CN105103342B - 锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子二次电池，能够不使用多孔质聚烯烃类隔板等聚合物隔板而以低成本来实现高能量密度和高功率密度，并且在安全性方面性能优异。将由包含活性物质和有机物质的复合材料形成的电极平滑化层(12)设置于正极(1)和负极(2)中至少一个的表面上，并且将由包含绝缘性无机微粒和有机物质的复合材料形成的、具有锂离子透过性的陶瓷隔板层(11)设置成隔着电极平滑化层(12)与正极和负极中的至少一个相对。另外，将电极平滑化层被设置在正极和负极这两者的表面上，并且将陶瓷隔板层设置成位于设在正极的表面上的电极平滑化层和设在负极的表面上的电极平滑化层之间。

Description

锂离子二次电池
技术领域
本发明涉及电池，具体涉及使用陶瓷隔板的、经济性优异且可靠性高的锂离子二次电池。
背景技术
锂离子二次电池例如具有将蓄电元件、电解液容纳在外壳体内的结构，以如下方法来构成所述蓄电元件：例如通过在片状的集电箔(铝箔或铜箔等)上涂布正极用活性物质(锂复合氧化物)而形成的正极和涂布负极用活性物质(活性炭或碳等)而形成的负极之间，夹入用来防止正负极间因接触而发生短路的隔板层叠。
作为这样的电池，在专利文献1中提出了一种非水电解质电池，其中使用将无机微粒分散在有机高分子内后得到的隔板(以下，也称为“陶瓷隔板层”)，而不是传统使用的聚烯烃拉伸膜等的隔板(以下，称为“聚烯烃类隔板”)，如图4示意所示那样，该陶瓷隔板层111设置在正极101和负极102之间。
在专利文献1中所使用的陶瓷隔板层111即使在高温下也不会变形收缩。因此，即使当陶瓷隔板层111意外地暴露于高温下，也不会因收缩而引起正负极间的短路和发热、冒烟、起火等情况，可以改善安全性。例如，即使在钉刺试验中也不起火的安全性就依赖于这个特征。
然而，在采用表面凹凸较大的电极时仅由陶瓷隔板层无法保持电子绝缘性，因此，实际上并非是仅用陶瓷隔板层111来保持电子绝缘性的结构得到的市场上销售的电池。
此外，如果使用陶瓷隔板层来满足低成本和低电阻要求，则必须减小膜厚，但是在采用表面凹凸较大的电极的情况下，如减小陶瓷隔板层的厚度就不能确保电子绝缘性。另一方面，虽然如果为了确保电子绝缘性而增大陶瓷隔板层的膜厚，可以确保电子绝缘性，但是存在若膜厚增加则会导致成本提高和电阻增大的问题。如此，在图4所示结构的情况下，实际上不可能同时满足低成本、低电阻和电子绝缘性。
另外，如图5示意性地所示，在专利文献2中提出了构成在正极101和负极102之间设有多孔质绝缘层(HRL)(实质上是陶瓷隔板层)111和多孔质绝缘体(普遍使用的聚烯烃类隔板)112的非水电解质电池。
而且，多孔质绝缘层111用绝缘性的无机微粒和由有机高分子构成的粘合剂(binder)的混合物来形成，实质上与陶瓷隔板层相同。
在专利文献2中的结构的情况下，在正极101和负极102之间夹着作为聚烯烃类隔板的多孔质绝缘体112和用绝缘性的无机微粒和由有机高分子构成的粘合剂(binder)的混合物形成的多孔质绝缘层(陶瓷隔板层)111，通过夹着即使在高温下也不会收缩的多孔质绝缘层(陶瓷隔板层)111来抑制、防止正负极间的短路、发热和起火，使安全性得到提高，另一方面，虽然可以通过电子绝缘性优异的聚烯烃类隔板即多孔质绝缘体112来确保正负极之间的电子绝缘性，但是由于与聚烯烃类隔板即多孔质绝缘体112组合使用，存在以下的问题。
(a)聚烯烃类隔板的成本占电池原价中较高的比例高，是导致成本增加的主要原因。
(b)由于聚烯烃类隔板因大电阻而造成功率特性下降，作为对策，可以设法减小膜厚、提高孔隙率，但这些都不易实现，这成为妨碍电池高性能化的重要原因。此外，考虑到为确保功率特性而增加叠层数，但这会增加成本。
(c)聚烯烃类隔板通常具有20～30μm的膜厚，存在使单位体积的能量密度降低的问题，并且，虽然隔板的膜厚越薄则电池的能量密度就可以设计得越高，但是由于加工方面的问题等，要使聚烯烃类隔板的膜厚变薄是非常困难的。
另外，如图6示意性地所示，专利文献3中提出了锂离子二次电池，在正极101和负极102之间设有：(a)第一绝缘层(离子透过性凝胶)113；(b)第二绝缘层(具有锂离子透过性的陶瓷隔板层)111；以及(c)多孔质绝缘体(多孔质聚烯烃类隔板)112。
在专利文献3中的结构的情况下，由于设有陶瓷隔板层(第二绝缘层)111和多孔质聚烯烃类隔板(多孔质绝缘体)112，不仅存在专利文献2中所涉及的上述问题，还增加了一个称为离子透过性凝胶(第一绝缘层)113的构成单元，因此，高成本、高电阻、能量密度降低、功率密度降低等问题变得更为严重。
此外，还提出了如下所述的非水电解质二次电池：在负极活性物质涂布层和正极活性物质涂布层中的任一个的表面上形成了0.1～200μm厚的例如由树脂粘合剂和固体粒子组成的多孔性保护膜的非水电解质二次电池(参见专利文献4)；或者，在负极具有包括含有Si或Sn的活性物质粒子的活性物质层，且在最外表面上形成含有无机氧化物的粒子的非水电解质二次电池；再或者，最外表面的粗糙度为JIS B0601中规定的Ra为0.1～3μm的非水电解质二次电池(参见专利文献5)。
然而，在专利文献4和5的电池的情况下，将多孔质聚烯烃类隔板用作隔板，实际上也存在上述专利文献2和3中所述的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006-164761号公报
专利文献2：国际公开第2005－098997号小册子
专利文献3：日本专利特开2010-267475号公报
专利文献4：日本专利特开平7-220759号公报
专利文献5：日本专利特开2009-164014号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供能够不使用多孔质聚烯烃类隔板之类的聚合物隔板，而以低成本实现高能量密度和高功率密度并且安全性优异的锂离子二次电池。
解决技术问题的手段
为了解决上述问题，本发明的锂离子二次电池的特征在于：
包括电池元件和容纳所述电池元件的外壳体，所述电池元件包含正极、负极、设置成介于所述正极和所述负极之间的陶瓷隔板层和用于使所述正极和所述负极中至少一个的表面平滑的电极平滑化层、以及电解质，
所述电极平滑化层由包含活性物质和有机物质的复合材料来形成，设置在所述正极和所述负极中至少一个的表面上，并且
所述陶瓷隔板层由包含绝缘性无机微粒和有机物质的复合材料来形成，具有锂离子透过性，并且被设置成隔着所述电极平滑化层与所述正极和所述负极中至少一个相对。
此外，在本发明的锂离子二次电池中，
优选将所述电极平滑化层设置在所述正极和所述负极这两者的表面上，
优选将所述陶瓷隔板层设置成位于设在所述正极的表面上的所述电极平滑化层与设在所述负极的表面上的所述电极平滑化层之间。
通过将电极平滑化层设置在正极和负极这两者的表面并且将陶瓷隔板层以位于设在正极的表面上的电极平滑化层与设在负极的表面上的电极平滑化层之间的方式来进行设置，由于正极和负极这两者的表面确实地被平滑化，因此，可以抑制、防止电极(正极或负极)的表面凹凸对陶瓷隔板层产生不利影响，获得可靠性更高的锂离子二次电池。
此外，优选构成电极平滑化层的所述活性物质的粒径为0.03～5μm。而且，构成该电极平滑化层的粒子也可以包括由部分的一次粒子被烧结或经溶解、重结晶而结合成的二次粒子。
通过将构成电极平滑化层的所述活性物质的粒径设为0.03～5μm，可以使电极的表面充分地平滑化，从而使本发明更有效。
发明的效果
本发明的锂离子二次电池被构成为：在正极和负极中至少一个的表面上设置由包含活性物质和有机物质的复合材料构成的电极平滑化层，并且，由包含绝缘性无机微粒和有机物质的复合材料构成、且具有锂离子透过性的陶瓷隔板层隔着电极平滑化层与正极和负极中的至少一个相对，因此，即使在正极或负极的表面上存在凹凸的情况下，也可以用上述平滑化层来吸收正极或负极的凹凸，使其表面平滑，抑制、防止正极或负极的凸起部露出于陶瓷隔板层的表面，与相反的极接触而发生短路，从而可以仅用陶瓷隔板层来确保正负极间的电子绝缘性。
也就是说，在电极(正极或负极)上形成包含例如粒径为0.03～5μm的活性物质和有机物质的电极平滑化层，从而使在其上形成的陶瓷隔板层上难以产生缺陷。其结果是，做到了可以只由陶瓷隔板层来确保正负极之间的电子绝缘性，而无需使用多孔质聚烯烃类隔板之类的聚合物隔板。
在本发明中，作为构成电极平滑化层的活性物质，例如作为正极用活性物质，只要该活性物质是在本领域中作为含锂金属氧化物通常使用的，任何活性物质均可使用，例如有：LiCoO2、LiMnxO2x(x＝1,2)、LiNi1-xMnxO2x(0<x<1)、LiNi1-x-yCoxMnyO2(0≤x≤0.5,0≤y≤0.5)等，作为负极用活性物质例如有Li4Ti5O12、天然石墨、人造石墨、焦炭和碳纤维等石墨类材料，能够与锂形成合金的铝、硅、锡、银、铋、镁、锌、铟、锗、铅和钛等元素和包含这些元素的化合物，或者含锂的氮化物等。
然而，活性物质不限于上述的例子，还可以使用其他物质。
此外，除了活性物质和有机物质之外，电极平滑化层中还可以含有陶瓷颗粒等的固体粒子。
在这种情况下，从确保电极平滑化效果的角度考虑，优选的是粒径为0.03～5μm的固体粒子。此外，作为固体粒子，例如可以使用氧化铝、二氧化硅和聚乙烯树脂等的绝缘性微粒，或者考虑电极反应而使用具有电子传导性的碳颗粒。
本发明中可以仅用陶瓷隔板层来确保正负极间的电子绝缘性的上述效果，被认为通过以下原理来实现。
电极(正极或负极)的表面通常具有凹凸，并且在以与这样的电极接触的方式设置了陶瓷隔板层的情况下，由于电极表面的凹凸而在陶瓷隔板层中容易发生贯通针孔等的缺陷，这些缺陷有时会使锂离子二次电池的安全性降低。
与此相反，通过在电极(正极或负极)的表面形成电极平滑化层可以缓和电极表面的凹凸对陶瓷隔板层的影响，并显著降低陶瓷隔板层中产生的缺陷，从而可以无需使用多孔质聚合物隔板而实现安全的高可靠性的锂离子二次电池。
而且，由于无需使用多孔质聚烯烃类隔板等的聚合物隔板，本发明的锂离子二次电池可以取得以下效果。
(1)虽然在蓄电池的构成材料的成本中多孔质聚合物隔板(例如，多孔质聚烯烃类隔板)的成本占有较高的比例，但可通过省去该多孔质聚合物隔板来谋求降低成本。
(2)此外，当锂离子二次电池为层叠型电池时，由于无需高电阻的聚合物隔板，所以可以抑止为了达到期望的功率特性所需的层叠数，从这方面考虑也可以实现成本的降低。
(3)此外，所述多孔质聚合物隔板(例如，多孔质聚烯烃类隔板)的膜厚通常为20～30μm，通过消除对这种膜厚较大的聚合物隔板的需求，可以增加单位体积的能量密度(由于多孔质聚合物隔板的存在对能量(或容量)的产生没有贡献，可以通过省去该聚合物隔板来提高能量密度)。
此外，在本发明的锂离子二次电池中，作为电极平滑化层，使其含有由包含活性物质和有机物质的复合材料构成的活性物质，因此电极平滑化层也能产生电池容量，从而能够实现高能量密度和高功率密度。
附图说明
图1示意性地表示本发明实施方式1的锂离子二次电池(电池元件)的结构的图。
图2是示意性地表示本发明实施方式2的锂离子二次电池(电池元件)的图。
图3示意性地表示本发明实施方式的锂离子二次电池(电池元件)的变形例的图。
图4示意性地表示专利文献1中公开的现有的锂离子二次电池的结构的图。
图5示意性地表示专利文献2中公开的现有的锂离子二次电池的结构的图。
图6示意性地表示专利文献3中公开的现有的锂离子二次电池的结构的图。
具体实施方式
以下描述本发明的实施方式，将就视为本发明的特征部分作详细说明。
[实施方式1]
<锂离子二次电池的制作>
(工序1)正极活性物质浆料的制备
称量88克的锰酸锂(户田工业股份公司制，HPM-7051，平均粒径D50＝6.1μm)、2克石墨(TIMCAL公司制，KS-6)和6克石墨(TIMCAL公司制，Super P Li)。
然后，将所称量的各种材料放入1000毫升的容器中，再向其中添加直径1.0mm的PSZ制研磨介质和200克的N-甲基吡咯烷酮(以下称NMP)以作为溶剂。然后，用翻滚球磨机以150rpm的转速混合24小时来进行分散。通过此过程，锰酸锂的二次粒子被破碎，平均粒径D50变为2.1μm。
在以上述方式分散了各种材料后的溶液中加入40克的聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7208)的10质量％NMP溶液，然后，再用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成正极活性物质浆料。
(工序2)负极活性物质浆料的制备
称量85克石墨(三菱化学股份公司制，GTR6，平均粒径D50＝11.0μm)、15克导电助剂(日立化成股份公司制，SMSC10-4V3)、100克NMP以及53克聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7305)的10质量％NMP溶液，用行星式混合机搅拌，制成负极活性物质浆料。
(工序3)电极(负极)平滑化层用浆料的制备
称量80克钛酸锂(石原产业股份公司制，XA-106，平均粒径D50＝6.8μm)并放入500mL的容器中，再添加直径1.0mm的PSZ制研磨介质和100克的NMP来作为溶剂，用翻滚球磨机以150rpm的转速混合16小时来进行分散。通过此过程，钛酸锂的二次粒子被粉碎，平均粒径D50变为0.8μm。此时，二次粒子并未被完全破碎，一部分粒子以一次粒子被烧结或经溶解、重结晶而结合成的二次粒子的形态存在。
然后，在如上所述分散了各种材料的溶液中加入50克聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7208)的10质量％的NMP溶液，再用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成电极(负极)平滑化层用浆料。
(工序4)正极的制作
将以上(工序1)制备得到的正极活性物质浆料涂布到由铝箔(东海东洋铝业贩卖股份公司制，厚度20μm)形成的正极集电箔上，通过干燥后进行冲压，制成正极。并且，还在正极集电箔的露出部分上装配铝片，制成引出电极。
(工序5)负极的制作
将以上(工序2)制备的负极活性物质浆料涂布到由压延铜箔(日本制箔股份公司制，厚度10μm)形成的负极集电箔上，通过干燥后进行冲压，制成负极。并且，还在负极集电箔的露出部分上装配镍片，制成引出电极。
(工序6)电极(负极)平滑化层的制作
将以上(工序3)制备的电极平滑化层浆料涂布到以上(工序5)制备的负极上，形成电极(负极)平滑化层。再有，优选将电极(负极)平滑化层形成为例如10μm以下的厚度。
(工序7)陶瓷隔板层的形成
在500mL的容器中放入100克的球状氧化铝粉末(电气化学工业股份公司制，平均粒径D50＝0.3μm)和80克NMP来作为溶剂。并且，还加入直径5毫米的PSZ制研磨介质，用翻滚球磨机以150rpm的速度混合16小时，从而进行分散。
此后，加入67.8克的PVDF-HFP(ARKEMA公司制，Kynar#2850)的粘合剂溶液(20质量％NMP溶液)，用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成PVC(颜料体积浓度)80％的陶瓷隔板层用浆料。
将制备得到的陶瓷隔板层用浆料通过棒涂器涂布于以上(工序6)在负极表面所形成的电极(负极)平滑化层上，然后使其干燥，从而形成11μm厚的陶瓷隔板层。
(工序7)蓄电池组电池的制作
如图1示意性地示出，使具有以上(工序7)制备的电极(负极)平滑化层12和陶瓷隔板11的负极2与以上(工序4)制作的正极1相对，并以电极(负极)平滑化层12和陶瓷隔板层11位于正极1和负极2之间的方式进行接合，从而制成由一对电极(正极和负极)构成的电池元件20。
然后，用两片层压材料夹着制备得到的电池元件，用脉冲热封机对三边进行热压接，从而制成在一边具有开口部的层压封装件(外壳体)。
接着，将电解液从层压材料的开口部注入封装件内。
作为电解液，使用在碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的体积比为3:7的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)溶解而成的1M的电解液。
最后，将层压封装件的开口部分真空密封，从而制成锂离子二次电池(蓄电池组电池)。
<特性评价>
为了评价以上述方式制成的锂离子二次电池(蓄电池组电池)的特性，对于10个锂离子二次电池确认了是否发生短路故障。短路故障的判断方法是，将电池充电到3.8V后放置一周时间，测定电池的电压，将电压为3.7V以上的电池视为合格品，并将电压不足3.7V的电池视为不合格。其结果如表1所示。
另外，为了比较，也对除了不进行以上(工序6)形成电极(负极)平滑化层的步骤以外、用同一方法制作得到的锂离子二次电池(在正极和负极之间仅有陶瓷隔板层的锂离子二次电池)作了同样的评价。其结果一并显示在表1中。
[表1]
如表1所示，在本发明实施方式1的锂离子二次电池的情况下，用于评价的10个锂离子二次电池均被判断为未发生短路。
另一方面，在未形成电极平滑化层的用于对比的锂离子二次电池的情况下，用于评价的10个锂离子二次电池全部被判断为发生了短路。
根据上述结果确认，在使负极的表面上形成电极(负极)平滑化层的情况下，负极的表面被平滑化，可以不使用多孔性聚合物隔膜而仅用陶瓷隔板来防止短路故障的发生。
[实施方式2]
<锂离子二次电池的制作>
(工序1)正极活性物质浆料的制备
称量88克锰酸锂(户田工业股份公司制，HPM-7051，平均粒径D50＝6.1μm)、2克石墨(TIMCAL公司制，KS-6)和6克石墨(TIMCAL公司制，Super P Li)。
然后，用行星式混合器进行搅拌，从而制成正极活性物质浆料。
(工序2)负极活性物质浆料的制备
称量85克石墨(三菱化学股份公司制，GTR6，平均粒径D50＝11.0μm)、15克导电助剂(日立化成股份公司制，SMSC10-4V3)、100克NMP以及53克聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7305)的10质量％NMP溶液，用行星式混合机搅拌后制成负极活性物质浆料。
(工序3)电极(正极)平滑化层用浆料的制备
称量88克锰酸锂(户田工业股份公司制，HPM-7051，平均粒径D50＝6.1μm)、2克石墨(TIMCAL公司制，KS-6)和6克石墨(TIMCAL公司制，Super P Li)。
然后，将称量后的各种材料放入1000毫升的容器，再向其中添加直径1.0mm的PSZ制研磨介质和200克N-甲基吡咯烷酮(以下，NMP)来作为溶剂。然后用翻滚球磨机以150rpm转速混合24小时，进行分散。通过此过程，锰酸锂的二次粒子被破碎，平均粒径D50成为2.1μm。此时，二次粒子并未被完全破碎，一部分粒子以一次粒子被烧结或经溶解、重结晶而结合成的二次粒子的形态存在。
在如上所述分散各种材料的溶液中，加入40克聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7208)的10质量％的NMP溶液后，再用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成电极(正极)平滑化用浆料。
(工序4)电极(负极)平滑化层用浆料的制备
称量80克钛酸锂(石原产业股份公司制，XA-106，D50＝6.8μm)放入500mL的容器中，再加入直径1.0毫米的PSZ制研磨介质和100克NMP来作为溶剂，使用翻滚球磨机以150rpm的转速混合16小时，进行分散。通过此过程，钛酸锂的二次粒子被破碎，平均粒径D50变为0.8μm。此时，二次粒子并未被完全破碎，一部分粒子以一次粒子被烧结或经溶解、重结晶而结合成的二次粒子的形态存在。
然后，在如上所述分散了各种材料的溶液中，加入50克聚偏氟乙烯(KUREHA股份公司制，#7208)的10质量％的NMP溶液后，再用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成电极(负极)平滑化层用浆料。
(工序5)正极的制作
将以上(工序1)制备的正极活性物质浆料涂布到由铝箔(东海东洋铝业贩卖股份公司制，厚度为20μm)构成的正极集电箔上，通过干燥后进行冲压，制成正极。而且，在正极集电箔露出的部分装配铝接头，制成引出电极。
(工序6)负极的制作
在以上(工序2)制备的负极活性物质浆料涂布到用由压延铜箔(日本制箔股份公司制，厚度10μm)构成的负极集电箔上，通过干燥后进行冲压，制成负极。而且，在负极集电箔露出的部分装配镍接头，制成引出电极。
(工序7)电极(正极)平滑化层的制作
将以上(工序3)制备的电极(正极)平滑化层用浆液涂布在以上(工序5)制作的正极上，形成电极(正极)平滑化层。再有，优选电极(正极)平滑化层形成为例如10μm以下的厚度。
(工序8)电极(负极)平滑化层的制作
用以上(工序4)制备的电极(负极)平滑化层用浆液涂布在以上(工序6)制作的负极上，形成电极(负极)平滑化层。再有，通常优选电极(负极)平滑化层形成为10μm以下的厚度。
(工序9)陶瓷隔板层的形成
在500mL的容器中放入100克球状氧化铝粉末(电气化学工业股份公司制，平均粒径D50＝0.3μm)和80克NMP来作为溶剂。再加入直径5毫米的PSZ制研磨介质，用翻滚球磨机以150rpm的转速混合16小时，进行分散。
此后，加入67.8克的PVDF-HFP(ARKEMA公司制，Kynar#2850)的粘合剂溶液(20质量％NMP溶液)，用翻滚球磨机以150rpm的转速混合4小时，制成PVC(颜料体积浓度)为80％的陶瓷隔板层用浆料。
将制备得到的陶瓷隔板层用浆料用棒式涂布机涂布在具有以上(工序8)制作的(负极)平滑化层的负极上，然后使其干燥，形成膜厚为11μm的陶瓷隔板层。
(工序10)蓄电池组电池的制作
如图2示意性地示出，通过使具有以上(工序9)制备的电极(负极)平滑化层12(12b)和陶瓷隔板层11的负极2与具有以上(工序7)制备的电极(正极)平滑化层12(12a)的正极1相对，并以陶瓷隔板层11位于电极(正极)平滑化层12(12a)和电极(负极)平滑化层12(12b)之间的方式进行接合，制成包括一对电极(正极和负极)的电池元件20。
然后，用两片层压材料夹着制备的电池元件，用脉冲热封机对三边热压接，从而制成在一边具有开口部的层压封装件(外壳体)。
接着，将电解液从层压材料的开口部注入封装件内。作为电解液，使用在碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的体积比为3:7的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)溶解而成的1M的电解液。
最后，将层压封装件的开口部分真空密封，从而制作成锂离子二次电池(蓄电池组电池)。
<特性评价>
为了评价以上述方式制作得到的锂离子二次电池(蓄电池组电池)的特性，对于10个锂离子二次电池确认了是否有短路故障发生。短路故障的判定方法是，将电池充电到3.8V后放置一周时间，测定电池电压，电压为3.7V以上的电池被视为合格品，电压不足3.7V的电池被视为不合格。其结果如表2所示。
另外，为了比较，也对除了不进行以上(工序8)形成电极(负极)平滑化层的步骤以外、用同一方法制作得到的锂离子二次电池(在正极和负极之间仅有陶瓷隔板层的锂离子二次电池)作了同样的评价。其结果一并显示在表2中。
[表2]
如表2所示，在本发明实施方式2的锂离子二次电池的情况下，用于评价的10个锂离子二次电池均被判断为未发生短路。
另一方面，在未形成电极平滑化层的用于对比的锂离子二次电池的情况下，用于评价的10个锂离子二次电池全部被判断为发生了短路。
根据上述结果确认，在正极和负极表面上形成电极平滑化层的情况下，正极和负极的表面被平滑化，可以不使用多孔性聚合物隔膜而仅用陶瓷隔板来防止短路故障的发生。
再有，在实施方式2中，虽然将陶瓷隔板层形成在设于负极表面上的电极(负极)平滑化层上，但是也可将陶瓷隔板层形成在设于正极表面的电极(正极)平滑化层上。
[变形例]
在上述实施方式1中说明了仅在负极的表面设置电极(负极)平滑化层的情况，在上述实施方式2中说明了在正极和负极两个表面上设置电极(正极和负极)平滑化层的情况，然而，也可以如图3所示那样，根据情况仅在正极1的表面上设置电极(正极)平滑化层12。再有，图3中标注有与图1和图2相同的附图标记的部分表示相同或相当的部分。
而且，本发明不限于上述的实施方式，关于正极和负极、隔板保护层、陶瓷隔板层等的具体构成材料和形成方法以及电解液的种类等，可以在本发明的范围内能够实施各种应用和变形。
附图标记说明
1 正极
2 负极
11 陶瓷隔板层
12(12a，12b) 电极平滑化层
20 电池元件

Claims (3)

1.一种锂离子二次电池，其特征在于，
包括电池元件和容纳所述电池元件的外壳体，所述电池元件包含正极、负极、被设置成介于所述正极和所述负极之间的陶瓷隔板层和用于使所述正极和所述负极中的至少一个平滑的电极平滑化层、以及电解质，
具有所述电极平滑化层的所述正极及所述负极中的至少一方具有电极活性物质，
所述电极平滑化层由包含活性物质和有机物质的复合材料来形成，设置在所述正极和所述负极中至少一个的表面上，设置在所述正极的所述电极平滑化层所含有的所述活性物质为正极活性物质，设置在所述负极的所述电极平滑化层所含有的所述活性物质为负极活性物质，并且
所述陶瓷隔板层由包含绝缘性无机微粒和有机物质的复合材料来形成，具有锂离子透过性，并且被设置成隔着所述电极平滑化层与所述正极和所述负极中的至少一个相对，
所述平滑化层的活性物质的平均粒径小于所述电极活性物质。
2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，
将所述电极平滑化层设置在所述正极和所述负极这两者的表面上，
将所述陶瓷隔板层设置成位于设在所述正极的表面上的所述电极平滑化层与设在所述负极的表面上的所述电极平滑化层之间。
3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其特征在于，
构成所述电极平滑化层的所述活性物质的粒径为0.03～5μm。
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