TW201843876A - 二次電池用電池構件及二次電池、以及該等的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種二次電池用電池構件，其依序具備：集電體；電極混合劑層，其被設置在集電體上；及，電解質層，其被設置在電極混合劑層上；其中，電極混合劑層含有電極活性物質與離子液體；前述電極混合劑層中的孔隙率，相對於前述電極混合劑層的體積為10體積%以下。

Description

二次電池用電池構件及二次電池、以及該等的製造方法
本發明關於一種二次電池用電池構件及二次電池、以及該等的製造方法。
近年，因為可攜式電子機器、電動車等的普及，需要高性能的二次電池。其中，鋰二次電池由於具有高能量密度，故被利用作為可攜式電子機器、電動車等的電源。
例如，在18650型的鋰二次電池中，在圓筒狀的電池罐的內部容置有捲繞電極體。所謂的捲繞電極體，是在正極與負極之間挾著微多孔性的間隔件，並將這些構件捲繞成渦卷狀而構成者。由於捲繞電極體中的間隔件中含浸著可燃性的電解液，故例如當異常事態時一旦電池的溫度急遽上昇，電解液會汽化導致內壓上昇而使得鋰二次電池有破裂的可能性、及有電解液起火的可能性。防止鋰二次電池的破裂及起火，是鋰二次電池的設計中很重要的一點。亦即，在鋰二次電池，今後在謀求更高能量密度化及大型化方面，被要求更加提升安全性。
作為用以提升鋰二次電池的安全性的根本性解決手段，正進行著全固體電池的開發。在全固體電池中，聚合物電解質或無機固體電解質這種固體電解質的層，其取代電解液而被設置在電極混合劑層上(例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2006-294326號公報
[發明所欲解決的問題]
但是，使用了固體電解質的情況，與使用了電解液的情況相比，較難良好地形成與電極混合劑層之間的界面。因此，電極混合劑層與固體電解質的接觸面積變小，例如會有二次電池的放電特性顯著降低之虞。
於是，本發明的一態樣之目的在於提供一種能夠使二次電池的放電特性提升之電池構件及其製造方法。又，本發明的另一態樣之目的在於提供一種放電特性優異的二次電池及其製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明的第1態樣是一種二次電池用電池構件，其依序具備：集電體；電極混合劑層，其被設置在集電體上；電解質層，其被設置在電極混合劑層上；其中，電極混合劑層含有電極活性物質與離子液體；電極混合劑層中的孔隙率，相對於電極混合劑層的體積為10體積%以下。
電極混合劑層可以是正極混合劑層，也可以是負極混合劑層。電極活性物質可以是正極活性物質，也可以是負極活性物質。
本發明的第2態樣是一種二次電池，其具備正極、負極及電解質層；該正極具有第1集電體與正極混合劑層，該正極混合劑層被設置在第1集電體上，且含有正極活性物質和離子液體；該負極具有第2集電體與負極混合劑層，該負極混合劑層被設置在第2集電體上，且含有負極活性物質和離子液體；該電解質層被設置在正極與負極之間；其中，正極混合劑層中的孔隙率，相對於正極混合劑層的體積為10體積%以下；負極混合劑層中的孔隙率，相對於正極混合劑層或負極混合劑層的體積為10體積%以下。
針對第1態樣及第2態樣，離子液體較佳為含有選自由N(C4 F9 SO2 )2 － 、CF3 SO3 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 及N(SO2 CF2 CF3 )2 － 所組成之群組中的至少1種來作為陰離子成分。
針對第1態樣及第2態樣，離子液體較佳為選自由鏈狀四級鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、吡咯烷鎓陽離子、吡啶鎓陽離子及咪唑鎓陽離子所組成之群組中的至少1種來作為陽離子成分。
針對第1態樣及第2態樣，電解質層較佳為含有：聚合物；氧化物粒子；離子液體；及，電解質鹽，其選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
針對第1態樣及第2態樣，電解質鹽較佳為選自由醯亞胺系鋰鹽、醯亞胺系鈉鹽、醯亞胺系鈣鹽及醯亞胺系鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
針對第1態樣及第2態樣，以電解質層總量作為基準計，氧化物粒子的含量較佳為5～40質量%。
針對第1態樣及第2態樣，氧化物粒子的平均粒徑較佳為0.005～5μm。
針對第1態樣及第2態樣，以電解質層總量作為基準計，聚合物的含量較佳為3～40質量%。
針對第1態樣及第2態樣，聚合物較佳為具有第1結構單元，該第1結構單元選自由四氟乙烯及偏二氟乙烯所組成之群組。
針對第1態樣及第2態樣，聚合物較佳為含有1種或2種以上的聚合物；在構成1種或2種以上的聚合物的結構單元之中，包含第1結構單元與第2結構單元，該第2結構單元選自由六氟丙烯、丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯所組成之群組。
本發明的第3態樣是一種二次電池用電池構件的製造方法，其具備下述步驟：獲得電極的步驟，其在集電體上，形成含有電極活性物質和離子液體之電極混合劑層來獲得電極；及，設置電解質層的步驟，其將電解質層設置在電極的與集電體相反的一側上；其中，將電極混合劑層中的孔隙率，作成相對於電極混合劑層的體積為10體積%以下。
本發明的第4態樣是一種二次電池的製造方法，其具備下述步驟：獲得正極的步驟，其在第1集電體上，形成含有正極活性物質和離子液體之正極混合劑層來獲得正極；獲得負極的步驟，其在第2集電體上，形成含有負極活性物質和離子液體之負極混合劑層來獲得負極；及，設置電解質層的步驟，其以使電解質層位於正極的正極混合劑層側且位於負極的負極混合劑層側的方式，將電解質層設置在正極與負極之間；其中，將正極混合劑層中的孔隙率，作成相對於正極混合劑層的體積為10體積%以下；將負極混合劑層的孔隙率，作成相對於負極混合劑層的體積為10體積%以下。 [發明之功效]
若根據本發明的一態樣，就可以提供一種能夠使二次電池的放電特性提升之電池構件及其製造方法。又，若根據本發明的另一態樣，就可以提供一種放電特性優異的二次電池及其製造方法。
以下，一邊適當參照圖式，一邊針對本發明的實施形態來說明。但是，本發明並不限定於以下的實施形態。在以下的實施形態中，其構成要素(亦包含步驟等)除了在經特別明示的情況以外，則並非必要。各圖中的構成要素的尺寸為概念性的尺寸，構成要素間的尺寸的相對關係並不限定於各圖所示者。
本說明書中的數值及其範圍，並非是用來限制本發明。本說明書中使用「～」來表示的數值範圍，是表示包含了將「～」的前後所記載的數值分別作為最小値及最大値的範圍。在本說明書中階段性地被記載的數值範圍中，在一個數值範圍所記載的上限値或下限値，亦可置換成其他階段性的記載的上限値或下限値。又，在本說明書中所記載的數值範圍中，其數值範圍的上限値或下限値，亦可置換成實施例所顯示的值。
[第1實施形態] 第1圖是表示第1實施形態之二次電池的斜視圖。如第1圖所示，二次電池1具備電極群2與袋狀的電池外裝體3，該電極群2是由正極、負極及電解質層所構成，該電池外裝體3容置電極群2。在正極和負極上，各自設有正極集電端子4和負極集電端子5。正極集電端子4和負極集電端子5，以正極和負極能夠各自電性連接到二次電池1的外部的方式，從電池外裝體3的內部突出至外部。
電池外裝體3，例如可利用疊層薄膜來形成。疊層薄膜，例如可以是依序積層有樹脂薄膜、金屬箔、密封層而成之積層薄膜，該樹脂薄膜是聚對苯二甲酸乙二酯等，該金屬箔是鋁箔、銅箔、不鏽鋼箔等，該密封層是聚丙烯等。
第2圖是表示於第1圖所示的二次電池1的電極群2的一實施形態的分解斜視圖。如第2圖所示，電極群2A，依序具備正極6、電解質層7及負極8。正極6，具備集電體9與正極混合劑層10，該正極混合劑層10被設置在集電體9上。在正極6的集電體9上，設有正極集電端子4。負極8，具備集電體11與負極混合劑層12，該負極混合劑層12被設置在集電體11上。在負極8的集電體11上，設有負極集電端子5。另外，將正極混合劑層10和負極混合劑層12合起來稱為電極混合劑層。同樣地，將後述的正極活性物質和負極活性物質合起來稱為電極活性物質。
在一實施形態中，能夠看見電極群2A中包含第1電池構件(正極構件)，該第1電池構件(正極構件)，依序具備第1集電體9、正極混合劑層10及電解質層7。第3圖(a)是表示第1電池構件(正極構件)的概略剖面圖。如第3圖(a)所示，第1電池構件13是一種正極構件，其依序具備:第1集電體9；正極混合劑層10，其被設置在第1集電體9上；及，電解質層7，其被設置在正極混合劑層10上。
第1集電體9可以是鋁、鈦、鉭等的金屬、或該等的合金。第1集電體9，由於輕量且具有較高的重量能量密度，故較佳為鋁或其合金。
在一實施形態中，正極混合劑層10含有正極活性物質與離子液體。正極活性物質，可以是鋰過渡金屬氧化物、鋰過渡金屬磷酸鹽等的鋰過渡金屬化合物。
鋰過渡金屬氧化物，例如可以是錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷酸鋰等。鋰過渡金屬氧化物，可以是將被包含在錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷酸鋰等之中的Mn、Ni、Co等的過渡金屬的一部分，以1種或2種以上的其他過渡金屬、或是以Mg、Al等的金屬元素(典型元素)取代而成的鋰過渡金屬氧化物。亦即，鋰過渡金屬氧化物，可以是由LiM1 O2 或LiM1 O4 (M1 至少包含1種過渡金屬)表示的化合物。鋰過渡金屬氧化物，具體而言，可以是Li(Co1/3 Ni1/3 Mn1/3 )O2 、LiNi1/2 Mn1/2 O2 、LiNi1/2 Mn3/2 O4 等。
鋰過渡金屬氧化物，從更加提升能量密度的觀點而言，較佳為由下述式(1)表示的化合物。 Lia Nib Coc M2 d O2 ＋ e (1) 式(1)中，M2 是選自由Al、Mn、Mg及Ca所組成之群組中的至少1種，a、b、c、d及e各自為滿足下述條件的數：0.2≦a≦1.2、0.5≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.2、－0.2≦e≦0.2，並且b＋c＋d＝1。
鋰過渡金屬磷酸鹽，可以是LiFePO4 、LiMnPO4 、LiMnx M3 1 － x PO4 (0.3≦x≦1，M3 是選自由Fe、Ni、Co、Ti、Cu、Zn、Mg及Zr所組成之群組中的至少1種的元素)等。
正極活性物質的含量，以正極混合劑層總量作為基準計，可以是70質量%以上、80質量%以上或90質量%以上。正極活性物質的含量，以正極混合劑層總量作為基準計，可以是99質量%以下。
離子液體含有以下的陰離子成分和陽離子成分。另外，本說明書中的離子液體是在－20℃以上呈液狀的物質。
離子液體的陰離子成分，雖然沒有特別限定，但可以是Cl－ 、Br－ 、I－ 等的鹵素的陰離子；BF4 － 、N(SO2 F)2 － 等的無機陰離子；B(C6 H5 )4 － 、CH3 SO3 － 、CF3 SO3 － 、N(C4 F9 SO2 )2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 、N(SO2 CF2 CF3 )2 － 等的有機陰離子等。離子液體的陰離子成分，較佳為含有選自由B(C6 H5 )4 － 、CH3 SO3 － 、N(C4 F9 SO2 )2 － 、CF3 SO3 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 及N(SO2 CF2 CF3 )2 － 所組成之群組中的至少1種，從藉由較低黏度來更加提升離子導電度的同時，也更加提升充放電特性的觀點而言，進一步較佳為含有選自由N(C4 F9 SO2 )2 － 、CF3 SO3 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 及N(SO2 CF2 CF3 )2 － 所組成之群組中的至少1種，更佳為含有N(SO2 F)2 － 。
離子液體的陽離子成分，雖然沒有特別限定，但較佳為選自由鏈狀四級鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、吡咯烷鎓陽離子、吡啶鎓陽離子及咪唑鎓陽離子所組成之群組中的至少1種。
鏈狀四級鎓陽離子是例如由下述通式(2)表示的化合物。式(2)中，R1 ～R4 各自獨立地表示碳數為1～20的鏈狀烷基、或由R-O-(CH2 )n -表示的鏈狀烷氧烷基(R是表示甲基或乙基，n是表示1～4的整數)，X是表示氮原子或磷原子。由R1 ～R4 表示的烷基的碳數，較佳為1～20，進一步較佳為1～10，更佳為1～5。
哌啶鎓陽離子是例如由下述通式(3)表示的含氮的六員環環狀化合物。式(3)中，R5 和R6 各自獨立地表示碳數為1～20的烷基、或由R-O-(CH2 )n -表示的烷氧烷基(R是表示甲基或乙基，n是表示1～4的整數)。由R5 和R6 表示的烷基的碳數，較佳為1～20，進一步較佳為1～10，更佳為1～5。
吡咯烷鎓陽離子是例如由下述通式(4)表示的五員環環狀化合物。式(4)中，R7 和R8 各自獨立地表示碳數為1～20的烷基、或以R-O-(CH2 )n -表示的烷氧烷基(R是表示甲基或乙基，n是表示1～4的整數)。以R7 和R8 表示的烷基的碳數，較佳為1～20，進一步較佳為1～10，更佳為1～5。
吡啶鎓陽離子是例如由下述通式(5)表示的化合物。式(5)中，R9 ～R13 各自獨立地表示碳數為1～20的烷基、由R-O-(CH2 )n -表示的烷氧烷基(R是表示甲基或乙基，n是表示1～4的整數)、或氫原子。由R9 ～R13 表示的烷基的碳數，較佳為1～20，進一步較佳為1～10，更佳為1～5。
咪唑鎓陽離子是例如由下述通式(6)表示的化合物。式(6)中，R14 ～R18 各自獨立地表示碳數為1～20的烷基、由R-O-(CH2 )n -表示的烷氧烷基(R是表示甲基或乙基，n是表示1～4的整數)、或氫原子。由R14 ～R18 表示的烷基的碳數，較佳為1～20，進一步較佳為1～10，更佳為1～5。
正極混合劑層10所包含的離子液體的含量，以正極混合劑層總量作為基準計，較佳為3質量%以上，進一步較佳為5質量%以上，更佳為10質量%以上。正極混合劑層10所包含的離子液體的含量，以正極混合劑層總量作為基準計，較佳為30質量%以下，進一步較佳為25質量%以下，更佳為20質量%以下。
正極混合劑層10可以進一步含有導電劑、黏合劑等。
導電劑雖然沒有特別限定，但可以是石墨、乙炔黑、碳黑、碳纖維等的碳材料等。導電劑，可以是上述的碳材料的2種以上的混合物。
導電劑的含量，以正極混合劑層總量作為基準計，可以是0.1質量%以上、1質量%以上或3質量%以上；可以是15質量%以下、10質量%以下或8質量%以下。
黏合劑雖然沒有特別限定，但可以是含有選自由四氟乙烯、偏二氟乙烯、六氟丙烯、丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯所組成之群組中的至少1種來作為單體單元之聚合物；苯乙烯-丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、丙烯酸橡膠等的橡膠等。黏合劑較佳為含有將四氟乙烯與偏二氟乙烯作為結構單元之共聚物。
正極混合劑層10所包含的離子液體中，也可以溶解有電解質鹽。電解質鹽可以是選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
電解質鹽的陰離子可以是鹵化物離子(I－ 、Cl－ 、Br－ 等)、SCN－ 、BF4 － 、BF3 (CF3 )－ 、BF3 (C2 F5 )－ 、PF6 － 、ClO4 － 、SbF6 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 、N(SO2 C2 F5 )2 － 、BPh4 － 、B(C2 H4 O2 )2 － 、C(FSO2 )3 － 、C(CF3 SO2 )3 － 、CF3 COO－ 、CF3 SO2 O－ 、C6 F5 SO2 O－ 、[B(C2 O4 )2 ]－ 等。陰離子較佳為PF6 － 、BF4 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 、[B(C2 O4 )2 ]－ 或ClO4 － 。
另外，在以下會有使用下述略稱的情況。 [FSI]－ ：N(SO2 F)2 － ，雙(氟磺醯基)醯亞胺陰離子 [TFSI]－ ：N(SO2 CF3 )2 － ，雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺陰離子 [BOB]－ ：[B(C2 O4 )2 ]－ ，雙草酸硼酸陰離子 [f3C]－ ：C(FSO2 )3 － ，參(氟磺醯基)碳陰離子
鋰鹽可以是選自由LiPF6 、LiBF4 、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO4 、LiCF3 BF3 、LiC2 F5 BF3 、LiC3 F7 BF3 、LiC4 F9 BF3 、Li[C(SO2 CF3 )3 ]、LiCF3 SO3 、LiCF3 COO及LiRCOO(R為碳數1～4的烷基、苯基、或萘基。)所組成之群組中的至少1種。
鈉鹽可以是選自由NaPF6 、NaBF4 、Na[FSI]、Na[TFSI]、Na[f3C]、Na[BOB]、NaClO4 、NaCF3 BF3 、NaC2 F5 BF3 、NaC3 F7 BF3 、NaC4 F9 BF3 、Na[C(SO2 CF3 )3 ]、NaCF3 SO3 、NaCF3 COO及NaRCOO(R為碳數1～4的烷基、苯基、或萘基。)所組成之群組中的至少1種。
鈣鹽可以是選自由Ca(PF6 )2 、Ca(BF4 )2 、Ca[FSI]2 、Ca[TFSI]2 、Ca[f3C]2 、Ca[BOB]2 、Ca(ClO4 )2 、Ca(CF3 BF3 )2 、Ca(C2 F5 BF3 )2 、Ca(C3 F7 BF3 )2 、Ca(C4 F9 BF3 )2 、Ca[C(SO2 CF3 )3 ]2 、Ca(CF3 SO3 )2 、Ca(CF3 COO)2 及Ca(RCOO)2 (R為碳數1～4的烷基、苯基、或萘基。)所組成之群組中的至少1種。
鎂鹽可以是選自由Mg(PF6 )2 、Mg(BF4 )2 、Mg[FSI]2 、Mg[TFSI]2 、Mg[f3C]2 、Mg[BOB]2 、Mg(ClO4 )2 、Mg(CF3 BF3 )2 、Mg(C2 F5 BF3 )2 、Mg(C3 F7 BF3 )2 、Mg(C4 F9 BF3 )2 、Mg[C(SO2 CF3 )3 ]2 、Mg(CF3 SO3 )2 、Mg(CF3 COO)2 及Mg(RCOO)2 (R為碳數1～4的烷基、苯基、或萘基。)所組成之群組中的至少1種。
此等之中，從解離性及電化學穩定性的觀點而言，電解質鹽較佳為選自由LiPF6 、LiBF4 、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO4 、LiCF3 BF3 、LiC2 F5 BF3 、LiC3 F7 BF3 、LiC4 F9 BF3 、Li[C(SO2 CF3 )3 ]、LiCF3 SO3 、LiCF3 COO及LiRCOO(R為碳數1～4的烷基、苯基、或萘基。)所組成之群組中的至少1種，進一步較佳為選自由Li[TFSI]、Li[FSI]、LiPF6 、LiBF4 、Li[BOB]及LiClO4 所組成之群組中的至少1種，更佳為選自由Li[TFSI]及Li[FSI]所組成之群組中的1種。
正極混合劑層10的厚度可以是10μm以上、15μm以上或20μm以上。正極混合劑層的厚度可以是100μm以下、80μm以下或70μm以下。
正極混合劑層10的孔隙率，相對於正極混合劑層的體積為10體積%以下，較佳為5體積%以下，更佳為3體積%以下，進一步更佳為1體積%以下。正極混合劑層的孔隙率，相對於正極混合劑層的體積較佳為0.1體積%以上。正極混合劑層中的孔隙的體積若在上述範圍內，藉由良好地形成離子液體與其他的化合物之界面，且降低電池的內部電阻，當將正極構件應用在二次電池時可獲得優異的放電特性。
孔隙率是藉由汞滲法(mercury penetration method)來測定。汞滲法中的水銀測孔儀(mercury porosimeter)測定的條件如同以下所示。 裝置：AutoPoreIV 9500(島津製作所股份有限公司) 水銀的表面張力：475dynes/cm 水銀的密度：13.534g/mL
電解質層7含有例如：聚合物；氧化物粒子；離子液體；及，電解質鹽，其選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
聚合物較佳為具有選自由四氟乙烯及偏二氟乙烯所組成之群組中的第1結構單元。
聚合物較佳為含有1種或2種以上的聚合物，在構成前述1種或2種以上的聚合物的結構單元之中，可以包含前述第1結構單元與第2結構單元，該第2結構單元選自由六氟丙烯、丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯所組成之群組。亦即，第1結構單元及第2結構單元，可以包含在1種聚合物中來構成共聚物；也可以各自包含在別的聚合物中，來構成具有第1結構單元之第1聚合物、與具有第2結構單元之第2聚合物的至少2種聚合物。
聚合物，具體而言可以是聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯與六氟丙烯之共聚物等。
聚合物的含量，以電解質層總量作為基準計，較佳為3質量%以上。聚合物的含量，以電解質層總量作為基準計，較佳為50質量%以下，更佳為40質量%以下。聚合物的含量，以電解質層總量作為基準計，較佳為3～50質量%、或3～40質量%。
氧化物粒子，例如是選自由Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Nb、Zr、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ta、Hf、W、Ir、Tl、Pb及Bi所組成之群組中的至少1種的金屬的氧化物粒子。氧化物粒子，具體而言可以是氧化矽、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鉿、氧化鈮、氧化鉭、氧化鎂、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇、氧化銦、氧化鉛等。
氧化物粒子，也可以是稀土類金屬的氧化物。氧化物粒子，具體而言可以是氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化鎦等。氧化物粒子，從更加提升離子導電性的觀點而言，較佳為氧化鐵、氧化鋯、氧化錫、氧化鎢、氧化鈦、氧化矽、氧化鋅或氧化鋁。
氧化物粒子的平均粒徑較佳為0.005μm以上，更佳為0.01μm以上，進一步更佳為0.05μm以上。氧化物粒子的平均粒徑較佳為5μm以下，更佳為3μm以下，進一步更佳為1μm以下。氧化物粒子的平均粒徑較佳為0.005～5μm、0.01～3μm、或0.05～1μm。氧化物粒子的平均粒徑是藉由雷射繞射法來測定，當從小粒徑側繪製體積累積粒度分布曲線時，是對應到體積累積達到50%的粒徑。
氧化物粒子的含量，以電解質層總量作為基準計，較佳為5質量%以上，更佳為10質量%以上，進一步更佳為15質量%以上，特佳為20質量%以上，並且，較佳為60質量%以下，更佳為50質量%以下，進一步更佳為40質量%以下。氧化物粒子的含量，較佳為5～60質量%、10～60質量%、15～60質量%、20～60質量%、5～50質量%、10～50質量%、15～50質量%、20～50質量%、5～40質量%、10～40質量%、15～40質量%、或20～40質量%。
電解質層7所包含的離子液體，可以是與上述的正極混合劑層所包含的離子液體相同者。
電解質層7所包含的離子液體的含量，以電解質層總量作為基準計，較佳為25質量%以上，更佳為30質量%以上，進一步更佳為40質量%以上。電解質層7所包含的離子液體的含量，以電解質層總量作為基準計，可以是80質量%以下，較佳為70質量%以下，更佳為65質量%以下，進一步更佳為60質量%以下。
電解質層7所包含的電解質鹽可以是與上述的電解質鹽相同者，可以是選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。電解質鹽較佳為選自由醯亞胺系鋰鹽、醯亞胺系鈉鹽、醯亞胺系鈣鹽及醯亞胺系鎂鹽所組成之群組中的1種。
醯亞胺系鋰鹽可以是Li[TFSI]、Li[FSI]等。醯亞胺系鈉鹽可以是Na[TFSI]、Na[FSI]等。醯亞胺系鈣鹽可以是Ca[TFSI]2 、Ca[FSI]2 等。醯亞胺系鎂鹽可以是Mg[TFSI]2 、Mg[FSI]2 等。
電解質層7中的離子液體的每單位體積的電解質鹽的濃度，從更加提升充放電特性的觀點而言，較佳為0.5mol/L以上，更佳為0.7mol/L以上，進一步更佳為0.8mol/L以上，並且，較佳為2.0mol/L以下，更佳為1.8mol/L以下，進一步更佳為1.5mol/L以下。
電解質層7的厚度，從提高強度來使安全性提升的觀點而言，較佳為5μm以上，更佳為10μm以上。電解質層7的厚度，從更加降低二次電池的內部電阻的觀點及更加提升大電流特性的觀點而言，較佳為200μm以下，更佳為150μm以下，進一步更佳為100μm以下。
在其他一實施形態中，能夠看見電極群2A中包含第2電池構件(負極構件)，該第2電池構件(負極構件)依序具備：第2集電體11、負極混合劑層12及電解質層7。第3圖(b)是表示第2電池構件(負極構件)的概略剖面圖。如第3圖(b)所示，第2電池構件是一種負極構件，其依序具備:第2集電體11；負極混合劑層12，其被設置在第2集電體11上；及，電解質層7，其被設置在負極混合劑層12上。電解質層7，由於與上述的第1電池構件13中的電解質層7相同，故在以下省略說明。
第2集電體11可以是鋁、銅、鎳、不鏽鋼等的金屬、該等的合金等。第2集電體11，由於輕量且具有較高的重量能量密度，故較佳為鋁及其合金。第2集電體11，從加工成薄膜的容易度及成本的觀點而言，較佳為銅。
在一實施形態中，負極混合劑層12含有負極活性物質與離子液體。負極活性物質，可以是：石墨、非晶質碳等的碳材料；錫；包含矽等之金屬材料；鈦酸鋰(Li4 Ti5 O12 )；金屬鋰等。
負極活性物質的含量，以負極混合劑層總量作為基準計，可以是60質量%以上、65質量%以上或70質量%以上。負極活性物質的含量，以負極混合劑層總量作為基準計，可以是99質量%以下、95質量%以下或90質量%以下。
負極混合劑層12所包含的離子液體，可以是與上述的正極混合劑層10所包含的離子液體相同者。
負極混合劑層12所包含的離子液體的含量，以負極混合劑層總量作為基準計，較佳為3質量%以上，更佳為5質量%以上，進一步更佳為10質量%以上。負極混合劑層12所包含的離子液體的含量，以負極混合劑層總量作為基準計，較佳為30質量%以下，更佳為25質量%以下，進一步更佳為20質量%以下。
負極混合劑層12可以進一步含有上述能夠使用在正極混合劑層10的導電劑、黏合劑等。
負極混合劑層12所包含的離子液體中，也可以溶解有與上述能夠使用在正極混合劑層10中的電解質鹽相同的電解質鹽。
負極混合劑層12的厚度可以是10μm以上、15μm以上或20μm以上。負極混合劑層的厚度可以是60μm以下、55μm以下或50μm以下。
負極混合劑層12的孔隙率，相對於負極混合劑層的體積為10體積%以下，較佳為5體積%以下，更佳為3體積%以下，進一步更佳為1體積%以下。負極混合劑層12的孔隙率，相對於負極混合劑層的體積較佳為0.1體積%以上。負極混合劑層中的孔隙的體積若在上述範圍內，藉由良好地形成離子液體與其他的化合物之界面，且降低電池的內部電阻，當將負極構件應用在二次電池時可獲得優異的放電特性。
接下來，針對上述的二次電池1的製造方法來說明。第1實施形態之二次電池1的製造方法，其具備下述步驟：第1步驟，其在第1集電體9上，形成正極混合劑層10來獲得正極6；第2步驟，其在第2集電體11上，形成負極混合劑層12來獲得負極8；及，第3步驟，其將電解質層7設置在正極6與負極8之間。
在第1步驟中，正極是例如藉由下述方式來獲得，將正極混合劑層所使用的材料分散在分散介質中來獲得漿狀的正極混合劑之後，將此正極混合劑塗佈於第1集電體9並予以乾燥。分散介質較佳為N-甲基-2-吡咯烷酮等的有機溶劑。當正極混合劑層10中含有電解質鹽及離子液體時，能夠先使電解質鹽溶解在離子液體中，再與其他的材料一起分散到分散介質中。將正極混合劑塗佈於第1集電體9上的方法，例如是使用塗佈機來塗佈的方法、金屬遮罩印刷法、靜電塗裝法、浸塗法、噴霧式塗佈法、輥塗法、凹版印刷塗佈法、網版印刷法等公知的塗佈方法。
正極混合劑層10中的正極活性物質、導電劑、黏合劑、及溶解了電解質鹽而成的離子液體的混合比，例如可以是正極活性物質：導電劑：黏合劑：溶解了電解質鹽而成的離子液體＝69～82：3～10：1～12：10～17(質量比)。但是，並不一定限定在此範圍。
在第1步驟中，使塗佈於第1集電體9上的正極混合劑乾燥的方法，可以是採用紅外線加熱器、熱風等的方法，也可以是單獨或組合此等方法之方法。在乾燥中，可以在採用紅外線加熱器、熱風等實行的乾燥之後，藉由將正極置於真空下使其更加乾燥。乾燥後的正極，藉由利用平板壓製法、軋光輥法等來進行加壓處理，能夠將正極混合劑層10的孔隙率調整於10體積%以下。更具體而言，例如藉由使用可調整間隙的輥壓機等，以規定的間隙進行壓製來調整正極混合劑層10的厚度，能夠將正極混合劑層10的孔隙率調整於10體積%以下。在進行加壓處理時，也可以加熱壓製部。藉由加熱壓製部，例如正極混合劑內的黏合材料會軟化，而變得容易調整孔隙率。
在第2步驟中，負極是利用與上述的第1步驟相同的方法來獲得。亦即，是藉由下述方式來獲得：將負極混合劑層12所使用的材料分散在分散介質中來獲得漿狀的負極混合劑之後，將此負極混合劑塗佈於第2集電體11上並予以乾燥。
負極混合劑層12中的負極活性物質、導電劑、黏合劑、及溶解了電解質鹽而成的離子液體的混合比，例如可以是負極活性物質：導電劑：黏合劑：溶解了電解質鹽而成的離子液體＝69～82：3～10：1～12：10～17(質量比)。但是，並不一定限定在此範圍。
在第2步驟中，也能夠藉由與第1步驟相同的方法，將負極混合劑層12的孔隙率調整於10體積%以下。
在第3步驟中，在一實施形態中，電解質層7是藉由下述方式來獲得：在混練了電解質層7所使用的材料之後，利用聚四氟乙烯等形成薄片狀的樹脂加以夾持，並利用輥進行壓製而獲得作成薄片狀的電解質層。此時，在第3步驟中，藉由例如利用疊層來將正極6、電解質層7及負極8進行積層而獲得二次電池1。此時，是以使電解質層7位於正極6的正極混合劑層10側且位於負極8的負極混合劑層12側的方式來進行積層，亦即，以第1集電體9、正極混合劑層10、電解質層7、負極混合劑層12及第2集電體11的順序被配置來進行積層。
在第3步驟中，在其他的實施形態中，電解質層7是形成在正極6的正極混合劑層10側的面上、及負極8的負極混合劑層12側的面上的至少一方。
作為將電解質層7形成於正極6的正極混合劑層10側的面上的方法，可以藉由將上述的薄片狀的電解質層疊層在正極6的正極混合劑層10側來進行積層。為了更加提升電解質層7與正極混合劑層10的密合性，當將電解質層7形成於正極6的正極混合劑層10側的面上之後，亦可以實施加熱處理、或壓製處理等的加壓處理。藉此，製造出第1電池構件13(正極構件)，其依序具備第1集電體9、正極混合劑層10及電解質層7。之後，以使第1電池構件13的電解質層7與負極8的負極混合劑層12接觸的方式進行積層，藉此而獲得二次電池1。
作為將電解質層7形成於負極8的負極混合劑層12側的面上的方法，可以藉由將上述的薄片狀的電解質層疊層在負極8的負極混合劑層12側來進行積層。為了更加提升電解質層7與負極混合劑層12的密合性，當將電解質層7形成於負極8的負極混合劑層12側的面上之後，亦可以實施加熱處理、或壓製處理等的加壓處理。藉此，製造出第2電池構件14(負極構件)，其依序具備第2集電體9、負極混合劑層12及電解質層7。之後，以使第2電池構件14的電解質層7與正極6的正極混合劑層10接觸的方式進行積層，藉此而獲得二次電池1。
在一實施形態，利用上述的方法，使電解質層7形成於正極6的正極混合劑層10側的面上及形成在負極8的負極混合劑層12側的面上，獲得了第1電池構件13及第2電池構件14後，藉由將兩電池構件以各自的電解質層7彼此接觸的方式進行積層，也能夠獲得二次電池1。
[第2實施形態] 其次，針對第2實施形態之二次電池來說明。第4圖是表示第2實施形態之二次電池的電極群的分解斜視圖。在第4圖附上與第1實施形態相同的符號，省略重複的說明。如第4圖所示，第2實施形態中的二次電池與第1實施形態中的二次電池的相異點，是在於電極群2B進一步具備雙極電極15這一點。亦即，電極群2B依序具備：正極6、第1電解質層7、雙極電極15、第2電解質層7及負極8。
雙極電極15具備：第3集電體16；正極混合劑層10，其被設置在第3集電體16的負極8側的面上；及，負極混合劑層12，其被設置在第3集電體16的正極6側的面上。
第2實施形態的二次電池中，能夠看見電極群2B中包含第3電池構件(雙極電極構件)，該第3電池構件(雙極電極構件)依序具備:第1電解質層7、雙極電極15及第2電解質層7。第5圖是表示第3電池構件(雙極電極構件)的概略剖面圖。如第5圖所示，第3電池構件17具備：第3集電體16；正極混合劑層10，其被設置在第3集電體16的其中一方的面上；第2電解質層7，其被設置在正極混合劑層10上的與第3集電體16相反的一側上；負極混合劑層12，其被設置在第3集電體16的另一側的面上；及，第1電解質層7，其被設置在負極混合劑層12上的與第3集電體16相反的一側上。
第3集電體16，例如是由鋁、不銹鋼、鈦等的金屬單體而形成；或是由將鋁與銅、或不銹鋼與銅進行壓延接合而成的包層材料(clad material)等而形成。
第1電解質層7與第2電解質層7，可以互相為同種也可以互相為不同種，較佳是互相為同種。 [實施例]
以下，藉由實施例來更具體地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
[實施例1] ＜電解質層的製作＞ 在乾燥氬氣氛下將乾燥的雙(氟磺醯基)醯亞胺鋰(Li[FSI])作為電解質鹽來使用，在離子液體也就是N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺(Py13FSI)中，使電解質鹽以1mol/L的濃度溶解(以下，當要表示溶解了電解質鹽之離子液體的組成時，會有以「鋰鹽的濃度/鋰鹽的種類/離子液體的種類」的方式來標示的情況)。如同上述，將溶解了電解質鹽之離子液體與SiO2 粒子(平均粒徑0.1μm)，以體積比(溶解了電解質鹽之離子液體：SiO2 )為80：20，在甲醇中一邊攪拌30分鐘以上一邊混合而成。之後，使用蒸發器在60℃進行了蒸餾。將藉由蒸餾所獲得的組成物與聚四氟乙烯，以質量比(組成物：聚四氟乙烯)為95：5進行混合，使用研缽混練30分鐘以上，獲得了電解質組成物。將獲得的電解質組成物夾在2片的聚四氟乙烯(PTFE)薄片間，藉由使用輥壓機來壓製，獲得了厚度200μm的電解質薄片。對此電解質薄片進行φ16mm的穿孔加工，作成了電解質層。此電解質層中的聚四氟乙烯的含量、SiO2 粒子的含量、及離子液體與鋰鹽的合計含量，以電解質層總量作為基準計，分別為13質量%、25質量%、62質量%。
＜正極的製作＞ 混合了層狀型鋰-鎳-錳-鈷複合氧化物(正極活性物質)70質量份、乙炔黑(導電劑，平均粒徑48nm，製品名：HS-100，Denka股份有限公司)7質量份、偏二氟乙烯與六氟丙烯的共聚物溶液(固體含量12質量%)9質量份、溶解了電解質鹽之離子液體(1M/Li[FSI]/Py13FSI)14質量份，調配成正極混合劑漿料。將此正極混合劑漿料以塗佈量160g/m2 塗佈在集電體(厚度20μm的鋁箔)上，並在80℃使其乾燥。藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製此正極，調整正極混合劑層的厚度，形成了混合劑密度2.82g/cm3 (孔隙率0.22%)的正極混合劑層。對此形成有正極混合劑層之集電體進行φ15mm的穿孔加工，作成了正極。
＜負極的製作＞ 混合了石墨(負極活性物質，日立化成股份有限公司製造)74質量份、乙炔黑(導電劑，平均粒徑48nm，製品名：HS-100，Denka股份有限公司)2質量份、偏二氟乙烯與六氟丙烯的共聚物溶液(固體含量12質量%)10質量份、溶解了電解質鹽之離子液體(1M/Li[FSI]/Py13FSI)14質量份，調配成負極混合劑漿料。將此負極混合劑漿料以塗佈量90g/m2 塗佈在集電體(厚度10μm的銅箔)上，並在80℃使其乾燥。藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製此負極，調整負極混合劑層的厚度，形成了混合劑密度2.97g/cm3 (孔隙率0.64%)的負極混合劑層。對此形成有負極混合劑層之集電體進行φ16mm的穿孔加工，作成了負極。
＜評估用硬幣電池的製作＞ 使用正極、電解質層、負極來製作評估用硬幣電池。依序重疊正極、電解質層、負極，並配置在CR2032型的硬幣電池容器內之後，隔著絕緣性的墊片將電池容器上部進行歛縫加工來密閉。
[實施例2] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，並將正極混合劑層的混合劑密度作成2.80g/cm3 (孔隙率0.93%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例3] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，並將正極混合劑層的混合劑密度作成2.75g/cm3 (孔隙率2.70%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例4] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，並將正極混合劑層的混合劑密度作成2.70g/cm3 (孔隙率4.47%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例5] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，將正極混合劑層的混合劑密度調節成2.65g/cm3 (孔隙率6.24%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例6] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，並將正極混合劑層的混合劑密度作成2.55g/cm3 (孔隙率9.78%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例7] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整負極混合劑層的厚度，並將負極混合劑層的混合劑密度作成1.94g/cm3 (孔隙率2.15%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例8] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整負極混合劑層的厚度，並將負極混合劑層的混合劑密度調整成1.90g/cm3 (孔隙率4.17%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例9] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整負極混合劑層的厚度，並將負極混合劑層的混合劑密度調整成1.80g/cm3 (孔隙率9.22%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例10] 針對實施例1的電解質層的製作，使用1-乙基-3-甲基-咪唑鎓雙(氟磺醯基)醯亞胺(EMIFSI)來作為離子液體，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例11] 針對實施例1的電解質層的製作，使用SiO2 粒子(平均粒徑：1.0μm)來作為氧化物粒子，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例12] 針對實施例1的電解質層的製作，使用SiO2 粒子(平均粒徑：3.0μm)來作為氧化物粒子，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例13] 針對實施例1的電解質層的製作，使用CeO2 粒子(平均粒徑：0.02μm)來作為氧化物粒子，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例14] 針對實施例1的電解質層的製作，使用偏二氟乙烯與六氟丙烯的共聚物來作為聚合物，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例15] 針對實施例14的電解質層的製作，使用CeO2 粒子(平均粒徑：0.02μm)來作為氧化物粒子，除此以外，與實施例14同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[實施例16] 針對實施例1的電解質層的製作，使用聚偏二氟乙烯來作為聚合物，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
[參考例1] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整正極混合劑層的厚度，並將正極混合劑層的混合劑密度作成2.40g/cm3 (孔隙率15.08%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。 [參考例2] 藉由使用可調整間隙的輥壓機來壓製，調整負極混合劑層的厚度，並將負極混合劑層的混合劑密度作成1.65g/cm3 (孔隙率16.78%)，除此以外，與實施例1同樣地進行來製作成硬幣型電池。
＜放電特性的評估＞ 針對所獲得的實施例1～13的硬幣型電池，使用充放電裝置(TOYO SYSTEM股份有限公司製造)，在以下的充放電條件下，測定在25℃的放電容量。 (1)進行1循環，該循環是以終止電壓4.2V、0.05C進行了定電流定電壓(CCCV)充電後，以0.05C至終止電壓2.7V為止進行定電流(CC)放電之循環，並求出放電容量。另外，所謂的C的意思是「電流値(A)/電池容量(Ah)」。 (2)其次，進行1循環，該循環是以終止電壓4.2V、0.1C進行了定電流定電壓(CCCV)充電後，以0.5C至終止電壓2.7V為止進行定電流(CC)放電之循環，並求出放電容量。 根據所獲得的放電容量，使用下述式來算出放電特性(%)。放電特性可以說該値越大越優異。將所獲得的結果顯示於表1。 放電特性(%)＝由(2)所獲得的放電容量/由(1)所獲得的放電容量×100
[表1]
1‧‧‧二次電池
2,2A,2B‧‧‧電極群
3‧‧‧電池外裝體
4‧‧‧正極集電端子
5‧‧‧負極集電端子
6‧‧‧正極
7‧‧‧電解質層(第1電解質層、第2電解質層)
8‧‧‧負極
9‧‧‧第1集電體
10‧‧‧正極混合劑層
11‧‧‧第2集電體
12‧‧‧負極混合劑層
13‧‧‧第1電池構件
14‧‧‧第2電池構件
15‧‧‧雙極電極
16‧‧‧第3集電體
17‧‧‧第3電池構件
第1圖是表示第1實施形態之二次電池的斜視圖。 第2圖是表示於第1圖所示的二次電池的電極群的分解斜視圖。 第3圖(a)是表示一實施形態之二次電池用電池構件(正極構件)的概略剖面圖，第3圖(b)是表示其他實施形態之二次電池用電池構件(負極構件)的概略剖面圖。 第4圖是表示第2實施形態之二次電池的電極群的分解斜視圖。 第5圖是表示其他實施形態之二次電池用電池構件(雙極電極構件)的概略剖面圖。
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Claims (24)

  1. 一種二次電池用電池構件，其依序具備：集電體；電極混合劑層，其被設置在前述集電體上；及，電解質層，其被設置在前述電極混合劑層上； 其中，前述電極混合劑層含有電極活性物質與離子液體；前述電極混合劑層中的孔隙率，相對於前述電極混合劑層的體積為10體積%以下。
  2. 如請求項1所述之二次電池用電池構件，其中，前述電極混合劑層是正極混合劑層，且前述電極活性物質是正極活性物質。
  3. 如請求項1所述之二次電池用電池構件，其中，前述電極混合劑層是負極混合劑層，且前述電極活性物質是負極活性物質。
  4. 如請求項1～3中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，前述離子液體含有選自由N(C4 F9 SO2 )2 － 、CF3 SO3 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 及N(SO2 CF2 CF3 )2 － 所組成之群組中的至少1種來作為陰離子成分。
  5. 如請求項1～4中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，前述離子液體含有選自由鏈狀四級鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、吡咯烷鎓陽離子、吡啶鎓陽離子及咪唑鎓陽離子所組成之群組中的至少1種來作為陽離子成分。
  6. 如請求項1～5中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，前述電解質層含有： 聚合物； 氧化物粒子； 離子液體；及， 電解質鹽，其選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
  7. 如請求項6所述之二次電池用電池構件，其中，前述電解質鹽是選自由醯亞胺系鋰鹽、醯亞胺系鈉鹽、醯亞胺系鈣鹽及醯亞胺系鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
  8. 如請求項6或7所述之二次電池用電池構件，其中，以前述電解質層總量作為基準計，前述氧化物粒子的含量為5～40質量%。
  9. 如請求項6～8中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，前述氧化物粒子的平均粒徑為0.005～5μm。
  10. 如請求項6～9中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，以前述電解質層總量作為基準計，前述聚合物的含量為3～40質量%。
  11. 如請求項6～10中任一項所述之二次電池用電池構件，其中，前述聚合物具有第1結構單元，該第1結構單元選自由四氟乙烯及偏二氟乙烯所組成之群組。
  12. 如請求項11所述之二次電池用電池構件，其中，作為前述聚合物，含有1種或2種以上的聚合物； 在構成前述1種或2種以上的聚合物的結構單元之中，包含前述第1結構單元與第2結構單元，該第2結構單元選自由六氟丙烯、丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯所組成之群組。
  13. 一種二次電池，其具備正極、負極及電解質層； 該正極具有第1集電體與正極混合劑層，該正極混合劑層被設置在前述第1集電體上，且含有正極活性物質和離子液體； 該負極具有第2集電體與負極混合劑層，該負極混合劑層被設置在前述第2集電體上，且含有負極活性物質和離子液體； 該電解質層被設置在前述正極與前述負極之間； 其中，前述正極混合劑層中的孔隙率，相對於前述正極混合劑層的體積為10體積%以下； 前述負極混合劑層中的孔隙率，相對於前述負極混合劑層的體積為10體積%以下。
  14. 如請求項13所述之二次電池，其中，前述離子液體含有選自由N(C4 F9 SO2 )2 － 、CF3 SO3 － 、N(SO2 F)2 － 、N(SO2 CF3 )2 － 及N(SO2 CF2 CF3 )2 － 所組成之群組中的至少1種來作為陰離子成分。
  15. 如請求項13或14所述之二次電池，其中，前述離子液體含有選自由鏈狀四級鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、吡咯烷鎓陽離子、吡啶鎓陽離子及咪唑鎓陽離子所組成之群組中的至少1種來作為陽離子成分。
  16. 如請求項13～15中任一項所述之二次電池，其中，前述電解質層含有： 聚合物； 氧化物粒子； 離子液體；及， 電解質鹽，其選自由鋰鹽、鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
  17. 如請求項16所述之二次電池，其中，前述電解質鹽是選自由醯亞胺系鋰鹽、醯亞胺系鈉鹽、醯亞胺系鈣鹽及醯亞胺系鎂鹽所組成之群組中的至少1種。
  18. 如請求項16或17所述之二次電池，其中，以前述電解質層總量作為基準計，前述氧化物粒子的含量為5～40質量%。
  19. 如請求項16～18中任一項所述之二次電池，其中，前述氧化物粒子的平均粒徑為0.005～5μm。
  20. 如請求項16～19中任一項所述之二次電池，其中，以前述電解質層總量作為基準計，前述聚合物的含量為3～40質量%。
  21. 如請求項16～20中任一項所述之二次電池，其中，前述聚合物具有第1結構單元，該第1結構單元選自由四氟乙烯及偏二氟乙烯所組成之群組。
  22. 如請求項21所述之二次電池，其中，作為前述聚合物，含有1種或2種以上的聚合物； 在構成前述1種或2種以上的聚合物的結構單元之中，包含前述第1結構單元與第2結構單元，該第2結構單元選自由六氟丙烯、丙烯酸、馬來酸、甲基丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯所組成之群組。
  23. 一種二次電池用電池構件的製造方法，其具備下述步驟： 獲得電極的步驟，其在集電體上，形成含有電極活性物質和離子液體之電極混合劑層來獲得電極；及， 設置電解質層的步驟，其將電解質層設置在前述電極的與前述集電體相反的一側上； 其中，將前述電極混合劑層中的孔隙率，作成相對於前述電極混合劑層的體積為10體積%以下。
  24. 一種二次電池的製造方法，其具備下述步驟： 獲得正極的步驟，其在第1集電體上，形成含有正極活性物質和離子液體之正極混合劑層來獲得正極； 獲得負極的步驟，其在第2集電體上，形成含有負極活性物質和離子液體之負極混合劑層來獲得負極；及， 設置電解質層的步驟，其以使電解質層位於前述正極的前述正極混合劑層側且位於前述負極的前述負極混合劑層側的方式，將電解質層設置在前述正極與前述負極之間； 其中，將前述正極混合劑層中的孔隙率，作成相對於前述正極混合劑層的體積為10體積%以下； 將前述負極混合劑層中的孔隙率，作成相對於前述負極混合劑層的體積為10體積%以下。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7272120B2 (ja) * 2018-12-11 2023-05-12 Tdk株式会社 リチウム二次電池
JP7283264B2 (ja) * 2019-06-27 2023-05-30 Tdk株式会社 リチウム二次電池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3769291B2 (ja) * 2004-03-31 2006-04-19 株式会社東芝 非水電解質電池
JP5214088B2 (ja) * 2004-10-22 2013-06-19 株式会社Ｇｓユアサ 非水電解質電池
JP4496366B2 (ja) 2005-04-07 2010-07-07 国立大学法人三重大学 高分子固体電解質リチウム２次電池用負極材及びその製造方法
JP2008053135A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 薄膜電池
JP2008243736A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Arisawa Mfg Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法
CN102227837A (zh) * 2008-11-28 2011-10-26 住友化学株式会社 电极膜、电极及其制造方法、以及蓄电设备
FR2942235B1 (fr) * 2009-02-13 2011-07-22 Centre Nat Rech Scient Gels conducteurs ioniques, leur procede de preparation et leur utilisation comme electrolyte
JP2011129400A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Konica Minolta Holdings Inc イオン液体を有する二次電池およびその製造方法
WO2013063367A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Infinite Power Solutions, Inc. Fabrication of a high energy density battery
WO2014112436A1 (ja) * 2013-01-17 2014-07-24 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池
JP2015011823A (ja) * 2013-06-27 2015-01-19 住友電気工業株式会社 リチウム電池

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