[发明专利]正极、锂离子二次电池、以及正极的制造方法

说明书

本公开提供正极、锂离子二次电池、以及正极的制造方法。正极至少包含正极集电体和正极活性物质层。正极活性物质层形成在正极集电体的表面。正极集电体包含铝箔和多孔质被膜。多孔质被膜被覆铝箔的表面。多孔质被膜至少包含氧化铝。多孔质被膜的厚度为10nm以上且800nm以下。多孔质被膜的动态硬度为5以上且200以下。

技术领域

本公开涉及正极、锂离子二次电池、以及正极的制造方法。

背景技术

日本特开2003-157852号公报公开了通过将铝(Al)箔在水中加热，在Al箔的表面形成被膜。

发明内容

在由于来自电池外部的冲击等(以下也称为“外部输入”)而发生短路的情况下，如果低电阻的Al箔(正极集电体)与负极(对电极)直接接触，则短路电流会增大。由此会使放热增大。“由外部输入导致的短路”例如可通过穿刺试验等进行模拟。以下将“由外部输入导致的短路”简称为“短路”。

通过在Al箔的表面形成高电阻的被膜，可期待短路时的放热减小。这是由于通过高电阻的被膜可抑制Al箔与负极的直接接触。

日本特开2003-157852号公报中，通过水中的加热处理，在Al箔的表面形成被膜。该处理也被称为“勃姆石处理”。通常通过勃姆石处理而形成的被膜有较硬的倾向。一般而言，电极(正极)在其制造过程中被压缩。硬的被膜在电极的压缩时会被破坏。由于被膜的破坏会导致短路时的放热增大。

本公开的目的是在由于来自电池外部的冲击等而发生短路的情况下抑制放热。

以下，对本公开的技术构成和作用效果进行说明。但本公开的作用机制包括推定。不应根据作用机制的正确与否来限定权利要求的范围。

〔1〕本公开的正极是锂离子二次电池用的正极。

正极至少包含正极集电体和正极活性物质层。正极活性物质层形成在正极集电体的表面。正极集电体包含铝箔和多孔质被膜。多孔质被膜被覆铝箔的表面。多孔质被膜至少包含氧化铝。多孔质被膜的厚度为10nm以上且800nm以下。多孔质被膜的动态硬度为5以上且200以下。

本公开的多孔质被膜包含氧化铝。即、多孔质被膜是陶瓷膜。陶瓷膜具有高电阻。在短路时，多孔质被膜可抑制Al箔与负极的直接接触。

动态硬度是表示多孔质被膜的硬度的指标。动态硬度越小，多孔质被膜越软。通常通过勃姆石处理而形成的被膜的动态硬度超过200。本公开的多孔质被膜的动态硬度为200以下。即、本公开的多孔质被膜比通常通过勃姆石处理而形成的被膜软。因此，本公开的多孔质被膜在电极的压缩时不会被破坏，能够持续被覆Al箔的表面。因此，根据本公开的正极，可抑制短路时的放热。

动态硬度为5以上。这是由于难以形成具有动态硬度小于5的多孔质被膜。另外，多孔质被膜的厚度为10nm以上且800nm以下。如果厚度小于10nm，则放热抑制效果有可能小。如果厚度超过800nm，则电池电阻有可能增加到无法忽视的程度。

〔2〕多孔质被膜的动态硬度可以为铝箔的动态硬度以下。

在外部输入时，由于异物贯穿正极，导致对正极施加冲击。该冲击会使正极变形。通过使多孔质被膜比Al箔软，在正极的变形时，多孔质被膜容易跟随Al箔。由此可期待Al箔的露出得到抑制。

〔3〕本公开的正极可以还包含导电材料。导电材料可以配置在正极活性物质层内和多孔质被膜的气孔内。

在电池的通常使用时，需求在Al箔与正极活性物质层之间产生电子传导。通过导电材料配置在正极活性物质层内和多孔质被膜的气孔内，可期待在电池的通常使用时，在Al箔与正极活性物质层之间产生期望的电子传导。

〔4〕多孔质被膜可以具有500nm以下的厚度。

由此可期待电池电阻的降低。