鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，特別涉及一種鋰離子電池用隔膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于鋰離子電池的高能量密度化、高輸出化，正在研究采用使硅、鍺、錫以及鋅等 與鋰合金化的金屬材料或上述金屬的氧化物等來代替石墨等碳質(zhì)材料作為負(fù)極活性物質(zhì)。
[0003] 由與鋰合金化的金屬材料、上述金屬的氧化物構(gòu)成的負(fù)極活性物質(zhì)，例如如果是 硅，則能夠插入鋰直至組成Li 4.4Si，因此，與插入鋰只能直至組成LiC6的石墨系的碳質(zhì)材 料相比，具有較大的理論容量。
[0004] 需要說明的是，無論使用哪一種負(fù)極活性物質(zhì)，在初次充電時，來自正極活性物質(zhì) 的鋰被吸入到負(fù)極活性物質(zhì)中，但是，該鋰并不能在放電時全部取出，不特定量的鋰被固定 在負(fù)極活性物質(zhì)中，而成為不可逆容量。
[0005] 由與鋰合金化的金屬材料、上述金屬的氧化物構(gòu)成的負(fù)極活性物質(zhì)的不可逆容 量，大于碳質(zhì)材料的不可逆容量，所以，存在有電池容量達不到期望值這樣的課題。
[0006] 專利文獻1公開有，在以聚烯烴為主要材料的隔膜上附著有鋰粉末的鋰離子電池 用隔膜，該鋰粉末在平均粒子尺寸20 μm的表面進行了穩(wěn)定化處理。如果采用專利文獻1 所公開的鋰離子電池用隔膜，則能夠利用穩(wěn)定化處理過的鋰粉末向負(fù)極的不可逆容量填補 裡，而提尚電池容量。
[0007] 除此以外，由于鋰并沒有混入負(fù)極合劑層中，因此，不會發(fā)生鋰的失活，不需要設(shè) 置使鋰在電池組制作工序以前不發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開2008 - 84842號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問題
[0012] 然而，在采用專利文獻1所公開的鋰離子電池用隔膜，來制作方型電池、層壓型電 池的情況下，在電池組的最外周側(cè)，存在有隔膜的端部與正極集電體接觸的部分。
[0013] 而且，由于在隔膜的端部附近存在有鋰粉末，因此，正負(fù)極介由鋰粉末短路，從而 成為因泄漏試驗缺陷或內(nèi)部短路引起的安全性下降的原因。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] 在本發(fā)明的鋰離子電池中，其特征在于，該鋰離子電池包括：正極板，其含有正極 集電體及形成于正極集電體的表面的正極活性物質(zhì)層；負(fù)極板，其含有負(fù)極集電體及形成 于負(fù)極集電體的表面的負(fù)極活性物質(zhì)層；隔膜，其用于隔離正極板及負(fù)極板；以及非水電 解液，其含有非水溶劑及電解質(zhì)鹽，隔膜形成為，以聚烯烴為主要材料，在負(fù)極板側(cè)的表面 上且是在未與負(fù)極活性物質(zhì)層相面對部分形成有均質(zhì)的鋰金屬膜，鋰金屬膜與正極集電體 電絕緣。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 在本發(fā)明的鋰離子電池中，能夠抑制與負(fù)極活性物質(zhì)層相面對部分的鋰金屬膜吸 入負(fù)極活性物質(zhì)，并且，能夠抑制以殘留的鋰金屬層為主要原因的內(nèi)部短路等安全性下降， 從而能夠獲得初始充放電效率高、循環(huán)特性優(yōu)異、且沒有泄漏試驗缺陷的鋰離子電池。
【附圖說明】
[0018] 圖1是扁平形的電極體的立體圖。
[0019] 圖2A是本發(fā)明的一技術(shù)方案的扁平形鋰離子電池的主視示意圖，圖2B是圖2A的 IIB - IIB剖視圖。
[0020] 圖3是圖2B的卷繞終端部的放大圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下，采用各種實驗例來詳細(xì)地說明本發(fā)明的鋰離子電池。但是，以下示出的實驗 例是，為了說明用于使本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的鋰離子電池一例而例示的，意圖并不在 于將本發(fā)明限定于上述實驗例中的任意一者。相對于上述實驗例所示出的例子，本發(fā)明在 不脫離專利保護范圍所示出的技術(shù)思想的前提下，對于進行了各種變更的例子也均能夠應(yīng) 用。
[0022] [實驗例1]
[0023] 實驗例1的鋰離子電池以如下方式來制作。
[0024] (正極的制作）
[0025] 將鋰鈷復(fù)合氧化物（LiCoO2) 100質(zhì)量份、乙炔黑1. 5質(zhì)量份、聚偏氟乙烯1. 5質(zhì)量 份與適量的N-甲基吡咯烷酮（NMP) -起在混合器中混合，從而制備了正極合劑漿料。
[0026] 將該正極合劑漿料涂敷于由厚度15 μπι的Al箱構(gòu)成的正極集電體片材的雙面， 并使其干燥，在乳制后裁切為與規(guī)定的層壓材制的電池殼相對應(yīng)的大小，從而獲得實驗例1 的鋰尚子電池所使用的正極。該正極的充電容量為3. 6mAh/cm2。
[0027] (負(fù)極的制作）
[0028] 將平均粒徑（D5Q)6 μπι的SiO粒子10質(zhì)量份、平均粒徑（D5Q)25 μπι的石墨粒子 90質(zhì)量份、作為增稠劑的羧甲基纖維素（CMC) 1質(zhì)量份、作為粘結(jié)劑的苯乙烯丁二烯共聚物 (SBR) 1質(zhì)量份與適量的水一起在混合器內(nèi)混合，從而制備了負(fù)極合劑漿料。
[0029] 將該負(fù)極合劑漿料涂敷于由厚度10 μπι的銅箱構(gòu)成的負(fù)極集電體片材的雙面，并 使其干燥，在乳制后裁切為與規(guī)定的層壓材制的電池殼相對應(yīng)的大小，從而獲得實驗例1 的鋰離子電池所使用的負(fù)極。該負(fù)極的充電容量是5. OmAh/cm2。
[0030] (隔膜的鋰金屬膜形成）
[0031] 將厚度20 μπι的聚丙烯制的微多孔膜用作基材，通過真空蒸鍍法（通過電阻加熱 來蒸發(fā)鋰源）以厚度為4. 0 μ m的方式設(shè)置均質(zhì)的鋰金屬膜，從而獲得實驗例1的鋰離子電 池所使用的隔膜。
[0032] (鋰離子電池的制作）
[0033] 使用圖1~圖3來說明實驗例1的鋰離子電池10的具體的制造工序。在如上述 那樣制作而成的正極16的正極集電體的端部焊接正極片11，相同地在負(fù)極17的負(fù)極集電 體的端部焊接負(fù)極片12。接下來，使正極16及負(fù)極17隔著兩片上述那樣制作而成的隔膜 18,從而使正極16及負(fù)極17成為彼此絕緣的狀態(tài)，并且，以使正極片11及負(fù)極片12均位 于最外周側(cè)的方式將正極16及負(fù)極17卷繞成漩渦狀。此時，鋰金屬膜與負(fù)極相面對。其 后，在卷繞終端部安裝絕緣性的止卷帶。
[0034] 而且，如圖2B及圖3所示，在與隔膜終端部的接觸部分，將絕緣帶19粘貼于正極 集電體。接下來，如圖1所示，通過按壓，從而獲得扁平狀的卷繞電極群13。
[0035] 如圖2A及圖2B所示，作為外裝體14采用如下容器，即以能夠收容上述那樣制作 而成的扁平狀的卷繞電極群13的方式，將鋁層壓膜材料預(yù)先成形為容器。
[0036] 而且，在25°C、1氣壓的二氧化碳環(huán)境下，將扁平狀的卷繞電極群13及上述那樣制 備而成的非水電解液插入外裝體14內(nèi)，并將鋁層壓材料的端部彼此熱封而形成閉口部15， 從而制作而成了具有圖2A及圖2B所示的構(gòu)造的實驗例1的扁平形的鋰離子電池10。
[0037] [實驗例2]
[0038] 作為實驗例2的鋰離子電池，除了不粘貼絕緣帶19、多環(huán)繞一圈形成有鋰金屬膜 的隔膜以外，具有與實驗例1的情況同樣的構(gòu)成。
[0039] [實驗例3]
[0040] 作為實驗例3的鋰離子電池，除了不在正極集電體上粘貼絕緣帶19、采用自隔膜 最外周的端面起去除5mm鋰金屬膜的結(jié)構(gòu)以外，制作而成了與實驗例1的情況同樣的構(gòu)成。
[0041] [比較例1]
[0042] 作為比較例1的鋰離子電池，除了不在正極集電體上粘貼絕緣帶19以外，制作而 成了與實驗例1的情況同樣的構(gòu)成。
[0043] [比較例2]
[0044] 作為比較例2的鋰離子電池，除了未在隔膜上形成有鋰金屬膜以外，制作而成了 與實驗例1的情況同樣的構(gòu)成。
[0045] [泄漏缺陷試