊在負極14的表面形成鈦酸鋰的 多孔質(zhì)膜14c。在該實施方式中，為了適度冷卻形成多孔質(zhì)膜Hc的集電體14b，適當(dāng)冷卻輸 送集電體14b的輥。由此，可以將成膜時的集電體14b的溫度管理成適當(dāng)?shù)臏囟?。在該?施方式中，通過這樣的成膜條件，可以得到確保絕緣性且不阻礙鋰離子30的輸入特性(即 鋰離子30被負極14的活性物質(zhì)層1 吸藏的特性)的適當(dāng)?shù)亩嗫踪|(zhì)膜14c。另外，若采用 這樣的條件，則成膜速率較高，可以縮短成膜工序的時間。另外，上述的成膜條件是表示對負極14形成鈦酸鋰的多孔質(zhì)膜Hc適當(dāng)?shù)某赡l件的一例子的成膜條件。對負極14形成鈦酸鋰的多孔質(zhì)膜14c的成膜條件不限于上述成 膜條件。形成鈦酸鋰的多孔質(zhì)膜14c的成膜條件，可以以如上述那樣的成膜條件為基本， 除此之外還適當(dāng)調(diào)整條件，使得可得到期望的多孔質(zhì)膜14c。例如，成膜裝置只不過是對負 極14形成鈦酸鋰的多孔質(zhì)膜Hc的適當(dāng)?shù)难b置的一例子，也可以使用其他的成膜裝置來成 膜。另外，在使用其他的成膜裝置的情況下，可根據(jù)其來適當(dāng)變更成膜條件。該卷繞電極體110如圖1所示被收容于電池殼體100。電池殼體100如圖1所示 設(shè)置有正極端子102和負極端子104。正極端子102與卷繞電極體110的集電體12b (參照 圖2)的未涂布部12a2電連接。負極端子104與卷繞電極體110的集電體14b (參照圖2) 的未涂布部14a2電連接。將電解液注入到該電池殼體100中。電解液例如可由含有適當(dāng) 量的適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)鹽(例如的鋰鹽)的碳酸二乙酯、碳酸亞乙酯等的混合溶劑那樣 的非水電解液構(gòu)成。該鋰離子二次電池10通過正極端子102和負極端子104進行充放電。 在充放電時，鋰離子在正極12和負極14之間往來。圖3是示意地表示鋰離子二次電池10的圖。該鋰離子二次電池10，如圖3所示， 具備正極12、負極14和隔板18a、18b。正極12和負極14在被浸漬于電解液16的狀態(tài)下 隔著隔板18a、18b相對向。鋰離子二次電池10，在充電時，如圖3示意所示，成為正極12的集電體12b和負 極14的集電體14b與充電器40連接了的狀態(tài)。在該充電時，鋰從含有含鋰的正極活性物 質(zhì)的活性物質(zhì)層12a向正極的集電體12b釋放出電荷32而進行離子化。被釋放到正極的 集電體12b的電荷32，通過充電器40的作用而移動到負極14的集電體14b。鋰離子30在 電解液16中移動。鋰離子為陽離子，被積存在負極14的集電體14b的電荷32電吸弓丨，穿 過隔板18a、18b而移動到負極14側(cè)。并且，移動到負極14側(cè)的鋰離子30，通過鈦酸鋰多孔 質(zhì)膜14c而被負極14的含有負極活性物質(zhì)的活性物質(zhì)層Ha吸藏。另外，鋰離子二次電池10，在放電時，如圖3示意所示，成為將正極12的集電體 12b和負極14的集電體14b與電阻42連接了的狀態(tài)。在該放電時，積存于負極14的集電 體14b的電荷32通過電阻42而返回到正極12。另外，在負極14中，被活性物質(zhì)層1 吸 藏的鋰離子30被釋放到電解液中。鋰離子30穿過隔板18a、18b而移動到正極12側(cè)。并 且，鋰離子30從正極12的活性物質(zhì)層1 吸取電荷32。在該鋰離子二次電池10中，在正極12和負極14之間，這樣的充放電被適當(dāng)?shù)胤?復(fù)進行。在充放電時，鋰離子在正極12的活性物質(zhì)層1 和負極14的活性物質(zhì)層1 之 間通過隔板18a、18b而往來。該鋰離子二次電池10，以嚴格管理環(huán)境不使異物混入電池內(nèi) 的方式來制造。在鋰離子二次電池10中混入了異物的情況下，有時在正極12和負極14之 間鋰離子30在異物上析出。另外，在異物上析出的鋰逐漸生長，有時成為破壞隔板18a、18b 的要因。若隔板18a、18b被破壞，則有可能發(fā)生正極12和負極14的短路。在該實施方式中，鋰離子二次電池10，在負極14的活性物質(zhì)層14a的表面設(shè)置有 鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c。鈦酸鋰是具有絕緣性的材料，即使由于某種原因隔板18a、18b被破 壞，也可以確保正極12和負極14的絕緣，抑制正極12和負極14的短路。即，在負極14積 存有電荷32的狀態(tài)下，由于某種原因隔板18a、18b被破壞從而正極12和負極14相接觸的 情況下，積存在負極14的電荷32集中于該接觸部位。此時，在該實施方式中，在負極14的 活性物質(zhì)層Ha的表面設(shè)置有具有絕緣性的鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，因此，不會出現(xiàn)從負極14到正極12直接流動大的電流的情況。由此，可以抑制正極12和負極14的局部短路。這樣， 鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c起到確保正極12和負極14的絕緣的功能，還起到作為熱阻(Thermal resistance)膜的功能。本發(fā)明者為了驗證由在負極14的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc所產(chǎn)生的防止 短路的效果(絕緣性的效果)，進行了如圖4所示的試驗。在該試驗中，準(zhǔn)備2片負極14。 然后，使2片負極14如圖4所示使形成有活性物質(zhì)層1 的面相對而重疊。然后，施加規(guī)定 的壓力P(在該實施方式中為IMPa)進行按壓，在隔著活性物質(zhì)層Ha而相對的集電體14b 流過規(guī)定的電流A(在該實施方式中為1A)。此時，在相對的集電體14b之間安裝電壓計V， 根據(jù)在流過電流A時測定出的電壓，求出在相對的集電體14b之間產(chǎn)生的電阻。對在集電 體14b上形成了含有石墨(負極活性物質(zhì))的活性物質(zhì)層14a的負極14和在活性物質(zhì)層 14a的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14分別進行這樣的試驗。另外，圖4表示對 于在活性物質(zhì)層14a的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14的試驗的概略。對于沒 有形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14，省略試驗的概略圖。在這種情況下，在活性物質(zhì)層14a的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14， 與沒有形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14相比，正負極短路時的電阻顯著變高。例如，在 集電體14b使用厚度9 μ m的銅箔，活性物質(zhì)層14a的厚度設(shè)為20 μ m,鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc 的厚度設(shè)為250nm的情況下，形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14的電阻值為3. 9 Ω。與 此相對，沒有形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的負極14的電阻值為0. 3Ω。這樣，通過在活性物質(zhì) 層1 上形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，電阻提高，可得到所需要的絕緣性。另外，在低溫時，利用鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，有助于充放電時的鋰離子的移動。因 此，在例如-30°C等的極寒冷的使用環(huán)境下電解液16中的鋰離子30也快速地被負極14的 活性物質(zhì)層14a吸收。對該現(xiàn)象可做如下推測。即，在例如20°C左右的常溫的環(huán)境下，作為負極活性物質(zhì) 的碳系材料的充放電電位為約0.3V，鈦酸鋰(Li4Ti5O12)的充放電電位為約1.5V。因此，在 常溫下鈦酸鋰無助于充放電。但是，在低溫時過電壓(電阻)變高。即，有時負極的電位會 比作為碳系材料的充放電電位的0.3V高。在這種情況下，在低溫下(例如-30°C等的極寒 冷的使用環(huán)境)中，鋰離子(Li+)向作為負極活性物質(zhì)的碳系材料中的插入被阻礙。并且， 負極電位上升直到作為鈦酸鋰的充放電電位的1. 5V。這樣，在負極14的活性物質(zhì)層Ha的 表面設(shè)置有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的鋰離子二次電池10，即使在低溫的使用環(huán)境下，鈦酸鋰 也適當(dāng)?shù)赜兄诔浞烹?。因此，該鋰離子二次電池10即使在極寒冷的使用環(huán)境下也可抑制 輸入特性的降低。這樣，該鋰離子二次電池10，由于在負極14的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，因 此，在隔板被破壞了的情況下，可抑制正極和負極短路。另外，例如，在0°c -30°c等的低 溫的溫度環(huán)境下鋰離子也較快速地被負極14的活性物質(zhì)層1 吸藏。本發(fā)明者對在負極 14的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc的鋰離子二次電池10和在負極14的表面沒有形成鈦 酸鋰多孔質(zhì)膜14c的鋰離子二次電池進行了比較。在這種情況下，在-30°C的溫度環(huán)境下，進行60%的充電，其結(jié)果，在負極14的表 面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的鋰離子二次電池10得到了 9. 4W的輸入功率。與此相對， 在負極14的表面沒有形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的鋰離子二次電池，為8. Off的輸入功率。
如以上那樣，該鋰離子二次電池10如圖3所示具備介在于正極12和負極14之間 的隔板18a、18b。并且，在負極的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c。該鋰離子二次電池10， 通過形成在負極14的表面的鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c，在隔板18a、18b被破壞了的情況下，可抑 制正極12和負極14短路。另外，在該方式中，在低溫時鋰離子被負極吸藏的特性(低溫輸 入特性)提高。特別是在_30°C等的極寒冷的使用環(huán)境下進行充放電時，可抑制負極14吸 藏鋰離子30或使鋰離子30脫離的功能降低。這樣，鋰離子二次電池10，與在負極的表面沒 有鈦酸鋰的多孔質(zhì)膜14c的情況下相比，低溫輸入特性提高，可抑制在低溫時鋰離子二次 電池10的輸出功率降低。另外，負極14，如上述那樣可采用在集電體14b上保持有含有負極活性物質(zhì)的活 性物質(zhì)層Ha的形態(tài)。在這種情況下，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜Hc可以形成于負極14的活性物質(zhì) 層1 的表面。這樣，由于在負極14的活性物質(zhì)層1 的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c， 因此可以可靠地確保在隔板18a、18b被破壞時的絕緣性。另外，在低溫的使用環(huán)境下，鋰離 子30向活性物質(zhì)層14a的輸入特性提高。另外，作為在活性物質(zhì)層Ha中含有的負極活性物質(zhì)，可以是碳系材料(例如石墨 碳等)。另外，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c如上述那樣可通過蒸鍍來形成。通過該蒸鍍法，能夠以 50nm Ιμπι等的適當(dāng)?shù)谋《刃纬赦佀徜嚩嗫踪|(zhì)膜14c。另外，通過操縱成膜條件，可以形 成適當(dāng)?shù)亩嗫踪|(zhì)狀態(tài)的膜。由此，在低溫的使用環(huán)境下，可以適當(dāng)并且可靠地防止鋰離子30 向活性物質(zhì)層14a的輸入降低。另外，作為蒸鍍以外的方法，鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c也可通過 涂布來形成。但是，若采用蒸鍍法，則相比于涂布，容易適當(dāng)且更加可靠地形成薄且適當(dāng)?shù)?多孔質(zhì)膜。另外，在其他的成膜方法、例如濺射、離子鍍法等中，有形成致密的膜的傾向。與 此相對，在通過涂布來形成多孔質(zhì)膜14c的方法中，需要混煉、涂布、干燥這3個工序，因此 作業(yè)工時增大。特別是干燥工序耗費時間，另外，干燥爐需要較多的能量。另外，由于在涂 布中粘合劑(粘結(jié)材料)浸入電極，因此還有反應(yīng)電阻惡化的課題。與此相對，蒸鍍法，可使用上述的成膜裝置，不需要混煉和干燥等的工序。另外， 蒸鍍法可以通過調(diào)整成膜條件來形成所期望的多孔質(zhì)狀態(tài)的膜，而且與涂布的方法相比， 形成薄的多孔質(zhì)膜容易。另外，由于可以形成薄的多孔質(zhì)膜14c，因此還可降低鈦酸鋰的材 料成本。這樣，通過采用蒸鍍法，可以大幅降低制造成本，可以形成適當(dāng)?shù)拟佀徜嚩嗫踪|(zhì)膜 14c。這樣，作為形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜14c的方法，與這些其他的方法相比，優(yōu)選蒸鍍法。以上對本發(fā)明的一實施方式所涉及的鋰離子二次電池進行了說明，但本發(fā)明所涉 及的鋰二次電池不限于上述的實施方式。例如，鋰離子二次電池的集電體、正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)、隔板的材料等不 限于上述的實施方式。對于這些，可以從作為鋰離子二次電池的集電體、正極活性物質(zhì)、負 極活性物質(zhì)、隔板的材料適當(dāng)?shù)牟牧现?，適當(dāng)采用適合的材料。另外，該鋰離子二次電池10，可用于車輛搭載用電源或者個人計算機和便攜式終 端的電源等各種的用途中。例如，作為車輛搭載用電源，如圖5所示，組合多個而構(gòu)成電池 組10A，被搭載作為車輛1的電源。車輛用的電源被反復(fù)進行充電和放電。另外，車輛用的 電源，要求在寒冷的地方等在冰點以下的使用環(huán)境下也可穩(wěn)定發(fā)揮出所需要的輸入。本發(fā) 明的實施方式所涉及的鋰離子二次電池10，如上述那樣在冰點以下的使用環(huán)境也可確保所 需要的輸入特性，可抑制輸出功率的降低。因此，作為被用作為該車輛搭載用電源的二次電
8池是有益的。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，可以提供能夠防止正極和負極的短路、并使低溫輸入特性提 高的鋰離子二次電池。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池，是具備正極、負極和介于所述正極與所述負極之間的隔板的 鋰離子二次電池，在所述負極的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，在所述負極中，含有負極活性物質(zhì)的 活性物質(zhì)層保持于集電體上，所述鈦酸鋰多孔質(zhì)膜形成于該負極的活性物質(zhì)層的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池，其中，所述負極活性物質(zhì)為碳系材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項所述的鋰離子二次電池，其中，所述鈦酸鋰多孔質(zhì)膜通 過蒸鍍而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項所述的鋰離子二次電池，其中，所述鈦酸鋰多孔質(zhì)膜的 厚度為50nm 1 μ m。
6.一種車輛，具備權(quán)利要求1 5的任一項所述的鋰離子二次電池。
7.—種鋰離子二次電池的制造方法，是具備正極、負極和介于所述正極與所述負極之 間的隔板的鋰離子二次電池的制造方法，包括在所述負極的表面形成鈦酸鋰多孔質(zhì)膜的 多孔質(zhì)膜形成工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池的制造方法，其中，在所述多孔質(zhì)膜形成工 序中，采用蒸鍍法形成所述鈦酸鋰多孔質(zhì)膜。
全文摘要
本發(fā)明提供的鋰離子二次電池具備介于正極和負極之間的隔板。并且，在負極的表面形成有鈦酸鋰多孔質(zhì)膜。該鋰離子二次電池，通過形成于負極表面的鈦酸鋰多孔質(zhì)膜，在隔板被破壞了的情況下，抑制正極和負極短路。另外，該方式可抑制在低溫時鋰離子被負極吸藏的特性(低溫輸入特性)降低。
文檔編號H01M4/02GK102144319SQ20098013409
公開日2011年8月3日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者內(nèi)田陽三 申請人:豐田自動車株式會社