[发明专利]非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法，特别涉及高容量的非水电解质二次电池及非水电解质二次电池的制造方法。

背景技术

近年来，从环境问题的方面出发，为了用作汽车搭载用电源，或者为了满足大型工具用电源的直流化的需要，要求能够快速充电并能够大电流放电的小型且轻量的二次电池。作为满足这种要求的典型的二次电池，可以列举出非水电解质二次电池。

这种非水电解质二次电池(以下有时简称为“电池”)具有将正极和负极隔着多孔质绝缘层卷绕而成的电极群作为发电要素。该发电要素与电解液一同设置于不锈钢制、镀镍的铁制或铝等金属制电池壳体内，电池壳体用盖板密闭。

就正极来说，正极活性物质设置在薄片状或箔状的正极集电体上，作为正极活性物质，可以列举出与锂离子可逆地发生电化学反应的锂钴复合氧化物等。就负极来说，负极活性物质设置在薄片状或箔状的负极集电体上，作为负极活性物质，可以列举出能够嵌入并脱嵌锂离子的碳等。多孔质绝缘层在保持电解液的同时，防止正极与负极之间发生短路。作为电解液，使用溶解了LiClO₄或LiPF₆等锂盐的非质子性有机溶剂。

然而，近来要求非水电解质二次电池的高容量化。作为使非水电解质二次电池高容量化的方法之一，可以列举出增加合剂层中的活性物质的填充密度的方法。

专利文献1：日本特开平05-182692号公报

发明内容

但是，已知的是，当增加合剂层中的活性物质的填充密度时，会导致非水电解质二次电池的制造成品率降低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于在不伴随发生制造成品率降低的情况下实现非水电解质二次电池的高容量化。

本发明所涉及的非水电解质二次电池具有将在正极集电体上设置有正极合剂层而成的正极和在负极集电体上设置有负极合剂层而成的负极隔着多孔质绝缘层卷绕来得到的电极群。正极合剂层至少设置在正极集电体的两表面之中的位于电极群的径向的内侧的表面上。正极合剂层的空孔率为20％以下，卷绕方向上的正极的拉伸伸长率ε满足ε≥η/ρ。其中，η是设置于正极集电体的两表面之中的位于电极群的径向的内侧的表面上的正极合剂层的厚度，ρ是正极的最小曲率半径。

通过上述构成，即使由正极合剂层的空孔率的降低而引起正极合剂层变硬，也能够制作卷绕型的电极群(正极和负极隔着多孔质绝缘层卷绕而成的电极群)而并不伴随发生正极集电体断裂。

另外，在本说明书中，“卷绕方向上的正极的拉伸伸长率”是根据如下所示的方法测定的值。首先，准备测定用正极(宽为15mm，卷绕方向上的长为20mm)。接着，将测定用正极的卷绕方向上的一端固定，将测定用正极的卷绕方向上的另一端沿卷绕方向以20mm/min的速度进行拉伸。然后，测定刚要断裂之前的测定用正极的卷绕方向上的长度，使用该长度与拉伸前的测定用正极的卷绕方向上的长度，计算卷绕方向上的正极的拉伸伸长率。

另外，在本说明书中，“正极合剂层的空孔率”是正极合剂层内存在的间隙的总体积相对于正极合剂层的总体积的比例，使用下式来计算。

空孔率＝1-(成分1的体积+成分2的体积+成分3的体积)/(正极合剂层的体积)

其中，正极合剂层的体积是利用扫描型电子显微镜测定正极合剂层的厚度后将正极裁剪成规定的尺寸来计算。

成分1是正极合剂中溶解于酸的成分，成分2是正极合剂中不溶解于酸并且具有热挥发性的成分，成分3是正极合剂中不溶解于酸并且不具有热挥发性的成分。成分1～成分3的体积通过如下所示的方法计算。

首先，将裁剪成规定尺寸的正极分离成正极集电体和正极合剂层。接着，测定正极合剂的重量。然后，用酸溶解正极合剂，分离成溶解于酸的成分和不溶解于酸的成分。对于溶解于酸的成分，使用荧光X射线进行定性定量分析，并且利用X射线衍射法进行结构解析，由定性定量分析的结果和结构解析的结果计算所述成分的晶格常数及分子量。这样能够计算出成分1的体积。