二次电池用正极和二次电池制造技术

正极具备：集电体、在集电体的至少一个表面形成的中间层、和在中间层上形成的复合材料层。中间层包含金属化合物颗粒、导电材料和粘结材料。金属化合物颗粒由选自碱土金属或碱金属的硫氧化物、氢氧化物和氧化物中的至少1种构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用正极和二次电池
本专利技术涉及二次电池用正极和二次电池。
技术介绍
已知在集电体与复合材料层之间形成有以氧化铝为主要成分的中间层的二次电池用正极(参照专利文献1等)。专利文献1公开的中间层的厚度为1μm～5μm，且包含氧化铝、导电材料和粘结材料。专利文献1记载了：其维持良好的集电性，并且可以抑制由正极活性物质与铝集电体的氧化还原反应引起的发热。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-127000号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在锂离子电池等二次电池中，发生内部短路等异常时抑制发热是重要课题。专利文献1公开的技术可期待起到上述效果，但对于发生内部短路时抑制发热仍有改良的余地。另外，在二次电池中，抑制高温保存时的气体产生是重要课题。作为本专利技术的一方式的二次电池用正极具备：集电体、在前述集电体的至少一个表面形成的中间层、和在前述中间层上形成的复合材料层。前述中间层的特征在于，其包含金属化合物颗粒、导电材料和粘结材料，前述金属化合物颗粒由选自碱土金属或碱金属的硫氧化物、氢氧化物和氧化物中的至少1种构成。作为本专利技术的一方式的二次电池具备上述正极、负极和电解质。根据本专利技术的一方式的二次电池用正极，能够抑制电池在发生内部短路时的发热以及高温保存时的气体产生。附图说明图1为作为实施方式的一例的二次电池的剖视图。图2为作为实施方式的一例的正极的剖视图。图3为作为实施方式的另一例的正极的剖视图。具体实施方式如上所述，在锂离子电池等二次电池中，抑制电池发生内部短路时的发热、并且抑制高温保存时的气体产生是重要课题。本专利技术人等为了解决该课题，着眼于夹设于正极集电体与正极复合材料层之间的正极的中间层进行了深入研究。结果发现，通过设置以由选自碱土金属或碱金属的硫氧化物、氢氧化物和氧化物中的至少1种构成的金属化合物颗粒作为主要成分的中间层，从而抑制了上述发热和气体产生。可认为，在发生二次电池的内部短路时，通过以上述金属化合物颗粒作为主要成分的中间层，抑制了正极集电体与正极活性物质的氧化还原反应，由此抑制了电池的发热。还可认为，将二次电池长期放置于高温环境时，电池内产生氢氟酸并促进电解质的分解，从而产生气体，但上述金属化合物颗粒高效捕捉氢氟酸，由此抑制气体产生。以下，对本专利技术的二次电池用正极和二次电池的实施方式的一例进行详细说明。以下例示了将卷绕型电极体14收纳于圆筒形的电池壳体而成的圆筒形电池，但电极体并不限定于卷绕型，也可以为由多个正极和多个负极隔着分隔件逐张交替层叠而成的层叠型。另外，本专利技术的二次电池既可以为具备方形金属制壳体的方形电池、具备硬币形金属制壳体的硬币形电池等，也可以为具备由包含金属层和树脂层的层压片构成的外壳体的层压电池。图1为作为实施方式的一例的二次电池10的剖视图。如图1所例示，二次电池10具备：电极体14、电解质、以及收纳电极体14和电解质的电池壳体15。电极体14具备正极11、负极12和分隔件13，并具有由正极11和负极12隔着分隔件13卷绕而成的卷绕结构。电池壳体15由有底圆筒形状的外装罐16、以及封堵外装罐16的开口部的封口体17构成。需要说明的是，二次电池10既可以是使用水系电解质的二次电池，也可以是使用非水系电解质的二次电池。以下，针对二次电池10，以使用非水电解质的锂离子电池等非水电解质二次电池的形式进行说明。非水电解质包含非水溶剂、和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水溶剂可以使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类以及这些2种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可以含有这些溶剂的至少一部分氢被氟等卤素原子取代的、氟碳酸亚乙酯等卤素取代体。需要说明的是，非水电解质并不限定于液体电解质，也可以是固体电解质。电解质盐可使用LiPF6等锂盐。二次电池10具备分别配置于电极体14上下的绝缘板18、19。在图1示出的例中，安装于正极11的正极引线20通过绝缘板18的贯通孔延伸至封口体17侧，安装于负极12的负极引线21通过绝缘板19的外侧延伸至外装罐16的底部侧。正极引线20通过焊接等与封口体17的底板23的下表面连接，与底板23电连接的封口体17的顶板即盖27成为正极端子。负极引线21通过焊接等与外装罐16的底部内表面连接，外装罐16成为负极端子。外装罐16例如为有底圆筒形状的金属制容器。外装罐16与封口体17之间设有垫片28，从而确保电池内部的密闭性。外装罐16中，形成有侧面部的一部分向内侧突出的用于支撑封口体17的凹槽部22。凹槽部22优选沿着外装罐16的圆周方向形成为环状，并通过其上表面支撑封口体17。封口体17从电极体14侧起具有依次层叠有底板23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26以及盖27而成的结构。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件25以外的各构件彼此电连接。下阀体24与上阀体26在各自的中央部彼此连接，各自的周缘部之间夹设有绝缘构件25。当电池的内压因异常放热而上升时，下阀体24以将上阀体26向盖27侧顶起的方式变形并断裂，下阀体24与上阀体26之间的电流通路被切断。内压进一步上升时，上阀体26断裂，从而气体从盖27的开口部排出。以下，对构成电极体14的正极11、负极12和分隔件13、特别是正极11进行详细说明。[正极]图2为作为实施方式的一例的正极11的剖视图。如图2所例示，正极11具备：正极集电体30、在正极集电体30的至少一个表面形成的中间层32、和在中间层32上形成的正极复合材料层31。中间层32优选形成于正极集电体30的两面。正极复合材料层31包含正极活性物质、导电材料和粘结材料，其隔着中间层32形成于正极集电体30的两面。需要说明的是，正极集电体30的表面可以存在未形成中间层32的区域，在该区域中正极复合材料层31直接形成于正极集电体30上。正极11通过如下方式制造：在正极集电体30的两面涂布中间层用浆料，使涂膜干燥从而形成中间层32，然后在中间层32上形成正极复合材料层31。正极复合材料层31通过如下方式形成：在中间层32上涂布包含正极活性物质、导电材料和粘结材料等的正极复合材料浆料，使涂膜干燥后压缩涂膜，从而隔着中间层32形成于正极集电体30的两面。正极集电体30可以使用铝或铝合金等在正极11的电位范围内稳定的金属箔、表层配置有该金属的薄膜等。正极集电体30中的铝的含有率相对于集电体的质量为50％以上、优选为70％以上、更优选为80％以上。适宜的正极集电体30为由铝或铝合金形成的金属箔，并具有5μm～20μm的厚度。正极活性物质可使用含有Co、Mn、Ni等过渡金属元素的含锂金属复合氧化物。作为含锂金属复合氧化物的例子，可举出LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1-yO2、LixCoyM1-yOz、LixNi1-yMyOz、LixMn2O4、LixMn2-yMyO4、LiMPO4、Li2MPO4F(M；Na、Mg、Sc、Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池用正极，其具备：/n集电体、/n在所述集电体的至少一个表面形成的中间层、和/n在所述中间层上形成的复合材料层，/n所述中间层包含金属化合物颗粒、导电材料和粘结材料，/n所述金属化合物颗粒由选自碱土金属或碱金属的硫氧化物、氢氧化物和氧化物中的至少1种构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180914 JP 2018-1726241.一种二次电池用正极，其具备：
集电体、
在所述集电体的至少一个表面形成的中间层、和
在所述中间层上形成的复合材料层，
所述中间层包含金属化合物颗粒、导电材料和粘结材料，
所述金属化合物颗粒由选自碱土金属或碱金属的硫氧化物、氢氧化物和氧化物中的至少1种构成。


2.根据权利要求1所述的二次电池用正极，其中，所述金属化合物颗粒为选自硫酸钡颗粒、氢氧化镁颗粒、氧化镁颗粒和氧化锂颗粒中的至少1种。


3.根据权利要求1或2所述的二次电池用正极，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：澁谷聪，德田夕辉，
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