非水電解液二次電池的制造方法技術

本發明專利技術提供一種非水電解液二次電池的制造方法，是具備正極合劑層(102)的非水電解液二次電池(1000)的制造方法，正極合劑層(102)含有含鋰的過渡金屬氧化物作為正極活性物質。該制造方法具備：將正極活性物質和芳腈化合物混合，使得該芳腈化合物相對于該正極活性物質的質量比率成為0.1質量％以上且4質量％以下，由此調制混合物的步驟(S101)；通過將該混合物、導電材料、粘合劑和溶劑混合而調制造粒體的步驟(S102)；以及通過將該造粒體配置于正極集電體(101)的表面而形成正極合劑層(102)的至少一部分的步驟(S103)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及非水電解液二次電池的制造方法。
技術介紹
日本特開2011-77016號公報中公開了一種通過向電解液添加己二腈而在正極活性物質的表面形成來自于該己二腈的被膜的技術。
技術實現思路
作為非水電解液二次電池的正極活性物質，已知例如以LiCoO2等為代表的含鋰(Li)的過渡金屬氧化物。含Li的過渡金屬氧化物能夠在其晶體結構(宿主結構)的間隙中可逆地吸藏放出Li離子(客體)。在含Li的過渡金屬氧化物中，構成宿主結構的過渡金屬隨著電池的充放電而被氧化還原。即充電時低氧化狀態的過渡金屬(例如Co3+)放出電子而成為高氧化狀態(例如Co4+)，放電時高氧化狀態的過渡金屬接收電子而回到低氧化狀態。含Li的過渡金屬氧化物的晶體結構隨著過渡金屬的氧化狀態增高而變得不穩定。因此，例如在高溫循環等使用方式中，含Li的過渡金屬氧化物中的過渡金屬有時會向電解液中溶出。在電解液中溶出的過渡金屬向負極側移動，并在負極上析出。認為如果過渡金屬在負極上析出，則會阻礙Li離子的移動，成為電阻增加的主要原因。根據專利文獻1可知，通過預先在電解液中添加己二腈等脂族腈化合物，能夠在正極活性物質的表面形成被膜，從而抑制過渡金屬的溶出。但是，其效果仍不充分。本專利技術是鑒于上述課題而完成的。即本專利技術的目的是提供一種正極活性物質中含有的過渡金屬的溶出抑制效果提高了的非水電解液二次電池的制造方法。〔1〕一種非水電解液二次電池的制造方法，所述非水電解液二次電池具備正極合劑層，所述正極合劑層含有含鋰的過渡金屬氧化物作為正極活性物質。該制造方法具備：將正極活性物質和芳腈化合物混合，使得該芳腈化合物相對于該正極活性物質的質量比率成為0.1質量％以上且4質量％以下，由此調制混合物的步驟；通過將該混合物、導電材料、粘合劑和溶劑混合而調制造粒體的步驟；以及通過將該造粒體配置于正極集電體的表面而形成正極合劑層的至少一部分的步驟。通常，非水電解液二次電池的正極合劑層中除了正極活性物質以外還含有導電材料、粘合劑之類的各種成分。如專利文獻1所述，在向電解液添加腈化合物的實施方式中，在正極活性物質以外的成分也會附著來自于腈化合物的被膜。即，無法將被膜選擇性地配置于正極活性物質的表面，因此認為沒有充分發揮由被膜實現的溶出抑制效果。上述〔1〕的制造方法中，通過預先將正極活性物質和芳腈化合物混合而使芳腈化合物直接附著在正極活性物質的表面。上述〔1〕的制造方法中，在該操作之后追加導電材料、粘合劑等，調制造粒體。造粒體是含有正極活性物質、粘合劑等的造粒粒子(復合粒子)的集合體。將造粒體例如通過輥壓成型制成片狀，進而配置于正極集電體上，由此能夠形成正極合劑層。以往作為正極合劑層的形成方法，通常采用使正極活性物質、粘合劑等分散于大量溶劑中而形成涂料(也稱為“糊”、“漿液”)，并將該涂料涂布于正極集電體上的方法。但是如果采用該方法，在涂料的形成過程中，芳腈化合物會從正極活性物質的表面流下來。這是由于正極活性物質在大量的溶劑中被攪拌的緣故。與涂料相比，造粒體能夠用少量的溶劑形成。因此采用上述〔1〕的制造方法，能夠維持將芳腈化合物選擇性地配置于正極活性物質的表面的狀態，形成正極合劑層。由此認為例如在初始的充放電時，能夠在正極活性物質的表面均勻地形成來自芳腈化合物的被膜。并且，在上述〔1〕的制造方法中，使用芳腈化合物作為腈化合物。認為過渡金屬的溶出歸因于正極活性物質的表面的電子的授受。認為芳腈化合物在正極活性物質的表面顯示出供電子性。因此，通過在正極活性物質的表面先均勻形成有來自芳腈化合物的被膜，電子的授受會在該被膜中發生。認為由此過渡金屬的溶出得到抑制。芳腈化合物相對于正極活性物質的質量比率設為0.1質量％以上且4質量％以下。在上述〔1〕的制造方法中，在正極活性物質的表面選擇性地配置有芳腈化合物，因此通過0.1質量％的添加就可得到充分的溶出抑制效果。但是，如果芳腈化合物的質量比率超過4質量％，則來自芳腈化合物的被膜會與過剩的Li離子反應，因此存在電池容量的降低增大的可能性。另外，較厚形成的被膜也有可能成為電阻增加的主要原因。再者，上述〔1〕的制造方法中，使用含有芳腈化合物的造粒體，既可以形成正極合劑層整體，也可以形成正極合劑層的一部分。〔2〕在上述〔1〕的制造方法中，正極合劑層優選如以下這樣形成。正極合劑層被形成為沿著正極集電體的表面在長度方向上延伸。在與長度方向正交的寬度方向上，正極合劑層包含中央部以及夾持該中央部的第1端部和第2端部。中央部不含芳腈化合物。第1端部和第2端部含有造粒體。將正極合劑層的全寬設為W0、將第1端部的寬度設為W1、將第2端部的寬度設為W2時，正極合劑層被形成為滿足下述式(I)：0.33％≤{(W1+W2)/W0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非水電解液二次電池的制造方法，所述非水電解液二次電池具備正極合劑層，所述正極合劑層含有含鋰的過渡金屬氧化物作為正極活性物質，所述方法具備以下步驟：將所述正極活性物質和芳腈化合物混合，使得所述芳腈化合物相對于所述正極活性物質的質量比率成為0.1質量％以上且4質量％以下，從而調制混合物的步驟；將所述混合物、導電材料、粘合劑和溶劑混合，從而調制造粒體的步驟；以及將所述造粒體配置于正極集電體的表面，從而形成所述正極合劑層的至少一部分的步驟。

【技術特征摘要】
2015.09.08 JP 2015-1767271.一種非水電解液二次電池的制造方法，所述非水電解液二次電池具備正極合劑層，所述正極合劑層含有含鋰的過渡金屬氧化物作為正極活性物質，所述方法具備以下步驟：將所述正極活性物質和芳腈化合物混合，使得所述芳腈化合物相對于所述正極活性物質的質量比率成為0.1質量％以上且4質量％以下，從而調制混合物的步驟；將所述混合物、導電材料、粘合劑和溶劑混合，從而調制造粒體的步驟；以及將所述造粒體配置于正極集電體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：坂秀之，岡田行廣，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP