CN112640183A - 二次电池 - Google Patents

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堀内博志
岩根伸之
井原将之
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供一种能够抑制充放电循环后的加热安全性降低的二次电池。二次电池至少由具有包含熔点为166℃以下的氟系粘合剂的正极活性物质层的多个正极、具有负极活性物质层的多个负极,以及电解质构成,使正极活性物质层与负极活性物质层相对地配置,使得正极活性物质层的边缘位于负极活性物质层的边缘的内侧。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
近年来,为了提高电池特性,研究了一种使用低熔点粘合剂作为电极的粘合剂的技术。例如,在专利文献1~3中,提出了如下技术:通过使用熔点为165℃以下的聚偏氟乙烯(PVdF)作为正极的粘合剂,从而实现具有高空孔率且稳定的多孔结构的涂布物层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4053763号公报
专利文献2:日本专利第4021651号公报
专利文献3:日本专利第4021652号公报
近年来,由于二次电池被用作各种电子设备、电动汽车等的电源,因此在高温环境下使用的情况也在增加。因此,期望抑制充放电循环后的加热安全性的降低。
本发明的目的在于,提供一种能够抑制充放电循环后的加热安全性的降低的二次电池。
发明内容
为了解决上述的课题,本发明为一种二次电池,具备:多个正极,具有包含熔点为166℃以下的氟系粘合剂的正极活性物质层;多个负极,具有负极活性物质层;以及电解质,正极活性物质层与负极活性物质层相对,并且正极活性物质层的边缘位于负极活性物质层的边缘的内侧。
根据本发明,能够抑制充放电循环后的加热安全性的降低。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的非水电解质二次电池的结构的一个例子的分解立体图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是表示氟系粘合剂的DSC曲线的一个例子的图表。
图4是表示本发明的第二实施方式涉及的电子设备的结构的一个例子的框图。
具体实施方式
按照以下的顺序对本发明的实施方式进行说明。
1第一实施方式(层压型电池的例子)
2第二实施方式(电子设备的例子)
<1第一实施方式>
[概要]
具有扁平形状的卷绕型的电极体是通过将正极以及负极一边转动一边卷绕在扁平状的卷芯上而制作的,因此具有正极以及负极急剧弯曲的部分。特别是在电极体的内周部侧,正极以及负极大致弯曲180度,因此正极以及负极的弯曲特别急剧。在像这样正极以及负极急剧弯曲的部位,随着充放电循环的进行,Li化合物容易堆积在负极上。因此,在具有具有扁平形状的卷绕型的电极体的二次电池中,在充放电循环后加热安全性降低。
另一方面,在多个正极和多个负极交替层叠而成的层叠型的电极体中,由于不存在正极以及负极急剧弯曲的部位,因此能够抑制Li化合物在负极上的堆积。
然而,在层叠型的电极体中,对于规定的电池形状,为了实现所期望的能量密度以及输入输出性能,一般使用多个正极以及负极。因此,与具有扁平形状的卷绕型的电极体相比,正极以及负极的边缘的数量(即正极以及负极的边缘的合计长度)增加。另外,通常,由于负极活性物质层比正极活性物质层大,正极活性物质层的边缘位于负极活性物质层的边缘的内侧,因此从正极活性物质层的边缘部脱离的锂离子在嵌入与该正极活性物质层的端部相对的负极活性物质层的部分之后,向不与正极活性物质层相对的负极活性物质层的边缘部扩散。通过该扩散现象,如果反复进行充放电循环,则正极活性物质层的边缘部的锂离子的脱出量增加,其结果为,在充电时正极活性物质层的边缘部的电位变得高于正极活性物质层的边缘部以外的电位。因此,在层叠型的电极体中,与具有扁平形状的卷绕型的电极体相比,存在多个正极的电位较高的部位。因此,在层叠型的电极体中,由于与具有扁平形状的卷绕型的电极体不同的原因,充放电循环后的加热安全性降低。
因此,本发明人等鉴于上述问题,对在具有多个正极和多个负极交替层叠而成的层叠型的电极体的二次电池中,能够抑制充放电循环后的加热安全性降低的技术进行了深入研究。结果发现,如果使用熔点为166℃以下的氟系粘合剂作为正极的粘合剂,则能够通过氟系粘合剂良好地覆盖正极活性物质粒子,由此能够在正极活性物质层的边缘部抑制正极活性物质与电解液的反应进程,因此即使在电极体中存在多个正极的电位变高的部位,也能够抑制充放电循环后的加热安全性的降低。
需要说明的是,电极体的结构会对在正极以及负极急剧弯曲的部位Li化合物堆积在负极上的现象造成较大的影响。因此,即使使用熔点为166℃以下的氟系粘合剂,也难以抑制上述的Li化合物的析出。即,即使将熔点为166℃以下的氟系粘合剂应用于具有扁平形状的卷绕型的电极体,也难以抑制充放电循环后的加热安全性的降低。
[电池的结构]
图1表示本发明的第一实施方式涉及的非水电解质二次电池(以下简称为“电池”。)的结构的一个例子。电池是所谓的层压型电池,将安装有正极引线11以及负极引线12的电极体20收容在膜状的外装件10的内部,能够实现小型化、轻量化以及薄型化。
正极引线11以及负极引线12分别从外装件10的内部朝向外部、例如向同一方向被导出。正极引线11以及负极引线12例如分别由Al、Cu、Ni或不锈钢等金属材料构成,分别为薄板状或网眼状。
外装件10例如由将尼龙膜、铝箔以及聚乙烯膜依次贴合而成的矩形的铝层压膜构成。外装件10例如以聚乙烯膜侧与电极体20相对的方式配设,各外缘部通过熔接或粘接剂相互密合。在外装件10与正极引线11以及负极引线12之间插入有用于抑制外部气体的侵入的密合膜13。密合膜13由相对于正极引线11以及负极引线12具有密合性的材料、例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性聚丙烯等聚烯烃树脂构成。
需要说明的是,外装件10也可以由具有其他结构的层压膜、聚丙烯等高分子膜或金属膜代替上述的铝层压膜而构成。或者,也可以将铝制膜作为芯材,由在其单面或两面层叠有高分子膜的层压膜构成。
图2是沿着图1所示的电极体20的II-II线的剖视图。电极体20具备多个正极21、多个负极22、多个隔膜23和作为电解质的电解液,具有正极21和负极22以将隔膜23夹在中间的方式交替层叠而成的层叠型的结构。通过交替地层叠正极21以及负极22,能够得到体积能量密度比较高的电池。由于该层叠型的电极体20不具有正极21以及负极22急剧弯曲的部位,因此与具有扁平形状的卷绕型的电极体相比,能够抑制Li化合物在负极22上的堆积。电解液浸渗于正极21、负极22以及隔膜23中。
在此,对电极体20具备多个隔膜23,这些隔膜23分别配置于正极21-负极22之间的结构进行说明,但电极体20的结构并不限定于此,例如,也可以是电极体20具备蜿蜒折曲的一张隔膜23,正极21、负极22交替配置在经折叠的隔膜23之间的结构。另外,对电极体20为层叠型的情况进行说明,但电极体20的结构并不限定于此,例如,也可以是正极以及负极在卷绕方向上被分割为两个以上的具有圆柱状的卷绕型的电极体。
另外,对正极21以及负极22为平面状的情况进行说明,但正极21以及负极22的形状并不限定于此,例如也可以是V字状等的屈曲状、弯曲状等曲面状等。但是,在使正极21以及负极22的形状为屈曲状的情况下,屈曲的角度为大致180度的急剧的屈曲状除外。从抑制Li化合物堆积在屈曲部的负极22上的观点出发,屈曲的角度优选为超过0度且135度以下。在此,将正极21以及负极22没有屈曲的平面的状态作为屈曲的角度的基准(0度)。另外,正极21以及负极22的形状并不限定于矩形,例如也可以是圆形、椭圆形或矩形以外的多边形等。
以下,对构成电池的正极21、负极22、隔膜23以及电解液依次进行说明。
(正极)
正极21例如具备矩形的正极集电体21A和设置于正极集电体21A的两面的正极活性物质层21B。正极集电体21A例如由铝箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。正极集电体21A可以具有板状或网眼状。正极集电体21A具有延伸设置有该正极集电体21A的周缘的一部分的延伸设置部。在该延伸设置部不设置正极活性物质层21B,成为正极集电体21A露出的状态。在正极21和负极22将隔膜23夹在中间而层叠的状态下,多个延伸设置部彼此接合,正极引线11与该接合的延伸设置部电连接。正极活性物质层21B包含能够嵌入以及脱嵌锂的一种或两种以上的正极活性物质和粘合剂。根据需要,正极活性物质层21B还可以包含导电助剂。
(正极活性物质)
作为能够嵌入以及脱嵌锂的正极活性物质,例如,锂氧化物、锂磷氧化物、锂硫化物或含有锂的层间化合物等含锂化合物是适当的,也可以将它们中的两种以上混合使用。为了提高能量密度,优选含有锂、过渡金属元素和氧的含锂化合物。作为这样的含锂化合物,例如可以列举出式(A)所示的具有层状岩盐型结构的锂复合氧化物、式(B)所示的具有橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等。作为含锂化合物,更优选含有由Co、Ni、Mn以及Fe构成的组中的至少一种作为过渡金属元素。作为这样的含锂化合物,例如可以列举出式(C)、式(D)或式(E)所示的具有层状岩盐型结构的锂复合氧化物、式(F)所示的具有尖晶石型结构的锂复合氧化物,或者式(G)所示的具有橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等,具体而言,有LiNi0.50Co0.20Mn0.30O2、LiCoO2、LiNiO2、LiNiaCo1-aO2(0<a<1)、LiMn2O4或LiFePO4等。
LipNi(1-q-r)MnqM1rO(2-y)Xz…(A)
(其中,式(A)中,M1表示除Ni、Mn以外的选自第2族~第15族的元素中的至少一种。X表示氧以外的第16族元素以及第17族元素中的至少一种。p、q、y、z为0≤p≤1.5、0≤q≤1.0、0≤r≤1.0、-0.10≤y≤0.20、0≤z≤0.2的范围内的值。)
LiaM2bPO4…(B)
(其中,式(B)中,M2表示选自第2族~第15族的元素中的至少一种。a、b为0≤a≤2.0、0.5≤b≤2.0的范围内的值。)
LifMn(1-g-h)NigM3hO(2-j)Fk…(C)
(其中,式(C)中,M3表示由Co、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Zr、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。f、g、h、j以及k为0.8≤f≤1.2、0<g<0.5、0≤h≤0.5、g+h<1、-0.1≤j≤0.2、0≤k≤0.1的范围内的值。需要说明的是,锂的组成根据充放电的状态而异,f的值表示完全放电状态下的值。)
LimNi(1-n)M4nO(2-p)Fq…(D)
(其中,式(D)中,M4表示由Co、Mn、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。m、n、p以及q为0.8≤m≤1.2、0.005≤n≤0.5、-0.1≤p≤0.2、0≤q≤0.1的范围内的值。需要说明的是,锂的组成根据充放电的状态而异,m的值表示完全放电状态下的值。)
LirCo(1-s)M5sO(2-t)Fu…(E)
(其中,式(E)中,M5表示由Ni、Mn、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。r、s、t以及u为0.8≤r≤1.2、0≤s<0.5、-0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。需要说明的是,锂的组成根据充放电的状态而异,r的值表示完全放电状态下的值。)
LivMn2-wM6wOxFy…(F)
(其中,式(F)中,M6表示由Co、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。v、w、x以及y为0.9≤v≤1.1、0≤w≤0.6、3.7≤x≤4.1、0≤y≤0.1的范围内的值。需要说明的是,锂的组成根据充放电的状态而异,v的值表示完全放电状态下的值。)
LizM7PO4…(G)
(其中,式(G)中,M7表示由Co、Mg、Fe、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Nb、Cu、Zn、Mo、Ca、Sr、W以及Zr构成的组中的至少一种。z为0.9≤z≤1.1的范围内的值。需要说明的是,锂的组成根据充放电的状态而异,z的值表示完全放电状态下的值。)
作为能够嵌入以及脱嵌锂的正极活性物质,除了这些以外,还能够使用MnO2、V2O5、V6O13、NiS、MoS等不包含锂的无机化合物。
能够嵌入以及脱嵌锂的正极活性物质也可以是上述以外的物质。另外,上述例示的正极活性物质可以以任意的组合混合两种以上。
(粘合剂)
粘合剂包含氟系粘合剂。氟系粘合剂的熔点的上限值为166℃以下,优选为160℃以下,更优选为155℃以下。如果氟系粘合剂的熔点为166℃以下,则在正极21的制作工序中对正极活性物质层21B进行干燥(热处理)时,粘合剂容易熔融,能够利用宽而薄的粘合剂膜良好地覆盖正极活性物质粒子的表面。因此,即使当在充电时正极活性物质层21B的边缘部的电位变高时,也能够抑制正极活性物质与电解液的反应进程,从而抑制正极活性物质的劣化进程。因此,即使层叠型的电极体20具有比具有扁平形状的卷绕型的电极体更多的正极21的电位高的部位,也能够抑制充放电循环后的正极21的热稳定性的降低。因此,能够抑制充放电循环后的电池的加热安全性的降低。氟系粘合剂的熔点的下限值没有特别限定,例如为152℃以上。
上述的氟系粘合剂的熔点例如以如下方式进行测定。首先,从电池中取出正极21,用碳酸二甲酯(DMC)进行清洗、干燥之后,除去正极集电体21A,在适当的分散介质(例如N-甲基吡咯烷酮等)中进行加热、搅拌,由此使粘合剂以及正极活性物质等溶解于分散介质中。然后,通过离心分离除去正极活性物质,将残留的上清液过滤之后进行蒸发干固,或者将残留的上清液与粘合剂不能溶解的溶剂(例如水)混合,由此使粘合剂再沉淀。由此,能够取出粘合剂。
接着,通过差示扫描量热计(DSC株式会社理学制造的Rigaku Thermo plusDSC8230),以1~10℃/min的升温速度对几~几十mg的样品(取出的粘合剂)进行加温,将出现在100℃~250℃的温度范围内的吸热峰(参照图3)中的、表示最大吸热量的温度作为氟系粘合剂的熔点。在本发明中,将通过加热、加温而使高分子表现出流动性的温度定义为熔点。
氟系粘合剂例如为聚偏氟乙烯(PVdF)。作为聚偏氟乙烯,优选使用偏氟乙烯(VdF)的均聚物(homopolymer)。作为聚偏氟乙烯,也能够使用偏氟乙烯(VdF)与其他单体的共聚物(copolymer),但作为共聚物的聚偏氟乙烯容易在电解液中溶胀以及溶解,粘结力较弱,因此正极21的特性有可能降低。作为聚偏氟乙烯,也可以使用将其末端等的一部分用马来酸等羧酸改性而成的物质。
正极活性物质层21B中的氟系粘合剂的含量为0.5质量%以上且4.0质量%以下,优选为2.0质量%以上且4.0质量%以下,更优选为3.0质量%以上且4.0质量%以下。如果氟系粘合剂的含量为0.5质量%以上,则能够利用宽而薄的粘合剂膜有效地覆盖正极活性物质粒子的表面,因此能够进一步抑制充放电循环后的正极21的热稳定性的降低。因此,能够进一步抑制充放电循环后的电池的加热安全性的降低。另一方面,如果氟系粘合剂的含量为4.0质量%以下,则能够得到特别良好的充放电循环特性。
上述的氟系粘合剂的含量以如下方式进行测定。首先,从电池中取出正极21,用DMC进行清洗、干燥。接着,使用差示热天平装置(TG-DTA株式会社理学制造的RigakuThermo plus TG8120),以1~5℃/min的升温速度,在空气气氛下将几~几十mg的样品加热至600℃,根据此时的重量减少量,求出正极活性物质层21B中的氟系粘合剂的含量。需要说明的是,是否为由粘合剂引起的重量减少量能够通过如上述的粘合剂的熔点的测定方法中说明的那样分离粘合剂,在空气气氛下进行仅粘合剂的TG-DTA测定,调查粘合剂在几度下燃烧来确认。
(导电助剂)
作为导电助剂,例如能够使用石墨、碳纤维、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管以及石墨烯等中的至少一种碳材料。需要说明的是,导电助剂只要是具有导电性的材料即可,并不限定于碳材料。例如,也可以使用金属材料或导电性高分子材料等作为导电助剂。另外,作为导电助剂的形状,例如可以列举出粒状、鳞片状、中空状、针状或筒状等,但并不特别限定于这些形状。
正极活性物质层21B中的导电助剂的含量优选为0.3质量%以上且4.0质量%以下。如果导电助剂的含量为0.3质量%以上,则能够在正极活性物质层21B确保良好的导电通路,因此能够进一步提高循环特性以及负载特性等电池特性。另一方面,如果导电助剂的含量为4.0质量%以下,则能够抑制吸附于导电助剂的粘合剂量,因此能够利用粘合剂有效地覆盖正极活性物质粒子。因此,能够进一步抑制充放电循环后的正极21的热稳定性的降低。因此,能够进一步抑制充放电循环后的电池的加热安全性的降低。
上述的导电助剂的含量以如下方式进行测定。首先,从电池中取出正极21,用DMC进行清洗、干燥。接着,使用差示热天平装置(TG-DTA株式会社理学制造的Rigaku Thermoplus TG8120),以1~5℃/min的升温速度,在空气气氛下将几~几十mg的样品加热至600℃。然后,从此时的重量减少量中减去由粘合剂的燃烧反应引起的重量减少量,由此求出导电助剂的含量。需要说明的是,是否为由粘合剂引起的重量减少量能够通过如上述的粘合剂的熔点的测定方法中说明的那样分离粘合剂,在空气气氛下进行仅粘合剂的TG-DTA测定,调查粘合剂在几℃下燃烧来确认。
(负极)
负极22例如具备矩形的负极集电体22A和设置于负极集电体22A的两面的负极活性物质层22B。负极集电体22A例如由铜箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。负极集电体22A也可以具有板状或网眼状。负极集电体22A具有延伸设置有该负极集电体22A的周缘的一部分的延伸设置部。在该延伸设置部不设置负极活性物质层22B,成为负极集电体22A露出的状态。在正极21和负极22将隔膜23夹在中间而层叠的状态下,多个延伸设置部彼此接合,负极引线12与该接合的延伸设置部电连接。负极活性物质层22B包含能够嵌入以及脱嵌锂的一种或两种以上的负极活性物质。根据需要,负极活性物质层22B还可以包含粘合剂以及导电助剂中的至少一种。
负极活性物质层22B比正极活性物质层21B大,在正极21和负极22将隔膜23夹在中间而层叠的状态下,正极活性物质层21B的边缘位于负极活性物质层22B的边缘的内侧。更具体而言,调整正极21与负极22的相对位置,使得从层叠型的电极体20的厚度方向(层叠方向)观察,正极活性物质层21B的投影面收纳于负极活性物质层22B的投影面的内侧。
如果负极活性物质层22B与正极活性物质层21B的边缘处于上述的位置关系,则如上所述,如果反复进行充放电循环,则在充电时正极活性物质层21B的边缘部的电位变得高于正极活性物质层21B的边缘部以外的电位。在第一实施方式涉及的电池中,正极21包含熔点为166℃以下的氟系粘合剂,因此像这样在充电时正极活性物质层21B的边缘部的电位变高时,也能够抑制正极活性物质与电解液的反应进程。因此,能够抑制正极活性物质的劣化进程。
(负极活性物质)
作为负极活性物质,例如可以列举出难石墨化碳、易石墨化碳、石墨、热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物烧成体、碳纤维或活性炭等碳材料。其中,焦炭类有沥青焦炭、针状焦炭或石油焦炭等。所谓有机高分子化合物烧成体,是指将酚醛树脂、呋喃树脂等高分子材料在适当的温度下烧成而碳化后的物质,也有一部分被分类为难石墨化碳或易石墨化碳的物质。这些碳材料在充放电时产生的晶体结构的变化非常少,能够得到高充放电容量,并且能够得到良好的循环特性,因此是优选的。特别是石墨的电化学当量较大,能够得到高能量密度,因此是优选的。另外,难石墨化碳能够得到优异的循环特性,因此是优选的。此外,充放电电位较低的物质、具体而言充放电电位接近锂金属的物质能够容易地实现电池的高能量密度化,因此是优选的。
另外,作为能够高容量化的其他负极活性物质,也可以列举出包含金属元素以及半金属元素中的至少一种作为构成元素(例如合金、化合物或混合物)的材料。这是因为如果使用这样的材料,则能够得到高能量密度。特别是,如果与碳材料一起使用,则能够得到高能量密度,并且能够得到优异的循环特性,因此更优选。需要说明的是,在本发明中,合金除了包含由两种以上的金属元素构成的合金以外,也包含含有一种以上的金属元素和一种以上的半金属元素的合金。另外,也可以含有非金属元素。其组织存在固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物或它们中的两种以上共存的物质。
作为这样的负极活性物质,例如可以列举出能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素。具体而言,可以列举出Mg、B、Al、Ti、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd或Pt。它们可以是结晶质,也可以是非晶质的。
作为负极活性物质,优选含有短周期型周期表中的第4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的物质,更优选含有Si以及Sn中的至少一种作为构成元素的物质。这是因为Si以及Sn具有较大的嵌入以及脱嵌锂的能力,并且能够得到高能量密度。作为这样的负极活性物质,例如可以列举出Si的单质、合金或化合物、Sn的单质、合金或化合物,或者在至少一部分具有它们中的一种或两种以上的材料。
作为Si的合金,例如可以列举出,作为Si以外的第二构成元素包含选自由Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb、Nb、Mo、Al、P、Ga以及Cr构成的组中的至少一种的合金。作为Sn的合金,例如可以列举出,作为Sn以外的第二构成元素含有选自由Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb、Nb、Mo、Al、P、Ga以及Cr构成的组中的至少一种的合金。
作为Sn的化合物或Si的化合物,例如可以列举出含有O或C作为构成元素的化合物。这些化合物也可以含有上述的第二构成元素。
其中,作为Sn系的负极活性物质,优选含有Co、Sn和C作为构成元素,具有结晶性较低或非晶质的结构。
作为其他的负极活性物质,例如也可以列举出能够嵌入以及脱嵌锂的金属氧化物或高分子化合物等。作为金属氧化物,例如可以列举出钛酸锂(Li4Ti5O12)等含有Li和Ti的锂钛氧化物、氧化铁、氧化钌或氧化钼等。作为高分子化合物,例如可以列举出聚乙炔、聚苯胺或聚吡咯等。
(粘合剂)
作为粘合剂,例如可以使用选自由聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)等树脂材料,以及以这些树脂材料为主体的共聚物等构成的组中的至少一种。
(导电助剂)
作为导电助剂,能够使用与正极活性物质层21B同样的物质。
(隔膜)
隔膜23将正极21与负极22隔离,防止由两极的接触引起的电流的短路,并且使锂离子通过。隔膜23例如由聚四氟乙烯、聚烯烃树脂(聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等)、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂或尼龙树脂、或者将这些树脂共混的树脂形成的多孔膜构成,也可以为将这些两种以上的多孔膜层叠而成的结构。
其中,聚烯烃制的多孔膜的短路防止效果优异,并且能够实现基于断路效应的电池的安全性提高,因此是优选的。特别是聚乙烯在100℃以上且160℃以下的范围内能够得到断路效应,并且电化学稳定性也优异,因此作为构成隔膜23的材料是优选的。其中,低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状聚乙烯的熔融温度是适当的,并且容易获得,因此优选使用。此外,也能够使用将具备化学稳定性的树脂与聚乙烯或聚丙烯共聚或共混而得到的材料。或者,多孔膜也可以具有依次层叠了聚丙烯层、聚乙烯层和聚丙烯层的三层以上的结构。例如,优选设为PP/PE/PP的三层结构,PP与PE的质量比[wt%]设为PP∶PE=60∶40~75∶25。或者,从成本的观点出发,也能够制成PP为100wt%或PE为100wt%的单层基材。作为隔膜23的制作方法,可以为湿式、干式。
作为隔膜23,也可以使用无纺布。作为构成无纺布的纤维,能够使用芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或尼龙纤维等。另外,也可以将这些两种以上的纤维混合而制成无纺布。
隔膜23也可以具有具备基材和设置于基材的单面或两面的表面层的结构。表面层包含:无机粒子,具有电绝缘性;以及树脂材料,将无机粒子粘结于基材的表面,并且将无机粒子彼此粘结。该树脂材料例如也可以具有原纤化、多个原纤相连的三维网络结构。无机粒子被担载于具有该三维网络结构的树脂材料。另外,树脂材料也可以将基材的表面、无机粒子彼此粘结而不原纤化。在该情况下,能够得到更高的粘结性。如上所述,通过在基材的单面或两面设置表面层,能够提高隔膜23的耐氧化性、耐热性以及机械强度。
基材是由透过锂离子并具有规定的机械强度的绝缘性的膜构成的多孔膜,由于在基材的空孔中保持电解液,因此优选具有对于电解液的耐性较高、反应性较低、难以膨胀这样的特性。
作为构成基材的材料,能够使用构成上述的隔膜23的树脂材料、无纺布。
无机粒子包含选自由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物以及金属硫化物等构成的组中的至少一种。作为金属氧化物,能够适当地使用氧化铝(alumina,Al2O3)、勃姆石(水合铝氧化物)、氧化镁(magnesia,MgO)、氧化钛(titania,TiO2)、氧化锆(zirconia,ZrO2)、氧化硅(silica,SiO2)或氧化钇(yttria,Y2O3)等。作为金属氮化物,能够适当地使用氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)或氮化钛(TiN)等。作为金属碳化物,能够适当地使用碳化硅(SiC)或碳化硼(B4C)等。作为金属硫化物,能够适当地使用硫酸钡(BaSO4)等。在上述的金属氧化物中,优选使用氧化铝、二氧化钛(特别是具有金红石型结构的金属氧化物)、二氧化硅或氧化镁,更优选使用氧化铝。
另外,无机粒子也可以包含沸石(M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O,M为金属元素,x≥2,y≥0)等多孔铝硅酸盐、层状硅酸盐、钛酸钡(BaTiO3)或钛酸锶(SrTiO3)等矿物。无机粒子具备耐氧化性以及耐热性,含有无机粒子的正极相对侧面的表面层对于充电时的正极附近的氧化环境也具有较强的耐性。无机粒子的形状没有特别限定,能够使用球状、板状、纤维状、立方体状以及随机形状等中的任一种。
无机粒子的粒径优选在1nm以上且10μm以下的范围内。这是因为如果小于1nm则难以获得,如果大于10μm则电极间距离变大,在有限的空间中无法充分得到活性物质填充量,电池容量降低。
作为构成表面层的树脂材料,可以列举出聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂;偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等含氟橡胶;苯乙烯-丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈-丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或其氢化物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯橡胶、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等橡胶类;乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物;聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、全芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)等聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚醚、丙烯酸树脂或聚酯等熔点以及玻璃化转变温度中的至少一者具有180℃以上的高耐热性的树脂等。这些树脂材料可以单独使用,也可以混合两种以上使用。其中,从耐氧化性以及柔软性的观点出发,优选聚偏氟乙烯等氟系树脂,从耐热性的观点出发,优选包含芳族聚酰胺或聚酰胺酰亚胺。
作为表面层的形成方法,例如能够使用将由基质树脂、溶剂以及无机粒子构成的浆料涂布在基材(多孔膜)上,使其通过基质树脂的不良溶剂和上述溶剂的亲溶剂浴中而使其相分离,然后使其干燥的方法。
需要说明的是,上述的无机粒子也可以包含于作为基材的多孔膜中。另外,表面层也可以不含有无机粒子而仅由树脂材料构成。
(电解液)
电解液是所谓的非水电解液,包含有机溶剂(非水溶剂)和溶解于该有机溶剂中的电解质盐。为了提高电池特性,电解液也可以含有公知的添加剂。需要说明的是,也可以代替电解液而使用包含电解液和作为保持该电解液的保持体的高分子化合物的电解质层。在该情况下,电解质层也可以成为凝胶状。
作为有机溶剂,能够使用碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等环状碳酸酯,优选碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯中的一者,特别是优选将两者混合使用。这是因为能够进一步提高循环特性。
作为有机溶剂,除了这些环状碳酸酯以外,还优选混合使用碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲基丙酯等链状碳酸酯。这是因为能够得到高离子传导性。
作为有机溶剂,进一步优选含有2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯酯。这是因为,2,4-二氟苯甲醚能够进一步提高放电容量,另外,碳酸亚乙烯酯能够进一步提高循环特性。因此,如果将它们混合使用,则能够进一步提高放电容量以及循环特性,因此是优选的。
除了这些以外,作为有机溶剂,可以列举出碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲基亚砜或磷酸三甲酯等。
需要说明的是,这些有机溶剂的至少一部分的氢被氟取代的化合物根据组合的电极的种类不同,有时能够提高电极反应的可逆性,因此也存在优选的情况。
作为电解质盐,例如可以列举出锂盐,可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。作为锂盐,可以列举出LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、二氟[草酸-O,O’]硼酸锂、双草酸硼酸锂,或者LiBr等。其中,LiPF6能够得到高离子传导性,并且能够进一步提高循环特性,因此是优选的。
[电池的动作]
在具有上述的结构的电池中,当进行充电时,例如锂离子从正极活性物质层21B脱嵌,经由电解液嵌入负极活性物质层22B。另外,当进行放电时,例如锂离子从负极活性物质层22B脱嵌,经由电解液嵌入正极活性物质层21B。
[电池的制造方法]
接着,对本发明的第一实施方式涉及的电池的制造方法的一个例子进行说明。
(正极的制作工序)
以如下方式制作正极21。首先,例如,将正极活性物质、粘合剂、导电助剂混合而制备正极合剂,使该正极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中,制作糊状的正极合剂浆料。接着,通过将该正极合剂浆料涂布于正极集电体21A并使溶剂干燥,利用辊压机等进行压缩成型,从而形成正极活性物质层21B,得到正极21。最后,通过将正极21切断(裁切)成在矩形的一边设置有延伸设置部(正极集电体21A的露出部)的形状,从而得到多个正极21。
(负极的制作工序)
以如下方式制作负极22。首先,例如,将负极活性物质和粘合剂混合而制备负极合剂,使该负极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂中,制作糊状的负极合剂浆料。接着,通过将该负极合剂浆料涂布于负极集电体22A并使溶剂干燥,利用辊压机等进行压缩成型,从而形成负极活性物质层22B,得到负极22。最后,通过将负极22切断(裁切)成在矩形的一边设置有延伸设置部(负极集电体22A的露出部)的形状,从而得到多个负极22。
(电极体的制作工序)
以如下方式制作层叠型的电极体20。首先,准备具有矩形的多个隔膜23。接着,将多个正极21、负极22以及隔膜23按照负极22、隔膜23、正极21、隔膜23、…、隔膜23、正极21、隔膜23、负极22的顺序层叠,制作层叠型的电极体20。接着,将层叠的多个正极21的延伸设置部彼此接合,并且将正极引线11与该接合的延伸设置部电连接。另外,将层叠的多个负极22的延伸设置部彼此接合,并且将负极引线12与该接合的延伸设置部电连接。作为连接的方法,例如可以列举出超声波焊接、电阻焊接、焊接等,考虑到热量对连接部的损伤,优选使用超声波焊接、电阻焊接等热影响较小的方法。
(密封工序)
通过外装件10将电极体20以如下方式密封。首先,将电极体20夹于外装件10,将除了一边以外的外周缘部热熔接,制成袋状,收纳在外装件10的内部。此时,在正极引线11以及负极引线12与外装件10之间插入密合膜13。需要说明的是,也可以在正极引线11、负极引线12上分别预先安装密合膜13。接着,从未熔接的一边将电解液注入到外装件10的内部之后,将未熔接的一边在真空气氛下热熔接而进行密封。由此,得到图1、图2所示的电池。
[效果]
在第一实施方式涉及的电池中,将多个正极21以及多个负极22以将隔膜23夹在中间的方式交替层叠而成的层叠型的电极体20和包含熔点为166℃以下的氟系粘合剂的正极活性物质层21B组合。由此,与具有扁平形状的卷绕型的电极体相比,能够抑制Li化合物在负极上的堆积。另外,由于能够通过氟系粘合剂良好地覆盖正极活性物质粒子,因此在充电时正极活性物质层21B的边缘部的电位变高时,也能够抑制正极活性物质与电解液的反应进程,即能够抑制正极活性物质的劣化进程。因此,不仅在充放电循环前能够抑制电池的加热安全性的降低,而且在充放电循环后也能够抑制电池的加热安全性的降低。另外,也能够得到良好的循环特性。
<2第二实施方式>
在第二实施方式中,对具备上述的第一实施方式涉及的电池的电子设备进行说明。
图4表示本发明的第二实施方式涉及的电子设备400的结构的一个例子。电子设备400具备电子设备主体的电子电路401和电池包300。电池包300经由正极端子331a以及负极端子331b与电子电路401电连接。电子设备400也可以具有能够自由装卸电池包300的结构。
作为电子设备400,例如可以列举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、移动电话(例如智能手机等)、便携式信息终端(Personal Digital Assistants:PDA:个人数字助理)、显示装置(LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、EL(Electro Luminescence:电致发光)显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静态照相机、数字摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话子机、电子书、电子词典、收音机、头戴式耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视机、音响、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器、信号灯等,但并不限定于此。
(电子电路)
电子电路401例如具备CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、周边逻辑部、接口部以及存储部等,对电子设备400的整体进行控制。
(电池包)
电池包300具备电池组301和充放电电路302。根据需要,电池包300也可以还具备收容电池组301以及充放电电路302的外装件(未图示)。
电池组301通过将多个二次电池301a串联和/或并联连接而构成。多个二次电池301a例如以n并联m串联(n,m为正整数)的方式连接。需要说明的是,在图4中,示出了6个二次电池301a以2并联3串联(2P3S)的方式连接的例子。作为二次电池301a,使用上述的第一实施方式涉及的电池。
在此,对电池包300具备由多个二次电池301a构成的电池组301的情况进行说明,但电池包300也可以采用代替电池组301而具备一个二次电池301a的结构。
充放电电路302是控制电池组301的充放电的控制部。具体而言,在充电时,充放电电路302控制对电池组301的充电。另一方面,在放电时(即使用电子设备400时),充放电电路302控制对电子设备400的放电。
作为外装件,例如能够使用由金属、高分子树脂或它们的复合材料等构成的壳体。作为复合材料,例如可以列举出层叠有金属层和高分子树脂层的层叠体。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不仅限定于这些实施例。
以下的实施例以及比较例中的氟系粘合剂的熔点是通过上述的第一实施方式中说明的测定方法求得的。
[实施例1-1]
(正极的制作工序)
以如下方式制作正极。首先,通过将作为正极活性物质的锂钴复合氧化物(LiCoO2)99.2质量%、作为粘合剂的熔点为155℃的聚偏氟乙烯(PVdF(偏氟乙烯的均聚物))0.5质量%、作为导电剂的碳纳米管0.3质量%混合,制备正极合剂之后,使该正极合剂分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮:NMP)中,制成糊状的正极合剂浆料。接着,使用涂布装置在正极集电体(铝箔)上涂布正极合剂浆料后使其干燥,形成正极活性物质层。接着,通过使用压力机对正极活性物质层进行压缩成型,得到正极。最后,通过将正极切断(裁切)成在矩形的一边设置有延伸设置部(正极集电体露出部)的形状,从而得到多个正极。
(负极的制作工序)
以如下方式制作负极。首先,通过将作为负极活性物质的人造石墨粉末96质量%、作为第一粘合剂的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)1质量%、作为第二粘合剂的聚偏氟乙烯(PVdF)2质量%和作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)1质量%混合,制备负极合剂之后,使该负极合剂分散在溶剂中,制成糊状的负极合剂浆料。接着,使用涂布装置在负极集电体(铜箔)上涂布负极合剂浆料后使其干燥。接着,通过使用压力机对负极活性物质层进行压缩成型,得到负极。最后,通过将负极切断(裁切)成在矩形的一边设置有延伸设置部(负极集电体露出部)的形状,从而得到多个负极。
(电解液的制备工序)
以如下方式制备电解液。首先,将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)以EC∶PC∶DEC=15∶15∶70的质量比进行混合,制备混合溶剂。接着,将作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6)溶解于该混合溶剂中使其成为1mol/l,制备电解液。
(层压型电池的制作工序)
以如下方式制作层压型电池。首先,在如上所述得到的多个正极的两面、多个负极的两面分别形成PVdF层。接着,准备具有矩形的多个微多孔性的聚乙烯膜作为隔膜,按照正极、隔膜、负极、隔膜的顺序反复层叠,得到层叠型的电极体。在该层叠时,调整负极与正极的相对位置,使得从电极体的厚度方向(层叠方向)观察,正极活性物质层的投影面收纳于负极活性物质层的投影面的内侧。
接着,将正极的延伸设置部同时超声波焊接于铝制的正极引线。同样地,将负极的延伸设置部同时超声波焊接于镍制的负极引线。接着,将层叠型的电极体通过折叠具有软质铝层的矩形的外装件而进行外装,将层叠型的电极体的周边的正极引线以及负极引线的导出边与一侧(长边侧)的一边热熔接而密封,另一侧(长边侧)的一边不热熔接而具有开口。作为外装件,使用从最外层起依次层叠有25μm厚的尼龙膜、40μm厚的铝箔和30μm厚的聚丙烯膜的防湿性的铝层压膜。
然后,将电解液从外装件的开口注入,将外装件的剩余的一边在减压下热熔接,将层叠型的电极体密封。由此,得到目标层压型电池。需要说明的是,该层压型电池被设计为调整正极活性物质量和负极活性物质量,完全充电时的开路电压(即电池电压)为4.45V。
[实施例1-2~1-8]
如表1所示,通过将作为正极活性物质的锂钴复合氧化物(LiCoO2)98.8~90.0质量%、作为粘合剂的熔点为155℃的聚偏氟乙烯(PVdF)0.7~5.0质量%、作为导电剂的炭黑0.5~5.0质量%混合,制成正极合剂,除此以外,与实施例1-1同样地得到层压型电池。
[比较例1-1]
(正极的制作工序)
在与实施例1-1同样地制作正极之后,通过将正极切断(裁切)成带状,得到在长度方向的两端设置有正极集电体露出部的正极。
(负极的制作工序)
在与实施例1-1同样地制作负极之后,通过将负极切断(裁切)成带状,得到在长度方向的两端设置有负极集电体露出部的负极。
(电解液的制备工序)
与实施例1-1同样地制备电解液。
(层压型电池的制作工序)
以如下方式制作层压型电池。首先,在设置于正极的一端的正极集电体露出部焊接铝制的正极引线,并且在设置于负极的一端的负极集电体露出部焊接铜制的负极引线。接着,准备具有带状的微多孔性的聚乙烯膜作为隔膜,在该隔膜的两面涂布氟树脂(偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(VDF-HFP共聚物))。接着,通过在使如上所述得到的正极以及负极经由隔膜密合之后,沿长度方向卷绕,在最外周部贴附保护带,从而得到具有扁平形状的卷绕型的电极体。此时,在电极体的外周部形成正极集电体露出部与负极集电体露出部隔着隔膜相对的结构(箔-箔相对结构),并且以从电极体的内周侧引出正极引线以及负极引线的方式卷绕正极以及负极。接着,与实施例1-1同样地,将卷绕型的电极体利用具有软质铝层的矩形的外装件进行密封。由此,得到目标层压型电池。
[比较例1-2~1-6]
在与实施例1-2~1-6同样地制作正极之后,通过将正极切断(裁切)成带状,得到在长度方向的两端设置有正极集电体露出部的正极,除此以外,与比较例1-1同样地得到层压型电池。但是,在正极粘合剂为4.0质量%以上的比较例1-5、1-6中,正极变硬,在卷绕时正极产生裂纹,因此未能制作电池。
(实施例2-1~2-8)
使用熔点为166℃的聚偏氟乙烯(PVdF)作为粘合剂,除此以外,与实施例1-1~1-8同样地得到层压型电池。
(比较例2-1~2-6)
使用熔点为166℃的聚偏氟乙烯(PVdF)作为粘合剂,除此以外,与比较例1-1~1-6同样地得到层压型电池。但是,在正极粘合剂为4.0质量%以上的比较例2-5、2-6中,正极变硬,在卷绕时正极产生裂纹,因此未能制作电池。
(比较例3-1~3-8)
使用熔点为172℃的聚偏氟乙烯(PVdF)作为粘合剂,除此以外,与实施例1-1~1-8同样地得到层压型电池。
(比较例4-1~4-6)
使用熔点为172℃的聚偏氟乙烯(PVdF)作为粘合剂,除此以外,与比较例1-1~1-6同样地得到层压型电池。但是,在正极粘合剂为4.0质量%以上的比较例4-5、4-6中,正极变硬,在卷绕时正极产生裂纹,因此未能制作电池。
[评价]
对于如上所述得到的层压型电池,以如下方式进行充放电循环试验、充放电循环前后的加热安全性试验,以及正极裂纹的评价。
(充放电循环试验)
首先,将电池以恒定电流恒定电压充电(CCCV充电)至作为设计满充电电压的4.45V。将恒定电流值设为1ItA,将充电结束条件设为0.02ItA。接着,通过恒定电流放电(CC放电)以1ItA进行放电,直至达到3V,将其作为1个循环。以上述条件进行1000个循环的充放电,求出将第一个循环的放电容量设为100%时的1000个循环后的容量维持率。
(充放电循环前的加热安全性试验)
在将电池充满电之后,通过以5℃/min升温至140℃,保持1小时,从而确认电池有无热失控。
(充放电循环后的加热试验)
首先,与充放电循环试验同样地进行1000个循环的充放电。接着,与充放电循环前的加热安全性试验同样地确认电池有无热失控。
(正极裂纹的评价)
将卷绕的电池解体,确认在最内周部的正极集电体上是否产生了孔。
表1表示实施例1-1~1-8、比较例1-1~1-6的层压型电池的结构以及评价结果。
[表1]
Figure BDA0002958811290000251
表2表示实施例2-1~2-8、比较例2-1~2-6的层压型电池的结构以及评价结果。
[表2]
Figure BDA0002958811290000261
表3表示比较例3-1~3-8、比较例4-1~4-6的层压型电池的结构以及评价结果。
[表3]
Figure BDA0002958811290000271
对实施例1-1~1-8、实施例2-1~2-8、比较例3-1~3-8的评价结果进行比较,可以得知以下内容。
在具有层叠型的电极体的层压型电池中,如果正极粘合剂的熔点为166℃以下,则能够得到良好的充放电循环特性(70%以上的充放电循环特性),并且能够在充放电循环前后的加热安全性试验中抑制热失控的发生。另外,如果正极粘合剂含量为4.0%以下,则能够得到特别良好的充放电循环特性(80%以上的充放电循环特性)。
与此相对,在具有层叠型的电极体的层压型电池中,如果正极粘合剂的熔点超过166℃,则不仅充放电循环特性降低,而且在充放电循环前后的加热试验中无法抑制热失控。
需要说明的是,可以认为,当正极粘合剂含量超过4.0%时充放电循环特性降低的原因在于以下方面。即,通过使正极活性物质层中的粘合剂比率变高,电池的内部电阻变高,在充放电时,由于焦耳发热(自发热),电池的温度变高。其结果为,成为高温环境下的充放电状况,正极活性物质与电解液反应,因此可以认为循环特性降低。
另外,对比较例1-1~1-6、比较例2-1~2-6、比较例4-1~4-6的评价结果进行比较,可以得知以下内容。
在具有扁平形状的卷绕型的电极体的层压型电池中,即使正极粘合剂的熔点为166℃以下,充放电循环特性也降低。另外,虽然在充放电循环前的加热试验中能够抑制热失控的发生,但在充放电循环后的加热试验中无法抑制热失控。
与此相对,在具有扁平形状的卷绕型的电极体的层压型电池中,如果正极粘合剂的熔点超过166℃,则与具有层叠型的电极体的层压型电池同样地,不仅充放电循环特性降低,而且在充放电循环前后的加热试验中无法抑制热失控。
需要说明的是,在比较例1-5、1-6、2-5、2-6、4-5、4-6中,在卷绕时正极产生裂纹,未能完成电池。可以认为这是由于正极粘合剂的含量较高,因此正极活性物质层的柔软性降低。
因此,通过将层叠型的电极体结构和熔点为166℃以下的正极粘合剂组合,能够兼顾充放电循环前后的加热安全性和循环特性。另外,为了特别提高循环特性,优选使粘合剂含量为4.0%以下。
以上,对本发明的实施方式进行了具体说明,但本发明并不限定于上述的实施方式,能够进行基于本发明的技术思想的各种变形。
例如,在上述的实施方式中列举的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等仅是例子,也可以根据需要使用与其不同的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等。
另外,上述的实施方式的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等只要不脱离本发明的主旨,即能够相互组合。
符号说明
10 外装件
11 正极引线
12 负极引线
13 密合膜
20 电极体
21 正极
21A 正极集电体
21B 正极活性物质层
22 负极
22A 负极集电体
22B 负极活性物质层
23 隔膜
300 电池包
400 电子设备

Claims (3)

1.一种二次电池,具备:
多个正极,具有包含熔点为166℃以下的氟系粘合剂的正极活性物质层;
多个负极,具有负极活性物质层;以及
电解质,
所述正极活性物质层与所述负极活性物质层相对,并且所述正极活性物质层的边缘位于所述负极活性物质层的边缘的内侧。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
多个所述正极以及多个所述负极交替层叠。
3.根据权利要求1所述的二次电池,其中,
所述正极活性物质层中的所述氟系粘合剂的含量为0.5质量%以上且4.0质量%以下。
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