[发明专利]非水电解质二次电池及其生产方法

说明书

非水电解质二次电池(100)包括：负极集电箔(21)；和置于负极集电箔上的负极混合物层(22)。负极混合物层包含多个粒状颗粒。各个粒状颗粒包含负极活性材料(2)和涂膜(4)。涂膜在负极活性材料表面上形成。涂膜包括第一膜(4a)和第二膜(4b)。第一膜在负极活性材料表面上形成。第二膜在第一膜上形成。第一膜包含羧甲基纤维素聚合物。第二膜包含聚丙烯酸聚合物。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其生产方法。

2.相关技术描述

日本专利申请公开No.2011-210461(JP 2011-210461 A)公开了用于非水电解质二次电池中的碳材料，其中将由包含水溶性聚合物的组合物形成的层和由包含水不溶性聚合物的组合物形成的层以该顺序层压在负极活性材料表面上。

根据JP 2011-210461 A，通过在负极活性材料上形成包含该顺序的水溶性聚合物和水不溶性聚合物的多层涂膜，可抑制负极活性材料与电解溶液之间的副反应。因此，预期改进储存耐久性。在该碳材料中，水溶性聚合物置于水不溶性聚合物的内侧。因此，即使将碳材料分散于含水溶剂中以得到浆料，也可不使水溶性聚合物溶解而保持多层结构。

然而，在上述构型中，为防止水溶性聚合物与含水溶剂之间的接触，需要提高水不溶性聚合物的覆盖率。一般而言，水不溶性聚合物可能抑制锂(Li)离子的运动。因此，当负极活性材料外围被水不溶性聚合物覆盖时，Li离子的可接受性可能降低。特别地，当碳材料用于需要高倍率(高电流)充电和放电的应用如车辆时，Li离子的可接受性降低可能导致循环耐久性降低。

发明概述

本发明提供：能够同时改进循环耐久性和储存耐久性的非水电解质二次电池；及其生产方法。

本发明第一方面为非水电解质二次电池。该非水电解质二次电池包括：负极集电箔；和置于负极集电箔上的负极混合物层。负极混合物层包含多个粒状颗粒。各个粒状颗粒包含负极活性材料和涂膜。涂膜在负极活性材料表面上形成。涂膜包括第一膜和第二膜。第一膜在负极活性材料表面上形成。第二膜在第一膜上形成。第一膜包含羧甲基纤维素聚合物。第二膜包含聚丙烯酸聚合物。

在本发明第一方面中，在负极活性材料上形成包含该顺序的羧甲基纤维素聚合物(下文中称为“CMC聚合物”)和聚丙烯酸聚合物(下文中称为“PAA聚合物”)的多层涂膜。

PAA聚合物促进Li离子的去溶剂化。因此，可预期Li离子可接受性的改进和循环耐久性的改进。另一方面，PAA聚合物具有与负极活性材料的高反应性。因此，如果PAA聚合物与负极活性材料接触，则储存耐久性降低。因此，在上述非水电解质二次电池中，包含CMC聚合物的第一膜在负极活性材料上形成，且包含PAA聚合物的第二膜在第一膜上形成。根据该层状结构，可抑制PAA聚合物与负极活性材料之间的接触。CMC聚合物具有低的促进Li离子去溶剂化的作用，但具有与负极活性材料的低反应性。因此，根据该层状结构，循环耐久性和储存耐久性可同时改进。

然而，CMC聚合物和PAA聚合物都是水溶性聚合物。因此，当如相关技术中将CMC聚合物和PAA聚合物分散于含水溶剂中以得到浆料时，不能保持层状结构，因为CMC聚合物和PAA聚合物相互溶解。当层状结构瓦解时，由CMC聚合物和PAA聚合物各自预期的效果降低。

因此，在上述非水电解质二次电池中，负极混合物层由粒状体形成。粒状体为粒状颗粒的聚集体。粒状体可使用比浆料中更少量的溶剂制备。通过采用粒状体，可形成负极混合物层而不经历将负极活性材料分散于溶剂中的情形。因此，可在负极混合物层中形成包含含有CMC聚合物的第一膜和含有PAA聚合物的第二膜的层状结构。

在本发明第一方面中，当使用X-射线光电子能谱法测量时，第一膜的厚度可以不小于0.05μm且不大于0.30μm。根据该结构，可预期循环耐久性和储存耐久性的改进。