鋰離子二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鋰離子二次電池，特別是涉及放電特性提高的鋰離子二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，對(duì)用于混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車、電力存儲(chǔ)的高容量且小型輕量的二次電池的需求不斷增多。二次電池之中，鋰離子二次電池目前作為能夠高容量化和高輸出化的最有力的二次電池受到關(guān)注。并且，鋰離子二次電池需求進(jìn)一步的高容量化和高輸出化。
[0003]為提升鋰離子二次電池的電容量，有一種將正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層盡可能厚地形成在集電體上的厚膜電極技術(shù)。作為用于促進(jìn)在厚膜電極的上層(電解質(zhì)側(cè))的反應(yīng)的相關(guān)技術(shù)，例如有專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的技術(shù)。
[0004]專利文獻(xiàn)I記載了在厚膜電極的活性物質(zhì)層中固體成分濃度從集電體側(cè)向上層(電解質(zhì)側(cè))逐漸變小的電極。專利文獻(xiàn)2記載了在二次電池的活性物質(zhì)層中，在上層(電解質(zhì)側(cè))配置粒徑較小的活性物質(zhì)，并設(shè)有孔隙尺寸不同的部位的電極。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本特開2005-050755號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-175739號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]將鋰離子二次電池高速放電時(shí)，在正極表層(電解質(zhì)側(cè))上Li離子的消耗增多，發(fā)生所謂的缺鹽，導(dǎo)致放電不良。這是因?yàn)樵陔姌O表層上Li離子濃度集中地消耗。在厚膜電極上，表層活性物質(zhì)層中，電極表面附近的活性物質(zhì)選擇性地發(fā)生反應(yīng)，因此難以賦予集電體側(cè)的活性物質(zhì)充分的性能，實(shí)現(xiàn)與活性物質(zhì)層的厚度相應(yīng)的輸出的提升。
[0009]如果采用專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的方法，則在鋰離子二次電池中，短時(shí)間內(nèi)的厚膜電極的活性物質(zhì)層的上層(電解質(zhì)側(cè))的反應(yīng)性提高，但因?yàn)闆](méi)有考慮到對(duì)集電體側(cè)的反應(yīng)緩和，所以在進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的恒功率放電時(shí)，具有下層部(集電體側(cè))的反應(yīng)減少，電池的電壓降低的速度加快這樣的問(wèn)題。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，提供促進(jìn)電極的集電體側(cè)的反應(yīng)性、并提升恒定輸出放電性能的鋰離子二次電池。
[0011]本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的鋰離子二次電池，具備電極，所述電極具有由第I活性物質(zhì)和第2活性物質(zhì)形成的下層，以及由所述第I活性物質(zhì)和所述第2活性物質(zhì)形成的上層，所述第2活性物質(zhì)具有與所述第I活性物質(zhì)不同的導(dǎo)電性，所述下層是通過(guò)將含有所述第I活性物質(zhì)的第I下層形成用漿液和含有所述第2活性物質(zhì)的第2下層形成用漿液交替地以條紋狀涂布于集電體上而形成的，所述上層是通過(guò)將含有所述第I活性物質(zhì)的第I上層形成用漿液疊層涂布于所述第2下層形成用漿液上，并且將含有第2活性物質(zhì)的第2上層形成用漿液疊層涂布于所述第I下層形成用漿液上而形成的。
[0012]通過(guò)本發(fā)明，能夠提供促進(jìn)電極的集電體側(cè)的反應(yīng)性、并提高恒定輸出放電性能的鋰離子二次電池。
【附圖說(shuō)明】
[0013 ]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的鋰離子二次電池的電極I的概要圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的電極I的截面的一部分的圖。
[0015]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的變更了電極I的圖案時(shí)的鋰離子二次電池的反應(yīng)特性的圖表。
[0016]圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的變更了電極I的圖案時(shí)的電極I的截面圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的變更了電極2的圖案時(shí)的電極2的截面圖
[0018]圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的變更了電極3的圖案時(shí)的電極3的截面圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的在電極I的集電體12上采用凹版圖案印刷形成第I層5、第2層6時(shí)的活性物質(zhì)的漿液的配合比。
[0020]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的在集電體12上采用凹版圖案印刷涂布含有活性物質(zhì)的漿液的方法的概要圖。
[0021]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的鋰離子二次電池100的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施方式I
[0023]以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示實(shí)施方式I涉及的鋰離子二次電池100的概要圖。鋰離子二次電池100具備電極1(陽(yáng)極)、電極40(陰極)和電解質(zhì)50 ο
[0024 ]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的鋰離子二次電池的電極I的概要圖。
[0025]電極I具有包含金屬箔的集電體12、一面形成在集電體上的第I層5(下層)、和形成在第I層的另一面上的第2層6(上層)。圖2是電極I的截面即圖1中用?圈出的部分的截面圖。如圖1和圖2所示，第I層5是由A層10(含有第I活性物質(zhì)的層)、和導(dǎo)電性與A層10不同的B層11(含有第2活性物質(zhì)的層)形成的。
[0026]第I層5中，多個(gè)具有一定寬度的帶狀的A層10與多個(gè)具有一定寬度的帶狀的B層11交替配置，形成為條紋狀。
[0027]第2層6具有與由A層10和B層11形成的第I層5同樣的構(gòu)造。并且，第2層6的A層10形成于第I層5的B層11的另一面上，第2層6的B層11形成于第I層5的A層1a的另一面上。即，電極I中4層10和B層11從集電體12側(cè)起相對(duì)于ζ軸方向和y軸方向交替地配置。
[0028]A層10是反應(yīng)性大且容量小的活性物質(zhì)。A層10例如含有小粒徑(2?5μπι)的活性物質(zhì)而形成。
[0029]B層10是反應(yīng)性小且容量大的活性物質(zhì)。B層11例如含有大粒徑(7?12μπι)的活性物質(zhì)而形成?；钚晕镔|(zhì)例如可以使用LiNi1/3Mm/3Co1/302.
[0030]下面，對(duì)鋰離子二次電池100中高速率放電時(shí)的電極表層的反應(yīng)進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示后述的各種電極的(I)?(3)的情況下的鋰離子二次電池的反應(yīng)特性的圖表。圖3的圖表示出了各種電極的(I)?(3)的情況下的將鋰離子二次電池進(jìn)行恒功率放電時(shí)的電壓的經(jīng)時(shí)變化。[0031 ]圖4是以(I)?(3)的圖案形成各種電極時(shí)的電極la、Ib、Ic的截面圖。圖4的表格示出了將各種電極的鋰離子二次電池100進(jìn)行恒功率放電，電壓從4.1V下降到3.0V的(I)?
(3)的情況下的反應(yīng)時(shí)間。設(shè)定功率值的單位是設(shè)定輸出的功率值，將該設(shè)定值除以各種電極的有效面積而得到的值(mW/cm2) ο
[0032]首先，如圖4的情形1-(2)所示，對(duì)僅用A層10形成第2層、僅用B層11形成第I層來(lái)形成電極Ib的情況進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，在放電時(shí)(2)的情況下平均反應(yīng)電壓增高。但是，放電時(shí)的反應(yīng)在A層10的表層(電解質(zhì)50側(cè))附近發(fā)生，產(chǎn)生所謂的缺鹽。于是，如圖3、圖4的表格所示，以(2)的圖案形成的電極I b中電極整體的反應(yīng)性降低，放電時(shí)間縮短。
[0033]接著，如圖4的情形1-(3)所示，對(duì)僅用B層11形成第2層、僅用A層10形成第I層來(lái)形成電極Ic的情況進(jìn)行說(shuō)明。如圖3、圖4的表格所示，在放電時(shí)(3)的情況下，發(fā)生急劇的電壓下降，達(dá)到下限電壓(3V終止)。另一方面，以(3)的圖案形成的電極中發(fā)生在電極下層(集電體側(cè))的反應(yīng)的遲緩，3V以下的反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)。即，由B層11形成上層的電極中反應(yīng)平均電壓降低，但電極下層的反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)(3)。如此，由A層10、B層11形成的電極分別存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
[0034]接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的使用電極I(電極Ia)時(shí)的放電特性進(jìn)行說(shuō)明(I)。如圖4的情形1-(I)所示將A層10與B層11在兩層中交替配置時(shí)，可實(shí)現(xiàn)如圖3、圖4的表格所示顯示(2)、(3)的