非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池具备正极和负极借助分隔件层叠而成的电极体、和非水电解质。非水电解质包含：含有SO2键的锂盐、和含有异氰酸酯基的化合物。相对于非水电解质的质量，优选锂盐的浓度为0.1～2.5质量％、上述化合物的浓度为0.1～8质量％。为0.1～8质量％。为0.1～8质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池


[0001]本公开涉及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]以往，在锂离子电池等非水电解质二次电池中，已知因电极体内混入的金属异物会发生微短路的现象。金属异物混入电极体内时，例如金属异物会在正极侧氧化溶解。溶出的金属离子带正电荷，因此向负极侧移动，在负极表面还原析出，由此形成被称作枝晶的针状的析出物。并且，枝晶生长而刺破分隔件，并形成基于枝晶的正负极间的导电通路，由此发生微短路。
[0003]作为防止这样的短路的方法，考虑了加强管理金属异物的混入量的方法(预防的方法)、及缓和混入的金属异物的影响的方法(无害化方法)。作为金属异物的无害化技术之一，提出了使用具有特定层状结构的分隔件，控制各层的厚度方向和面方向的透气度，进而使一部分的导电层带负极电位，从而进行低倍率且长时间的微充电的方法(参照专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2014
‑
099275号公报

技术实现思路

[0007]通过专利文献1公开的方法，能够使混入的金属异物分散析出，但控制透气度的分隔件昂贵，另外需要将带负极电位的机构设置于电池内部并实施长时间的微充电，因此生产率也存在问题。本公开的目的为：不损害电池的生产率、输出特性等电池性能，并抑制电极体内混入的金属异物引起的微短路的发生。
[0008]本公开的非水电解质二次电池具备正极和负极借助分隔件层叠而成的电极体、和非水电解质，非水电解质包含：含有SO2键的锂盐(A)、和含有异氰酸酯基的化合物(B)。另外，本公开的非水电解质二次电池中，负极的复合材料层优选具有35％～50％的孔隙率。
[0009]通过本公开的非水电解质二次电池，可以不损害电池的生产率、输出特性等电池性能，并抑制金属异物引起的微短路的发生。通过本公开的非水电解质二次电池，即使金属异物混入电极体内，也可以充分地缓和金属异物的影响，防止负极表面上的枝晶的形成/生长。
附图说明
[0010]图1是示出作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的外观的立体图。
[0011]图2是作为实施方式的一例的电极体的立体图。
[0012]图3是作为实施方式的一例的电极体的截面图。
具体实施方式
[0013]为了防止金属异物引起的微短路的发生，本专利技术人进行深入研究，结果通过在非水电解质中添加特定2种化合物的简单的方法，成功抑制负极表面上的枝晶的生长。认为非水电解质中添加的2种化合物(含有SO2键的锂盐(A)、及含有异氰酸酯基的化合物(B))可以促进正极上的金属异物的氧化溶出，抑制溶出的金属离子在负极的还原析出。通过促进金属异物的氧化溶出，在制品投入市场前，例如在电池组装工序中的检查过程中，能够使金属异物全部溶出。特别是认为通过含有SO2键的锂盐(A)的功能，金属异物的氧化溶出得到促进，通过异氰酸酯化合物(B)的功能，负极上的溶出离子的析出被延迟。
[0014]另外，通过将负极复合材料层的孔隙率、孔径控制为特定的范围，可以进一步抑制枝晶的形成/生长，可以更可靠地防止金属异物引起的微短路的发生。需要说明的是，异氰酸酯化合物(B)的添加量多时，金属离子的还原析出的抑制效果增强，但会发生电池的输入/输出特性降低的冲突现象。同样，含有SO2键的锂盐(A)的添加量多时，氧化溶出的促进效果增强，另外也有助于输入/输出特性的改善，但会发生高温保存时气体生成量增多的冲突现象。
[0015]若在非水电解质中添加含有SO2键的锂盐(A)和异氰酸酯化合物(B)，并将负极复合材料层的孔隙率、孔径控制为特定的范围，则能既可以抑制输入/输出特性的降低、及高温保存时的气体生成量的增加，也可以防止金属异物引起的微短路的发生。
[0016]以下，边参照附图，边对本公开的非水电解质二次电池的实施方式的一例进行详细说明。需要说明的是，起初便预想了对以下例示的多个实施方式及变形例进行选择性地组合。另外，本说明书中，“数值A～数值B”的记载若无特别说明，则含义为“数值A以上且数值B以下”。
[0017]图1是示出作为实施方式的一例的非水电解质二次电池10的外观的立体图，图2是构成非水电解质二次电池10的电极体11的立体图。图1示出的非水电解质二次电池10中，作为外装体，具备有底方筒状的外装罐14，但外装体并不限定于此。本公开的非水电解质二次电池例如也可以为具备有底圆筒形状的外装罐的圆筒形电池、具备硬币形的外装罐的硬币形电池、具备由包含金属层及树脂层的层压片构成的外装体的层压电池。
[0018]如图1及图2所示，非水电解质二次电池10具备：电极体11、非水电解质、收纳电极体11及非水电解液的有底方筒状的外装罐14、和封堵外装罐14的开口部的封口板15。非水电解质二次电池10为所谓的方形电池。电极体11具有正极20和负极30借助分隔件40卷绕而成的卷绕结构。正极20、负极30、及分隔件40均为带状的长条体，正极20和负极30借助分隔件40层叠、以卷绕轴为中心进行卷绕。需要说明的是，电极体也可以为多个正极和多个负极借助分隔件1张1张交替地层叠而成的层叠型。
[0019]非水电解质二次电池10具备：借助正极集电体25与正极20电连接的正极端子12、和借助负极集电体35与负极30电连接的负极端子13。本实施方式中，封口板15具有细长的矩形形状，分别在封口板15的长度方向一端侧配置有正极端子12，在封口板15的长度方向另一端侧配置有负极端子13。正极端子12及负极端子13是与其他非水电解质二次电池10、各种电子设备等电连接的外部连接端子，其借助绝缘构件安装于封口板15。
[0020]以下，为了方便说明，以外装罐14的高度方向为非水电解质二次电池10的“上下方向”、以封口板15侧为“上”、以外装罐14的底部侧为“下”。另外，以沿封口板15的长度方向的
方向为非水电解质二次电池10的“横向”。
[0021]外装罐14为有底方筒状的金属制容器。在外装罐14的上端形成的开口部例如通过在开口缘部焊接封口板15来封堵。封口板15通常设置用于注液非水电解液的注液部16、用于在电池的异常发生时开阀而排出气体的气体排出阀17、及未图示的电流切断机构。外装罐14及封口板15例如由以铝为主要成分的金属材料构成。
[0022]电极体11为包含平坦部、及一对弯曲部的扁平形状的卷绕型电极体。电极体11以卷绕轴方向沿外装罐14的横向、一对弯曲部排列的电极体11的宽度方向沿电池的高度方向的状态被收纳于外装罐14。本实施方式中，分别形成正极20的芯体露出部23在电极体11的轴方向一端部层叠而成的正极侧的集电部，负极30的芯体露出部33在轴方向另一端部层叠而成的负极侧的集电部，各集电部借助集电体与端子电连接。需要说明的是，在电极体11和外装罐14的内面之间，也可配置绝缘性的电极体支架(绝缘片)。
[0023]以下，参照图3，对构成电极体11的正极20、负极30、及分隔件40，特别是对负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池，其具备：正极和负极借助分隔件层叠而成的电极体、和非水电解质，所述非水电解质包含：含有SO2键的锂盐(A)、和含有异氰酸酯基的化合物(B)。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述非水电解质的质量，所述锂盐(A)的浓度为0.1质量％～2.5质量％，所述化合物(B)的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：大林笃史，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：