專利名稱：鋰離子聚合物電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以鋰復(fù)合氧化物為正極活性物質(zhì)、且使用了凝膠化的電解質(zhì)的鋰離子 聚合物電池。更具體而言，本發(fā)明涉及以鋰復(fù)合氧化物為正極活性物質(zhì)、且使用了通過含有 (甲基)丙烯酰末端基的凝膠化劑凝膠化了的電解質(zhì)的鋰離子聚合物電子，其釘刺特性得 到了提高、循環(huán)特性優(yōu)良。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)在的移動(dòng)電話、便攜型個(gè)人電腦、便攜型音樂播放器等便攜型電子設(shè)備的 驅(qū)動(dòng)電源，進(jìn)而，還有作為混合動(dòng)力汽車(HEV)或電動(dòng)車(EV)用的電源，廣泛利用以具有高 能量密度、高容量的鋰離子二次電池為代表的非水系二次電池。作為這些非水系二次電池的正極活性物質(zhì)，單獨(dú)使用一種或混合使用多種能夠 可逆地吸留、放出鋰離子的以LiM02(其中，M為Co、Ni、Mn中的至少1種)所示的鋰過 渡金屬復(fù)合氧化物、即 LiCo02、LiNiO2, LiNiyCo1^yO2 (y = 0. 01 0. 99)、LiMnO2, LiMn2O4, LiCoxMnyNizO2 (x+y+z = 1)或Lii^ePO4等的具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸化合物。另外，作為非水系二次電池中使用的負(fù)極活性物質(zhì)，廣泛使用石墨、非晶質(zhì)碳等碳 質(zhì)材料。其原因在于碳質(zhì)材料具有與鋰金屬、鋰合金相匹敵的放電電位，且沒有枝狀晶體成 長，因此具有安全性高，進(jìn)而初始效率優(yōu)良、電位平坦性良好、密度也高的優(yōu)良性質(zhì)。另外，作為非水電解質(zhì)的非水溶劑，可單獨(dú)使用或混合兩種以上使用碳酸酯(也 稱為“carbonate”)類、內(nèi)酯類、醚類、酯類等，但其中較多使用的是介電常數(shù)大、非水電解 質(zhì)的離子傳導(dǎo)率高的碳酸酯類。作為非水溶劑，特別是在使用層壓外裝體的非水系二次電 池中，為了確保液體泄露的安全性，使用凝膠化的所謂聚合物電解質(zhì)(參照下述專利文獻(xiàn) 1)。予以說明，下面將使用層壓外裝體且采用聚合物電解質(zhì)的非水系二次電池稱為“鋰離子 聚合物電池”。予以說明，在下述專利文獻(xiàn)1中，例示了在鋰離子聚合物電池的活性物質(zhì)合劑中 添加硅烷系偶聯(lián)劑、鋁系偶聯(lián)劑、鈦系偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑時(shí)，在活性物質(zhì)合劑漿料中添加偶聯(lián) 劑的例子。另外，下述專利文獻(xiàn)2中，例示為了提高重復(fù)進(jìn)行非水系二次電池的間歇循環(huán)時(shí) 的循環(huán)特性，用具有多個(gè)結(jié)合基的硅烷偶聯(lián)劑處理正極活性物質(zhì)的例子。另外，在下述專利 文獻(xiàn)3中，例示了為了提高非水系二次電池在高電壓且重負(fù)荷放電條件下的循環(huán)特性，在 正極合劑中混合鋁系偶聯(lián)劑的例子。另外，在下述專利文獻(xiàn)4中，例示為了改善非水系二次電池的低溫下的正極與非 水電解液之間的潤濕性并使低溫下的輸出特性良好，在正極合劑中分散了具有環(huán)氧基、氨 基等的有機(jī)反應(yīng)基，以及甲氧基、乙氧基等結(jié)合基的硅烷偶聯(lián)劑的例子。進(jìn)而，在下述專利 文獻(xiàn)5中，例示為了提高非水系二次電池的循環(huán)特性，使在壓縮正極合劑層時(shí)產(chǎn)生的正極 活性物質(zhì)的橫截面附近存在硅烷偶聯(lián)劑的例子。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開2007-305453號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2日本特開2007-242303號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開平09-199112號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開2002-319405號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本特開2007-280830號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1所公開的發(fā)明，得到了電極與凝膠化的電解質(zhì)之間的接觸性 良好，且抑制了電池的電阻的增加及厚度的增加的鋰離子聚合物電池。但是，在上述專利文 獻(xiàn)1中，對于改善鋰離子聚合物電池的釘刺(釘刺)特性的方面沒有任何記載。予以說 明，釘刺特性表示電池在被釘子貫穿時(shí)的發(fā)煙性或起火性的程度。在釘刺特性的試驗(yàn)中，由 于是強(qiáng)制性地使電池內(nèi)部處于作出短路狀態(tài)的狀態(tài)，因此，電池內(nèi)部的局部成為異常的高 溫。因此，釘刺特性作為表征電池的熱逸潰性(熱暴走性)的程度的一個(gè)指標(biāo)而被測定。另外，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)2 5公開的發(fā)明，給出了在正極合劑中混合硅烷系或鋁 系偶聯(lián)劑時(shí)，可以大體實(shí)現(xiàn)循環(huán)特性的提高和低溫環(huán)境下輸出特性的提高的啟示。但是，上 述專利文獻(xiàn)2 5中，對于在正極合劑中混合硅烷系或鋁系偶聯(lián)劑的非水系二次電池的釘 刺特性沒有任何啟示。本發(fā)明者，對于要想確保使用上述凝膠化的電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池的循環(huán)特 性及釘刺特性的情況進(jìn)行了各種探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過下述方式可解決上述技術(shù)問題，最終 完成了本發(fā)明，所述方式為在正極合劑中含有規(guī)定量的鋁系偶聯(lián)劑，且使包含鋰復(fù)合氧化 物的正極活性物質(zhì)的平均粒徑及比表面積維持在規(guī)定范圍內(nèi)，進(jìn)而使凝膠化的非水電解質(zhì) 采用由含有具有(甲基)丙烯酰末端基的單體的非水電解液形成的非水電解質(zhì)。S卩，本發(fā)明的目的在于提供一種以鋰復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)，且使用了凝 膠化的電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池，其提高了釘刺特性，且循環(huán)特性也優(yōu)良。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的鋰離子聚合物電池是具備下述的正極極板、負(fù)極極 板、隔離件以及凝膠化的非水電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池，所述正極極板形成有以鋰復(fù) 合氧化物為正極活性物質(zhì)的正極合劑層，其中，所述正極活性物質(zhì)的平均粒徑為4. 5 15. 5 μ m,比表面積為0. 13 0. 80m2/g,所述正極合劑層含有相對于所述正極活性物質(zhì)的質(zhì) 量為0.01質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下的下述通式(I)所示的偶聯(lián)劑中的至少一種，所述凝膠
化的非水電解質(zhì)由含有具有(甲基)丙烯酰末端基的單體的非水電解液形成，
權(quán)利要求
1. 一種鋰離子聚合物電池，其是具備下述的正極極板、負(fù)極極板、隔離件以及凝膠化的 非水電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池，所述正極極板形成有以鋰復(fù)合氧化物為正極活性物質(zhì)的 正極合劑層，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)的平均粒徑為4. 5 15. 5 μ m,比表面積為0. 13 0. 80m2/g, 所述正極合劑層含有相對于所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量為0. 01質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以 下的下述通式(I)所示的偶聯(lián)劑中的至少一種，所述凝膠化的非水電解質(zhì)由含有具有(甲基)丙烯酰末端基的單體的非水電解液形成，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子聚合物電池，其特征在于，所述M為Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子聚合物電池，其特征在于，所述Rl及R2的至少一方為烷氧基。
全文摘要
本發(fā)明提供釘刺特性提高且循環(huán)特性優(yōu)良的鋰離子聚合物電池。本發(fā)明的鋰離子聚合物電池具備下述的正極極板、負(fù)極極板、隔離件以及凝膠化的非水電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池，所述正極極板形成有以鋰復(fù)合氧化物為正極活性物質(zhì)的正極合劑層，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)的平均粒徑為4.5～15.5μm，比表面積為0.13～0.80m2/g，所述正極合劑層含有相對于所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量為0.01質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下的下述通式(I)所示的偶聯(lián)劑中的至少一種，所述凝膠化的非水電解質(zhì)由含有具有(甲基)丙烯酰末端基的單體的非水電解液形成，其中，M為選自Al、Ti、Zr中的一種，R1及R2是碳原子數(shù)為1～18的烷基或烷氧基，n表示1～4的整數(shù)。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102142579SQ201010568129
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者古川慎也, 高橋健太郎 申請人:三洋電機(jī)株式會(huì)社