鋰二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰二次電池。詳細(xì)而言，涉及能夠應(yīng)用于車輛搭載用電源的鋰二次電 池。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰二次電池的重量輕且可得到高能量密度，因此優(yōu)選用作個人計算機和便攜終端 等所謂的便攜電源或車輛驅(qū)動用電源。特別是作為電動汽車、混合動力汽車等車輛的驅(qū)動 用高輸出電源的重要性高。在這種鋰二次電池中，通過作為電荷載體的鋰離子（Li離子） 在正負(fù)電極間往來而進行充放電。但是例如，在負(fù)極的正極非相對部（例如負(fù)極端面），存 在Li離子被不可逆地固定的傾向，因此如果Li離子向上述正極非相對部移動，則由于應(yīng)該 有助于充放電的Li離子被不可逆地固定而存在電池容量劣化的顧慮。作為公開了限制如 上所述的Li離子移動的技術(shù)的文獻可列舉專利文獻1。另外專利文獻2中，提出了通過將 負(fù)極端面用熱熔樹脂被覆，來抑制來自負(fù)極端面的微片的脫落。
[0003] 先行技術(shù)文獻
[0004] 專利文獻1 :日本國專利申請公開第2009-188037號公報
[0005] 專利文獻2 :日本國專利申請公開第2012-014886號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明涉及鋰二次電池的改良，其目的在于提供一種能夠提高或維持循環(huán)特性等 電池特性，并且抑制高溫保存時的容量劣化的鋰二次電池。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，通過本發(fā)明，提供一種具備包含正極活性物質(zhì)層的正極、和包 含負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極的鋰二次電池。在該鋰二次電池中，所述正極活性物質(zhì)層與所述 負(fù)極活性物質(zhì)層被配置為彼此相對。另外，所述負(fù)極活性物質(zhì)層具有區(qū)域A，所述區(qū)域A包 含沒有與所述正極活性物質(zhì)層相對的正極非相對部。此外，所述區(qū)域A包含負(fù)極活性物質(zhì)、 熱熔融性粘結(jié)劑、和感溫性增粘劑。并且，所述熱熔融性粘結(jié)劑的熔點和所述感溫性增粘劑 的凝膠化溫度全都在45°C?100°C的范圍內(nèi)。
[0008] 根據(jù)該構(gòu)成，感溫性增粘劑發(fā)揮作用以抑制高溫保存時的容量劣化。另外，通過使 正極非相對部包含感溫性增粘劑，能夠?qū)㈦姵靥匦跃S持在高水平，同時高效地抑制高溫保 存時的容量劣化。另外，熱熔融性粘結(jié)劑也發(fā)揮作用以抑制高溫保存時的容量劣化。由此， 高溫保存時的容量劣化被高效地抑制。另外，熱熔融性粘結(jié)劑的密合性優(yōu)異，因此通過與感 溫性增粘劑并用來良好地體現(xiàn)上述密合性，發(fā)揮作用以提高或維持電池特性。此外，認(rèn)為通 過將熱熔融性粘結(jié)劑與感溫性增粘劑組合使用，在電池特性的提高或維持、以及高溫保存 時的容量劣化抑制的觀點上，熱熔融性粘結(jié)劑與感溫性增粘劑成為良好的配置。由此，能夠 實現(xiàn)在沒有將熱熔融性粘結(jié)劑與感溫性增粘劑并用的情況下無法實現(xiàn)的效果、即能夠提高 或維持循環(huán)特性等電池特性，同時高效地抑制高溫保存時的容量劣化的效果。
[0009] 再者，在本說明書中所謂「熱熔融性粘結(jié)劑」，是指具有下述性質(zhì)的粘結(jié)劑：其在 常溫下為固體，如果通過加熱等使其上升到規(guī)定溫度則熔融。另外，在本說明書中所謂「感 溫性增粘劑」，可被定義為具有下述性質(zhì)的增粘劑：其在常溫下不顯示增粘作用，但如果通 過加熱等而使其上升到規(guī)定溫度，則能夠使包含該增粘劑的組合物（例如，含有濃度1?5 質(zhì)量％的感溫性增粘劑的水分散液或水溶液）的粘度上升。另外，在本說明書中的「感溫性 增粘劑的凝膠化溫度」，可以采用示差掃描熱量計（DSC)來求得。作為DSC的測定樣品，使 用含有規(guī)定濃度（例如1?5質(zhì)量％)的感溫性增粘劑的水分散液或水溶液即可。
[0010] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，在將所述熱熔融性粘結(jié)劑的熔點設(shè)為 x°c，并將所述感溫性增粘劑的凝膠化溫度設(shè)為rc時，該熱熔融性粘結(jié)劑的熔點rc與該 感溫性增粘劑的凝膠化溫度rc滿足|X-Y| <30的關(guān)系。認(rèn)為通過這樣構(gòu)成，熱熔融性粘 結(jié)劑的熔融與感溫性增粘劑帶來的凝膠化在近似的溫度范圍體現(xiàn)，因此在上述溫度范圍相 互作用，熱熔融性粘結(jié)劑與感溫性增粘劑在負(fù)極活性物質(zhì)層內(nèi)容易變?yōu)榱己玫呐渲?。由此?高溫保存時的容量劣化被進一步抑制。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)電池特性（例如循環(huán)特性）的進一 步提尚。
[0011] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，在將所述熱熔融性粘結(jié)劑的熔點設(shè)為 x°c，并將所述感溫性增粘劑的凝膠化溫度設(shè)為rc時，所述熱熔融性粘結(jié)劑的熔點rc與 所述感溫性增粘劑的凝膠化溫度rc滿足X多Y的關(guān)系。由此，認(rèn)為與熱熔融性粘結(jié)劑的熔 融同時地，或者在該熔融之前體現(xiàn)感溫性增粘劑帶來的凝膠化，變得容易控制熱熔融性粘 結(jié)劑的配置。其結(jié)果，認(rèn)為在高溫保存時的容量維持和電池特性的觀點上，熱熔融性粘結(jié)劑 與感溫性增粘劑被很好地配置。
[0012] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，所述熱熔融性粘結(jié)劑的熔點為70°C? 90°C。認(rèn)為在這樣的溫度范圍具有熔點的熱熔融性粘結(jié)劑的配置，在負(fù)極活性物質(zhì)層的正 極非相對部與上述感溫性增粘劑并用，由此從高溫保存時的容量維持和電池特性的提高、 維持的觀點來看容易變得更合適。另外，在上述的溫度范圍具有熔點的熱熔融性粘結(jié)劑能 夠作為被用于負(fù)極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑發(fā)揮優(yōu)異的性能（密合性）。
[0013] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，所述感溫性增粘劑為多糖類。另外，所述 感溫性增粘劑優(yōu)選為凝膠多糖（curdlan)。
[0014] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，所述熱熔融性粘結(jié)劑的平均粒徑低于 0,1 ym。通過使用這樣的粒徑小的熱熔融性粘結(jié)劑，高溫保存時的容量劣化可被更好地抑 制。
[0015] 在此公開的鋰二次電池的一優(yōu)選方式中，所述熱熔融性粘結(jié)劑的密度為I. 2g/cm3 以下。認(rèn)為即使是這樣使用輕量的粘結(jié)劑的構(gòu)成，通過配合感溫性增粘劑，負(fù)極活性物質(zhì)層 的正極非相對部中熱熔融性粘結(jié)劑也會容易進行良好的配置。
[0016] 在此公開的鋰二次電池在高溫保存時的容量劣化被抑制。另外，能夠提高或維持 循環(huán)特性等的電池特性。因此，有效利用該特征，能夠很好地作為混合動力汽車（HV)、插入 式混合動力汽車（PHV)、電動汽車（EV)等那樣的車輛的驅(qū)動電源等的二次電池利用。根據(jù) 本發(fā)明，可提供搭載了在此公開的任一種鋰二次電池（可為多個電池連接了的電池組的形 態(tài)）的車輛。
【附圖說明】
[0017] 圖1是示意地表示一實施方式涉及的鋰二次電池的外形的立體圖。
[0018] 圖2是圖1的II-II線的截面圖。
[0019] 圖3是示意地表示將一實施方式涉及的電極體卷繞而制作的狀態(tài)的立體圖。
[0020] 圖4是將圖3的IV-IV線的截面放大表示的圖。
[0021] 圖5是圖4的正極片和負(fù)極片抽出并示意地表示的截面圖。
[0022] 圖6是與圖5對應(yīng)的、將負(fù)極活性物質(zhì)層的另一構(gòu)成例示意地表示的截面圖。
[0023] 圖7是將用于形成負(fù)極活性物質(zhì)層的模的一例示意地表示的立體圖。
[0024] 圖8是將具備一實施方式涉及的鋰二次電池的車輛（汽車）示意地表示的側(cè)面 圖。
【具體實施方式】
[0025] 以下，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實施方式。再者，各圖中的尺寸關(guān)系（長 度、寬度、厚度等）并不反映實際的尺寸關(guān)系。另外，在本說明書中特別涉及的事項以外的、 本發(fā)明的實施所必需的事項（例如，具備正極和負(fù)極的電極體的構(gòu)成和制法、隔板、非水電 解質(zhì)（非水電解液）的構(gòu)成和制法、電池（殼體）的形狀等電池的構(gòu)建涉及的一般技術(shù)等）， 可以基于該領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的設(shè)計事項來掌握。本發(fā)明能夠基于本 說明書所公開的內(nèi)容和該領(lǐng)域的技術(shù)常識來實施。另外，在以下的附圖中，對于發(fā)揮相同作 用的部件和部位附帶相同的標(biāo)記進行說明，重復(fù)的說明有時省略或簡化。
[0026] 以下，對鋰二次電池涉及的優(yōu)選實施方式進行說明。再者，本說明書中所謂「二次 電池」，一般是指能夠反復(fù)進行充放電的電池，除了鋰二次電池等的蓄電池（即化學(xué)電池） 以外，還包含雙電層電容器等的電容器（即物理電池）。另外，在本說明書中所謂「鋰二次 電池」，是指利用Li離子作為電解質(zhì)離子，通過與正負(fù)極間的Li離子相伴的電荷移動來實 現(xiàn)充放電的二次電池。只要在此限度中，例如將Li離子以外的金屬離子（例如鈉離子）作 為電荷載體并用的二次電池也可包含在本說明書中的「鋰二次電池」中。一般被稱為鋰離 子二次電池的電池，是本說明書中的鋰二次電池所包含的典型例。
[0027] 如圖1和圖2所示，鋰二次電池100具備角型（方形）箱狀的電池殼體10、和收納 在電池殼體10內(nèi)的卷繞電極體20。電池殼體10在上表面具有開口部12。該開口部12在 將卷繞電極體20從開口部12收納到電池殼體10內(nèi)之后，由蓋體14封閉。在電池殼體10 內(nèi)還收納有非水電解質(zhì)（非水電解液）25。在蓋體14設(shè)置有外部連接用的外部正極端子 38和外部負(fù)極端子48,這些端子38、48的一部分在蓋體14的表面?zhèn)韧怀?。另外，外部正極 端子38的一部分在電池殼體10內(nèi)部與內(nèi)部正極端子37連接，夕卜部負(fù)極端子48的一部在 電池殼體10內(nèi)部與內(nèi)部負(fù)極端子47連接。
[0028] 如圖3所示，卷繞電極體20具備長片狀的正極（正極片）30、和長片狀的負(fù)極（負(fù) 極片）40。正極片30具備長的形狀的正極集電體32、和在其至少一方的表面（典型的是兩 面）形成的正極活性物質(zhì)層34。負(fù)極片40具備長的形狀的負(fù)極集電體42、和在其至少一 方的表面（典型的是兩面）形成的負(fù)極活性物質(zhì)層44。卷繞電極體20還具備長片狀的2 枚隔板（隔板片）50A、50B。正極片30和負(fù)極片40隔著2枚隔板片50A、50B層疊，以正極 片30、隔板片50A、負(fù)極片40、隔板片50B的順序?qū)盈B。該層疊體通過沿長度方向卷繞而形 成卷繞體，進而將該卷繞體從側(cè)面方向按壓壓扁由此以扁平形狀成形。再者，電極體不限定 于卷繞電極體?？梢愿鶕?jù)電池的形狀、使用目的，適當(dāng)采用例如層壓型等適當(dāng)?shù)男螤?、?gòu)成。
[0029] 在卷繞電極體20的寬度方向（與卷繞方向正交的方向）的中心部，形成有在正極 集電體32表面形成的正極活性物質(zhì)層34、和在負(fù)極集電體42表面形成的負(fù)極活性物質(zhì)層 44重疊并緊密層疊了的部分。另外，在正極片30的寬度方向的一方的端部，設(shè)置有未形成 正極活性物質(zhì)層34而使正極集電體32露出的部分（正極活性物質(zhì)層非形成部36)。該正 極活性物質(zhì)層非形成部36成為從隔板片50A、50B和負(fù)極片40伸出的狀態(tài)。即，在卷繞電 極體20的寬度方向的一端，形成有正極集電體32的正極活性物質(zhì)層非形成部36重疊了的 正極集電體層疊部35。另外，在卷繞電極體20的寬度方向的另一端，與上述一端的正極片 30的情況同樣地，形成有負(fù)極集電體42的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部46重疊了的負(fù)極集電 體層疊部45。正極集電體層疊部35,其中間部分聚攏，采用焊接等的手段與內(nèi)部正極端子 37電連接。同樣地，負(fù)極集電體層疊部45也與內(nèi)部負(fù)極端子47電連接。
[0030] 如圖4所示，負(fù)極活性物質(zhì)層