[发明专利]非水电解质二次电池用正极及非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及具备集电体和形成于其表面的正极合剂层的非水电解质二次电池用正极，更详细而言，涉及正极合剂层的改良。

背景技术

近年来，伴随着手机和笔记本电脑等电子设备的小型化或轻量化，对作为这些设备的电源的二次电池要求高容量化。由于这样的要求，能够高能量密度化的非水电解质二次电池正广泛普及。非水电解质二次电池具备正极、负极、夹在它们之间的隔膜及非水电解质。正极、负极及隔膜被卷绕而构成电极组。

正极具备集电体和形成于集电体的表面的正极合剂层。正极合剂层包含正极活性物质粒子、粘合剂和根据需要而使用的导电材料。作为正极活性物质，使用LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_1-x1Co_x1O₂(0＜x1＜1)等含锂过渡金属氧化物。

以非水电解质二次电池的进一步高容量化为目的，研究了将正极活性物质粒子以高密度填充到正极合剂层中，从而提高活性物质密度。但是，若将活性物质密度高的正极卷绕，则容易因应力而产生集电体的断裂、正极合剂层的开裂及裂纹等正极的破损。因此，研究了这样的正极的破损的抑制。

专利文献1提出了将电极合剂层通过每隔一定间隔设置的凹部分割成多个区域。专利文献1记载了在不使电极破损的情况下使其大大弯曲。

专利文献2提出了容易将电极合剂层与集电体的界面剥离。利用卷绕时的应力将界面稍微剥离，由此能够防止电极的断裂。专利文献2还提出了将配置在集电体的内侧的一个电极合剂层与集电体的界面的剥离强度设定为比另一电极合剂层与集电体的界面的剥离强度小。

专利文献3提出了将电极合剂层内的中心部的粘合剂的浓度设定为集电体的附近的浓度的50～90％。专利文献3记载了在不使集电体与电极合剂层的密合性降低的情况下能够减少粘合剂的量，提高充放电特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-343340号公报

专利文献2：日本特开2008-91054号公报

专利文献3：日本特开平10-270013号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1中，由于在凹部未配置活性物质，所以电极中所包含的活性物质量少。因而，非水电解质二次电池的高容量化有限。

专利文献2中，由于容易将电极合剂层与集电体剥离，所以集电性容易降低。

认为在专利文献3的电极合剂层的中心部，由于粘合剂浓度变小，所以应力容易被缓和，可将正极的破损抑制到一定程度。但是，若活性物质密度变得高达3.3g/cm³以上，则变得难以缓和应力。认为这是由于，在高密度的电极合剂层中，即使将中心部的粘合剂浓度减小至集电体附近的浓度的50％，也会变得过量，活性物质粒子彼此的密合性变得过高。

活性物质密度变得越高，则因卷绕时的应力产生的正极的破损变得越显著。因此，难以均衡地实现电池的高容量化、集电性及正极破损的抑制。

用于解决问题的手段

本发明的一个方面涉及一种非水电解质二次电池用正极，其具备集电体和形成于集电体的表面的正极合剂层，正极合剂层包含正极活性物质粒子和粘合剂，表示正极合剂层的厚度方向上的距集电体的距离与正极合剂层中的粘合剂的量的相互关系的曲线具有第1极大点、极小点及第2极大点，极小点对应于正极合剂层的厚度方向上的中间部的位置，第1极大点对应于相比对应于正极合剂层的极小点的位置在集电体侧的位置，第2极大点对应于相比对应于正极合剂层的极小点的位置远离集电体的位置，第1极大点处的相对于正极活性物质粒子100重量份的粘合剂的量W₁与极小点处的相对于正极活性物质粒子100重量份的粘合剂的量W₂的比W₁/W₂大于2，W₁为1～8重量份，W₂为0.3～1.5重量份，正极活性物质粒子包含含锂过渡金属氧化物，正极合剂层的活性物质密度为3.3～4g/cm³。

本发明的其它方面涉及一种非水电解质二次电池，其具备上述的正极、负极、夹在正极与负极之间的隔膜及非水电解质，正极、负极及隔膜被卷绕而构成电极组。

发明的效果

本发明的非水电解质二次电池用正极尽管为高密度，但在构成电极组时，即使因卷绕而产生应力，也不易破损。因而，非水电解质二次电池的制造变得容易。