电极结构体和非水电解质二次电池制造技术

作为本公开的一方式的非水电解质二次电池具备：正极、负极、形成于前述正极上和前述负极上中的至少任一者的耐热层、和非水电解质，前述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，前述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，前述耐热层的孔隙率为25％～55％，前述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极结构体和非水电解质二次电池
本公开涉及电极结构体和非水电解质二次电池的技术。
技术介绍
近年来，作为高功率、高能量密度的二次电池，广泛利用有如下非水电解质二次电池：其具备正极、负极和非水电解质，使锂离子等在正极与负极之间移动来进行充放电。例如，专利文献1中提出了一种非水电解质二次电池，其包含：正极、负极、夹设于前述正极与前述负极之间的多孔耐热层和非水电解质，前述负极包含：负极集电体和负载于前述负极集电体的表面的负极合剂层，前述多孔耐热层负载于前述负极，前述多孔耐热层包含氧化镁颗粒，前述氧化镁颗粒的平均粒径为0.5μm～2μm，前述负极合剂层的活性物质密度为1.5g/ml～1.8g/ml。另外，例如，专利文献2中提出了一种锂离子二次电池，其由正极、负极、夹设于前述正极与负极之间的多孔膜(耐热层)、夹设于前述正极与前述负极之间的分隔件和非水电解液构成，前述多孔膜至少粘接于负极的表面，前述多孔膜的厚度为0.5μm以上且20μm以下，且前述多孔膜的表面粗糙度小于粘接有前述多孔膜的电极表面的表面粗糙度，前述多孔膜由无机填料和第1粘结剂形成，前述多孔膜中的前述第1粘结剂的含量相对于每100重量份前述填料为1.5～8重量份，且前述填料为选自由氧化铝和氧化钛组成的组中的至少1种，前述分隔件的厚度为8μm以上且30μm以下，前述第1粘结剂由包含丙烯腈单元的第1橡胶形成，前述第1橡胶为非水溶性、且具有250℃以上的分解开始温度，前述负极由负极活性物质和第2粘结剂形成，前述第2粘结剂包含第2橡胶颗粒和水溶性高分子。r>另外，例如，专利文献3中提出了一种正极活性物质，其在锂金属复合氧化物粉末的一次颗粒的表面形成有包含W和Li的微粒。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4476254号公报专利文献2：日本专利第4602254号公报专利文献3：日本专利第5035712号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题因而，如果将形成于电极上的耐热层压缩并提高密合性，则在内部短路时，能够有效地抑制电池温度的上升，但通常时的电池的内阻会上升。另一方面，如果不将形成于电极上的耐热层压缩，则离子透过性变高，因此，通常时的电池内阻的上升得到抑制，但变得难以抑制内部短路时的电池温度的上升。因此，在电极上形成耐热层的情况下，难以实现兼顾抑制电池内阻的上升与抑制内部短路时的电池温度的上升。专利文献3中，在内部短路时，无法防止分隔件的收缩所导致的短路面积的扩大，难以抑制电池温度的上升。因此，本公开的目的在于，提供：能抑制电池内阻的上升、且能抑制内部短路时的电池温度的上升的电极结构体和非水电解质二次电池。用于解决问题的方案作为本公开的一方式的非水电解质二次电池具备：正极、负极、形成于前述正极上和前述负极上中的至少任一者的耐热层、和非水电解质，前述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，前述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，前述耐热层的孔隙率为25％～55％，前述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。作为本公开的一方式的电极结构体具备：用作非水电解质二次电池的正极或负极的电极、形成于前述电极上的耐热层，前述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，前述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，前述耐热层的孔隙率为25％～55％，前述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。专利技术的效果根据本公开的一方式，能够抑制电池内阻的上升，且能够抑制内部短路时的电池温度的上升。附图说明图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。图2为示出具备电极(负极、正极)和电极上的耐热层的电极结构体的形成方法的一例的流程图。具体实施方式如前述，在电极上形成耐热层的情况下，难以实现兼顾抑制电池内阻的上升与抑制内部短路时的电池温度的上升。然而，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现：通过构成耐热层的材料中使用包含电负性高的金属离子的材料，进而，将耐热层的厚度、孔隙率和表面粗糙度调整为规定范围，从而可以实现兼顾抑制电池内阻的上升、抑制内部短路时的电池温度的上升，至此想到了以下中说明的方式的非水电解质二次电池。作为本公开的一方式的非水电解质二次电池具备：正极、负极、形成于前述正极上和前述负极上中的至少任一者的耐热层和非水电解质，前述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，前述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，前述耐热层的孔隙率为25％～55％，前述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。另外，作为本公开的一方式的电极结构体具备：用作非水电解质二次电池的正极或负极的电极、和形成于前述电极上的耐热层，前述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，前述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，前述耐热层的孔隙率为25％～55％，前述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。本公开的耐热层是通过压延等进行平滑化/压缩使其成为上述范围的平均厚度、孔隙率和平均表面粗糙度而成的。如此，通过压延等进行平滑化/压缩而得到的耐热层在电池的内部短路时作为夹设于正负极间的高电阻成分发挥功能，因此，内部短路时的电池温度的上升得到抑制。另外，本公开的耐热层中所含的耐热性颗粒的至少表面由金属化合物形成，是前述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上的耐热性颗粒，这样的组成的耐热性颗粒与非水电解质的亲和性较小，因此，具有不易妨碍离子的移动的性质。因此，包含上述耐热性颗粒的耐热层与不含上述耐热性颗粒的耐热层相比，具有高的离子透过性，因此，即使通过压延等进行平滑化/压缩，也能够抑制耐热层的离子透过性的降低，电池内阻的上升得到抑制。以下，对实施方式的一例详细进行说明。实施方式的说明中参照的附图是示意性记载的，附图中绘制的构成要素的尺寸比率等有时不同于实际物体。图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。图1所示的非水电解质二次电池10具备：正极11和负极12夹着分隔件13卷绕而成的卷绕型的电极元件14；非水电解质；分别配置于电极元件14的上方和下方的绝缘板18、19；和，用于收纳上述构件的电池外壳15。虽图1中未图示，但非水电解质二次电池10具备形成于正极11上和负极12上中的至少任一者的耐热层。即，耐热层配置于正极11与分隔件13之间、负极12与分隔件13之间中的至少任一者。电池外壳15由有底圆筒形状的外壳主体16、和堵塞外壳主体16的开口部的封口体17构成。需要说明的是，也可以应用正极和负极夹着分隔件交替地层叠而成的层叠型的电极元件等其它形态的电极元件代替卷绕型的电极元件14。另外，作为电池外壳15，可以示例圆筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备：正极、负极、形成于所述正极上和所述负极上中的至少任一者的耐热层、和非水电解质，/n所述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，/n所述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，所述耐热层的孔隙率为25％～55％，所述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，/n所述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180628 JP 2018-1228821.一种非水电解质二次电池，其具备：正极、负极、形成于所述正极上和所述负极上中的至少任一者的耐热层、和非水电解质，
所述耐热层包含至少表面由金属化合物形成的耐热性颗粒，
所述耐热层的平均厚度为0.5μm～5μm的范围，所述耐热层的孔隙率为25％～55％，所述耐热层的平均表面粗糙度(Ra)为0.35μm以下，
所述金属化合物的金属离子的电负性为13.5以上。


2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述耐热性颗粒的平均粒径为0.05μm～1μm。


3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，所述金属化合物为包含Ti、Sn、W、Nb、Mo、Si中的至少任一者的氧化物、氢氧化物或羟基氧化物。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述耐热性颗粒为包含Ti、Sn、W、Nb、Mo、Si中的至少任一者的氧化物、氢氧化物或羟基氧化物。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉井一洋，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP