非水電解質(zhì)二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及非水電解質(zhì)二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002] W裡離子電池為代表的非水電解質(zhì)二次電池被用于便攜設(shè)備等的電源、電動(dòng)工 具、電動(dòng)汽車、電動(dòng)車、電動(dòng)輔助自行車等的動(dòng)力用電源、備用電源等多個(gè)領(lǐng)域。而且，伴隨 著搭載了非水電解質(zhì)二次電池的設(shè)備的利用擴(kuò)大，運(yùn)些設(shè)備的利用者強(qiáng)烈要求非水電解質(zhì) 二次電池的特性進(jìn)一步提高。
[0003] 那么，作為非水電解質(zhì)二次電池的正極活性物質(zhì)，一直W來常使用鉆酸裡。但是， 使用了鉆酸裡的正極長(zhǎng)時(shí)間暴露于高電位時(shí)，引起鉆向電解液中的的溶出，可能成為電池 的特性降低的原因。因此，近年來，廉價(jià)且認(rèn)為是充放電循環(huán)特性、保存特性優(yōu)異的包含儀 的含裡復(fù)合氧化物受到關(guān)注，并進(jìn)行了研究開發(fā)。例如，專利文獻(xiàn)1、2公開了包含儀、鉆、儘、 還包含微量的前述巧巾W外的元素的、使用所謂Ξ元系裡復(fù)合氧化物的非水電解質(zhì)二次電 池。根據(jù)運(yùn)些文獻(xiàn)，認(rèn)為通過將該氧化物用于正極活性物質(zhì)，充放電循環(huán)特性、保存特性提 局。
[0004] -方面進(jìn)行正極活性物質(zhì)的改良，另一方面著眼于制作正極合劑時(shí)一起混合的導(dǎo) 電劑，研究了正極合劑中的導(dǎo)電劑的分散狀態(tài)、電解液對(duì)正極合劑的浸滲狀態(tài)、改良由于導(dǎo) 電劑造成的電解液分解、提高電池特性。例如，文獻(xiàn)3~5記載了使用肥T比表面積比較小的 炭黑、乙烘黑作為導(dǎo)電劑。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-202647號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-28313號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-207034號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2006-185792號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2012-221684號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[00。] 發(fā)明要解決的問題
[0013]作為非水電解質(zhì)二次電池的特性，可列舉出電池容量、充放電循環(huán)特性、保存特性 等。電池領(lǐng)域技術(shù)人員通過調(diào)節(jié)上述的電極材料、或者電解質(zhì)、分隔件等的物性，有時(shí)使用 新的材料，由此使運(yùn)些特性為欲得到的最適合的電池特性。但是，欲得到高容量而W高密度 向電極投入活性物質(zhì)時(shí)，活性物質(zhì)顆粒破壞、極板的導(dǎo)電性惡化，因此電池的負(fù)荷特性、充 放電循環(huán)特性降低、或者由于不期望的反應(yīng)導(dǎo)致保存特性降低。另外，電極板硬、變得難W 彎曲，制作卷繞電極體變得困難。為了改良負(fù)荷特性，減小電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑的粒徑來 提高電池反應(yīng)速度，另一方面，為了改良保存特性，相反地增大電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑的粒 徑，從而抑制與電解質(zhì)的不期望的反應(yīng)等，技術(shù)人員為滿足乍看無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)電池 特性煞費(fèi)苦屯、，但其實(shí)現(xiàn)是極其困難的。
[0014]因此，本發(fā)明的發(fā)明人等從由種種實(shí)驗(yàn)所得見解出發(fā)，發(fā)現(xiàn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)相反的電池 特性的方案，從而完成本發(fā)明。即，本發(fā)明的目的在于提供能同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的充放電循環(huán)特 性和高溫保存特性的非水電解質(zhì)二次電池。
[00巧]用于解決問題的方案
[0016] 為了解決上述課題，本發(fā)明的非水電解液二次電池的特征在于，其具備:包含正極 合劑的正極、負(fù)極、非水電解質(zhì)、使正極與負(fù)極絕緣的分隔件，正極合劑含有：正極活性物 質(zhì)，其粒徑為 10皿W下、且 WLia(NibC〇cMndh-x-y化xMy〇2(其中，a=l. 10±0.05、0.3 < b < 0.5、0.3< c<0.5、b+c+d=l、0.001 <x<0.01、0<y <0.1、]?為選自1'1、師、]\1〇、211、八1、511、 Mg Xa、Sr、W中的元素。）的組成式表示的物質(zhì)作為主體;和作為導(dǎo)電劑的乙烘黑，其用BET法 求出的比表面積為25mVgW上且50mVgW下，正極活性物質(zhì)的填充密度為3.5g/cm 3W下。
[0017] 需要說明的是，本發(fā)明中的粒徑是指二次顆粒的粒徑。
[0018] 另外，上述非水電解液二次電池中，正極活性物質(zhì)的填充密度更優(yōu)選為3.Og/cm3 社。
[0019] 另外，上述非水電解液二次電池優(yōu)選使用正極和負(fù)極均為平板狀、且多張平板狀 與多張前述平板狀的負(fù)極介由分隔件交替層疊而成的層疊電極體。
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 通過如上述那樣構(gòu)成非水電解質(zhì)二次電池，可W提供能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的充放電 循環(huán)特性和高溫保存特性的非水電解質(zhì)二次電池。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池的立體圖。
[0023] 圖2為使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池的層疊電極體的立體 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 基于【附圖說明】用于實(shí)施本發(fā)明的方案。需要說明的是，本發(fā)明不限定于下述方式， 可W在不改變其要旨的范圍內(nèi)適宜變更來實(shí)施。
[0025] 需要說明的是，圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池的立體圖。圖 2為圖1的非水電解質(zhì)二次電池中使用的層疊電極體的立體圖。
[00%] <實(shí)施的方式〉
[0027] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池20如圖1所示，將W下說明的層疊 電極體10與非水電解質(zhì)一同收納到由在金屬錐的兩面層疊有樹脂薄膜的層壓片形成的外 殼體1的內(nèi)部。外殼體1包含未圖示的杯狀部和平面狀部?jī)蓚€(gè)部分。在杯部收納層疊電極體 和非水電解質(zhì)，用平面狀部覆蓋杯的開口，在周緣的烙接密封部Γ將杯部與平面狀部烙接 密閉。
[0028] 正極端子6和負(fù)極端子7從烙接密封部Γ的一邊突出。正極端子6和負(fù)極端子7分別 連接于W下說明的層疊電極體10的正極集電片4、負(fù)極集電片5。在正極端子6和負(fù)極端子7 與外殼體1之間配置有正極片樹脂8、負(fù)極片樹脂9。正極片樹脂8、負(fù)極片樹脂9分別提高正 極端子6與外殼體1的層壓片之間的密合性、負(fù)極端子7與外殼體1的層壓片之間的密合性。 進(jìn)而防止正極端子6與外殼體1的層壓片的金屬錐之間的短路、負(fù)極端子7與外殼體1的層壓 片的金屬錐之間的短路。
[0029] 如圖2所示，收納于非水電解質(zhì)二次電池20的層疊電極體10由多張平板狀的正極 板與多張平板狀的負(fù)極板介由分隔件交替地層疊而成。各個(gè)正極板是在方形的侶錐的兩面 涂布正極合劑而成。另外，正極板具備:包含從未涂布正極合劑的方形部分突出的侶錐的正 極集電片4。各個(gè)負(fù)極板是在方形的銅錐的兩面上涂布負(fù)極合劑而成。另外，負(fù)極板具備:包 含由從未涂布負(fù)極合劑的方形部分突出的銅錐的負(fù)極集電片5。
[0030] 從各個(gè)正極板突出的正極集電片4在層疊極板后被束緊，并與正極端子6連接。同 樣地負(fù)極集電片5也被束緊并與負(fù)極端子7連接。
[0031] 就W上運(yùn)樣的層疊電極體而言，在制作電極體時(shí)無需彎曲正極板、負(fù)極板，即使W 高密度向極板填充活性物質(zhì)而使極板變硬，也不因卷繞極板而產(chǎn)生極板自身開裂而斷裂等 不良情況。本發(fā)明中使用的正極活性物質(zhì)向正極板高密度填充時(shí)，正極板容易變硬。因此， 使用了該正極活性物質(zhì)的正極板優(yōu)選用于層疊電極體。
[0032] 進(jìn)一步詳細(xì)地說明非水電解質(zhì)二次電池的制作方法。
[003；3](實(shí)施例 1)
[0034] <正極活性物質(zhì)的制作〉
[0035] 向包含各個(gè)金屬離子的硫酸溶液中添加碳酸氨鋼，使含有儀、鉆、儘的碳酸鹽共沉 淀，使正極活性物質(zhì)的最終組成中W摩爾比0.3:0.4:0.3的比例含有儀:鉆:儘。加熱該碳酸 鹽進(jìn)行熱解，得到含有儀、鉆、儘的氧化物。向該氧化物混合氧化錯(cuò)，使正極活性物質(zhì)的最終 組成變成(儀、鉆、儘的總計(jì)）：錯(cuò)為0.995:0.005的摩爾比，進(jìn)而混合碳酸裡作為裡源，使正 極活性物質(zhì)的最終組成變成(儀、鉆、儘、錯(cuò)的總計(jì)）：裡為1:1.10的摩爾比。將該混合物在空 氣中W850°C般燒之后進(jìn)行粉碎，得到含有粒徑祉m的錯(cuò)的裡儀鉆儘復(fù)合氧化物。粒徑可W 通過提高熱解溫度、般燒溫度而變大，可W通過降低它們而變小。
[0036] 需要說明的是，正極活性物質(zhì)的組成利用等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行分析、確定。對(duì) 于粒徑，根據(jù)使用激光衍射式粒度分布測(cè)定裝置的測(cè)定值，將W體積基準(zhǔn)計(jì)累積顆粒量為 50 %的粒徑作為粒徑。
[0037] <正極板的制作〉
[0038] 將制作的含有錯(cuò)的裡儀鉆儘復(fù)合氧化物94.5質(zhì)量份、作為導(dǎo)電劑的比表面積為 40m2/g的乙烘黑3質(zhì)量份混合，進(jìn)而使作為粘結(jié)劑的聚偏二氣乙締2.5質(zhì)量份分散在N-甲 基-2-化咯燒酬(NMP)中來制備正極合劑漿料。利用刮刀法將該漿料均勻地涂布于由作為正 極忍體的厚度15WI1的侶錐形成的正極忍體的兩面。將涂布在侶錐上的漿料加熱干燥，制作 侶錐上形成有正極合劑層的干燥極板。使用滾壓成形機(jī)對(duì)干燥極板進(jìn)行壓縮，裁切成規(guī)定 的尺寸，制作高度150mm、寬度150mm、厚度130μπι、活性物質(zhì)填充密度3.25g/cm 3的正極板。需 要說明的是，使僅包含寬度30mm、高度20mm的侶錐的正極集電片4從正極板突出。
[0039] <負(fù)極板的制作〉
[0040] 將作為負(fù)極活性物質(zhì)的石墨、作為粘結(jié)劑的下苯橡膠、作為粘度調(diào)節(jié)劑的簇甲基 纖維素^96:2:2(質(zhì)量比）混合，將該混合物分散于水中制備漿料。利用刮刀法將該漿料均 勻地涂布于為作為負(fù)極忍體的厚度lOwn的銅錐的兩面。之后，將涂布在銅錐上的漿料加熱 干燥，制作銅錐上形成有負(fù)極合劑層的干燥極板。使用滾壓成形機(jī)對(duì)干燥極板進(jìn)行壓縮，裁 切成規(guī)定的尺寸后，制作高度155mm、寬度155mm、厚度150μπι的負(fù)極板。需要說明的是，使僅 包含寬度30mm、高度20mm的銅錐的負(fù)極集電片5從負(fù)極板突出。
[0041] <電極體的制作〉