[发明专利]非水电解质二次电池和制造非水电解质二次电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池和制造非水电解质二次电池的方法。

背景技术

诸如锂离子二次电池的非水电解质二次电池是熟知的技术。近年来，锂离子二次电池已经变得越来越重要，其可作为混合动力车、电动车等的车载电源，并且作为安装在诸如个人计算机和手持电子设备的电子产品中的电源。

锂离子二次电池典型地由例如在一侧打开的箱状电池盒、容纳在电池盒中的电极组件和盖子(盖)构成，该盖子用激光焊接到电池盒，从而封闭电池盒中的开口。锂离子二次电池的电极组件典型地被构造为卷绕式(coiled)电极组件，其通过以下操作获得：将负电极、隔板(separator)和正电极布置为连续的层并且对其进行卷绕，然后将卷绕的层变形为扁平形状。

例如，在编号为2012-033364(JP-2012-033364A)的日本专利申请公开中披露了一种制造锂离子二次电池电极的方法。JP-2012-033364A描述了通过将负电极混合物糊涂布到集电箔上并对糊进行干燥，然后压制干燥后的糊以使其形成为负电极混合物层，来制造负电极的方法。

然而，在通过这种电池制造方法产生的电池中，在大电流下执行充电/放电将使卷绕的电极组件内部的电解液的盐浓度失衡，这导致电池的内阻增大(该影响在本说明书中被称为“高比率劣化(high-rate deterioration)”)。这种现象被认为由以下原因引起：高盐浓度电解液有时从卷绕的电极组件内被推出，而在其它时间被吸入内部。结果，卷绕的电极组件内部的盐浓度降低，导致电池电阻增大。

另一个问题是当对负电极混合物层进行压制操作时，该层的孔隙率减小，使电解液浸渍该层的能力变差。这种浸渍能力的降低使电解质盐更难以扩散到电极中的孔隙，推测这会促使盐浓度失衡，盐浓度失衡由于在大电流下充电/放电而发生。如果不压制负电极混合物，则该问题可得到解决。然而，电极的剥离强度往往降低，这是由于将活性材料粘合在一起的粘合剂的保持性变差所致。结果，在切割(slit)期间出现诸如负电极混合物剥离的不良影响，并且这种剥离在电池内部导致微短路而可能产生污染物，导致制造成品率降低。

发明内容

本发明提供一种非水电解质二次电池，其能够提高高比率劣化特性，同时保持负电极的剥离强度。本发明还提供一种制造此类非水电解质二次电池的方法。

本发明的第一方面涉及一种非水电解质二次电池。所述非水电解质二次电池包括：正电极；负电极，在其表面上具有负电极混合物层，该负电极混合物层包含负电极活性材料、增粘剂和粘合剂；以及隔板。所述正电极和所述负电极与位于其间的所述隔板被卷绕在一起。所述负电极活性材料具有至少5μm且不大于20μm的平均颗粒尺寸，并且具有至少10％且不大于50％的细粒含量，所述细粒含量被定义为具有3μm或更小的颗粒尺寸的所述负电极材料的累积频率。所述增粘剂具有至少4,980mPa·s的1.0％水溶液粘度。所述负电极混合物层处于非压制状态。

本发明的第二方面涉及一种制造非水电解质二次电池的方法。所述制造方法包括：通过混合负电极活性材料、增粘剂和粘合剂而制备负电极糊，所述负电极活性材料具有至少5μm且不大于20μm的平均颗粒尺寸并且具有至少10％且不大于50％的细粒含量，所述细粒含量被定义为具有3μm或更小的颗粒尺寸的所述负电极活性材料的累积频率，所述增粘剂具有至少4,980mPa·s的1.0％水溶液粘度；通过将所混合的负电极糊施加到集电箔上并对所施加的糊进行干燥，形成负电极混合物层；以及在不对所述负电极混合物层进行压制的情况下形成负电极。

根据本发明的第一和第二方面，可以增加负电极的孔隙率，同时保持该电极的剥离强度，并且可以提高高比率劣化特性。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相似标号表示相似要素，并且其中：

图1是示出根据本发明实施例的锂离子二次电池的整体结构的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的电极组件的示意性截面图；

图3是示出细粒含量的图；

图4是示出根据本发明实施例的孔隙率特性的图；

图5是示出根据本发明实施例的另一孔隙率特性的图；以及

图6是示出根据本发明实施例的制造锂离子二次电池的步骤序列的流程图。

具体实施方式

参考图1描述锂离子二次电池100的结构。在图1中，为了简单起见，示意性地分离表示电池盒40、卷绕的电极组件55和盖60。