制造非水电解质二次电池的负极的方法技术

制造非水电解质二次电池的负极的方法，所述方法包括将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合以形成其中铁电颗粒附着在负极活性物质颗粒上的第一复合颗粒；将第一复合颗粒和粘合剂相互混合以形成成粒颗粒；将压力施加于成粒颗粒的聚集体以形成片状负极混合物层；和将负极混合物层置于负极集电箔的主面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造非水电解质二次电池的负极的方法。
技术介绍
日本专利申请公开No.2013-055049(JP 2013-055049 A)公开了电极的复合颗粒的方法，所述方法包括：通过将电极活性材料、粘合剂和抗氧化剂分散于水中而制备淤浆的步骤；和将待造粒淤浆喷雾干燥的步骤。通过将电极活性材料和粘合剂与添加剂(在JP 2013-055049A中，抗氧化剂)混合而得到的复合颗粒是已知的。在相关技术中，已知只要存在添加剂，可显示出对应于其丰度的效果。然而，根据本专利技术人的本专利技术研究，发现通过配置添加剂以在复合颗粒中具有特定配置而显示出其效果的添加剂。
技术实现思路
考虑上述情况，本专利技术的目的是提供具有优秀高倍率(高电流)特性的非水电解质二次电池的负极。[1]制造非水电解质二次电池的负极的方法包括：第一步骤：将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合以形成其中铁电颗粒附着在负极活性物质颗粒上的第一复合颗粒；第二步骤：将第一复合颗粒和粘合剂相互混合以形成成粒颗粒(granulated particle)；第三步骤：将压力施加于成粒颗粒的聚集体以形成片状负极混合物层；和第四步骤：将负极混合物层置于负极集电箔的主面上。在根据[1]的制造方法中，作为添加剂的铁电颗粒导致降低锂(Li)离子与负极活性物质颗粒之间的反应阻力的催化作用。因此，可预期高倍率特性的改进。为此的原因认为如下：铁电颗粒促进溶剂化Li离子的去溶剂化并降低Li离子进入负极活性物质颗粒的插层反应中的活化能。根据本专利技术人的研究，铁电颗粒在直接附着于负极活性物质颗粒的表面上时充分显示出上述催化作用。然而，用现有技术的制造方法，难以实现上述附着状态。即，由于负极活性物质颗粒、粘合剂和铁电颗粒集体地相互混合，粘合剂置于负极活性物质颗粒与铁电颗粒之间，因此不能充分显示出催化作用。可以说铁电颗粒除上述催化作用外为简单的电阻器。因此，在现有技术的制造方法中，铁电颗粒的添加可导致高倍率特性的降低。考虑上述情况，在现有技术中，难以发现铁电颗粒的催化作用。在根据[1]的制造方法中，如关于第一步骤所述，铁电颗粒通过将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合而基本不将粘合剂组分置于负极活性物质颗粒与铁电颗粒之间而附着于负极活性物质颗粒上。另外，将粘合剂与第一步骤的混合物(第一复合颗粒)混合。因此，通过将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合而基本不加入粘合剂组分，直接附着在负极活性物质颗粒上的铁电颗粒的比例可提高。此处，“粘合剂组分”指粘合树脂组分。然而，当复合颗粒在混合以后分散于溶剂中(以形成“淤浆”或“糊”)时，将铁电颗粒从负极活性物质颗粒的表面上剥离，并且不能显示出催化作用。因此，在根据[1]的制造方法中，如关于第二至第四步骤所述，可形成负极混合物层而不形成淤浆。因此，可保持其中铁电颗粒直接附着于负极活性物质颗粒表面上的状态直至得到负极混合物层。[2]优选铁电颗粒的混合量相对于负极混合物层的总质量为5质量％至40质量％。通过将混合量调整为5质量％或更高，可预期高倍率特性的改进。通过将混合量调整为40质量％或更低，可抑制负极混合物层的剥离强度降低。[3]优选铁电颗粒为钛酸钡颗粒。可由钛酸钡颗粒预期显著的催化作用。[4]优选第一步骤通过干方法将组分混合而进行。因此，可抑制铁电颗粒的聚集，并可提高直接附着在负极活性物质颗粒上的铁电颗粒的比例。[5]优选第二步骤包括：使用多个第一复合颗粒形成第二复合颗粒的步骤；和使用多个第二复合颗粒形成成粒颗粒的步骤。通过两个步骤形成
成粒颗粒，可改进粘合剂的可分散性，并可改进负极混合物层的剥离强度。根据本专利技术，可提供具有优秀高倍率特性的非水电解质二次电池的负极。附图说明下面参考附图描述本专利技术示例实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中类似的数字表示类似的元件，且其中：图1为显示根据本专利技术一个实施方案制造非水电解质二次电池的负极的方法概述的流程图；图2为显示根据本专利技术实施方案的非水电解质二次电池的负极的结构实例的示意图；图3为显示根据本专利技术实施方案的第三步骤和第四步骤的一个实例的示意图；图4为显示根据本专利技术实施方案制造非水电解质二次电池的方法概述的流程图；图5为显示根据本专利技术实施方案的正极的结构实例的示意图；图6为显示根据本专利技术实施方案的电极组的结构实例的示意图；图7为显示根据本专利技术实施方案的非水电解质二次电池的结构实例的示意图；图8为沿着图7的线VIII-VIII取得的示意性截面图；图9为显示铁电颗粒的混合量与低温充电电阻之间的关系的一个实例的图；图10为显示铁电颗粒的混合量与负极混合物层的剥离强度之间的关系的一个实例的图；和图11为显示粘合剂的D50与低温充电电阻之间的关系的图。具体实施方式下文详细描述本专利技术的一个实施方案(在下文中称为“实施方案”)。然而，实施方案不限于以下描述。在以下描述中，“非水电解质二次电池的负极”简称为“负极”。“非水电解质二次电池”也简称为“电池”。<制造非水电解质二次电池的负极的方法>图2为显示根据实施方案的负极的结构实例的示意图。负极20为细长带状片元件。负极20包括：负极集电箔21；和置于负极集电箔21的两个主面上的负极混合物层22。负极集电箔21为例如铜(Cu)箔。在负极20中，提供其中负极集电箔21暴露的箔暴露部分Ep用于与外部端子连接。图1为显示根据实施方案的制造负极的方法概述的流程图。如图1所示，制造非水电解质二次电池的负极的方法包括第一步骤(S101)、第二步骤(S102)、第三步骤(S103)和第四步骤(S104)。下文描述各个步骤。<第一步骤(S101)>在第一步骤中，将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合以形成其中铁电颗粒附着在负极活性物质颗粒上的第一复合颗粒。此处，第一复合颗粒各自指其中一个或多个铁电颗粒附着在一个负极活性物质颗粒上的复合颗粒。作为第一步骤中的特定操作，例如使用混合机，可将负极活性物质颗粒粉末和铁电颗粒粉末相互混合。通过将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合而基本不加入粘合剂组分，可提高直接附着于负极活性物质颗粒上的铁电颗粒的比例。混合机不特别受限。混合机可以为例如行星式混合机、HIGH-SPEEDMIXER(商品名，由EARTHTECHNICA Co.，Ltd.制造)和HIGH FLEXGRAL(商品名，由EARTHTECHNICA Co.，Ltd.制造)。混合条件可取决于批量、粉末性能等适当地改变。然而，优选第一步骤通过干方法将组分混合而形成。即，在第一步骤中优选不使用溶剂。当使用湿方法将组分相互混合时，铁电颗粒由于铁电颗粒的聚集而不能附着于负极活性物质颗粒上。铁电颗粒是否附着于负极活性物质颗粒上可例如通过用扫描电子显微镜(SEM)观察第一复合颗粒而验证。<铁电颗粒>在本说明书中，铁电颗粒指由具有100或更高的介电常数的材料形成的颗粒。优选铁电颗粒的较高介电常数。铁电颗粒的介电常数优选为500或更高，更优选1000或更高。铁电颗粒的介电常数的上限不特别受限。铁
电颗粒的介电常数的上限为例如10000。考虑电池中的化学稳定性，优选铁电颗粒由无机化合物形成。可使用的铁电颗粒的实例包括钛酸钡(BaTiO3)颗粒、铌酸锂(LiN本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造非水电解质二次电池的负极的方法，所述方法包括：将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合以形成其中铁电颗粒附着在负极活性物质颗粒上的第一复合颗粒；将第一复合颗粒和粘合剂相互混合以形成成粒颗粒；将压力施加于成粒颗粒的聚集体以形成片状负极混合物层；和将负极混合物层置于负极集电箔的主面上。

【技术特征摘要】
2015.02.12 JP 2015-0251101.制造非水电解质二次电池的负极的方法，所述方法包括：将负极活性物质颗粒和铁电颗粒相互混合以形成其中铁电颗粒附着在负极活性物质颗粒上的第一复合颗粒；将第一复合颗粒和粘合剂相互混合以形成成粒颗粒；将压力施加于成粒颗粒的聚集体以形成片状负极混合物层；和将负极混合物层置于负极集电箔的主面上。2.根据权利要求1的制造非水电解质二次电池的负极的方法，其中铁电颗粒的混合量相对于负极混合物层的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下高志，长濑浩，桥本达也，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP