[发明专利]锂离子二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池及其制法。详细地讲，涉及一种正极和具备该正极的锂离子二次电池的制造方法，上述正极具有含有正极活性物质的正极材料被保持在正极集电体上的结构。

背景技术

通过锂离子在正极和负极之间往来而进行充电和放电的锂离子二次电池，由于重量轻且可得到高能量密度，例如，作为在利用电为驱动源的车辆上所搭载的电源、或者个人计算机或便携终端等电器制品等所使用的电源，重要性正在提高。

在典型的结构的锂离子二次电池中，具备在导电性构件（电极集电体）上以能够可逆地吸藏和释放锂离子的物质（电极活性物质）为主体的电极材料被形成为层状的结构（以下，将该层状形成物称为“电极合剂层”）的电极。例如，在正极的情况下，使作为正极活性物质的含锂化合物、高导电性材料的粉末（导电剂）、和粘结剂（粘合剂）等在适当的溶剂中分散混炼，调制糊状的组合物（糊状组合物中包含浆液状组合物和油状组合物），通过将该组合物在正极集电体（例如铝材料）上涂布、干燥，形成正极合剂层。作为涉及此种正极的现有技术，可列举专利文献1和2。

在先技术文献

专利文献1：日本国专利申请公开2009-193805号公报

专利文献2：日本国专利申请公开平11-224664号公报

发明内容

但是，在专利文献1中记载的技术，作为调制糊状的正极合剂层形成用组合物时使用的溶剂采用了水系溶剂（具体为水），由于使用该水系溶剂，有时锂离子从含锂化合物（正极活性物质）中向溶剂中溶出，组合物本身呈强碱性。这样呈碱性的组合物中，有发生该组合物所含的粘结剂（粘合剂）的分解或粘结剂的凝聚（凝胶化）、正极活性物质的凝聚的顾虑。这样的材料的分解和凝聚招致该糊状组合物的粘度和/或粘接力的降低，进而分散性降低，因此在正极集电体上以所期望的厚度形成均匀组成的正极合剂层可能变得困难。如果厚度、组成不均匀，则成为在充放电时电池反应性恶化，进而成为电池的内阻增加的原因，因此不优选。

另一方面，作为使用水系溶剂的情况的优点，与使用有机溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）的情况相比较，有机溶剂及与其相伴的产业废弃物少即可，不产生为此的设备和处理成本，因此整体而言可以减少环境负荷。如果考虑这样的优点，则要求在使用环境负荷小的水系溶剂（典型的是水）的同时，可形成即使在使用该水系溶剂的情况下也可实现所期望的电池性能的性状的正极合剂层（进而为正极）的技术。

因此，本发明是为了解决上述现有课题（要求）而被创立的，其目的是提供一种电池性能优异的锂离子二次电池，该电池具备使用包含水系溶剂的组合物形成的正极。另外，另一目的是提供含有这里公开的正极的锂离子二次电池的制造方法。

为了实现上述目的，通过本发明，提供一种制造锂离子二次电池的方法。即这里公开的锂离子二次电池的制造方法包括：形成正极的工序，上述正极在正极集电体上具备含有正极活性物质的正极合剂层；形成负极的工序，上述负极在负极集电体上具备含有负极活性物质的负极合剂层；和将该形成的正极和负极组装形成电极体的工序。在上述形成正极的工序中，包括：准备上述正极活性物质的表面被疏水性被膜被覆而成的被覆正极活性物质；准备糊状的正极合剂层形成用组合物，上述正极合剂层形成用组合物是至少将上述被覆正极活性物质、和溶解或分散于水系溶剂的粘结剂添加到水系溶剂中混炼得到的；将上述准备的正极合剂层形成用组合物涂布于上述正极集电体的表面。

在由本发明提供的锂离子二次电池的制造方法中，由于使用正极活性物质的表面被疏水性被膜被覆的被覆正极活性物质，准备（例如调制）糊状的正极合剂层形成用组合物时，例如即使使用作为正极活性物质的锂过渡金属复合氧化物和水系溶剂（例如水），也可抑制正极活性物质中的锂元素以锂离子的形式在水系溶剂中溶出。由此，即使使用水系溶剂，已准备的组合物也不呈现强碱性，可防止基于强碱性的粘结剂的分解和凝胶化、活性物质的凝聚、正极集电体和上述组合物的反应（碱腐蚀反应）等。因此，根据本发明，可以制造在防止电池的反应电阻的增加和耐久性下降的同时，与以往的锂离子二次电池相比环境负荷被降低的高性能锂离子二次电池。

在此公开的制造方法优选的一方式中，作为上述粘结剂使用两亲性化合物。根据该结构，通过介由两亲性化合物，被覆正极活性物质的疏水性被膜和水系溶剂（例如水）的亲和性提高，因此在正极合剂层形成用组合物中上述活性物质和粘结剂良好地分散。作为上述两亲性化合物，特别优选采用聚环氧乙烷。