[發明專利]二次電池及其制造方法

在審

• 申請號: 201880022003.1
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110521044A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 萬久俊彥
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/16;H01M4/02;H01M4/13;H01M10/0585
• 代理公司: 11219 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 楊海榮;曲盛<國際申請>=PCT/JP2

本發明的一個目的在于提供一種二次電池及其制造方法，其維持電極之間的高絕緣性并且可以有效地抑制內部短路。這種二次電池包含正極和面對所述正極配置的負極。所述正極和所述負極各自具有集電器和在所述集電器的至少一個表面上形成的活性材料層，并且所述正極和所述負極中的至少一者還具有在所述活性材料層的表面上形成的絕緣層。所述絕緣層是含有多個非導電性粒子的多孔絕緣層，并且當以μm表示所述粒子的平均粒徑時，由所述粒子的孔隙率×平均粒徑表示的孔隙率指數為0.4以下。

技術領域

本發明涉及其中正極和負極中的至少一者在活性材料層上具有絕緣層的二次電池，以及所述二次電池的制造方法。

背景技術

二次電池廣泛用作便攜式電子裝置例如智能電話、平板電腦、筆記本電腦、數碼相機等的電源。此外，二次電池的用途已經擴展至作為電動車輛的電源和家用電源。其中，鋰離子二次電池由于能量密度高且重量輕，因此它們是當前生活中不可缺少的儲能裝置。在這類具有高能量密度的二次電池中，要求高安全性技術，特別是確保內部短路的安全性是重要的。

常規電池(包括二次電池)具有作為電極的正極和負極在隔膜置于其間的情況下彼此面對的結構。正極和負極各自具有片狀集電器和形成在集電器兩面的活性材料層。隔膜用于防止正極和負極之間的短路并有效地使離子在正極和負極之間移動。以往，主要使用由聚丙烯或聚乙烯材料制成的聚烯烴系的微孔隔膜作為隔膜。然而，聚丙烯和聚乙烯材料的熔點通常為110℃至160℃。因此，當將聚烯烴系的隔膜用于具有高能量密度的電池時，所述隔膜在電池的高溫下熔融，并且可能發生大面積的電極之間的短路，導致電池冒煙和著火。

因此，為了改善二次電池的安全性，專利文獻1(日本特開2003-123728號公報)公開了一種二次電池，其中隔膜由含有特定量的具有特定直徑的纖維的無紡布構成。

專利文獻2(PCT國際公布WO 2005/067079的再公表)和專利文獻3(PCT國際公布WO2005/098997的再公表)公開了一種二次電池，其中正極和負極中的至少一者在其表面上具有含有無機氧化物填料和粘合劑的多孔絕緣膜。特別是，在專利文獻2描述的二次電池中，隔膜由無紡布構成，并且在專利文獻3描述的二次電池中，隔膜和多孔絕緣層的孔隙率得到了優化。

由無紡布制成的隔膜因其良好的離子傳導性而預期可以作為例如適合于低溫下高輸出的隔膜。此外，通過在正極和負極中的至少一者的表面上設置多孔絕緣膜，改善了高溫時的絕緣性質。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-123728號公報

專利文獻2：PCT國際公布WO 2005/067079的再公表

專利文獻3：PCT國際公布WO 2005/098997的再公表

發明內容

技術問題

然而，當使用無紡布作為隔膜時，由于充電期間電解質中析出的金屬、以及電極的微小突起或毛刺等容易穿透隔膜，因此可能發生內部短路。因此，僅用所述隔膜難以確保充分的絕緣性。因此，可以想到在無紡布隔膜的表面上涂布諸如氧化鋁的絕緣材料來防止充電期間的內部短路。然而，在這種情況下，由于無紡布在高溫下軟化，因此涂布的絕緣層可能被外力破壞，有可能無法維持絕緣性。

另一方面，當將在正極和負極中的至少一者上形成的多孔絕緣膜與隔膜組合時，如果隔膜具有大的熱收縮率，則隔膜在電池的高溫下因熱而收縮，并且隔膜的收縮可能導致多孔絕緣膜可能從電極表面剝離。結果，不能維持高溫下的絕緣性，并發生內部短路。

本發明的目的是提供一種能夠維持電極之間的高絕緣性并更有效地抑制內部短路的二次電池及其制造方法。

技術方案

根據本發明的二次電池包含：