[發明專利]非水電解液二次電池用正極、使用其的非水電解液二次電池及其制造方法

在審

• 申請號: 201380065350.X
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN104854741A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 武弘義;松浦愛美;安藤洋平
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0566;H01M10/0585
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及非水電解液二次電池用正極、使用其的非水電解液二次電池及其制造方法，詳細而言涉及耐剝離性和耐彎曲性優異的正極、以及重量能量密度優異并且電解液量依賴性小的非水電解液二次電池及其制造方法。

背景技術

近年來，隨著便攜式PC、手機、便攜信息終端(PDA)等中的電子技術的進步、發展，作為這些電子設備的蓄電裝置，廣泛使用可以反復充放電的二次電池等。

二次電池之中，作為電極活性物質，正極使用錳酸鋰、鈷酸鋰這樣的含鋰過渡金屬氧化物，負極使用能夠嵌入·脫嵌鋰離子的碳材料的鋰離子二次電池得到廣泛普及。

但是，鋰離子二次電池是通過電化學反應得到電能的二次電池，對于在正極中使用上述含鋰過渡金屬氧化物之類的鋰離子二次電池，由于上述電化學反應速度小，因而存在功率密度低這樣的重要問題。另外，上述含鋰過渡金屬氧化物的比重大，因此每單位重量的容量密度還存在改善的余地。

因此，為了提高功率密度，還已知將具有摻雜物的聚苯胺這樣的導電性聚合物用于正極活性物質的非水電解液二次電池(專利文獻1)。然而，通常，具有導電性聚合物作為正極活性物質的二次電池為在充電時陰離子摻雜到正極的聚合物中、在放電時該陰離子從正極的聚合物中去摻雜的陰離子移動型，因此成為在充放電中電解液中的離子濃度發生變化的、所謂的儲備型的二次電池。因此，將導電性聚合物用于正極活性物質的非水電解液二次電池基本上需要大量的電解液，從而存在無法有助于電池的小型化的問題。

為了解決這種問題，還提出了如下二次電池：嘗試在正極中使用聚乙烯基磺酸這樣的具有聚合物陰離子作為摻雜物的導電性聚合物，制成陽離子移動型，電解液中的離子濃度實質上不發生變化(參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平3-129679號公報

專利文獻2：日本特開平1-132052號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，上述二次電池的性能尚不充分。即，上述電池與正極使用錳酸鋰、鈷酸鋰這樣的含鋰過渡金屬氧化物的鋰二次電池相比，重量能量密度低。不僅如此，上述二次電池的正極比較硬，因此在正極制作時還存在會發生剝離、或產生因彎曲而造成的裂紋這樣的問題。

本發明是為了解決這樣的問題而完成的，提供一種耐剝離性和耐彎曲性優異的正極，并且提供重量能量密度優異并且電解液量依賴性小的非水電解液二次電池及其制造方法。

用于解決問題的方案

本發明的第一主旨為一種非水電解液二次電池用正極，該正極用于非水電解液二次電池，所述非水電解液二次電池具備正極、負極、配置在上述正極與上述負極之間的隔離體、以及具有離子傳導性的電解液，上述正極包含(a)導電性聚合物、(b)聚陰離子酸及其金屬鹽中的至少一者、和(c)增塑劑。

另外，本發明的第二主旨為一種非水電解液二次電池，其中，正極為上述第一主旨的正極。

進而，本發明的第三主旨為一種非水電解液二次電池的制造方法，其中，該非水電解液二次電池的制造方法具備下述(I)～(III)的工序，

(I)準備正極和負極，在兩者之間配置隔離體，制作由上述正極、上述隔離體和上述負極形成的層疊體的工序。

(II)在電池容器內容納至少一個上述層疊體的工序。

(III)向上述電池容器內注入電解液的工序。

上述正極包含(a)導電性聚合物、(b)聚陰離子酸及其金屬鹽中的至少一者、和(c)增塑劑，負極包含賤金屬或能夠嵌入·脫嵌賤金屬離子的材料。

為了解決上述課題，本發明人等進行了深入研究，結果發現，作為正極材料使用導電性聚合物(a)，并使其中包含聚陰離子酸及其金屬鹽中的至少一者(b)，由此開發了使正極中的反應為陽離子移動型、抑制電解液中的離子濃度的變化這樣的特性優異的正極和二次電池。此處，聚陰離子酸及其金屬鹽中的至少一者(b)起到為了補償在正極進行充電反應時產生的正電荷而供給陰離子的作用。即，作為被固定的摻雜物而起作用。另外，在該功能的基礎上，利用聚合物的物性，還可起到作為形成正極的粘結劑的功能。對于作為形成正極的粘結劑所要求的性能，可列舉出與集電體、導電性聚合物(a)的粘接性、對電極的彎曲的追隨性等。