專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以鋰離子電池為代表的二次電池。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著手機(jī)、筆記本型個(gè)人電腦、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等便攜電子設(shè)備的小型、輕量化，作為這些便攜電子設(shè)備的電源，要求輕、薄、高容量的二次電池。但是，在二次電池的內(nèi)部產(chǎn)生氣體時(shí)，具有產(chǎn)生電池膨脹的問(wèn)題。此外，由于便攜電子設(shè)備的消耗電力的大幅上升和在高溫環(huán)境下的使用等，從而處于由于非水電解液的分解等而容易產(chǎn)生氣體的狀況，電池膨脹成為更加重要的課題。專利文獻(xiàn)1中記載了為了抑制非水電解液的分解而在活性物質(zhì)中或電解液中含有具有吸水性的沸石的二次電池。另外，專利文獻(xiàn)2中記載了在隔膜基材中含有氣體吸收劑的二次電池?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-260416號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-146963號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，上述專利文獻(xiàn)1中記載的二次電池中，對(duì)電池反應(yīng)沒有貢獻(xiàn)的添加物(沸石)存在于活性物質(zhì)中或電解液中，因此有可能阻礙電池本來(lái)的反應(yīng)，從而使電池特性降低。另外，上述專利文獻(xiàn)2中記載的二次電池中，在隔膜基材中含有氣體吸附劑，因此有可能損害隔膜本來(lái)的電解液保持特性、由熱引起的關(guān)閉特性等功能，從而使電池特性降低。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而進(jìn)行的，其主要目的在于提供在不使電池特性降低的情況下抑制了電池膨脹的非水電解質(zhì)二次電池。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的二次電池是將正極板以及負(fù)極板隔著隔膜卷繞或者層疊而成的電極組與非水電解液一起封入外包裝材料中而成的，其中采用如下結(jié)構(gòu)在正極板以及負(fù)極板的至少一個(gè)的表面上形成有包含由無(wú)機(jī)氧化物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)材料和粘合材料的氣體吸附層，在該氣體吸附層內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載有氣體吸附劑。另外，本發(fā)明的另一種二次電池是將正極板以及負(fù)極板隔著隔膜卷繞或者層疊而成的電極組與非水電解液一起封入外包裝材料中而成的，其中采用如下結(jié)構(gòu)正極板在正極集電體上形成有正極合劑層，負(fù)極板在負(fù)極集電體上形成有負(fù)極合劑層，正極集電體以及負(fù)極集電體中的至少一個(gè)由多孔金屬體構(gòu)成，在該多孔金屬體內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載有氣體吸附劑。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供將正極板以及負(fù)極板隔著隔膜卷繞或者層疊而成的電極組與非水電解液一起封入外包裝材料中而成的二次電池，該二次電池在不使電池特性降低的情況下抑制了電池膨脹。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的二次電池的構(gòu)成的圖，(a)為分解立體圖、 (b)為部分切口立體圖。圖2(a)以及(b)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的二次電池中的正極板以及負(fù)極板的構(gòu)成的部分剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的正極集電體的構(gòu)成的部分剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的極板組的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。另外，在不脫離發(fā)揮本發(fā)明效果的范圍的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)進(jìn)行變更。而且，也可以與其他實(shí)施方式組合。(第一實(shí)施方式)圖1是示意地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的二次電池15的構(gòu)成的圖，(a)為分解立體圖、(b)為部分切口立體圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，以扁平形層壓二次電池為例進(jìn)行說(shuō)明，但并不限于此，例如也可以適用于圓筒形二次電池、方形二次電池等。如圖1(a)、(b)所示，本實(shí)施方式中的二次電池15中，將正極板6和負(fù)極板9隔著隔膜10a、10b卷繞后、擠壓成形為扁平狀的電極組11與非水電解液(未圖示出)一起被封入到外包裝材料14中。在此，正極板6在正極集電體4上形成有正極合劑層5，負(fù)極板9 在負(fù)極集電體7上形成有負(fù)極合劑層8。正極引線12以及負(fù)極引線13分別焊接在正極集電體4以及負(fù)極集電體7上，并從電極組11的端面向外包裝材料14的外側(cè)導(dǎo)出。外包裝材料14由鋁的基材構(gòu)成，在收納電極組11的一側(cè)的表面上形成有聚丙烯等熱塑性樹脂層。 在外包裝材料14上預(yù)先擠壓成型有用于收納電極組11的空間14a，電極組11被收納在該空間14a中。在將扁平狀的電極組11收納到外包裝材料14的空間14a內(nèi)后，對(duì)外包裝材料14的開口部的外周加熱，使熱塑性樹脂熔合，從而密封開口部。進(jìn)而，從外包裝材料14 的注入口(未圖示出)向外包裝材料14內(nèi)注入規(guī)定量的非水電解液后，加熱注入口，使熱塑性樹脂熔合，從而密封注入口，由此得到扁平形層壓二次電池15。圖2 (a)、(b)是示意地表示本實(shí)施方式的二次電池15中的正極板6、負(fù)極板9的構(gòu)成的部分剖視圖。如圖2(a)、(b)所示，在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上形成有包含由無(wú)機(jī)氧化物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)材料16和粘合材料(未圖示)的氣體吸附層19，在該氣體吸附層19 內(nèi)形成的氣孔17內(nèi)附載有氣體吸附劑18。在此，氣體吸附層19例如可以按如下方式形成。首先，將二氧化硅粉末等結(jié)構(gòu)材料16和聚偏氟乙烯(PVdF)等粘合材料加入例如N-甲基-2-吡咯烷酮等分散介質(zhì)中，用行星式混合機(jī)等分散機(jī)進(jìn)行混合分散后，再加入活性炭等氣體吸附劑18，再次用分散機(jī)進(jìn)行混合分散，由此形成氣體吸附層涂料。接著，將該氣體吸附層涂料使用例如模涂、凹版涂布、 刮板涂布等方法涂布到正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上，然后使其干燥，由此形成氣體吸附層19。這樣，通過(guò)在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上形成氣體吸附層19，能夠在不阻礙電池本來(lái)的反應(yīng)的情況下吸附在二次電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體。另外，由于在正極合劑層5 以及負(fù)極合劑層8的表面上形成有氣體吸附層19，因此能夠在緊挨著產(chǎn)生源的附近高效地吸附以活性物質(zhì)為起因而產(chǎn)生的氣體。另外，氣體吸附層19具有將結(jié)構(gòu)材料用粘合劑結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)，因此在氣體吸附層19內(nèi)形成有氣孔17，在該氣孔17內(nèi)附載有氣體吸附劑18， 所以即使通過(guò)氣體吸附劑18吸附電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體，氣體吸附層19也不會(huì)發(fā)生膨脹。此夕卜，通過(guò)涂布從而能夠在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上薄薄地形成氣體吸附層 19，因此能夠抑制電池的能量密度的減少。因此，通過(guò)在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上形成這樣的氣體吸附層19，能夠?qū)崿F(xiàn)在不使電池特性降低的情況下抑制了電池膨脹的二次電池。本實(shí)施方式中，在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8的表面上形成了氣體吸附層19， 但也可以在正極合劑層5以及負(fù)極合劑層8中的至少一個(gè)的表面上形成。另外，氣體吸附層 19可以僅在正極合劑層5和/或負(fù)極合劑層8的單面上形成，或者也可以在雙面上形成。作為氣體吸附層19的結(jié)構(gòu)材料16，除了二氧化硅以外，還可以使用例如氧化鋁、
氧化鎂等無(wú)機(jī)氧化物。氣體吸附層19的粘合劑優(yōu)選為具有耐電解液性的材料，除了聚偏氟乙烯(PVdF) 以外，還可以使用例如聚四氟乙烯(PTFE)等。作為氣體吸附劑18，可以根據(jù)二次電池中產(chǎn)生的氣體的種類來(lái)適當(dāng)選擇，除了活性炭以外，還可以使用例如硅膠、沸石、活性炭、硬脂酸金屬鹽、水滑石、吸氫合金、活性氧化鋁、過(guò)渡金屬氧化物、堿石灰、纖維硼酸鎂石(ascharite)、氧化鈣、氧化鎂等。在此，氣體吸附層19的厚度優(yōu)選為4μπι 20 μ m的范圍。氣體吸附層19的厚度比4μπι薄時(shí)，則難以均勻地形成氣體吸附層19，而且氣體吸附層19的強(qiáng)度不足，因此有可能從正極合劑層5或負(fù)極合劑層8的表面脫落。另一方面，氣體吸附層19的厚度比20μπι 厚時(shí)，則正極板6以及負(fù)極板9的厚度增厚，因此難以得到高容量的二次電池。需要說(shuō)明的是，氣體吸附層19的厚度更優(yōu)選為5μπι 15μπι的范圍。構(gòu)成二次電池15的正極板6、負(fù)極板9、非水電解液以及隔膜10a、10b的結(jié)構(gòu)、材料等沒有特別的限制，例如可以使用通過(guò)以下的方法制作的正極板、負(fù)極板、非水電解液以
及隔膜。正極板6通過(guò)在由厚度為5 μ m 30 μ m的鋁箔等構(gòu)成的正極集電體4的單面或者雙面上形成正極合劑層5來(lái)制作。利用行星式混合機(jī)等分散機(jī)將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合材料在分散介質(zhì)中混合分散而制作正極合劑涂料，將其涂布在正極集電體4的表面上，進(jìn)行干燥、軋制，由此能夠制作正極合劑層5。正極活性物質(zhì)可以使用例如鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰等。導(dǎo)電材料可以使用例如乙炔黑、科琴黑等炭黑或石墨等。粘合材料可以使用例如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
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負(fù)極板9通過(guò)在由厚度為5 μ m 25 μ m的軋制銅箔等構(gòu)成的負(fù)極集電體7的單面或者雙面上形成負(fù)極合劑層8來(lái)制作。利用行星式混合機(jī)等分散機(jī)將負(fù)極活性物質(zhì)、粘合材料、根據(jù)需要添加的導(dǎo)電材料在分散介質(zhì)中混合分散而制作負(fù)極合劑涂料，將其涂布在負(fù)極集電體7的表面上。進(jìn)行干燥、軋制，由此能夠制作負(fù)極合劑層8。負(fù)極用活性物質(zhì)可以使用例如石墨、硅化物等硅系復(fù)合材料等。粘合材料可以使用例如聚偏氟乙烯(PVdF)、 苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠粒子(SBR)等。關(guān)于非水系電解液，作為電解質(zhì)鹽，可以使用例如LiPF6以及LiBF4等鋰化合物，作為溶劑，可以使用例如碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)等。隔膜10a、10b例如優(yōu)選使用厚度為10 μ m 25 μ m的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系樹脂的微多孔膜。(第二實(shí)施方式)第一實(shí)施方式的二次電池中，通過(guò)在正極板6以及負(fù)極板9中的至少一個(gè)的表面上形成有包含由無(wú)機(jī)氧化物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)材料16和粘合材料的氣體吸附層19，可以在不使電池特性降低的情況下抑制電池膨脹。這是由于，該效果是通過(guò)在氣體吸附層19內(nèi)形成的氣孔17內(nèi)附載氣體吸附劑18而得到的，即使通過(guò)氣體吸附劑18吸附電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體， 氣體吸附層19也不會(huì)發(fā)生膨脹。但是，氣體吸附層19的厚度雖然能夠減薄至約4 μ m 20 μ m，但是氣體吸附層19 自身具有對(duì)電池反應(yīng)沒有貢獻(xiàn)的構(gòu)成，因此不能避免由于設(shè)置氣體吸附層19而引起的二次電池的能量密度的減少。因此，本發(fā)明人們著眼于由多孔金屬體構(gòu)成的集電體，注意到通過(guò)在該多孔金屬體內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載有氣體吸附劑，可以得到與設(shè)置氣體吸附層19同樣的效果。由多孔金屬體構(gòu)成的集電體為構(gòu)成電極板的必需的結(jié)構(gòu)體，因此即使對(duì)集電體賦予氣體吸附功能，也不至于使二次電池的能量密度減少。以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的二次電池的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中的二次電池具有與圖1(a)、(b)所示的二次電池同樣的構(gòu)成。即，將正極板6以及負(fù)極板9隔著隔膜10a、10b卷繞而成的電極組11與非水電解液(未圖示) 一起被封入到外包裝材料14中。正極板6在正極集電體4上形成有正極合劑層5，負(fù)極板 9在負(fù)極集電體7上形成有負(fù)極合劑層8。圖3是示意地表示本實(shí)施方式中的正極集電體4的構(gòu)成的部分剖視圖。如圖3所示，正極集電體4由多孔金屬體20構(gòu)成。作為多孔金屬體20，例如使用鋁或者鋁合金等的燒結(jié)金屬體，在多孔金屬體20內(nèi)形成三維相連的氣孔21。而且，在多孔金屬體20內(nèi)形成的氣孔21內(nèi)附載有氣體吸附劑22。附載有氣體吸附劑22的正極集電體4例如可以按照如下的方式形成。首先，在 130°C下使活性炭等氣體吸附劑22熔融浸漬在聚乙烯(PE)等樹脂中，接著，將該樹脂和多孔金屬體20收納到真空容器內(nèi)，將樹脂在氮?dú)夥罩屑訜嶂?00°C，由此能夠形成在多孔金屬體20內(nèi)形成的氣孔21內(nèi)附載有氣體吸附劑22的正極集電體4。這樣，通過(guò)由多孔金屬體20構(gòu)成正極集電體4，在多孔金屬體20內(nèi)形成的氣孔21 內(nèi)附載氣體吸附劑22，能夠在不阻礙電池本來(lái)的反應(yīng)的情況下吸附通過(guò)充放電等在二次電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體。另外，由于在支撐正極合劑層的正極集電體4內(nèi)附載有氣體吸附劑22，因此能夠在緊挨著產(chǎn)生源的附近高效地吸附以活性物質(zhì)為起因而產(chǎn)生的氣體。另外，由于在構(gòu)成正極集電體4的多孔金屬體20內(nèi)形成的氣孔17內(nèi)附載有氣體吸附劑22，因此即使通過(guò)氣體吸附劑18吸附電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體，正極集電體4也不會(huì)發(fā)生膨脹。此外，由于在作為電極板的必需構(gòu)成體的正極集電體4內(nèi)附載有氣體吸附劑22，因此即使對(duì)正極集電體4 賦予氣體吸附功能，也不至于使二次電池的能量密度減少。因此，通過(guò)由多孔金屬體20構(gòu)成正極集電體4，在多孔金屬體20內(nèi)形成的氣孔21內(nèi)附載氣體吸附劑22，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在不使電池特性降低的情況下抑制了電池膨脹的二次電池。在此，作為正極集電體4，除了鋁或者鋁合金的燒結(jié)金屬體以外，也可以使用例如鎳或者鎳合金的燒結(jié)金屬體等。另外，正極集電體(多孔金屬體)4的厚度優(yōu)選為10 40μπι的范圍。正極集電體4的厚度比10 μ m薄時(shí)，作為多孔金屬體20難以制作，同時(shí)作為正極集電體4的強(qiáng)度不足，由此在制作正極板6時(shí)，正極板6有可能切斷。另一方面，正極集電體4的厚度比40 μ m 厚時(shí)，由于形成正極合劑層5后的正極板6的厚度增厚，因此難以得到高容量的二次電池。 正極集電體4的厚度更優(yōu)選為15 35 μ m的范圍。另外，正極集電體(多孔金屬體)4的氣孔率優(yōu)選為20 60%的范圍。正極集電體4的氣孔率小于20%時(shí)，在氣孔21的內(nèi)部難以使氣體吸附劑22均勻地分布。另一方面， 正極集電體4的氣孔率大于60%時(shí)，作為多孔金屬體20難以制作，同時(shí)作為正極集電體4 的強(qiáng)度不足，由此在制作正極板6時(shí)，正極板6有可能切斷。正極集電體4的氣孔率更優(yōu)選為25 55%的范圍。另外，正極集電體(多孔金屬體)4的氣孔直徑優(yōu)選為1 5 μ m的范圍。正極集電體4的氣孔直徑小于1 μ m時(shí)，在氣孔21的內(nèi)部難以使氣體吸附劑22均勻地分布。另一方面，正極集電體4的氣孔直徑大于5 μ m時(shí)，作為多孔金屬體20難以制作，同時(shí)作為正極集電體4的強(qiáng)度不足，由此在制作正極板6時(shí)，正極板6有可能切斷。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，使正極集電體4內(nèi)附載有氣體吸附劑22，但并不限于此，由多孔金屬體構(gòu)成正極集電體4以及負(fù)極集電體7中的至少一個(gè)并在該多孔金屬體內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載氣體吸附劑即可。作為負(fù)極集電體7，可以使用例如由銅或者銅合金的燒結(jié)金屬體構(gòu)成的多孔金屬體。另外，與正極集電體4同樣，負(fù)極集電體(多孔金屬體)7的厚度優(yōu)選為10 μ m 40 μ m 的范圍。另外，負(fù)極集電體(多孔金屬體)7的氣孔率優(yōu)選為20% 60%的范圍，氣孔直徑優(yōu)選為Iym 5μπι的范圍。作為本實(shí)施方式中的氣體吸附劑18，可以根據(jù)二次電池中產(chǎn)生的氣體的種類來(lái)適當(dāng)選擇，除了活性炭以外，可以使用例如硅膠、沸石、活性炭、硬脂酸金屬鹽、水滑石、吸氫合金、活性氧化鋁、過(guò)渡金屬氧化物、堿石灰、纖維硼酸鎂石、氧化鈣、氧化鎂等。圖4是示意地表示本實(shí)施方式中的電極組11的構(gòu)成的圖，將正極集電體4上形成有正極合劑層5的正極板6和負(fù)極集電體7上形成有負(fù)極合劑層8的負(fù)極板9隔著隔膜 IOaUOb沿箭頭A的方向卷繞后，壓制成扁平狀，由此形成扁平狀的電極組11。另外，本實(shí)施方式中的構(gòu)成二次電池的正極板6、負(fù)極板9、非水電解液以及隔膜 10a、10b的結(jié)構(gòu)、材料等沒有特別的限制，可以使用通過(guò)第一實(shí)施方式中所說(shuō)明的方法而制作的正極板、負(fù)極板、非水電解液、以及隔膜。
接著，為了評(píng)價(jià)本發(fā)明中的二次電池，通過(guò)以下所示的實(shí)施例制作二次電池，評(píng)價(jià)電池膨脹以及循環(huán)特性。需要說(shuō)明的是，以下的實(shí)施例1 4以及比較例評(píng)價(jià)第一實(shí)施方式中的二次電池， 實(shí)施例5 11以及比較例2 8評(píng)價(jià)第二實(shí)施方式中的二次電池。(實(shí)施例1)將作為正極活性物質(zhì)的鈷酸鋰100質(zhì)量份、作為導(dǎo)電材料的乙炔黑2質(zhì)量份、作為粘合材料的聚偏氟乙烯(PVdF) 2質(zhì)量份和各自適量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起用混煉機(jī)進(jìn)行混煉，由此制作正極合劑涂料。接著，將該正極合劑涂料涂布在厚度為12 μ m的含有鐵的鋁箔的正極集電體4的雙面上，進(jìn)行干燥后，制作單面的正極合劑層5的厚度達(dá)到100 μ m的正極板基體。進(jìn)而，對(duì)該正極板基體壓制，使總厚度達(dá)到165 μ m,由此形成單面的厚度為75 μ m的正極合劑層5。接著，將作為結(jié)構(gòu)材料16的平均粒徑為1. 0 μ m的二氧化硅粉末100質(zhì)量份、作為粘合材料的聚偏氟乙烯10質(zhì)量份和各自適量的N-甲基-2-吡咯烷酮用攪拌機(jī)進(jìn)行混合， 再加入作為氣體吸附劑18的活性炭2質(zhì)量份，進(jìn)一步用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，由此制作氣體吸附劑層涂料，將該氣體吸附層涂料涂布在正極合劑層5的雙面上，進(jìn)行干燥，從而形成厚度為5 μ m的氣體吸附層19后，進(jìn)行分切加工，由此制作正極板6。將作為負(fù)極活性物質(zhì)的人造石墨100質(zhì)量份、作為粘合材料的苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠粒子分散體(固體成分為40質(zhì)量％) 2. 5質(zhì)量份(以粘合材料的固體成分換算計(jì)為1質(zhì)量份)、作為增粘劑的羧甲基纖維素1質(zhì)量份和各自適量的水一起用混煉機(jī)進(jìn)行攪拌，由此制作負(fù)極合劑涂料。接著，將該負(fù)極合劑涂料涂布在厚度為8 μ m的銅箔的負(fù)極集電體7上，進(jìn)行干燥后，制作負(fù)極合劑層8的單面的厚度為100 μ m的負(fù)極板基體。進(jìn)而，對(duì)該負(fù)極板基體壓制， 使總厚度達(dá)到170 μ m,從而形成單面的厚度為80 μ m的負(fù)極合劑層8后，進(jìn)行分切加工，由此制作負(fù)極板9。將這樣制作的正極板6和負(fù)極板9隔著隔膜10a、10b卷繞而制作電極組11，將其與在EC、DMC、MEC混合溶劑中溶解IM的LiPF6和3質(zhì)量份的VC而成的非水電解液一起收納在外包裝材料14中，對(duì)外包裝材料14的開口部的外周進(jìn)行密封，由此制作如圖1 (a)、(b) 所示的扁平形層壓電池15。(實(shí)施例2)負(fù)極板9以及正極合劑層5與實(shí)施例1同樣地制作。接著，將作為結(jié)構(gòu)材料16的平均粒徑為1. 0 μ m的二氧化硅粉末100質(zhì)量份、作為粘合材料的聚偏氟乙烯10質(zhì)量份和各自適量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，再加入作為氣體吸附劑18的活性炭和吸氫合金各2質(zhì)量份，再用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，由此制作氣體吸附劑層涂料。將該氣體吸附層涂料涂布在正極合劑層5的雙面上，進(jìn)行干燥，從而形成厚度為5μπι的氣體吸附層 19。進(jìn)而，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的操作而制作電極組11，使用該電極組11制作扁平形層壓電池15。(實(shí)施例3)負(fù)極板9以及正極合劑層5與實(shí)施例1同樣地制作。接著，將作為結(jié)構(gòu)材料16的平均粒徑為1. 0 μ m的二氧化硅粉末100質(zhì)量份、作為粘合材料的聚偏氟乙烯10質(zhì)量份和頁(yè)
各自適量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，再加入作為氣體吸附劑18的活性炭和纖維硼酸鎂石各2質(zhì)量份，進(jìn)一步用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，由此制作氣體吸附劑層涂料。 將該氣體吸附層涂料涂布在正極合劑層5的雙面上，進(jìn)行干燥，從而形成厚度為5 μ m的氣體吸附層19。進(jìn)而，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的操作而制作電極組11，使用該電極組11制作扁平形層壓電池15。(實(shí)施例4)負(fù)極板9以及正極合劑層5與實(shí)施例1同樣地制作。接著，將作為結(jié)構(gòu)材料16的平均粒徑為1. 0 μ m的二氧化硅粉末100質(zhì)量份、作為粘合材料的聚偏氟乙烯10質(zhì)量份和各自適量的N-甲基-2-吡咯烷酮一起用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，再加入作為氣體吸附劑18的吸氫合金、纖維硼酸鎂石和活性炭各2質(zhì)量份，進(jìn)一步用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，由此制作氣體吸附劑層涂料。將該氣體吸附層涂料涂布在正極合劑層5的雙面上，進(jìn)行干燥，從而形成厚度為 7μπι的氣體吸附層19。進(jìn)而，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的操作而制作電極組11，使用該電極組 11制作扁平形層壓電池15。(比較例1)負(fù)極板9以及正極合劑層5與實(shí)施例1同樣地制作。需要說(shuō)明的是，在正極合劑層5的表面上沒有形成實(shí)施例1那樣的氣體吸附層19。進(jìn)而，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的操作而制作電極組11，使用該電極組11制作扁平形層壓電池15。上述實(shí)施例1 4、比較例1中，分別制作扁平形層壓電池各40個(gè)，進(jìn)行以下所述的評(píng)價(jià)。作為電池膨脹量，測(cè)定剛剛制成扁平形層壓電池15后的電池厚度和進(jìn)行充放電 500次循環(huán)后的電池厚度，計(jì)算出它們的平均值之差作為電池膨脹量。另外，作為容量維持率，將扁平形層壓電池15以560mA的電流進(jìn)行恒定電流充電至4. 2V，之后，以4. 2V的電壓進(jìn)行恒定電壓充電至40mA，以80mA的恒定電流進(jìn)行放電使電壓達(dá)到3V，測(cè)定以該充放電條件反復(fù)進(jìn)行500次充放電循環(huán)后的放電容量，將該放電容量相對(duì)于初期容量的比率評(píng)價(jià)為容量維持率。另外，產(chǎn)生氣體的分析是在500次循環(huán)結(jié)束后，拆分扁平形層壓電池15，對(duì)內(nèi)包的氣體進(jìn)行鑒定和定量分析。表1示出了其結(jié)果。表 權(quán)利要求
1.一種二次電池，其是將正極板以及負(fù)極板隔著隔膜卷繞或者層疊而成的電極組與非水電解液一起封入外包裝材料中而成的，其中，所述正極板在正極集電體上形成有正極合劑層，所述負(fù)極板在負(fù)極集電體上形成有負(fù)極合劑層，所述正極合劑層以及所述負(fù)極合劑層中的至少一個(gè)的表面上形成有包含由無(wú)機(jī)氧化物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)材料和粘合材料的氣體吸附層，在該氣體吸附層內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載有氣體吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述無(wú)機(jī)氧化物為選自二氧化硅、氧化鋁、 氧化鎂中的至少一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述氣體吸附劑為選自硅膠、沸石、活性炭、 硬脂酸金屬鹽、水滑石、吸氫合金、活性氧化鋁、過(guò)渡金屬氧化物、堿石灰、氧化鈣、氧化鎂、 纖維硼酸鎂石中的至少一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述氣體吸附層的厚度為4μm 20 μ m的范圍。
5.一種二次電池，其是將正極板以及負(fù)極板隔著隔膜卷繞或者層疊而成的電極組與非水電解液一起封入外包裝材料中而成的，其中，所述正極板在正極集電體上形成有正極合劑層，所述負(fù)極板在負(fù)極集電體上形成有負(fù)極合劑層，所述正極集電體以及負(fù)極集電體中的至少一個(gè)由多孔金屬體構(gòu)成，在該多孔金屬體內(nèi)形成的氣孔內(nèi)附載有氣體吸附劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述多孔金屬體的厚度為10μ m 40 μ m的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述多孔金屬體的氣孔率為20% 60%的范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述多孔金屬體的氣孔直徑為1μ m 5 μ m 的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述氣體吸附劑為選自硅膠、沸石、活性炭、 硬脂酸金屬鹽、水滑石、吸氫合金、活性氧化鋁、過(guò)渡金屬氧化物、堿石灰、氧化鈣、氧化鎂、 纖維硼酸鎂石中的至少一種以上。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供在不使電池特性降低的情況下抑制了電池膨脹的非水電解質(zhì)二次電池。本發(fā)明是將正極板(6)以及負(fù)極板(9)隔著隔膜(10a)、(10b)卷繞或者層疊而成的電極組(11)與非水電解液一起封入外包裝材料(14)中而成的二次電池，其中，正極板(6)在正極集電體(4)上形成有正極合劑層(5)，負(fù)極板(9)在負(fù)極集電體(7)上形成有負(fù)極合劑層(8)，正極合劑層(5)以及負(fù)極合劑層(8)中的至少一個(gè)的表面上形成有包含由無(wú)機(jī)氧化物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)材料(16)和粘合材料的氣體吸附層(19)，在該氣體吸附層(19)內(nèi)形成的氣孔(17)內(nèi)附載有氣體吸附劑(18)。
文檔編號(hào)H01M10/52GK102473984SQ20118000250
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者住原正則, 西村卓寬, 金田真由美 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社