非水電解液二次電池制造技術

通過本發明專利技術得到的非水電解液二次電池，是具有電極體的非水電解液二次電池，所述電極體是正極片和負極片(20)介由隔離片(40)重合而成的，在隔離片(40)的至少一側的表面上形成有多孔層(42)，多孔層具有無機填充劑和粘合劑，多孔層(42)的表面形成凹凸，該凹凸面(42a)的最大高低差為0.2μm~1.7μm。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及非水電解液二次電池，詳細地說，涉及耐高速充放電的耐久性提高了的非水電解液二次電池。
技術介紹
近年，鋰離子電池、鎳氫電池以及其他的非水電解液二次電池,作為車輛搭載用電源或個人電腦以及移動終端的電源重要性不斷提高。尤其，輕量、能夠得到高能密度的鋰離子電池，期待其能夠作為車輛搭載用高輸出電源使用。在這種鋰離子電池的一個典型的結構中，鋰離子在正極和負極之間往返，并由此進行充電以及放電。作為與鋰離子電池相關的現有技術，例如列舉專利文獻I。·現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利申請公開2002 - 008730號公報
技術實現思路
因此，在鋰離子電池的用途中，假想了一種用途，即在反復進行高速放電(急速放電)的狀態下進行使用。作為車輛的動力源而被使用的鋰離子電池(例如，搭載在作為動力源而并用鋰離子電池和如內燃機等的工作原理不同的其他動力源的混合動力車輛上的鋰離子電池)，為被想成這樣的使用狀態的鋰離子電池的代表例。但是，已知的是，以往的一般的鋰離子電池，對于低速充放電循環，表現出較高的耐久性，但在反復進行高速放電的充放電模式下，容易引起性能劣化(電池電阻的上升等)。在專利文獻I中，記載了一種技術，在隔離片的基材上形成用于保持電解液的20微米以下的薄層，由此，彌補正負極間的電解液不足，并由此改善電池的放電容量。但是，在該技術中，即使能夠改善電池的放電容量，也無法提高耐反復高速放電(例如，在車輛動力源用的鋰離子電池等中所要求的水平的急速放電)的充放電模式的耐久性。本專利技術是鑒于上述問題點作出的專利技術，其主要目的在于提供一種能夠提高耐高速充放電的耐久性的非水電解液二次電池。本申請的專利技術者著眼于以下情況在具有正極和負極介由隔離片重合而成的電極體的非水電解液二次電池中，若連續反復進行在車輛動力源用的非水電解液二次電池中所假定那樣的高速放電和充電，則發現電池電阻會顯著地上升。因此，專利技術者詳細地解析了該高速充放電的反復對非水電解液二次電池的影響。其結果為，發現在反復進行高速充放電的非水電解液二次電池中，在電極體的正負極間浸入的非水電解液的電解液量降低的情況，更詳細地說，因高速充放電，在電極體的正負極間浸入的非水電解液的一部分被擠到電極的外部，正負極間的電解液量下降到低于必要量(即發生電解液枯竭)。 若這樣在正負極間發生電解液枯竭，則由于充放電時正負極內的電解液量不足，所以，作為電池整體的高速充放電性能降低。另外，由于電池反應集中在電解液量相對多的部分(即正負極內的電解液殘存部分)，因此促進了該部分的劣化。這些情況都成為使非水電解液二次電池耐高速充放電循環的耐久性降低(電池電阻增大)的主要原因。本專利技術是基于上述發現，通過消除或緩和上述正負極間的電解液不足的這一途徑，來使非水電解液二次電池耐高速充放電循環的耐久性提高的專利技術。g卩，由本專利技術提供的非水電解液二次電池是具有電極體的非水電解液二次電池，該電極體是正極片和負極片介由隔離片重合而成的。在上述隔離片的至少一側的表面形成有多孔層，該多孔層具有無機填充劑和粘合劑。上述多孔層的表面形成凹凸，該凹凸面的最大高低差為O. 2 μ πΓ · 7 μ m。根據本專利技術的構造，在隔離片的至少一側的表面上形成有多孔層，且該多孔層的表面形成凹凸，所以，能夠在該凹凸面保持大量的非水電解液。因此，即使因高速充放電導致在正負極內浸入的非水電解液的一部分被擠到正負極的外部，也能夠迅速地將凹凸面所保持的非水電解液向正負極內供給，從而使正負極內的電解液量迅速地恢復。由此，能夠消除或緩和高速充放電導致的正負極內的電解液不足，能夠使耐充放電循環的耐久性提高。·優選地,上述凹凸面的最大高低差為O. 2μηΓ . 7 μ m。若凹凸面的最大高低差低于O. 2 μ m，則凹凸面的保液功能降低，存在無法得到上述那樣的循環耐久性提高效果的情況。另外，若凹凸面的最大高低差高于I. 7 μ m,則正負極間的電解液量的平衡被打破，電池反應變得不均勻。因此，反而導致循環耐久性降低傾向。在這里公開的一個優選的方式中，上述多孔層，作為上述無機填充劑具有由無機金屬化合物形成的粒子，在上述金屬化合物粒子的粒度分布(體積基準)中，累積10%的粒徑DlO為O. 2 μ m以上。若金屬化合物粒子的累積10%的粒徑DlO過小，則由于通過粒徑小的微小的金屬化合物粒子的集合形成多孔層，所以，金屬化合物粒子間的結合弱，多孔層的耐久性降低。因此，受到伴隨高速充放電進行的電極體的膨脹收縮所產生的壓力后，凹凸面容易損毀，存在無法得到上述那樣的循環耐久性提高效果的情況。另外，優選地，在上述金屬化合物粒子的粒度分布(體積基準)中，累積90%的粒徑D90為4μπι以下。若通過這樣的粒度分布窄的粒徑整齊的金屬化合物粒子的集合形成多孔層，則金屬化合物粒子間的結合力強，多孔層的耐久性進一步提高。因此，即使受到伴隨高速充放電進行的電極體的膨脹收縮所產生的壓力，凹凸面也難以損毀，能夠更可靠地得到上述那樣的循環耐久性提高效果。在這里公開的一個優選的方式中，上述金屬化合物粒子為氧化鋁或氧化鋁水合物。由于這些金屬化合物粒子的摩氏硬度高，所以，從利用該粒子形成的多孔層的耐久性提聞這點考慮尤其優選。在這里公開的一個優選的方式中，上述多孔層中的粘合劑含有比例，在將該多孔質層中所包含的固體成分量(典型地是無機填充劑、粘合劑和其他的多孔層形成成分(例如增粘劑)的合計量)作為100質量％時，為I. 5質量9Γ3質量％。由此，能夠容易地將凹凸面的最大高低差控制在這里公開的優選的范圍內。在這里公開的一個優選的方式中，上述多孔層形成在上述隔離片的與負極片相對的表面，該多孔層的凹凸面至少形成在與該負極片的包含負極活性物質的負極活性物質層相對的位置上。負極片的包含負極活性物質的負極活性物質層，容易發生因高速充放電導致的電解液不足。因此，將多孔層的凹凸面形成在與負極活性物質層相對的位置上尤其有用。這里公開的任一種非水電解液二次電池，具有與作為搭載在車輛上的電池相適的性能(例如能夠得到高輸出)，尤其具有耐高速充放電的良好耐久性。因此，根據本專利技術，能夠提供具有這里公開的任一種非水電解液二次電池的車輛。尤其是，能夠提供一種車輛(例如汽車)，其具有該非水電解液二次電池作為動力源(典型地，混合動力車或電動車的動力源)。作為這里公開的技術的優選的適用對象例示有，被想成能夠在包含50A以上(例如50A 250A)進而100A以上(例如100A 200A)的高速放電的充放電循環下使用的非水電解液二次電池；理論容量為IAh以上(進而3Ah以上)的大容量型且被想成能夠在包含IOC以上(例如IOC 50C)進而20C以上(例如20CT40C)的高速放電的充放電循環下使用的 非水電解液二次電池等。附圖說明圖I是示意地表示本專利技術的一個實施方式的鋰二次電池的側視圖。圖2是圖I的II — II線剖視圖。圖3是示意地表示本專利技術的一個實施方式的鋰二次電池的電極體的圖。圖4是表示本專利技術的一個實施方式的鋰二次電池的主要部分的放大剖視圖。圖5是用于說明一個試驗例的膜電阻的測定方法的圖。圖6是示意地表示具有本專利技術的一個實施方式的鋰二次電池的車輛的側視圖。具體實施例方式以下，邊參照附圖，邊說明本專利技術的實施方式。在以下的附圖中，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：上木智善，島村治成，福本友祐，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：