[发明专利]非水电解质二次电池组及其生产方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及非水电解质二次电池组及其生产方法的技术。

2.相关技术描述

用于混合动力汽车中的非水电解质二次电池组如锂离子二次电池组需要具有高输出特征和循环特征。因此，为改进输出特征和循环特征，研究了确定在其原料相中形成非水电解质二次电池组的阴极的阴极活性材料的物理性能的各种技术。例如，下文所述日本专利申请公开No.2011-238622(JP2011-238622A)公开了这种技术。

JP2011-238622A中公开的相关技术描述了形成阴极的材料—石墨颗粒的中值粒径、堆积密度、比表面、平均圆形度。另外，相关技术描述了在由石墨颗粒构成的电极板的X射线衍射下电极板上的石墨的晶体取向比。此外，公开了JP2011-238622A所述相关技术可提供具有高快速充电和放电特征和循环特征的非水电解质二次电池组。

然而，尽管如在JP2011-238622A所述相关技术中，阴极活性材料的物理性能以其原料相描述，但当材料经受各生产步骤以形成非水电解质二次电池组的最终产物时，物理性能变化多样。因此，对阴极活性材料以其原料相的物理性能的描述可能不确保对非水电解质二次电池组作为最终产物的特征的描述。

在非水电解质二次电池组中，阴极(更具体而言阴极的混合物层)包含阴极活性材料。存在过度提高混合物层的反应面积产生低初始电阻(换言之，改进输出特征)，但产生受损耐久性(换言之，循环特征)的问题。另一方面，过度降低混合物层的反应面积产生高初始电阻。

已知阴极的混合物层的反应面积通过混合物层中所含阴极活性材料本身的比表面和阴极活性材料上羧甲基纤维素(CMC)的吸附量(下文中称为CMC吸附量)确定，且当阴极活性材料的粒度分布中的中值粒径(也称为D50)变得较小时，比表面变得较大。另外，当CMC吸附量变得较大时，阴极的混合物层的反应面积变得较小。

换言之，当阴极的混合物层中阴极活性材料的中值粒径和CMC吸附量平衡以使非水电解质二次电池组中混合物层的反应面积最佳时，可建立输出特征与循环特征之间的相容性。

发明概述

本发明提供非水电解质二次电池组及其生产方法，其中使阴极的混合物层中阴极活性材料的中值粒径和羧甲基纤维素吸附量平衡并建立输出特征与循环特征之间的相容性。

本发明的第一方面提供在阴极的混合物层中含有羧甲基纤维素的非水电解质二次电池组。在非水电解质二次电池组中，阴极所含阴极活性材料的中值粒径(μm)和吸附于阴极活性材料上的羧甲基纤维素的重量(重量%)与阴极活性材料的重量之比的乘积为不小于2.2且不大于4.2。

在本发明的第一方面中，当阴极活性材料的粘度特征显示出为当将亚麻子油滴定在用作阴极活性材料的原料的活性原料中时产生的最大扭矩的70%扭矩时，活性原料对亚麻子油的油吸附量可以为不低于50ml且不高于60ml每100g活性原料。此外，阴极活性材料的中值粒径可以为不小于8μm且不大于13μm。

在本发明的第一方面中，在相应于活性原料的中值粒径选择的阴极压实密度下，阴极活性材料的中值粒径可设置为不小于8μm且不大于13μm的值。

本发明的第二方面包括：将活性原料、羧甲基纤维素和水捏合以产生初级捏合体；通过加入水而稀释初级捏合体以产生阴极糊；将阴极糊涂覆在金属箔上并干燥阴极糊；压制干燥的阴极糊以形成阴极；指定在生产初级捏合体中活性原料对亚麻子油的油吸附量为不低于50ml且不高于60ml每100g活性原料，其中油吸附量为在活性原料的粘度特征显示出为当将亚麻子油滴定在活性原料中时产生的最大扭矩的70%扭矩时的量；形成阴极使得所形成的阴极中所含阴极活性材料的中值粒径设置为不小于8μm且不大于13μm；和指定阴极活性材料的中值粒径(μm)和吸附于阴极活性材料上的羧甲基纤维素的重量(重量%)与阴极活性材料的重量之比的乘积为不小于2.2且不大于4.2的值。

附图简述

下面参考附图描述本发明典型实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中类似的数字表示类似的元件，且其中：

图1为阐述根据本发明一个实施方案的生产锂离子二次电池组的方法流程的示意图；

图2为表示D50×CMC吸附量与电阻之间的关系以及D50×CMC吸附量与循环后容量保持率之间的关系的图；和

图3为显示根据D50×CMC吸附量的变化，锂离子二次电池组的特征变化的实验结果的表。

实施方案详述