[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

负电极复合材料层的平板部(Fp)包括在扁平电极卷绕组件(80)的卷绕轴方向(AD)上的一个端部处的第一端部(E1)、与第一端部(E1)相对的第二端部(E2)、位于第一端部(E1)与第二端部(E2)之间的中心部(CR)。负电极复合材料层平板部(Fp)设置有从第一端部(E1)向第二端部(E2)延伸的多个连通槽(Tr)。连通槽(Tr)包括第一端部(E1)处的第一终端部(Tr1)，包括第二端部(E2)处的第二终端部(Tr2)，包括中心部(CR)中的相对于第一终端部(Tr1)和第二终端部(Tr2)更靠近棱柱形壳底部的起始部(Tr0)，从起始部(Tr0)向第一终端部(Tr1)和第二终端部(Tr2)延伸。负电极复合材料层(22)包括多个颗粒。颗粒包含负电极活性材料和粘合剂。

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

公开号为2005-285607的日本专利公开(PTL1)公开了一种非水二次电池，其中通过使正电极复合材料层穿过下辊与具有突出的突起的上辊之间的间隙而在正电极复合材料层的表面中形成槽，该正电极复合材料层是通过用正电极复合剂涂料涂覆芯材(core)，然后干燥并压缩至规定的厚度而获得的。

引用列表

[PTL1]公开号为2005-285607的日本专利公开

发明内容

技术问题

用于安装在由电动车辆(EV)代表的汽车上的非水电解质二次电池要求具有长达10年或更长的寿命。在电池的长期使用期间，由于重复充放电循环或持续长时间保存，固体电解质界面(SEI)在负电极活性材料的表面上生长。由于在电池中的锂(Li)源被消耗的同时SEI生长，所以随着SEI的生长而导致电池的容量劣化。

为了抑制SEI的生长，可以预先在负电极活性材料的表面上形成稳定的涂层(coating)。例如，通过在第一次充电时，对负电极活性材料的表面处的添加物进行还原分解，可以形成抑制SEI生长的涂层。

然而，在用于EV等的大型电池中，电极卷绕组件中具有添加物的涂层的形成倾向于不均匀，这妨碍了较长寿命的实现。在要求高能量密度的车载大型电池中，与用于消费者使用的小型电池相比，电极的面积较大，并且电极卷绕组件中的圈数和堆叠的电极的数量较多。因此，在使用电解质浸渍电极卷绕组件的内部时，被包含在电极卷绕组件中的一些气体没有被完全除去，并且在电极卷绕组件的中心部产生其中使用电解质替换气体不充分的部分(即，其中负电极复合材料层的润湿(wetting)不充分的部分)。由于该部分中的添加物的绝对量不足，因此涂层薄(或粗糙)。另一方面，由于电解质倾向于停留在作为浸渍时电解质的入口并且也作为气体的出口的在电极卷绕组件的卷绕轴方向上的端部处，因此，添加物的量过多并且形成厚的(或致密的)涂层。由此，负电极复合材料层的面内方向上的涂层的形成变得不均匀。当涂层的分布不均匀时，随后的SEI的生长也变得不均匀，这加剧了电极反应的不均匀。

另外，在用于车载的大型电池中，进行快速充电和放电，即，大电流(高速率)充电和放电。在高速率充电和放电中，电极(多孔电极复合材料层)大大地膨胀和收缩，因此发生电解质从电极释放以及电解质被吸入电极。然而，这里，电解质的释放量大于吸入量，因此电解质的释放倾向于占优势。结果，电解质被逐渐从电极卷绕组件的中心部推向卷绕轴方向上的端部。在这样的情况下，在用于车载的大型电池中，电解质的分布变得在负电极复合材料层的面内方向上不均匀，并且电解质中包含的支持盐(Li盐)的分布也变得不均匀。Li盐负责正负电极之间的离子传导。因此，当Li盐的分布不均匀时，电极反应也变得不均匀。

如上所述，在大型电池中，在制造期间涂层的形成倾向于不均匀，并且在使用期间Li盐的分布也倾向于不均匀。通过组合这样的不均匀，在负电极复合材料层的面内方向上加剧了电极反应的不均匀，并且局部加速了劣化的进行，导致难以实现较长的电池寿命。