[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

非水电解质二次电池包括：容纳在壳体内的卷绕电极体和非水电解液。在负极活性材料层的至少表面上形成有源自草酸合硼酸盐络合物的固体电解质界面膜。正极集电体箔满足以下条件：(a)700％≤α≤760％和(b)530％≤β≤590％，其中α和β分别表示在与正极集电体箔的纵向方向平行的方向L上和在与正极集电体箔的纵向方向垂直的宽度方向M上的60度镜面光泽度。正极集电体箔优选是具有0.08μm至0.12μm的总算术平均粗糙度的铝箔。要求保护的电池限制电解液的浸渍速度(从而避免在卷绕电极体的中心区域中形成不想要的不溶性草酸合硼酸盐)，并同时提供正极活性材料层在正极集电体箔上的充分的粘结性能。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

2.现有技术的描述

诸如锂离子二次电池(锂二次电池)的非水电解质二次电池具有比现有电池更轻的重量和更高的能量密度，因此近来已经用作用于驱动车辆的电源。特别地，优选将能够获得高能量密度的轻质锂离子二次电池用作用于驱动诸如电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)或插电式混合动力车辆(PHV)的车辆的高输出电源。这种非水电解质二次电池的典型实例包括包含卷绕电极体的非水电解质二次电池。卷绕电极体通过层压细长片状的正极集电体箔、细长片状的负极集电体箔和和细长片状的分隔体并将所得的层压体在片材纵向方向上卷绕而形成。细长片状的正极集电体箔具有在其上形成有含有正极活性材料的正极活性材料层的表面，其通常为铝箔。细长片状的负极集电体箔具有在其上形成含有负极活性材料的负极活性材料层的表面，其通常为铜箔。包括卷绕电极体的非水电解质二次电池通过将卷绕电极体和非水电解液容纳在预定电池壳体中而构建。在此，主要将该非水电解液从卷绕电极体的相对端部在卷绕轴方向(即，与构成卷绕电极体的细长片状的正极集电体箔和负极集电体箔的片材纵向方向垂直的宽度方向)上浸渍到卷绕电极体的内部(即，正极和负极与分隔体之间的间隙)。为了将所构建的非水电解质二次电池调节为实际可使用的状态，首先在适当的条件下对非水电解质二次电池进行充电。

在初始充电期间，非水电解液的一部分在负极上被还原和分解，以在负极活性材料的表面上形成膜，其也被称为固体电解质界面(SEI)。通过对负极活性材料层进行涂膜处理，负极被稳定化，随后的非水电解液的分解被抑制。然而，非水电解液的分解有助于不可逆容量，这导致电池容量的降低。因此，已广泛使用预先对非水电解液添加在非水电解液的分解电位或更低电位分解的添加剂(以下称为“成膜剂”)以在负极活性材料层的表面形成膜的技术。例如，日本专利申请公开No.2005-259592(JP2005-259592A)公开了非水电解质二次电池，其中非水电解液含有双(草酸合)硼酸锂(Li[B(C₂O₄)₂]；以下，称为“LiBOB”)作为成膜剂。

发明内容

这样的草酸合硼酸盐(oxalato borate)络合物例如LiBOB可以通过初始充电和放电在负极活性材料层的表面上形成化学稳定的固体电解质界面膜。固体电解质界面膜在允许电荷载体在电解液和活性材料之间移动的同时保护负极的表面，并且可以稳定地抑制非水电解液的额外分解。因此，包含在整个负极活性材料层上形成的源自草酸合硼酸盐络合物(如LiBOB)的固体电解质界面膜的电池是优选的，因为可以提高稳定性和耐久性。

然而，当用包含草酸合硼酸盐络合物(如LiBOB)的非水电解液浸渍卷绕电极体时，可能存在膜的形成量的不均匀性(例如，膜的厚度、膜的浓度或涂布量)，其源自形成在构成卷绕电极体的负极上的草酸合硼酸盐络合物如LiBOB。特别是，在非水电解液浸渍后的负极活性材料层的表面，难以在卷绕轴方向上在接近中心的区域形成源自草酸合硼酸盐络合物的固体电解质界面膜。当固体电解质界面膜不均匀地形成在负极活性材料层的表面上时，负极的稳定性可能降低，或者电阻的变化可能导致Li沉积。此外，固体电解质界面膜的不均匀形成可导致电池的耐久性(例如，耐久性试验后的容量保持率或输出)的降低或可靠性的降低(短路)，这是不优选的。