[發(fā)明專利]鋰離子二次電池的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810001022.8
• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN108305986B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木一裕
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 王瀟悅;劉航

本公開提供一種鋰離子二次電池的制造方法，包括以下的(A)～(E)。(A)準(zhǔn)備BET比表面積為2.2m²/g以上且5.2m²/g以下的負(fù)極活性物質(zhì)粉末。(B)使負(fù)極活性物質(zhì)粉末含有氟。(C)將含有氟的負(fù)極活性物質(zhì)粉末、水溶性粘結(jié)劑粉末和水混合，由此調(diào)制濕潤顆粒。(D)將濕潤顆粒成型為膜狀，由此制造負(fù)極。(E)制造具備負(fù)極、正極和電解液的鋰離子二次電池。使負(fù)極活性物質(zhì)粉末含有氟，以使得在含有氟的負(fù)極活性物質(zhì)粉末被成型為密度為1.5g/m³的顆粒時(shí)，該顆粒的水接觸角成為96°以上且138°以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及鋰離子二次電池的制造方法。

背景技術(shù)

日本特開2015-032554公開了在通過將負(fù)極活性物質(zhì)粉末、增粘劑和溶劑混合而調(diào)制出濕潤顆粒之后，進(jìn)而經(jīng)過攪稠、稀釋分散而調(diào)制糊。

發(fā)明內(nèi)容

以往，鋰離子二次電池(以下也簡稱為“電池”)的負(fù)極通過將糊涂布于集電體的表面并進(jìn)行干燥來制造。糊是負(fù)極活性物質(zhì)粒子等分散于溶劑中而形成的粒子分散液。糊包含大量溶劑。

在糊干燥時(shí)，對糊加熱。由此在糊內(nèi)產(chǎn)生熱對流，發(fā)生粘結(jié)劑浮起到涂膜表面的現(xiàn)象(所謂的“遷移”)。通常粘結(jié)劑會(huì)阻礙鋰(Li)離子的擴(kuò)散。如果粘結(jié)劑在負(fù)極的表面分布不均，則Li離子難以向負(fù)極內(nèi)擴(kuò)散。其結(jié)果，認(rèn)為充放電循環(huán)后的容量維持率(以下也簡稱為“容量維持率”)降低。

也研究了通過將濕潤顆粒成型為膜狀而制造負(fù)極的制造方法。濕潤顆粒是濕潤狀態(tài)的凝集粒(顆粒)的集合體。濕潤顆粒通過負(fù)極活性物質(zhì)粉末的濕式造粒而調(diào)制。濕潤顆?？赏ㄟ^與糊相比較少量的溶劑調(diào)制。因此，采用該制造方法能夠大幅抑制粘結(jié)劑的遷移。由此可期待容量維持率的提高。

但是，濕潤顆粒的延展性低，因此在將濕潤顆粒成型為膜狀時(shí)，由于濕潤顆粒被粉碎等，有時(shí)會(huì)發(fā)生涂膜缺陷(例如針孔、條紋等)。所以，容量維持率的提高幅度有限。

本公開提供一種容量維持率提高了的、具備由濕潤顆粒制造的負(fù)極的鋰離子二次電池。

以下，對本公開的技術(shù)構(gòu)成和作用效果進(jìn)行說明。但本公開的作用機(jī)制包括推定。不應(yīng)根據(jù)作用機(jī)制的正確與否來限定本公開的范圍。

本公開的技術(shù)方案涉及包括以下的(A)～(E)的鋰離子二次電池的制造方法。(A)準(zhǔn)備BET比表面積為2.2m²/g以上且5.2m²/g以下的負(fù)極活性物質(zhì)粉末。(B)使負(fù)極活性物質(zhì)粉末含有氟。(C)將含有氟的負(fù)極活性物質(zhì)粉末、水溶性粘結(jié)劑粉末和水混合，由此調(diào)制濕潤顆粒。(D)將濕潤顆粒成型為膜狀，由此制造負(fù)極。(E)制造具備負(fù)極、正極和電解液的鋰離子二次電池。使負(fù)極活性物質(zhì)粉末含有氟，以使得在含有氟的負(fù)極活性物質(zhì)粉末被成型為密度為1.5g/cm³的顆粒時(shí)，該顆粒的水接觸角為96°以上且138°以下。

通常，在調(diào)制負(fù)極用的濕潤顆粒時(shí)，作為造粒促進(jìn)材料使用水溶性粘結(jié)劑粉末。為了使水溶性粘結(jié)劑粉末溶解于溶劑(水)，需要一定的時(shí)間。并且由于水的量少，有可能在水溶性粘結(jié)劑粉末沒有溶解于水的狀態(tài)下調(diào)制濕潤顆粒。在水溶性粘結(jié)劑粉末沒有充分溶解于水的情況下，濕潤顆粒中所含的液狀成分的粘性較低，因此認(rèn)為濕潤顆粒整體的延展性降低。另外，通過沒有溶解的水溶性粘結(jié)劑粉末凝集，也有可能成為涂膜缺陷的原因。

本公開的制造方法中，在調(diào)制濕潤顆粒(造粒)之前，對負(fù)極活性物質(zhì)粉末進(jìn)行氟處理。即，使負(fù)極活性物質(zhì)粉末含有氟。由此賦予負(fù)極活性物質(zhì)粉末疏水性(憎水性)。造粒時(shí)，由于負(fù)極活性物質(zhì)粉末顯示疏水性，可抑制水被負(fù)極活性物質(zhì)粉末吸收。其結(jié)果，認(rèn)為水溶性粘結(jié)劑粉末與水的接觸機(jī)會(huì)增加，水溶性粘結(jié)劑粉末容易溶解于水。由此認(rèn)為濕潤顆粒的延展性提高，從而抑制涂膜缺陷的發(fā)生，提高容量維持率。