非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种可抑制反复进行高速率脉冲充放电时的电阻增加的非水电解液二次电池。由本发明专利技术提供的非水电解液二次电池，具备正极(30)、负极(40)、隔板(50)和非水电解液。隔板(50)具备：由无纺布制成的隔板基材(52)；在隔板基材(52)的与正极(30)相对的一侧的表面设置的第1树脂层(R1)；以及在隔板基材(52)的与负极(40)相对的一侧的表面设置的第2树脂层(R2)。并且第1树脂层(R1)的树脂基体是由聚四氟乙烯或以聚四氟乙烯为主成分的共聚物构成的，第2树脂层(R2)是由聚偏二氟乙烯或以聚偏二氟乙烯为主成分的共聚物构成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备卷绕电极体的非水电解液二次电池。本申请基于2015年5月13日提出的日本专利申请2015-098038号要求优先权，将该申请的全部内容作为参照并入本说明书中。
技术介绍
以锂二次电池为代表的非水电解液二次电池，与现有的电池相比重量轻且能量密度高，因此一直以来被用作个人电脑、便携终端等的所谓的移动电源、车辆驱动用电源、住宅用蓄电装置等。特别是近年来，非水电解液二次电池被优选用作大容量且进行高速率放电的电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等车辆的驱动用高输出电源。这种非水电解液二次电池中，具备正极活性物质层的正极和具备负极活性物质层的负极隔着隔板相对配置，与非水电解液一并收纳于电池壳体中。非水电解液一般浸渗于正极活性物质层、负极活性物质层和隔板中。并且通过使电解质离子来往于正负活性物质层之间，正负活性物质吸藏和放出电解质离子，可实现充放电。此时，为了赋予隔板高的机械强度、高的电解质保持性和离子传导性，已提出在隔板的构成、材料方面下工夫(例如参照专利文献1和2等)。在先技术文献专利文献1：日本特开2006-092829号公报专利文献2：日本特开2010-500717号公报
技术实现思路
然而，二次电池有在将大电流瞬间充电或放电的高速率充放电(包括高速率脉冲充放电)中使用的方式。高速率充放电需要在电极间瞬间使大量电荷载体移动，因此例如在充电后或放电后的正负极间会产生非水电解液的浓度偏差。并且，如果反复进行高速率充放电，则非水电解液的浓度偏差会积累，与进行低速率充放电的情况相比，在正极和负极间容易产生电解质浓度不均。典型地，在负极的表面优先消耗电解质，电解质浓度会降低。该现象使进一步充放电时的电阻增大，引起高速率充放电的循环特性的劣化(例如高速率充放电导致的电阻的增加)，因而不优选。这样的电解质浓度的偏差，在充电和放电中将高速率与低速率组合的充放电方式(称为高速率脉冲充放电)中表现得极为明显。本专利技术是为了解决上述以往的课题而创造出的，其目的是提供一种可抑制由高速率脉冲充放电导致的电阻增加的非水电解液二次电池。为实现上述目的，由本专利技术提供一种非水电解液二次电池，该二次电池的特征在于，具备正极、负极、介于上述正极与上述负极之间的隔板、以及非水电解液。该二次电池中，上述隔板具备：由无纺布制成的隔板基材；在上述隔板基材的与上述正极相对的一侧的表面设置的第1树脂层；和在上述隔板基材的与上述负极相对的一侧的表面设置的第2树脂层。并且，上述第1树脂层是以聚四氟乙烯(PTFE)及其共聚物为主成分而构成的，上述第2树脂层是以聚偏二氟乙烯(PVdF)及其共聚物为主成分而构成的。根据上述构成，能够将从负极排出的非水电解液保持于以PVdF为主的第2树脂层中而使该第2树脂层溶胀。另外，从正极排出的非水电解液不会被以PTFE为主的第1树脂层捕捉，而是通过隔板基材向负极侧输送。由此能够在负极附近确保更多的非水电解液，能够抑制电解液的浓度不均。进而，可很好地抑制由反复进行高速率脉冲充放电而导致的该二次电池的电阻增加。由此，例如可提供长期耐久性优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，其特征在于，上述
隔板基材基于格利试验机法而得到的格利(Gurley)值为40秒/100mL以上且55秒/100mL以下。根据上述构成，例如像这样使用格利值低的隔板基材，也能够抑制产生非水电解液的浓度不均，能够防止由高速率脉冲充放电循环导致的电阻增加。再者，在本说明书中，格利值是以JIS P 8117：2009规定的格利试验机法为基准而测定的值。在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，其特征在于，上述第1树脂层和上述第2树脂层的至少一者包含绝缘性无机粒子。根据这样的构成，能够提高二次电池的耐热性，能够实现安全性高的二次电池。另外，能够谋求电阻的进一步降低。在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，其特征在于，上述第1树脂层和上述第2树脂层的各自的平均厚度为7μm以下。根据这样的构成，能够有效地谋求电阻的降低。在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，其特征在于，上述正极在正极集电体的表面具备正极活性物质层，上述负极在负极集电体的表面具备负极活性物质层，上述负极活性物质层的平均细孔径大于上述正极活性物质层的平均细孔径。如果负极活性物质层的平均细孔径比正极活性物质层大，则容易由于高速率脉冲充放电而产生电解质浓度不均。但是根据在此公开的技术，即使负极活性物质层和正极活性物质层的平均细孔径为上述关系，也能够抑制由高速率脉冲充放电导致的非水电解液的浓度不均的产生，能够防止电阻增加。在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，其特征在于，上述正极、上述负极和上述隔板为长条状，上述正极和上述负极在通过上述隔板而绝缘的状态下重叠、卷绕而构成卷绕电极体。电极构成卷绕电极体的情况下，产生伴随充放电的活性物质层的膨胀和收缩被卷绕约束，非水电解液从卷绕电极体排出这样的问题。对于以高速率进行充放电的电池，该问题会明显发生。根据在此公开的技术，适当地调整好隔板中的树脂层的组成、和相对于电极的位置关系，即使是进行高速率充放电(特别是高速
率脉冲充放电)的情况，也能够很好地抑制非水电解液从卷绕电极体排出，能够防止非水电解液的欠缺和电阻增加。再者，在本申请中，高速率意味着以大于1C的电流(即超过1C的电流)进行的充电或放电。例如，意味着以3C以上、例如5C以上、优选为10C以上、特别优选为20C以上的大电流进行的充电或放电。再者，1C意味着将具有标准容量值的容量的二次电池进行恒流放电时，以1小时完成放电的电流值。另外，在本申请中，高速率充放电意味着以高速率进行充电或放电的至少一者的充放电方式。即，包括通常的高速率充放电。另外，在本申请中，高速率脉冲充放电意味着以高速率只进行充电和放电中的一者的充放电方式。具体而言，可以是以高速率进行放电(或充电)，然后将相同的电量以低于该放电速率(或该充电速率)的低速率进行充电(或放电)的方式。该充放电的速率差可以为2C以上(优选为5C以上)。如果采用该高速率脉冲充放电，则与以高速率进行充电和放电这两者的一般的高速率充放电相比，观察到充电和放电的平衡变差，电极体内的非水电解液的存在位置容易发生偏移。附图说明图1是示意性地表示一实施方式涉及的非水电解液二次电池的构成的截面图。图2是对卷绕电极体的构成进行说明的示意图。图3是示意性地表示一实施方式涉及的电极体的截面构造的一部分的分解截面图。图4A是示意性地表示以往的电极体的截面构造的一部分的分解截面图。图4B是示意性地表示以往的另一电极体的截面构造的一部分的分解截面图。标号说明1 二次电池10 电池壳体12 壳体主体14 封口体20 卷绕电极体30 正极32 正极集电体33 正极集电体露出部34 正极活性物质层36 集电体露出部40 负极42 负极集电体43 负极集电体露出部44 负极活性物质层46 集电体露出部50 隔板52 隔板基材R1 第1树脂层R2 第2树脂层60 正极端子70 负极端子具体实施方式以下，适当地参照附图，基于优选实施方式对本专利技术涉及的非水电解液二次电池进行说明。再者，在本说明书中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，具备正极、负极、介于所述正极与所述负极之间的隔板、和非水电解液，所述隔板具备：由无纺布制成的隔板基材；在所述隔板基材的与所述正极相对的一侧的表面设置的第1树脂层；和在所述隔板基材的与所述负极相对的一侧的表面设置的第2树脂层，所述第1树脂层的树脂基体是由聚四氟乙烯或以聚四氟乙烯为主成分的共聚物构成的，所述第2树脂层的树脂基体是由聚偏二氟乙烯或以聚偏二氟乙烯为主成分的共聚物构成的。

【技术特征摘要】
2015.05.13 JP 2015-0980381.一种非水电解液二次电池，具备正极、负极、介于所述正极与所述负极之间的隔板、和非水电解液，所述隔板具备：由无纺布制成的隔板基材；在所述隔板基材的与所述正极相对的一侧的表面设置的第1树脂层；和在所述隔板基材的与所述负极相对的一侧的表面设置的第2树脂层，所述第1树脂层的树脂基体是由聚四氟乙烯或以聚四氟乙烯为主成分的共聚物构成的，所述第2树脂层的树脂基体是由聚偏二氟乙烯或以聚偏二氟乙烯为主成分的共聚物构成的。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，所述隔板基材基于格利试验机法而得到的格利值为40秒/100mL以上且55秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅山浩哉，福本友祐，和田直之，横山友嗣，桥本达也，小野寺直利，
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