[发明专利]锂离子电池

说明书

本发明提供一种能够合适地抑制发热的锂离子电池。根据本发明提供一种具备正极(30)和负极(40)的锂离子电池(1)。正极(30)包含正极集电体(32)、正极活性物质层(34)以及设在正极集电体(32)的另一部分表面上且与正极活性物质层(34)邻接的绝缘层(36)。绝缘层(36)包含无机填料和粘合剂，无机填料的至少一部分表面被LPO覆盖。

技术领域

本发明涉及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于重量轻且可得到高能量密度，所以被很好地用作便携式电源和车辆搭载用的高输出电源等。该锂离子电池中，正极与负极被隔膜等绝缘了的结构的蓄电元件，具备在一个电池壳体内层叠卷绕成圆柱状或椭圆柱状的漩涡状电极体。由此，能够通过一次充放电从大面积的正极和负极取出大功率。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2017-143004号公报

专利文献2：日本特开2015-103332号公报

发明内容

但是，例如在高输出且高速率下充放电的用途的二次电池中，具有即使在通常使用(充放电)时，电池也容易发热的特征。特别是在正极集电体中的不具备正极活性物质层的非涂布部成为集电部，电流密度高，并且容易成为高氧化状态，所以容易发热。锂离子电池的发热是在提高电池使用时的安全性方面需要改善的课题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够合适地抑制发热的锂离子电池。

作为解决上述课题的手段，在此公开的技术提供一种具备正极、负极和非水电解质的锂离子电池。在该锂离子电池中，所述正极具备正极集电体、设在所述正极集电体的一部分表面上的正极活性物质层、以及设在所述正极集电体的另一部分表面上且与所述正极活性物质层邻接的绝缘层。而且，所述绝缘层包含无机填料、磷酸三锂(Li₃PO₄；以下有时简称为“LPO”)和粘合剂，所述无机填料的至少一部分表面被LPO覆盖。

已知正极电位变高时，电解液被氧化分解而产生酸。如专利文献2所示，在正极活性物质层中包含LPO的情况下，LPO与该酸发生酸碱反应，成为磷酸根离子(PO₄^3-)而溶出。该磷酸根离子到达负极，形成合适地抑制负极发热反应的被膜，具有抑制电池发热从而提高电池的过充电耐性等功能。根据本发明人的研究发现，通过在因电流集中而容易成为高电位状态的正极的非涂布部设置绝缘层并配置LPO，由此源自该LPO而在负极形成的被膜能够有效地抑制负极发热反应。另外，发现通过控制LPO的配合形态，能够更有效地表现出该发热抑制效果。本技术是基于这样的见解而完成的。

在本技术的锂离子电池的一优选方式中，覆盖所述无机填料的LPO的厚度相对于所述无机填料的平均粒径之比为0.1以上且1.2以下。根据这样的结构，能够平衡良好地兼顾LPO带来的发热抑制效果和向绝缘层添加LPO带来的电阻增加抑制效果，因此优选。

在本技术的锂离子电池的一优选方式中，所述绝缘层的平均厚度为10μm以下。在锂离子电池中，从轻量化和低成本化的观点出发，优选设在正极集电体上的上述绝缘层的体积和量少。如上所述，通过使LPO以覆盖无机填料的形态包含在绝缘层中，能够通过较少量的LPO实现预定的发热抑制效果，能够降低绝缘层的厚度(即体积和量)。结果，可提供在具备安全性的基础上实现了轻量化和低成本化的锂离子电池。

再者，在本技术中，所谓“平均厚度”，是指用电子显微镜等观察对象部位的截面时，测定3点以上的对象部位的厚度(与基材表面大致正交的方向的尺寸)时的算术平均值。例如，“绝缘层”的平均厚度是在与正极集电体的表面正交的方向上的绝缘层的尺寸。