[發明專利]非水系電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201810383715.8
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108807844B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 部田浩司;落合章浩;福本友祐;島村治成
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M4/1397;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王瀟悅;劉航

本公開的非水系電池包含正極和負極。所述正極和所述負極的至少一者包含集電體、中間層和活性物質層。所述中間層介于所述集電體與所述活性物質層之間，且包含石墨粒子和絕緣性粒子。在中間層的厚度方向的截面，石墨粒子的長軸徑為中間層的厚度的1倍以上。在采用面外法進行的所述中間層的X射線衍射測定中，石墨晶體的110衍射線的強度相對于石墨晶體的002衍射線的強度之比為0.0011以上。

技術領域

本公開涉及非水系電池及其制造方法。

背景技術

日本特開2016-072221公開了一種在集電體與活性物質層之間形成的中間層。中間層包含金剛石粒子等絕緣性粒子。

發明內容

作為非水系電池(以下有時簡稱為“電池”)的異常模式之一，已知釘刺。所謂“釘刺”，是釘之類具有尖銳頂端的導電性異物貫穿電池的異常模式。本說明書中，為方便起見導電性異物也記為“釘”。

認為如果發生釘刺，則通過釘使正極和負極發生短路。即，認為短路電流流過釘。認為由于短路電流產生焦耳熱，使電池發熱。進而由于釘貫穿電極(正極或負極)時的沖擊，使活性物質層從集電體剝離，從而露出集電體。集電體具有低電阻。因此認為如果集電體與對電極接觸，則流通大的短路電流，發熱量也變大。

日本特開2016-072221中，在活性物質層和集電體之間形成有中間層。中間層包含絕緣性粒子。釘刺時，即使活性物質層剝離，中間層也會保護集電體，因此可期待集電體與對電極的短路被抑制。

但是，中間層需要具有一定程度的導電性。如果中間層的電阻高，則活性物質層與集電體之間的導通變得不充分，電池容量有可能下降。因此，日本特開2016-072221的中間層除了絕緣性粒子以外，還包含炭黑作為導電材料。

中間層具有導電性，因此釘刺時，短路電流可能沿中間層的面內方向流動。所謂“面內方向”，表示與中間層的厚度方向正交的任意方向。認為由于短路電流沿中間層的面內方向流動，流過釘的短路電流變大，焦耳熱也變大。

本公開提供一種能夠抑制釘刺時的短路電流的非水系電池。

以下，說明本公開的技術方案和作用效果。不過以下的說明不限定請求保護的范圍。

本公開的第1方式是一種非水系電池。所述非水系電池至少包含正極和負極。正極和負極的至少一者包含集電體、中間層和活性物質層。中間層介于集電體與活性物質層之間。中間層包含石墨粒子和絕緣性粒子。在中間層的厚度方向上的截面，石墨粒子的長軸徑為中間層的厚度的1倍以上。在采用面外法(out-of-plane method)進行的中間層的X射線衍射測定中，石墨晶體的110衍射線的強度相對于石墨晶體的002衍射線的強度之比為0.0011以上。

本公開的中間層，作為導電材料包含石墨粒子。石墨粒子包含石墨晶體。石墨晶體具有基面(碳六邊形網面)層疊而成的結構?；娴膶盈B方向(與基面垂直的方向)也被稱為c軸方向。石墨晶體的導電性具有各向異性。即，在與基面平行的方向上電流容易流動，在c軸方向上電流難以流動。

本公開的中間層中，石墨粒子以基面沿著中間層的厚度方向的方式取向。因此，認為電流容易沿中間層的厚度方向、即從集電體向活性物質層的方向流動，電流難以沿中間層的面內方向流動。

中間層中的石墨粒子的取向狀態，通過X射線衍射(XRD)測定中的石墨晶體的110衍射線的強度相對于石墨晶體的002衍射線的強度之比(以下也記為“XRD強度比”)來評價。如果XRD強度比為0.0011以上，則釘刺時，沿中間層的面內方向流動的電流能夠變得充分小。即，能夠抑制釘刺時的短路電流。由此，可期待電池的發熱量變小。