％ NMP溶液，用行星式混合机搅拌后制成负极活性物质浆料。
[0056] (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D5q= 6. 1 μ m)、2克石墨 (HMCAL公司制，KS-6)和6克石墨（HMCAL公司制，Super P Li)。
[0057] 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1.0 mm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D 5q 成为2. 1 μπι。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。
[0058] 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。
[0059] (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, Dm= 6. 8 μπι)放入500mL的容器 中，再加入直径I. 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 D5。变为0. 8 μ m。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。
[0060] 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。
[0061] (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箱（东海东洋铝业贩卖股份公 司制，厚度为20μπι)构成的正极集电箱上，通过干燥后进行冲压，制成正极。而且，在正极 集电箱露出的部分装配铝接头，制成引出电极。
[0062] (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箱（日本制箱股份公司 制，厚度?〇μπι)构成的负极集电箱上，通过干燥后进行冲压，制成负极。而且，在负极集电 箱露出的部分装配镍接头，制成引出电极。
[0063] (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IOym以 下的厚度。
[0064] (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IOym以 下的厚度。
[0065] (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 D5。= 0. 3 μ m)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。
[0066] 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。
[0067] 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11 μm的陶瓷隔板层。
[0068] (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。
[0069] 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）。
[0070] 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（LiPF 6)溶解而 成的IM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）。
[0071] 〈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。
[0072] 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。
[0073] [表 2]
[0074] 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。
[0075] 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。
[0076] 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。
[0077] 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。
[0078] [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不相同或相当的部分。
[0079] 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
[0080] 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
【主权项】
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， 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的至少一个相对。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〇. 03~5 ym。
【专利摘要】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。
【IPC分类】H01M10/058, H01M10/0525, H01M2/16, H01M4/13
【公开号】CN105103342
【申请号】CN201480020704
【发明人】田中阳介, 泽田学, 上羽悠介
【申请人】株式会社村田制作所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】WO2014168019A1