锂离子二次电池制造技术

锂离子二次电池(1)具有负极(12)、正极(10)、包含锂盐的非水系电解质(18)、包含锂盐的水系电解质(16)、和配置在负极(12)与正极(10)之间的隔壁层(14)，水系电解质(16)与正极(10)接触，非水系电解质(18)与负极(12)接触，隔壁层(14)包含由基质聚合物与非水系电解液复合化而成的非水系固体电解质，前述基质聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]具备正极、负极和电解液、使锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的锂离子二次电池作为高输出、高能量密度的二次电池被广泛利用。在现有的二次电池中，为了达到高能量密度，使用有机溶剂系的电解液。
[0003]但是，有机溶剂通常为可燃性，确保安全性成为重要的课题。另外，有机溶剂的离子电导率比水溶液低，也存在快速的充放电特性不充分这一问题。
[0004]鉴于这样的问题，正在进行使用含有水的水系电解质的二次电池的研究(例如专利文献1～4)。例如，专利文献1中，提出了使用包含高浓度的碱盐的水溶液作为水系液体电解质的锂离子二次电池。另外，专利文献2中，提出了一种锂离子二次电池，其包含：填充有非水系固体电解质的负极、正极、夹设于负极与正极之间且填充有非水系固体电解质的分隔件、和水系的液体电解质。
[0005]非专利文献1中，公开了通过使用不良溶剂的转相法来制作固体电解质的无孔性膜的方法。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第6423453号公报
[0009]专利文献2：日本特开2018
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198131号公报
[0010]专利文献3：日本特开2018
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156895号公报
[0011]专利文献4：日本特开2018
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156837号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1：Electrochimica Acta 49,(2004)、3339
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3345

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的问题
[0015]但是，现有的具有水系电解质的锂离子二次电池中，伴随充放电循环的容量降低成为问题。
[0016]因此，本专利技术的目的在于提供一种锂离子二次电池，其即使使用水系电解质，也能够抑制伴随充放电循环的容量降低。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术的一方式为一种锂离子二次电池，其具有：负极、正极、包含锂盐的非水系电解质、包含锂盐的水系电解质、和配置在前述负极与前述正极之间的隔壁层，前述水系电解质仅与前述负极及前述正极中的前述正极接触，前述非水系电解质至少与前述负极及前述正极中的前述负极接触，前述隔壁层包含由基质聚合物与非水系电解液复合化而成的非
水系固体电解质A，前述基质聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。
[0019]专利技术的效果
[0020]根据本专利技术，可以提供一种能够抑制伴随充放电循环的容量降低的锂离子二次电池。
附图说明
[0021]图1是示出本实施方式的锂离子二次电池的一例的示意截面图。
[0022]图2是示出本实施方式的锂离子二次电池的另一例的示意截面图。
具体实施方式
[0023]作为本专利技术的一方式的锂离子二次电池，其具有：负极、正极、包含锂盐的非水系电解质、包含锂盐的水系电解质、和配置在前述负极与前述正极之间的隔壁层，前述水系电解质仅与前述负极及前述正极中的前述正极接触，前述非水系电解质至少与前述负极及前述正极中的前述负极接触，前述隔壁层包含由基质聚合物与非水系电解液复合化而成的非水系固体电解质A，前述基质聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。通过使用作为本专利技术的一方式的锂离子二次电池，能够抑制伴随充放电循环的容量降低。发挥该效果的机制并不十分清楚，但可以推测如下。
[0024]通过使水系电解质仅与正极接触，负极中的水的副反应被抑制，因此能够使充放电反应进行。但是，正极侧的水系电解质中的水分经时地通过位于正极与负极之间的隔壁层而向负极侧移动时，产生水的副反应，容易产生伴随充放电循环的容量降低。但是，如本专利技术这样，通过使用隔壁层，正极侧的水系电解质中的水分向负极侧移动被抑制，因此能够抑制水的副反应，进而能够抑制伴随充放电循环的容量降低，该隔壁层包含由基质聚合物与非水系电解液复合化而成的非水系固体电解质A，前述基质聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。
[0025]以下，对本专利技术的锂离子二次电池的实施方式的一例进行详细说明。
[0026]图1是示出本实施方式的锂离子二次电池的一例的示意截面图。图1所示的锂离子二次电池1包含：正极10、负极12、隔壁层14、水系电解质16、非水系电解质18、正极引线20、负极引线22、和收纳它们的电池壳体24而构成。
[0027]正极10具有正极集电体26、和配置在正极集电体26上的正极复合材料层28。正极引线20与正极集电体26连接。正极引线20以正极引线20的前端突出至电池壳体24的外部的方式收纳于电池壳体24中。
[0028]负极12具有负极集电体30、和配置在负极集电体30上的负极复合材料层32。负极引线22与负极集电体30连接。并且，负极引线22以负极引线22的前端突出至电池壳体24的外部的方式收纳于电池壳体24中。
[0029]水系电解质16例如含浸在正极复合材料层28中，仅与正极10及负极12中的正极10接触。非水系电解质18例如含浸在负极复合材料层32中，与负极12接触。非水系电解质18可以仅与正极10和负极12中的负极12接触，也可以与正极10和负极12这两者接触。隔壁层14配置在正极11与负极12之间。隔壁层14也可以卷绕在负极12上。
[0030]<正极10>
[0031]作为正极集电体26，可以使用在正极10的电位范围内电化学、化学稳定的金属的箔、以及将该金属配置在表层的薄膜等。正极集电体26的形态没有特别限定，例如也可以使用该金属的网状体、冲孔片、多孔金属网等多孔体。作为正极集电体26的材料，例如可以举出不锈钢、Al、铝合金、Ti等。从集电性、机械强度等观点出发，正极集电体26的厚度优选为例如3μm以上且50μm以下。
[0032]正极复合材料层28包含正极活性物质。另外，正极复合材料层28也可以包含粘结剂、导电材料等。正极10例如可以如下制造：在正极集电体26上涂布包含正极活性物质、粘结剂、导电材料等的正极复合材料浆料，干燥、轧制涂膜，在正极集电体26上形成正极复合材料层28，从而制造。
[0033]作为正极活性物质，例如可以举出含有锂(Li)、以及钴(Co)、锰(Mn)和镍(Ni)等过渡金属元素的含锂过渡金属氧化物。作为正极活性物质，除此之外，还可以举出过渡金属硫化物、金属氧化物、磷酸铁锂(LiFePO4)、焦磷酸铁锂(Li2FeP2O7)等包含1种以上过渡金属的含锂聚阴离子系化合物、硫系化合物(Li2S)、氧、氧化锂等含氧金属盐等。作为正极活性物质，例如从充放电效率的观点出发，优选含锂过渡金属氧化物。
[0034]对于含锂过渡金属氧化物，例如从充放电效率等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂离子二次电池，其具有负极、正极、包含锂盐的非水系电解质、包含锂盐的水系电解质、和配置在所述负极与所述正极之间的隔壁层，所述水系电解质仅与所述负极及所述正极中的所述正极接触，所述非水系电解质至少与所述负极及所述正极中的所述负极接触，所述隔壁层包含由基质聚合物与非水系电解液复合化而成的非水系固体电解质A，所述基质聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯中的至少1种与丙烯腈的共聚物。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述基质聚合物是丙烯腈
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甲基丙烯酸甲酯共聚物。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述隔壁层包含由与...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭田一博，武泽秀治，
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：