[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池等非水电解质二次电池。

背景技术

近年，手机、笔记本电脑、PDA等移动信息终端的小型·轻量化急速发展，对于作为其驱动电源的电池要求进一步的高容量化。此外，这些移动信息终端的动画再生、游戏功能等功能不断充实，进而存在功耗提高的倾向。因此，对于作为驱动电源的锂离子二次电池，强烈期望长时间的再生、输出改善等高容量化及高性能化。

关于锂离子电池的高容量化，正在研究通过增加活性物质的涂布量或高填充密度化等而进行的电极结构方面的改良、或Si、Sn等合金系负极的采用等。从材料方面来看，正在对正极活性物质进行高电压充电化这一方向上进行开发，但当务之急是防止电解液在对正极活性物质进行高电压充电化时发生氧化和改善正极活性物质的活性控制等。作为它们的对策，正在开发通过使电解液的一部分氟化而实现防止电解液氧化的技术和通过对正极活性物质进行表面处理而实现控制正极活性物质的活性的技术等若干关键技术。作为其中之一，提出通过在正极表面形成由无机颗粒(氧化钛)形成的多孔层而实现在高电压且高温条件下改善电池性能的技术(参照专利文献1)。

同样地，提出通过在正极上形成包含无机颗粒(氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化镁)的多孔层而实现高温特性的提高的技术(参照专利文献2、3)。而且，作为多孔层的形成方法，提出使用水系浆料的方案。

进而，提出通过使用溶剂系浆料并在负极上形成包含无机颗粒的多孔层，来提高绝缘性、实现电池的安全性的提高的技术(参照专利文献4)。此外，提出了以下技术：在正负两极中的任一者的表面形成多孔层，并通过使该多孔层中包含颗粒形状不同的2种无机化合物来控制孔穴，由此，改善电解液的液体循环并实现提高电池的高温性能(参照专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2007/108425号公报

专利文献2：日本特开2009-302009号公报

专利文献3：日本特开2010-192127号公报

专利文献4：WO2005/029614号公报

专利文献5：日本特开2009-70797号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，提出很多在正负两极中任一者的表面形成由无机颗粒形成的多孔层的技术，但是在正极表面形成多孔层时，使用水系浆料。作为其理由，可列举出正极活性物质层通常由有机溶剂系浆料形成。即，当在正极表面形成多孔层时，例如，如果使用PVDF作为粘结剂，则必须使用NMP等有机溶剂作为溶剂。然而，在多孔层形成用的浆料中使用了有机溶剂的情况下，由于使用了与形成正极活性物质层时同样的溶剂，所以当在正极表面涂敷多孔层形成用的浆料时，有机溶剂和粘结剂扩散至正极活性物质层的内部，引起正极活性物质层中存在的粘结剂的溶胀的可能性高。因此，除了有可能招致能量密度的降低之外，还有可能导致PVDF的分布不均，引起电化学反应的不均匀化。

考虑到这样的情况，当在正极活性物质层的表面形成多孔层时，使用水系浆料。

然而，在多孔层形成用的浆料中使用水时，关于无机颗粒的分散稳定化存在问题。因此，为了解决这个问题，在上述现有文献中，使用无机颗粒的分散稳定化能力高的有机系的添加剂(CMC、聚丙烯酸、二醇系材料)。然而，由于无机颗粒层是与正极活性物质层的表面接触的结构，所以有机系的添加剂在高电位下受到正极活性物质的催化作用，曝露在强的氧化气氛中。因此，产生有机系的添加剂分解这样的副反应，由此给电池带来不良影响。进而，例如，使用CMC作为分散剂时，由于CMC与电解液的亲和性低，所以新产生正极活性物质层与电解液的亲和性降低、电池内的液分担平衡丧失这样的问题。因此，为了特性方面的进一步改善，必须开发能维持无机颗粒的分散稳定性并且能抑制由于副反应对电池造成的不良影响的添加剂(分散剂)。

为此，本发明的目的在于，在形成于正极表面上的多孔层的形成时使用水系浆料的情况下，能够将无机颗粒的分散稳定性保持在良好的状态，并且，在包含通过这样的水系浆料制作的多孔层的非水电解质二次电池中，抑制由于分散剂的分解对电池造成的不良影响。

用于解决问题的方案