[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，电子设备正向便携化及无线化方向迅速发展。与此相伴，作为电子设备的驱动用电源，具有高电压及高能量密度的非水电解质二次电池的实用化不断推进。

非水电解质二次电池的正极一般含有氧化还原电位高的诸如锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物等锂复合氧化物。而且，非水电解质二次电池的负极一般含有碳材料。而且，作为非水电解质二次电池的电解质，例如可使用使LiClO₄、LiPF₆等锂盐溶解在非水溶媒中而获得的非水电解质。并且，在正极与负极之间配置有隔离体(separator)。作为隔离体，例如可使用通过采用聚烯烃系材料而形成的微多孔膜等。

在非水电解质二次电池内部的电阻相对较低的部分，当因某些原因发生短路时，可能会在短路点集中流过大电流。在此情况下，电池可能会急剧发热达到高温。为了避免因这样的短路造成电池达到高温的情况，在制造电池时采取了各种措施。

具体而言，在制造工序中，例如采取了遏制源于原材料的金属粉末或制造环境中的粉尘等混入电池内部的措施。

另外，在电池结构方面，采取了通过用绝缘胶带保护电极中电阻较低的部分即芯材(集流体)露出的部分，以便防止内部短路的措施。另外，也使用所谓的阻断(shutdown)功能，即：通过将具有在135℃左右的温度下熔融并堵塞的细孔的聚乙烯制微多孔膜等用作隔离体，在高温时该细孔堵塞以便阻断离子电流。如果使用这样的隔离体，一旦在电池内部发生短路时，隔离体细孔的堵塞也可引起短路电流流动的停止以及发热的停止。

另外，专利文献1公开了通过使用导电率低的正极活性物质粉体，以便遏制在电池内部发生短路时流过短路部的电流从而降低焦耳发热的非水电解质二次电池。

作为检测内部短路时的可靠性的测试，众所周知的是将钉刺入电池的内部短路测试(以下，简称作钉穿刺测试(nail penetration test))。能量密度高的锂二次电池在钉穿刺测试时会因内部短路释放出大能量，导致温度急剧升高。

在对包括由具有如上所述的阻断功能的聚乙烯制微多孔膜构成的隔离体、含有锂钴氧化物的正极、及含有石墨的负极的锂离子电池进行钉穿刺测试时，在隔离体因短路部的焦耳发热达到约135℃时，细孔会堵塞，离子电流被阻断。但是，存在阻断功能执行之前电池温度会持续上升的问题。

并且，当电池表面的温度持续升高时，内置该电池的电子设备的温度也会升高。此时，有可能会对电子设备自身的可靠性造成不良影响。因此，期望能遏制短路引起的电池的高温化，具体而言，期望能够将电池的最高到达温度遏制到例如80℃以下的程度。

即使使用专利文献1所公开的、通过使用导电率低的正极活性物质提高粉体电阻，以便遏制内部短路时的短路电流而降低焦耳发热的方法，也不能充分遏制钉穿刺测试时的电池表面的温度升高。例如，专利文献1中记载了以下内容：当在未充电状态下比较LiCoO₂与LiNiO₂的粉体电阻值时，LiCoO₂电阻较高，因而在内部短路时更安全(段落[0012])。这样，在专利文献1中只着眼于未充电状态时的正极活性物质的导电率。然而，LiCoO₂即使稍许被充电，其粉体电阻也会减少很多，将变得与充电状态的LiNiO₂的粉体电阻值基本相同，或者更低。因此，只确定正极活性物质的粉体电阻值难以充分地遏制电池在充电状态时的短路电流。

专利文献1：日本专利公报特许第3362025号

发明内容

鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种能充分遏制发生短路时的电池的温度上升并且具有高能量密度的非水电解质二次电池。

即，本发明所涉及的非水电解质二次电池，其特征在于包括：正极板，具有正极混合剂层和正极集流体，所述正极混合剂层含有能够吸留锂且能够释放锂的正极活性物质；负极板，具有负极混合剂层和负极集流体，所述负极混合剂层含有能够吸留锂且能够释放锂的负极活性物质；隔离体，配置在所述正极板与所述负极板之间；非水电解质；以及电池盒，封入有所述正极板、所述负极板、所述隔离体以及所述非水电解质，其中，所述正极板和所述负极板中的至少其中之一，在充电状态下以50kg/cm²被加压时，其厚度方向的极板电阻为0.4Ω·cm²以上。

本发明的目的、特征、技术方案及优点可以根据以下的详细说明及附图进一步明确。

附图说明