[发明专利]非水电解液二次电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池等非水电解液二次电池的制造方法。

背景技术

作为锂离子二次电池的负极，广泛使用的是将含石墨等碳材料的合剂涂覆于铜箔等集电体上而得到的负极。近年来，碳材料的锂嵌入性能已达到近似于理论值的水平，为了使锂离子二次电池的容量大幅度提高，要求开发出新型的负极活性物质。作为这种负极活性物质，提出了硅类材料或锡类材料。

例如，为了得到高电压、高能量密度而且大电流下的充放电特性优良的锂离子二次电池，有提案提出了将通过电化学反应而使锂嵌入的硅粒子作为负极活性物质使用(参照美国专利第5556721号说明书)。将硅粒子加压成型成为小球状的形态，然后在其上包层锂箔，得到负极。将该负极组装到电池中，在非水电解液的存在下，利用在锂和硅粒子之间所形成的局部电池反应，使锂嵌入在硅粒子中。但是，在该负极中，由于因充放电引起的膨胀收缩而产生的应力使硅粒子微粉化，从负极脱落。此外还有挠曲显著的不良情况。

发明内容

本发明提供一种非水电解液二次电池的制造方法，其中，使隔膜介于包含硅类材料的部件和正极之间，并且使金属锂层介于隔膜和所述部件之间，在该状态下进行规定时间的老化，使锂嵌入硅类材料中。

附图说明

图1是表示按照本发明的制造方法的一个实施方式制造的非水电解液二次电池之一例的示意图。

图2(a)、图2(b)和图2(c)是表示负极前体的制造方法的工序图。

图3是表示本发明制造方法的一实施形态的示意图。

图4是表示使用了在实施例和比较例中得到的负极的二次电池的第二次循环的充放电曲线的图。

具体实施方式

下面根据其优选的实施方式参照附图来说明本发明。在图1中示意地表示按照本发明的制造方法的一个实施方式制造的非水电解液二次电池的一个例子。本实施方式的电池10具有正极20和负极30。它们隔着隔膜40相对向。两极间用非水电解液充满。

正极20是例如在集电体的一个面上使正极合剂干燥后，进行辊压延、挤压而得到的。正极合剂是将正极活性物质以及根据需要将导电材料和粘合剂悬浊在适当的溶剂中进行调制而成的。作为正极活性物质，可以使用锂镍氧化物、锂锰复合氧化物、锂钴复合氧化物等目前公知的正极活性物质。作为隔膜40，例如可以使用合成树脂制无纺布、聚乙烯多孔薄膜、聚丙烯多孔薄膜等。非水电解液由将作为支持电解质的锂盐溶解在有机溶剂中而得到的溶液构成。作为锂盐，例如有LiClO₄、LiAlCl₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiSbF₆、LiSCN、LiCl、LiBr、LiI、LiCF₃SO₃、LiC₄F₉SO₃、LiBF₄等。

负极30具备集电体31和位于其一个面上的活性物质层32。活性物质层32含有嵌入了锂的硅类材料的粒子33。在活性物质层32中，锂化合物形成能力低的金属材料34浸透在粒子33之间。所谓“锂化合物形成能力低”，是指与锂不形成金属间化合物或固溶体，或者即使形成，锂也是微量的或非常不稳定。金属材料34优选浸透活性物质层32的整个厚度方向。而且，优选在浸透的金属材料34中存在粒子33。即，粒子33优选被金属材料34包埋。由此可以防止粒子33的脱落。另外，由于可以通过在活性物质层32中浸透的金属材料34确保集电体31和粒子33之间的导电性，所以有效地防止了电性孤立的粒子33生成，可以确保集电功能。其结果是抑制了作为负极的功能降低。还可以谋求负极的长寿命化。

浸透在活性物质层32中的锂化合物形成能力低的金属材料34优选将活性物质层32在其厚度方向贯穿。由此，通过金属材料34将粒子33和集电体31可靠地电导通，进一步提高作为负极整体的导电性。金属材料34浸透到活性物质层32的整个厚度方向可通过将该金属材料34作为测定对象的电子显微镜图像来确认。金属材料34通过电镀而浸透到粒子33之间。通过电镀使金属材料34浸透的方法的详细说明记载在本申请人以前的申请即美国专利申请10/522791和与其相应的JP3612669B1中。