[發(fā)明專利]鋰離子蓄電裝置的制造方法和鋰離子蓄電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811236555.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN109768214A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 久保達(dá)也;山野晃裕;森下正典;境哲男;中條文哉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/04
• 分類號(hào): H01M4/04;H01M4/66;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 湯國(guó)華

本發(fā)明的課題為提供一種通過安全且簡(jiǎn)便的預(yù)摻雜操作，從而制造高容量的鋰離子蓄電裝置的方法。本發(fā)明的解決方法為：提供一種鋰離子蓄電裝置的制造方法，所述鋰離子蓄電裝置通過層疊多層正極和負(fù)極而成，且正極所使用的活性物質(zhì)為基于元素分析的硫的總含量為50質(zhì)量％以上的硫系活性物質(zhì)，其特征在于，包含下述工序：在正極和負(fù)極上形成貫通其厚度方向的通孔的工序；層疊正極和負(fù)極，并在其層疊方向的至少一側(cè)上配置鋰離子供給源的工序；在負(fù)極或正極上負(fù)載來(lái)自于所述鋰離子供給源的鋰的工序。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子蓄電裝置的制造方法和用該制造方法所制造的鋰離子蓄電裝置。

背景技術(shù)

近年，作為鋰離子二次電池的活性物質(zhì)使用硫的技術(shù)受到注目。硫不僅比稀有金屬容易獲得，且僅價(jià)格便宜，而且可以增大鋰離子二次電池的充放電容量。已知，例如，作為正極活性物質(zhì)使用硫的鋰離子二次電池可以達(dá)到使用通常的正極材料的鈷酸鋰的鋰離子二次電池的約6倍的充放電容量。此外，硫也具有與氧相比反應(yīng)性低、因過度充電等引起的起火、爆炸等危險(xiǎn)性也低的優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，專利文獻(xiàn)1和2中公開了硫和碳材料等復(fù)合而成的活性物質(zhì)。通過使用該碳硫復(fù)合系活性物質(zhì)，從而抑制硫溶出到電解液中，可以提高鋰離子二次電池的循環(huán)特性。

由于上述這樣的硫系活性物質(zhì)不含鋰原子，因此，在將硫系活性物質(zhì)用于鋰離子蓄電裝置時(shí)，就需要將鋰金屬混合入電極以確保鋰源，或者使活性物質(zhì)預(yù)先負(fù)載鋰離子的操作(以下，稱為預(yù)摻雜(Pre-Dope))(專利文獻(xiàn)3和4)。然而，由于專利文獻(xiàn)3中記載的二次電池的活性物質(zhì)與鋰金屬直接接觸，因此，使電池大型化時(shí)就有發(fā)熱和爆炸的危險(xiǎn)性。此外，專利文獻(xiàn)4中需要經(jīng)過制造用于臨時(shí)進(jìn)行預(yù)摻雜的電池，并拆解該電池而組合的復(fù)雜的工序而制造電池。

專利文獻(xiàn)5中公開了：進(jìn)行鋰預(yù)摻雜的有機(jī)電解質(zhì)電池，其具有：具備帶貫通孔的集電器的正極和負(fù)極層疊單元。然而，如果為了增加電池的能量密度而增加電極的單位面積容量，或增加電極片數(shù)，那么，預(yù)計(jì)在大容量的使用硫系活性物質(zhì)等的鋰離子蓄電裝置中，均勻的摻雜就變難。此外，對(duì)于穿孔集電器的活性物質(zhì)層用的漿料的涂布中，漿料易于從穿孔滲透到背面，制造厚度均勻的電極就變難。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1特開2002-154815號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2特開2015-92449號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3特開平5-234621號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4特開平3-233860號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5國(guó)際公開第00/07255號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明的目的為，提供通過安全且簡(jiǎn)便的預(yù)摻雜操作，從而制造可以使用于今后需求擴(kuò)大的EV和固定用用途的大型電池的高容量的鋰離子蓄電裝置的方法。

解決課題的方法

本發(fā)明人，專心研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過在集電器上涂布活性物質(zhì)之后，對(duì)集電器和活性物質(zhì)層一起進(jìn)行穿孔加工，從而電極的加工和制造變得非常簡(jiǎn)便，同時(shí)進(jìn)行鋰離子的預(yù)摻雜時(shí)，可有效地進(jìn)行預(yù)摻雜，從而完成本發(fā)明。

即，本發(fā)明涉及

〔1〕一種鋰離子蓄電裝置的制造方法，

所述鋰離子蓄電裝置通過層疊正極和負(fù)極而成，且正極所使用的活性物質(zhì)為基于元素分析的硫的總含量為50質(zhì)量％以上的硫系活性物質(zhì)，

其特征在于，包含下述工序：

在正極和負(fù)極上形成貫通其厚度方向的通孔的工序，

層疊正極和負(fù)極，并在其層疊方向的至少一側(cè)上配置鋰離子供給源的工序，