[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在正极的表面上设置有多孔层的非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，携带电话、笔记本电脑、PDA等移动信息终端，有动画再现、游戏功能等功能进一步充实、耗电量提高的趋势。因此，对于作为驱动电源的锂离子二次电池，强烈期望长时间的再现、输出改善等的高容量化和高性能化。

对于有关于锂离子二次电池的高容量化的正极活性物质，研究了以高电压进行充电的技术。但是，需要与此伴随的电解液的抗氧化、正极活性物质的活性控制等的改善。

在专利文献1中，记载了通过在正极的表面形成含有二氧化钛等无机颗粒的多孔层，能够改善高电压且高温条件中的电池性能。

在专利文献2中，记载了通过在负极上使用含有无机颗粒的溶剂类浆料来形成多孔层，提高绝缘性，并且改善电池的安全性。作为无机颗粒优选无机氧化物，特别优选氧化铝、二氧化钛。

在专利文献3和4中，记载了通过使正极或者负极含有锂离子传导性的无机固体电解质，改善高温中的循环特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2007/108425号小册子

专利文献2：国际公开2005/029614号小册子

专利文献3：日本特开2008-117542号公报

专利文献4：日本特开2008-117543号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1和专利文献2公开的使用多孔层的情况下，虽然高温耐久性得到改善，但是其效果不充分，进一步要求改善高温耐久性。另外，本发明的发明人进行了深入研究，结果表明，在使用氧化铝、二氧化钛等无机颗粒形成多孔层的情况下，存在电池的初期不良率提高的问题。

对于在正极表面上设置有使用了氧化铝或二氧化钛等无机颗粒的现有的多孔层的情况下初期不良率提高的原因，本发明的发明人进行了深入的研究。在下面记载了研究结果。在含有用于形成多孔层的无机颗粒和水类粘合剂的水类浆料的制备中，为了使无机颗粒分散，使用分散机使无机颗粒分散。这里，在分散机的容器的表面使用SUS等金属时，由无机颗粒引起分散机的容器的表面磨耗，SUS成分等金属成分作为杂质混入到多孔层内。在正极附近，对这些杂质施加4Ｖ左右的电位，因此，Fe离子等金属离子成分在负极上被还原，作为金属成分析出。因此，正极和负极之间短路，初期不良率提高。对此，虽然也尝试了对分散机的容器表面实施陶瓷涂层等，从装置表面进行改善，但是成本变高。因此，期望开发硬度更低的无机颗粒。

在专利文献3和专利文献4中，使锂离子传导性的无机固体电解质含有于正极或者负极中，但是在这样的方法中，对于高温耐久性、特别是对于抑制在高温中连续地充电的情况下的电池劣化，是不充分的。

本发明的目的在于提供一种高温耐久性优良、并且能够降低初期不良率的非水电解质二次电池及其制造方法。

用于解决课题的方法

本发明的非水电解质二次电池具备含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、非水电解质和设置于正极的表面上的多孔层，该非水电解质二次电池的特征在于：多孔层含有具有Li_1＋x＋yAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO₁₂（其中，0≤x≤1，0≤y≤1）所示的菱面体晶（R3c）的晶体结构的锂离子传导性的无机固体电解质颗粒和水类粘合剂。

根据本发明，能够提供高温耐久性优良、并且能够降低初期不良率的非水电解质二次电池。

在本发明中，作为多孔层中含有的无机颗粒，使用具有Li_1＋x＋yAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO₁₂（其中，0≤x≤1，0≤y≤1）所示的菱面体晶（R3c）的晶体结构的锂离子传导性的无机固体电解质颗粒。该无机固体电解质颗粒的硬度比氧化铝和二氧化钛低。因此，在使用本发明的无机固体电解质颗粒形成多孔层的情况下，能够大幅抑制由分散机的容器的磨耗引起的来自分散机的杂质的混入。因此，能够抑制Fe等杂质的混入，防止由此导致的正极和负极之间的短路等，所以能够大幅降低初期不良率。