[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，从环境问题方面出发，为了用作汽车搭载用电源、或者为了应对大型工具用电源的直流化的迫切期望，要求能快速充电并能进行大电流放电的小型且轻量的二次电池。作为满足这样的要求的典型的二次电池，可以举出非水电解质二次电池。

这样的非水电解质二次电池以下有时也仅记为“电池”)具备在正极与负极之间设置有多孔质绝缘层的电极组。该电极组与电解液一起被设置在不锈钢制、镀镍的铁制或铝等金属制的电池壳内，电池壳使用盖板进行密闭(专利文献1)。

但是，最近，一直在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，可以举出使合剂层中的活性物质的填充密度增加的方法。例如在专利文献2中提出了使用加热至80～140℃附近的辊，将在集电体的两面涂布有合剂层的层叠体压延的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-182692号公报

专利文献2：日本特开平5-129020号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，已知如果使合剂层中的活性物质的填充密度增加，则有时难以确保非水电解质二次电池的安全性。

本发明是鉴于上述点而作出的，其目的在于，确保安全性并实现非水电解质二次电池的高容量化。

用于解决课题的手段

本发明的非水电解质二次电池具备正极、负极、配置在正极与负极之间的多孔质绝缘层、和非水电解质。正极具有正极集电体、和设置在正极集电体的至少一个表面上的正极合剂层，正极的拉伸延伸率为3.0％以上。正极集电体含有铁，正极合剂层的孔隙率为17％以下。

这样的非水电解质二次电池的制造方法具有如下所示的工序。首先，准备含铁的正极集电体。接着，在该正极集电体的表面上设置含有正极活性物质及粘结剂的正极合剂浆料，使该正极合剂浆料干燥。然后，以规定的温度对在表面上设置有正极活性物质及粘结剂的正极集电体进行压延。然后，对经压延的正极集电体实施热处理。压延时的规定的温度为第1温度以上且低于第2温度，第1温度为粘结剂的弹性模量开始降低的温度，第2温度为正极集电体的拉伸延伸率成为最小的温度。

在本发明的非水电解质二次电池的制造方法中，将在表面上设置有正极活性物质及粘结剂的正极集电体在第1温度以上且低于第2温度进行压延，从而在此后的热处理中能使正极的拉伸延伸率成为3％以上。因此，能防止在充电时或压坏时正极断裂，从而能确保非水电解质二次电池的安全性。

进而，在本发明的非水电解质二次电池的制造方法中，在压延时正极的粘结剂的弹性模量降低。因此，能实现非水电解质二次电池的高容量化。

不仅如此，在本发明的非水电解质二次电池的制造方法中，在正极集电体中含有铁。因此，能实现压延后的热处理中的热处理温度的低温化，能实现压延后的热处理中的热处理时间的缩短。具体而言，正极集电体含有相对于铝为1.2质量％以上的铁即可。

在本发明的非水电解质二次电池的制造方法中，如果正极集电体中的铁的含有率降低，则能提高第2温度。如果第2温度提高，则能提高压延时的温度。因此，能实现正极的弹性模量的进一步的降低，从而能进一步实现非水电解质二次电池的高容量化。

另外，“正极的拉伸延伸率”在本说明书中是按照如下所示的方法测定得到的值。首先，准备测定用正极(宽度为15mm，长度方向的长度为20mm)。接着，将测定用正极的长度方向的一端固定，使测定用正极的长度方向的另一端沿着长度方向以20mm/min的速度进行拉伸。然后，测定在刚断裂之前的测定用正极的长度方向的长度，使用该长度与拉伸前的测定用正极的长度方向的长度计算长度方向的正极的拉伸延伸率。

此外，“正极合剂层的孔隙率”在本说明书中为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，用下式计算。

孔隙率＝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)

这里，正极合剂层的体积在用扫描型电子显微镜测定正极合剂层的厚度后将正极裁断成规定的尺寸而计算。

成分1是在正极合剂中溶于酸的成分，成分2是在正极合剂中不溶于酸的成分且是具有热挥发性的成分，成分3是在正极合剂中不溶于酸的成分且是具有热不挥发性的成分。成分1～成分3的体积按如下所示的方法计算。