扁平型非水电解质二次电池以及使用其的电池组的制作方法_4

文档序号:9732299阅读:来源:国知局
使用。另外,在上述含裡过渡金属复合氧化物中也可W固溶41、1邑、11、2'、胖等物质。
[0137] 另外,作为上述Ni-Co-Mn系的裡复合氧化物,可W使用Ni、Co和Μη的摩尔比为1:1: 1、或为5:2:3、4:4:2等公知组成的物质。特别是,为了能使正极容量增大,而优选使用Ni、Co 的比例大于Μη的物质,优选相对于Ni、Co和Μη的摩尔总和的Ni与Μη的摩尔率之差为0.04% W上。需要说明的是,在仅使用相同种类的正极活性物质的情况下、在使用不同种类的正极 活性物质的情况下,作为正极活性物质的粒径,既可W使用粒径相同的物质,也可W使用粒 径不同的物质。
[0138] 用于本发明的非水电解质二次电池的非水电解液可W使用一直W来所使用的碳 酸亚乙醋、碳酸亚丙醋、碳酸亚下醋、碳酸亚乙締醋等环状碳酸醋;碳酸二甲醋、碳酸甲乙 醋、碳酸二乙醋等链状碳酸醋。特别是作为低粘度、低烙点且裡离子传导率高的非水系溶 剂,优选使用环状碳酸醋和链状碳酸醋的混合溶剂。另外,该混合溶剂中的环状碳酸醋与链 状碳酸醋的体积比优选限制在2:8~5:5的范围内。另外,也可与上述溶剂一同使用乙酸甲 醋、乙酸乙醋、乙酸丙醋、丙酸甲醋、丙酸乙醋、丫-下内醋等含醋基的化合物;丙横酸内醋等 含横基的化合物;1,2-二甲氧基乙烧、1,2-二乙氧基乙烧、四氨巧喃、1,3-二嗯烧、1,4-二嗯 烧、2-甲基四氨巧喃等含酸基的化合物;下腊、戊腊、正庚腊、下二腊、戊二腊、己二腊、庚二 腊、1,2,3-丙Ξ甲腊、1,3,5-戊Ξ甲腊等含腊基的化合物;二甲基甲酯胺等含酷胺基的化合 物等,另外也可W使用它们的一部分氨原子Η被氣原子F取代的溶剂。
[0139] 用于使用了本发明的非水电解质二次电池用正极活性物质的电池的裡盐可W使 用一直 W 来所使用的含氣裡盐,例如 LiPF6、LiBF4、LiCF3S〇3、LiN(FS〇2)2、LiN(C&S〇2)2、LiN (C2FsS〇2)2、LiN(肌SO2KC4的S〇2)、LiC(C2FsS〇2)3和LiAsFs等。进而也可W使用在含氣裡盐中 加入了除了含氣裡盐W外的裡盐[含有P、B、0、S、N、C1中一种W上的元素的裡盐(例如, LiCl化等)]的物质。特别是,从即使在高溫环境下也可在负极的表面形成稳定的覆膜运点 考虑,优选为含有含氣裡盐和W草酸根配位基为阴离子的裡盐。
[0140] 作为上述的W草酸根配位基为阴离子的裡盐的例子,可举出LiBOB[二草酸棚酸 裡]、Li[B(C204)F2]、Li[P(C204)F4]、Li[P(C204)2F2]。其中特别优选使用在负极形成稳定的 覆膜的LiBOB。
[0141] 作为用于本发明的非水电解质二次电池的分隔件,可W使用一直W来所使用的聚 丙締制、聚乙締制的分隔件、聚丙締-聚乙締的多层分隔件、在分隔件的表面涂布有芳绝系 树脂等树脂的物质。
[0142] 作为分隔件,可W使用一直W来所使用的分隔件。具体而言,不仅可W使用由聚乙 締制成的分隔件,而且也可W使用在聚乙締层的表面形成由聚丙締制成的层的分隔件、在 聚乙締的分隔件的表面涂布有芳绝系树脂等树脂的分隔件。
[0143] 作为用于本发明的负极的负极活性物质,可W使用一直W来所使用的负极活性物 质,特别是,可举出能够吸藏释放裡的碳材料、或者能够与裡形成合金的金属或含有该金属 的合金化合物。作为碳材料,可W使用天然石墨、难石墨化碳、人造石墨等石墨类、焦炭类 等,作为合金化合物,可举出含有至少1种能够与裡形成合金的金属的物质。特别是,作为能 够与裡形成合金的元素优选为娃、锡,也可W使用娃、锡的合金等。可W在运些碳材料、合金 化合物的表面散布或覆盖其他的碳材料(无定形的碳、低结晶性的碳等)。另外,可W使用混 合了上述碳材料和娃、锡的化合物的物质。除上述之外,虽然能量密度降低,但也可W使用 铁酸裡等相对于金属裡的充放电的电位高于碳材料等的物质作为负极材料。
[0144] 作为负极活性物质,除了上述娃、上述娃合金之外,也可W使用娃氧化物(Si0x(0 <x<2,特别优选0<x<l))。因此,在上述娃中也包括由Si0x(0<x<2)(Si0x=(Si)i-i/2x+ (Si〇2)l/2x)表示的娃氧化物中的娃。作为负极活性物质,优选主要使用碳材料,特别优选主 要使用石墨。由此,与本发明中用作正极活性物质的裡过渡金属复合氧化物的组合中,能够 在广泛的充放电深度的范围内维持输出再生特性。
[0145] 在含有上述负极活性物质的负极合剂层中也可含有石墨等已知的碳导电剂、CMC (簇甲基纤维素钢)、SBR(下苯橡胶)等已知的粘结剂等。
[0146] 在正极与分隔件的界面、或负极与分隔件的界面能够形成一直W来所使用的由无 机物的填料制成的层。作为填料,可w使用一直w来所使用的将铁、侣、娃、儀等单独或多种 使用而成的氧化物、憐酸化合物、或者其表面通过氨氧化物等处理的物质。另外,上述填料 层的形成方法可W使用在正极、负极、或分隔件上直接涂布含填料的浆料而形成的方法,将 由填料形成的片材粘贴至正极、负极、或分隔件的方法等。
[0147]本发明的一个方面的偏平型非水电解质二次电池由于循环后的正极的电阻不会 上升,所W可期待例如长时间且在广泛的溫度、特别是在低溫下的高的输出。特别是在通过 多串多并使用的电池中,可期待得到长时间且在广泛的溫度、特别是在低溫下的高的输出。 [014引产业上的可利用性
[0149] 本发明的一个方面的扁平型非水电解质二次电池可适用于例如便携电话、笔记本 电脑、智能手机、平板终端等移动数据终端的驱动电源,特别是要求高能量密度的用途。而 且,也可期待扩展到如电动汽车化V)、混合电动汽车化EV、P肥V)、电动工具那样的高输出用 途中。
[0150] 附图标记说明
[0151] 10 层压型非水电解质二次电池
[0152] 11 正极接头
[0153] 12 负极接头
[0154] 13 扁平状的卷绕体
[015引 14 外壳体
[0156] 15 闭口部
[0157] 16 正极板
[015引17 负极板
[0159] 18 分隔件
[0160] 21 二级颗粒
[0161] 22 初级颗粒
[0162] 23 裂缝
[0163] 24 裂缝
【主权项】
1. 一种扁平型非水电解质二次电池,其具备:电极体,具有正极板和负极板且具有所述 正极板和所述负极板隔着分隔件层叠的结构,所述正极板形成有含有能够可逆地吸藏和释 放锂的正极活性物质的正极合剂层,所述负极板形成有含有能够可逆地吸藏和释放锂的负 极活性物质的负极合剂层;以及非水电解液, 在所述正极合剂层中,存在含有选自由归属于元素周期表的第5族的元素M组成的组中 的至少1种的化合物, 由外部在正极板、负极板和分隔件的层叠方向上对所述电池施加有压力。2. 根据权利要求1所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,所述正极活性物质包含由 包含多个初级颗粒的正极活性物质聚集而形成的二级颗粒。3. 根据权利要求1或2所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,所述正极活性物质根 据由Pawl ey法求出的积分宽度使用Ha I der-wagner法而求出的平均微晶尺寸为45 以上。4. 根据权利要求1~3的任一项所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,所述正极合 剂层的填充密度为2.2g/cm3以上且3.4g/cm 3以下。5. 根据权利要求1~4的任一项所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,所述压力为 9.81X10-3MPa 以上。6. 根据权利要求1~5的任一项所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,存在于所述 正极合剂层中的化合物附着在所述正极活性物质的二级颗粒的局部表面。7. 根据权利要求1~6的任一项所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,存在于所述 正极合剂层中的化合物为含有Ta的化合物。8. 根据权利要求1~7的任一项所述的扁平型非水电解质二次电池,其中,存在于所述 正极合剂层中的化合物为选自氢氧化物、氧化物、羟基氧化物、碳酸化合物、磷酸化合物及 含氟化合物中的至少1种。9. 一种电池组,其为多个扁平型非水电解质二次电池串联、并联或串并联连接的电池 组, 该扁平型非水电解质二次电池具备:电极体,具有正极板和负极板且具有所述正极板 和所述负极板隔着分隔件层叠的结构,所述正极板形成有含有能够可逆地吸藏和释放锂的 正极活性物质的正极合剂层,所述负极板形成有含有能够可逆地吸藏和释放锂的负极活性 物质的负极合剂层;以及非水电解液, 在所述正极合剂层中,存在含有选自由归属于元素周期表的第5族的元素M组成的组中 的至少1种的化合物, 构成所述电池组的所述多个扁平型非水电解质二次电池沿着正极板、负极板和分隔件 的层叠方向排列,并且在所述排列方向上扁平型非水电解质二次电池相互约束,由外部在 正极板、负极板和分隔件的层叠方向上对所述扁平型非水电解质二次电池施加有约束压 力。10. 根据权利要求9所述的电池组,其中,所述约束压力为9.81 X KT3MPa以上。
【专利摘要】本发明提供一种即使提高正极的容量,也能够完成良好的充放电循环的扁平型非水电解质二次电池和电池组。本发明的一个方面的扁平型非水电解质二次电池具备:电极体,具有正极板和负极板且具有上述正极板和上述负极板隔着分隔件层叠的结构,所述正极板形成有含有能够可逆地吸藏和释放锂的正极活性物质的正极合剂层,所述负极板形成有含有能够可逆地吸藏和释放锂的负极活性物质的负极合剂层;以及非水电解液,在正极合剂层中,存在含有选自由归属于元素周期表的第5族的元素M组成的组中的至少1种的化合物,由外部在正极板、负极板和分隔件的层叠方向上对上述扁平型非水电解质二次电池施加有压力。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M10/0585, H01M10/0566, H01M2/10, H01M4/36
【公开号】CN105493334
【申请号】CN201480048084
【发明人】西出太祐, 地藤大造, 小笠原毅, 藤本洋行
【申请人】三洋电机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月26日
【公告号】US20160197350, WO2015045400A1
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