[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法，特别涉及能够抑制因压坏导致的短路的发生的非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，对于从环境问题到汽车搭载用的要求、或者大型工具的DC化的要求，需要能够进行快速充电和大电流放电的小型且轻量的二次电池。作为满足这种要求的典型的二次电池，可以特别地列举出如下的非水电解质二次电池，其以锂金属或锂合金等活性物质、或者使锂离子嵌入作为宿主(host)物质(在此所谓“宿主物质”，是指能够嵌入和脱嵌锂离子的物质)的碳中的锂嵌入化合物为负极材料，以溶解有LiClO₄或LiPF₆等锂盐的非质子性有机溶剂作为电解液。

一般地说，该非水电解质二次电池包括：使上述负极材料保持在作为其支持体的负极集电体上而形成的负极；如锂钴复合氧化物那样能够与锂离子可逆地进行电化学反应的正极活性物质保持在作为其支持体的正极集电体上而形成的正极；以及在保持电解液的同时，介于负极和正极之间而防止负极和正极之间发生短路的多孔质绝缘层。

而且形成为片材状或箔状的正极和负极经由多孔质绝缘层而依次层叠、或者经由多孔质绝缘层而卷绕成螺旋状，从而成为发电单元。然后，该发电单元收纳在不锈钢制、实施了镍镀覆的铁制、或铝制等由金属构成的电池壳体中。然后，将电解液注入电池壳体内，之后将盖板密封固定在电池壳体的开口端部，从而构成非水电解质二次电池。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-182692号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，一般地说，如果在非水电解质二次电池(以下有时也简称为“电池”)内发生短路，则在该短路的作用下，电池内流过大电流，其结果是，电池内的温度上升。一旦电池内的温度急剧上升，则电池有可能导致热失控。因此，要求提高非水电解质二次电池的安全性。特别是在大型、高输出的非水电解质二次电池的情况下，导致热失控的可能性升高，从而强烈要求提高安全性。

在此，作为在非水电解质二次电池内发生短路的原因，例如可以列举出因压坏而使电池损坏、或者在电池内混入异物等。在它们之中，满充电时电池因压坏而引起的短路由于瞬时放出最大的能量，因而导致热失控的可能性最高。实际上，也可以考虑到因使用用途的不同而使电池损坏的可能性，因此，电池因压坏而引起的短路的有无是重要的安全评价项目。

于是，关于非水电解质二次电池因压坏而损坏时在电池内发生短路的主要原因，本发明人反复进行了潜心的研究，结果发现其主要原因如下。

一旦非水电解质二次电池被损坏而发生变形，则拉伸应力对构成电极组的正极、负极和多孔质绝缘层各自发生作用，正极、负极和多孔质绝缘层与电池壳体的变形一起伸长。而且当电池损坏至预定的深度时，正极、负极和多孔质绝缘层之中拉伸伸长率最低的正极优先断裂。而且正极的断裂部顶破多孔质绝缘层，从而使正极和负极发生短路，即在非水电解质二次电池内发生短路。

由此本发明人发现：为了抑制电池因压坏而引起的短路，必须抑制正极的优先断裂，重要的是提高正极的拉伸伸长率。

于是，关于提高正极的拉伸伸长率的手段，本发明人进一步反复进行了潜心的研究，结果发现：在压延后，对正极采用在预定温度下、于预定时间间隔实施热处理的手段，藉此可以提高正极的拉伸伸长率。

此外，关于热处理，为了抑制层叠或卷绕两电极时的电极材料从集电体上的脱落、或者电极材料对集电体的粘结性的降低，例如公开了如下的技术(例如参照专利文献1)：在将正极和负极以及应夹装在该两电极之间的多孔质绝缘层进行层叠前或卷绕前，在高于粘结剂的再结晶化温度的温度且低于其分解温度的温度下，对正极和负极的任一方的电极进行热处理。

这里，在例如使用由高纯度的铝构成的集电体作为正极集电体、例如使用由聚偏氟乙烯(PolyVinylidine DiFluoride：PVDF)构成的粘结剂作为粘结剂的非水电解质二次电池(以下称为参照电池)的情况下，压延后通过对正极实施高温和长时间的热处理，虽然能够提高正极的拉伸伸长率，但新产生的间题是非水电解质二次电池的容量下降。

有鉴于此，本发明的目的在于：通过抑制非水电解质二次电池的容量的降低和提高正极的拉伸伸长率，从而即使有时因压坏而使非水电解质二次电池损坏，也使非水电解质二次电池内的短路的发生受到抑制。

用于解决课题的手段