非水电解质电池用混合电极及其制造方法_3

文档序号:8532021阅读:来源:国知局
部具有六氟 丙烯单元、四氟乙烯单元的PVDF共聚物。只要是在制备浆料时有机溶剂能够使用的有机粘 合剂即可,不限于PVDF系。
[0052][溶剂]
[0053] 作为制造混合电极时的、浆料用的溶剂,优选有机溶剂。例如可以举出N-甲基吡 咯烷酮(以下称NMP)。
[0054] 实施例
[0055](实施例1)
[0056]〈负极的制作〉
[0057] 将作为负极活性物质的覆盖了非晶质碳的球状天然石墨粉末(平均粒径: 20ym)、作为氟树脂系粘合剂树脂的聚偏氟乙烯、和碳黑系导电助剂,按照以固体成分质量 比计为96. 5 :3 :0. 5的比例添加到N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。经搅拌,使这些材料在 NMP中均匀分散,制作了浆料。将得到的浆料涂布在作为负极集电体的厚度15ym的铜箔 上。然后,在125°C加热浆料10分钟使NMP蒸发,从而形成了负极活性物质层。进而,对负极 活性物质层进行冲压,从而制作了在负极集电体的一面上涂布有负极活性物质层的负极。
[0058] <正极的制作>
[0059] 将作为正极用活性物质A(第一活性物质)的具有尖晶石结构的LiuMr^9O4粉末 (BET比表面积0. 25m2/g)、作为正极用活性物质B(第二活性物质)的锂镍钴锰酸锂(Ni/Li 摩尔比0. 7,BET比表面积0. 5m2/g)、作为粘合剂树脂的聚偏氟乙烯、作为导电助剂的碳黑 粉末,按照以固体成分质量比计为69 :23 :4 :4的比例,添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯 烷酮(NMP)中。进而,向该混合物中添加作为有机系水分捕捉剂的草酸二水合物(分子量 126),所述草酸二水合物的添加量是相对于上述混合物中除NMP之外的固体100质量份为 0.03质量份。通过搅拌,使这些材料均匀分散,制作了浆料。将得到的浆料涂布在作为正极 集电体的厚度20ym的铝箔上。然后,在125°C加热浆料10分钟使NMP蒸发,从而形成了正 极活性物质层。进而,通过对正极活性物质层进行冲压,制作了在正极集电体的单面上涂布 有正极活性物质层的正极。
[0060] <锂离子二次电池的制作>
[0061] 将如上所述制作的负极和正极各自切出5cm(宽度)X6.Ocm(长度)。其中,一边 5cmXIcm的部分是用于连接端子的未涂布部。活性物质层的尺寸是5cmX5cm。将宽度5cm、 长度3cm、厚度0.Imm的错制正极端子,在正极的未涂布部以长度Icm进行超声波焊接。同 样地,将与正极端子尺寸相同的镍制的负极端子,在负极的未涂布部以长度Icm进行超声 波焊接。在由聚乙烯和聚丙烯形成的6cmX6cm的隔膜的两面,通过按照活性物质层由隔膜 隔开重叠的方式配置上述负极和正极,得到了电极层叠体。除去两张7cmXIOcm的铝层叠 膜的一个长边,将其余三边通过热熔接以宽度5mm进行胶粘,由此制作了袋状的层叠外装 体。按照与层叠外装体的一面的短边保持Icm的距离的方式插入上述电极层叠体。将下述 非水电解液注入〇. 203g进行真空渗透。然后,在减压下通过热熔接以宽度5mm对开口部进 行封口,从而得到了本实施例的层叠型二次电池。
[0062] 作为非水电解质液,使用如下的电解液:向碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC) 以EC:DEC= 30 :70 (体积比)的比例混合得到的非水溶剂中,按照浓度为I.Omol/L的方式 溶解作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6),在得到的溶液中,溶解作为添加剂的链状二磺酸 酯使其浓度为〇. 5质量%,使用由此得到的溶液。
[0063](实施例2)
[0064] 作为正极用活性物质A,使用BET比表面积为0.4m2/g的活性物质,除此之外,按照 与实施例1同样的方法制造了层叠型二次电池。
[0065](比较例1)
[0066] 作为正极用活性物质A,使用BET比表面积为0.6m2/g的活性物质,除此之外,按照 与实施例1同样的方法制造了层叠型二次电池。
[0067](比较例2)
[0068] 作为正极用活性物质A,使用BET比表面积为0.8m2/g的活性物质,除此之外,按照 与实施例1同样的方法制造了层叠型二次电池。
[0069] <循环特性评价>
[0070] 对于如上所述制造的4个层叠型二次电池,按照下述方法进行循环试验。
[0071]使用 4. 2V(S0C(StateofCharge;电池容量)100% )和 3V(S0C0% )之间的电池 电压、以及将初期容量进行1小时放电的电流(使从初期电池的SOC100%的状态开始至 SOC0%的状态,花费1小时的放电电流,以下称为IC电流),在55°C的环境下重复充放电 500循环。基于此的容量保持率由(500循环后的电池容量V(初期电池容量)的计算式算 出。另外,在得到所期望的容量保持率的情况判断为"〇",得到比期望的容量保持率低的情 况判断为"A"。那些结果表示于表1。
[0072][表1]
[0073]
【主权项】
1. 一种非水电解质电池用混合电极,其中,含有: 第一活性物质、比所述第一活性物质容易与水反应的第二活性物质、有机系水分捕捉 剂、和粘结所述第一活性物质与所述第二活性物质的有机粘合剂; 所述有机系水分捕捉剂存在于所述有机粘合剂中,而且,所述第一活性物质的比表面 积比所述第二活性物质的比表面积小。
2. 根据权利要求1所述的非水电解质电池用混合电极,其中, 所述有机系水分捕捉剂是分子量为46~500的范围内的有机酸或者其盐。
3. 根据权利要求1或2所述的非水电解质电池用混合电极,其中, 所述第二活性物质是锂镍复合氧化物。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的非水电解质电池用混合电极,其中, 所述第一活性物质是锂锰复合氧化物。
5. -种非水电解质电池用混合电极的制造方法,其中,包含: 配制浆料的工序,所述浆料至少含有第一活性物质、比所述第一活性物质容易与水反 应且比表面积大于所述第一活性物质的第二活性物质、有机粘合剂、溶剂、和有机系水分捕 捉剂;以及 涂布所述浆料的工序。
6. 根据权利要求5所述的非水电解质电池用混合电极的制造方法,其中, 所述溶剂是有机溶剂。
【专利摘要】一种非水电解质电池用混合电极,其含有:第一活性物质、比所述第一活性物质容易与水反应的第二活性物质、有机系水分捕捉剂、和粘结第一活性物质与第二活性物质层的有机粘合剂。通过有机水分捕捉剂存在于有机粘合剂中且第一活性物质的比表面积比第二活性物质的比表面积小,混合电极的保管性提高,同时在将混合电极用于电池的情况下,电池的循环特性提高。
【IPC分类】H01M4-62, H01M4-525, H01M4-36, H01M4-505, H01M4-1391, H01M4-131
【公开号】CN104854742
【申请号】CN201380065575
【发明人】丹上雄児, 谷崎博章, 沼田达治, 新居田善洋, 高桥幸典
【申请人】汽车能源供应公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年12月16日
【公告号】WO2014098037A1
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