[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及炭浆料及其调制方法、非水电解质二次电池用电极及其制造方法、以及非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，手机、笔记本电脑、PDA(Personal Digital As sistant)等移动机器的小型化和轻量化急速发展，此外伴随着这些制品的多功能化，消耗电力也在增加，因此对于作为它们的电源而使用的非水电解质二次电池，轻量化和高容量化的要求也更加强烈。

另外，最近为了解决从车辆排出的废气导致的环境问题，并用了汽车的汽油发动机和电动机而成的混合动力型电动汽车的开发正在进行。作为该汽车的电源，现状是使用镍-氢蓄电池，但正在研究能够比上述镍-氢蓄电池更高容量且高输出功率的非水电解质二次电池的利用。

这里，作为如上所述的非水电解质二次电池的电极，一般使用的是将活性物质、炭导电剂及粘结剂投入到溶剂后，通过混合器等进行混炼来调制活性物质浆料，并将该活性物质浆料涂布到集电体上后干燥而成的电极。

然而，这样制造而得到的电极中，由于炭导电剂的分散不良，所以存在不能充分发挥出活性物质的性能的课题。

因此，提出通过使用聚乙烯基吡咯烷酮系高分子作为分散剂而谋求炭导电剂的分散性的提高的方案(参见下述专利文献1)。

此外，提出通过向正极合剂层中添加氟系非离子型表面活性剂而改善电池特性的方案(参见下述专利文献2)。

还提出在活性物质上设置由炭导电剂、或炭导电剂和传导性高分子分散剂的混合物构成的被覆层而提高电池特性的方案(参见下述专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-157846号公报

专利文献2：日本特开2002-75330号公报

专利文献3：日本特开2003-142097号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述专利文献1~3所公开的技术中存在下述课题。

(1)专利文献1中公开的技术的课题

即使在使用如上所述的分散剂时，因活性物质和炭导电剂发生电排斥，所以电极中的集电不充分，无法提高输出功率特性。

(2)专利文献2中公开的技术的课题

一般而言，表面活性剂在炭材料表面的吸附力弱，所以为了通过表面活性剂使炭材料充分地分散，需要多量添加表面活性剂。然而，在这种方案的情况下，电极内的导电性下降。因此，炭材料的分散性提高带来的电池特性的提高效果被起因于电极内的导电性的下降的电池特性的下降而相互抵消，不能期待电池特性的提高。尤其表面活性剂在N-甲基-2-吡咯烷酮这类有机溶剂中的分散效果与表面活性剂在水溶液中的分散效果相比明显要低。因此，为了提高在上述有机溶剂中的分散效果，必须进一步多量添加表面活性剂，其结果是电极内的导电性的下降问题进一步突显出来。

(3)专利文献3中公开的技术的课题

仅在活性物质上设置由炭导电剂、或炭导电剂和传导性高分子分散剂的混合物构成的被覆层，活性物质间的电子导电性不充分，电极内的内阻增大。

因此无法提高电池特性。

本发明是考虑上述现有课题而进行的，其目的在于提供一种使炭导电剂的分散性飞跃地提升、并且提高活性物质间的电子导电性，从而在极板内形成良好的导电网络，由此能够飞跃地提升电池特性的非水电解质二次电池及其制造方法等。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的特征在于，在作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮中，含有炭导电剂、作为分散剂的聚乙烯基吡咯烷酮系高分子、和非离子系表面活性剂。

在使用上述炭浆料调制活性物质浆料、使用该活性物质浆料制造非水电解质二次电池时，通过添加与作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮同种类的聚乙烯基吡咯烷酮系高分子作为分散剂，起到吡咯烷酮之间的相互溶解作用，所以通过分散剂能够充分地分散炭导电剂。进而，在炭导电剂这样充分地分散后的状态下，可通过非离子系表面活性剂使炭导电剂与活性物质粘结。由于以上原因，在活性物质上形成多处活性物质和炭导电剂和电解液的三相界面，因此能够促进电化学反应，并且由于炭导电剂分散、配制在活性物质的表面上，因此在电极内形成良好的导电网络。由于以上原因，能够使非水电解质二次电池的输出功率特性飞跃地提升。