[發明專利]鋰二次電池用電極和鋰二次電池

在審

• 申請號: 201980081315.4
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN113330600A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊瀚知;有島康夫
• 申請（專利權）人: 日本汽車能源株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/36;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;池兵

本發明提供電解液的保持量多、具有高輸出，同時能夠確保體積密度、并抑制電子傳導率的降低的鋰二次電池用電極。本發明的鋰二次電池用電極具有電極箔和設置在所述電極箔上的含有活性物質的合劑層，所述合劑層具有：設置在所述電極箔上的內部層54；和在所述合劑層的厚度方向上位于比內部層54靠表面側的位置的表面層55，內部層54的平均空隙率高于表面層55的平均空隙率，內部層54在內部層54的厚度方向的中途位置具有空隙率比兩端的空隙率低的中層542。

技術領域

本發明涉及鋰二次電池用電極和鋰二次電池。

背景技術

以往，在能夠再充電的二次電池的領域，鉛電池、鎳-鎘電池、鎳-氫電池等水溶液類電池是主流。但是，隨著電氣設備的小型化、輕量化的發展，具有高能量密度的鋰二次電池受到關注，其研究、開發和商品化被迅速地推進。另一方面，為了應對全球變暖和燃料枯竭的問題，各汽車制造商開發了電動汽車(EV)或利用電動機對驅動的一部分進行輔助的混合動力汽車(HEV)，作為其電源，要求高容量且高輸出的二次電池。作為符合這樣的要求的電源，使用了具有高電壓的非水溶液類的鋰二次電池。特別是方形鋰二次電池，組件化時的體積效率優異，因此，對作為HEV用或者EV用的方形鋰二次電池的開發的期待很高。

在HEV用途的鋰二次電池中，為了對電動機驅動進行輔助，需要從電池供給大電流，要求放電時的電壓下降低(內部電阻低)。

作為現有技術，在專利文獻1中公開了用于制作放電容量大且不易產生正負極間的短路等問題的非水電解質電池的正極體、和使用該正極體的非水電解質電池。專利文獻1中的電池的正極體是具有內部層和外部層的雙層結構。通過使內部層的空隙率高于外部層的空隙率，能夠抑制電池的內部短路，具有安全性提高的效果。

專利文獻2中公開了能夠實現電池的高容量化并且得到高輸出的電極結構。專利文獻2中的電池的電極是具有內部層和外部層的雙層結構。通過使內部層的空隙率高于外部層的空隙率，能夠在內部層增加電解質的保持量，能夠實現電池的高容量化和高輸出化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-160987號公報

專利文獻2：日本特開2011-9203號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

專利文獻1和2中的電極是具有空隙率低的外部層和空隙率高的內部層的雙層結構的電極。利用這樣的雙層結構，能夠實現防止內部短路和高容量化、高輸出化，但是，當提高內部層整體的空隙率時，體積密度會變低。此外，電極的電子傳導率有可能性降低。

因此，本發明的目的在于，提供電解液的保持量多、具有高輸出，同時能夠確保體積密度、并抑制電子傳導率的降低的鋰二次電池用電極和使用該電極的鋰二次電池。

用于解決技術問題的手段

本發明的發明人發現，通過使設置在電極箔上的合劑層由電極箔上的內部層和進一步位于表面側的表面層構成，并使內部層的平均空隙率高于表面層的平均空隙率，能夠確保體積密度和反應，并在內部層內形成貯存電解液的空間。此外發現，通過在內部層的厚度方向的中途位置設置空隙率低的中層，能夠確保高空隙率的內部層中的電子的遷移率，從而完成了發明。

即，本發明的鋰二次電池用電極具有電極箔和設置在所述電極箔上的含有活性物質的合劑層，所述鋰二次電池用電極的特征在于，所述合劑層具有：設置在所述電極箔上的內部層；和在所述合劑層的厚度方向上位于比所述內部層靠表面側的位置的表面層，所述內部層的平均空隙率高于所述表面層的平均空隙率，所述內部層在所述內部層的厚度方向的中途位置具有空隙率比兩側的空隙率低的中層。