非水电解质二次电池的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2014年04月23日向日本特许厅提交的日本专利申请第2014-089670 号的优先权，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种非水电解质二次电池。
【背景技术】
[0004] 作为非水电解质二次电池，例如，众所周知的有锂离子二次电池。这种锂离子二次 电池是以把发电元件以及含有锂盐等的电解质（通过使锂盐等溶解而得到的非水电解质 等）收容在复合膜等的封装体内部的方式而构成的，所述发电元件包括：将锂复合氧化物 等作为活性物质的正极板；将碳材料等（石墨等）作为活性物质的负极板；以及层叠的多 个隔膜。众所周知的是，电极构造大致分为缠绕式和层叠式。缠绕式具有隔着隔膜缠绕的 长的正极板和负极板。层叠式具有隔着隔膜交替层叠的多个片状的正极板和负极板。通过 从各个片取出电流而集合成的正极们和负极们，分别与作为外部端子的正极端子和负极端 子连接。作为大电流型电池，层叠式是有利的。
[0005] 对于非水电解质二次电池，要求容量特性和输出特性等进一步提高（例如，日本 专利公开公报特开2013-149408号）。作为使层叠式非水电解质二次电池高容量化的一种 方法有下述的方法：通过增大电池整体的主面的面积来増大每一个电极板的面积。相对于 此，也有下述的方法：代替使电池整体的主面的面积增大，通过增加层叠数（通过使电池厚 度变厚）来提高容量。但是，更薄的前者亦即大面积化这种提高容量的方法，在散热性等方 面是优异的。
[0006] 已经判明了，如果层叠式非水电解质二次电池的与主面平行的电极板的面积増 大，则在某种正极和负极的活性物质层的材料条件下，存在非水电解质二次电池的循环特 性恶化的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的实施方式的目的在于实现抑制大面积的层叠式非水电解质二次电池的 循环特性的恶化以及提尚容量。
[0008] 为了达到所述目的，本发明提供一种非水电解质二次电池，其包括发电元件，所述 发电元件包括：正极，具有正极活性物质层；以及负极，具有负极活性物质层，所述正极活 性物质层的主面和所述负极活性物质层的主面中的具有较小面积的主面呈大体矩形，所述 大体矩形具有132mm以上的短边，以使所述正极活性物质层的主面与所述负极活性物质层 的主面隔着隔膜相对的方式配置所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，所述正极活 性物质层含有2质量％以上3. 5质量％以下的粘合剂。
[0009] 此外，为了达到所述目的，本发明还提供一种非水电解质二次电池，其包括发电元 件，所述发电元件包括：正极，具有正极活性物质层；以及负极，具有负极活性物质层，所述 正极活性物质层的主面和所述负极活性物质层的主面中的具有较小面积的主面呈大体矩 形，所述大体矩形具有132mm以上的短边，以使所述正极活性物质层的主面与所述负极活 性物质层的主面隔着隔膜相对的方式配置所述正极活性物质层和所述负极活性物质层，所 述正极活性物质层内的粘合剂的附着量面积比为8以上14以下，所述附着量面积比的单位 为 mg/m2〇
[0010] 按照以上的实施方式的非水电解质二次电池，能够抑制薄型且具有大面积的电极 的层叠式非水电解质二次电池的循环特性的恶化。
【附图说明】
[0011] 图1是作为本发明实施方式的非水电解质二次电池的一个例子的、层叠式锂离子 二次电池的外观图。
[0012] 图2是图1的层叠式锂离子二次电池的截面示意图。
【具体实施方式】
[0013] 在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的 理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更 多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
[0014] 下面参照附图，对本发明的实施方式的非水电解质二次电池进行详细的说明。
[0015] 为了解决随着电极尺寸（与正极相对的负极活性物质层的主面、以及与负极相对 的正极活性物质层的主面）的增大而使非水电解质二次电池的循环特性的恶化这一问题， 本发明人进行了专心的研究。其中发现了，在某种材料条件下，如果电极尺寸超过了一定大 小，则在循环试验中在负极活性物质层的中央部出现了绝缘性析出物。该现象，在含有同样 的材料、较小尺寸电极的情况下（例如，电极尺寸为小于132mmX 132mm)则没有出现。基于 该认识进行进一步研究的结果发现了，通过适当设定正极活性物质的比表面积、粘合剂量 以及它们的关系，即使电极尺寸大时也能抑制在负极活性物质层产生绝缘性析出物并且能 抑制非水电解质二次电池的循环特性的恶化。由此，完成了本发明实施方式的非水电解质 二次电池。
[0016] 非水电解质二次电池的构造
[0017] 以下通过例示锂离子二次电池来说明本发明的实施方式的非水电解质二次电池 (以下称为二次电池）的构造。
[0018] 如图1所示，二次电池1具有扁平的长方体状的外观形状。二次电池1在长边方 向的一方的端缘具有一对端子2和端子3。
[0019] 如图2所示，二次电池 1具有封装体5,所述封装体5由两个复合膜构成，在所述封 装体5的内部收容有在从箭头X(扁平面）方向看时呈长方形的发电元件4和电解质（图 示省略）。发电元件4包括隔着隔膜43交替层叠的多个正极板41和负极板42。在该例子 中，发电元件4包括三个负极板42、两个正极板41、以及设在它们之间的四个隔膜43。作为 发电元件4的最外层配置有负极板42。此外，图2中的各部分的尺寸并不一定是正确的尺 寸，尺寸的一部分为了说明进行了夸张表示。此外，发电元件4也可以采用作为最外层配置 正极板41的结构。
[0020] 当从图1和图2的箭头X方向看时，正极板41包括在呈大体长方形的正极集电体 41a的两面形成的正极活性物质层41b和正极活性物质层41c。正极集电体41a例如由铝 箱、铝合金箱、铜箱、镍箱等电化学上稳定的金属箱构成。正极活性物质层41b和正极活性 物质层41c可以按照以下的方式形成：将正极活性物质、粘合剂夂一）、根据需要 添加的导电助剂、以及能够将粘合剂溶解的溶剂的混合物（正极浆料）涂布在正极集电体 41a的主面上，然后将涂布后的正极集电体41a干燥除去溶剂，所述正极活性物质例如由镍 酸锂（例如=LiNiO 2)、锰酸锂（例如=LiMnO2)、尖晶石型锰酸锂（例如=LiMn2O 4)、以及钴酸 锂（例如=LiCoO2)等锂复合氧化物构成。在此，锂复合氧化物的过渡金属（Ni、Mn、Co)的 一部分可以被Li、Mg、B、A1、V、Cr、Fe、Co、Ni、Mn、W、或Ti等置换。此外，在正极活性物质 层41b和正极活性物质层41c中，也可以添加导电助剂，所述导电助剂例如由乙炔黑、炭黑、 石墨、或者纤维状碳等碳材料构成。
[0021] 此外，用于正极活性物质层41b和正极活性物质层41c的锂复合氧化物的至少一 部分可以为尖晶石型的。这是由于下述原因：这种材料与其他种类的材料相比，具有稳定的 结晶构造，伴随充放电的锂的吸附释放的结晶构造变化小。因此能够抑制因颗粒的变形导 致的颗粒间空孔变窄。因而，能够抑制后述的电极面方向的Li离子移动性的降低。
[0022] 粘合剂例如可以单独或组合使用聚偏氟乙烯（PVDF)、偏氟乙烯一六氟丙烯共聚 物、偏氟乙烯一四氟乙烯共聚物、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚四氟乙稀、聚丙稀、聚乙稀、聚 酰亚胺、以及聚酰胺酰亚胺。此外，用于正极活性物质层41b和正极活性物质层41c的粘合 剂，可以作为负极活性物质层42b和负极活性物质层42c的粘合剂使用。
[0023] 通过对涂布有所述正极浆料的集电体进行干燥得到的正极板也可以与前述干燥 区别，另外地进一步进行热处理。在作为粘合剂使用聚偏氟乙烯类（聚偏氟乙烯、偏氟乙 烯一六氟丙烯共聚物、以及偏氟乙烯一四氟乙烯共聚物等）的情况下，该热处理的优选的 条件为100°C~150°C，1~10小时。由此，可以抑制粘合剂因电解质中含有的有机溶剂而 膨润。因此，即使在本发明的实施方式中也可以使用。
[0024] 正极活性物质层的空孔率可以为15%~40%。如果空孔率过小，则后述的Li离 子在电极面内沿平行方向的移动性变差。如果空孔率过大，则单位体积的活性物质量减少， 会导致产生容量损失。
[0025] 从图1和图2的箭头X方向看时，负极板42包括在呈大体长方形的负极集电体 42a的两面形成的负极活性物质层42b和负极活性物质层42c。负极集电体42a例如由铜 箱、不锈钢箱、铁箱等电化学上稳定的金属箱构成。负极活性物质层42b和负极活性物质层 42c是通过在负极集电体42a的主面上涂布吸附和释放锂离子的负极活性物质和粘合剂的 混合物而形成的。所述的吸附和释放锂离子的负极活性物质例如是非晶碳、难石墨化碳、易 石墨化碳、石墨、以及被非晶碳覆盖的石墨等。此外，可以向负极活性物质层42b和负极活 性物质层42c添加由乙炔黑、炭黑、石墨、或者纤维状碳等碳材料构成的导电助剂