[发明专利]非水电解质二次电池、用于非水电解质二次电池的电极体和制造电极体的方法

说明书

电极体包含：包含正极活性材料层的正极；包含负极活性材料层的负极；和将正极和负极相互电分隔的隔片，其中正极活性材料层和隔片包含N‑甲基吡咯烷酮(NMP)。正极活性材料层中的N‑甲基吡咯烷酮(NMP)含量相对于正极活性材料层的总固体含量为54ppm至602ppm，且隔片中的N‑甲基吡咯烷酮含量(NMP)相对于正极活性材料层的总固体含量为10ppm至26ppm。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及非水电解质二次电池和用于非水电解质二次电池的电极体。

2.相关技术描述

非水电解质二次电池如锂离子二次电池(锂二次电池)具有比现有电池的那些更轻的重量和更高的能量密度。因此，目前非水电解质二次电池优选用作PC、便携式装置等的所谓便携式电源，或者用作车辆的驱动电源。特别是，能够得到高能量密度的轻重量锂离子二次电池优选用作高输出电源以驱动车辆如电车(EV)、混合动力车(HV)或插电式混合动力车(PHV)。

在非水电解质二次电池的典型构型中，正极和负极分别包括：由高导电金属如铝(正极)和铜(负极)形成的集电体；和在集电体上形成且包含能够可逆地储存和释放电荷载体的化合物(称为正极活性材料和负极活性材料)的正极活性材料层和负极活性材料层。除了为主要组分的活性材料外，这些正极和负极活性材料层包含各种添加剂。例如，将粘合剂加入正极活性材料层和负极活性材料层中以改进附着力并实现结构稳定性。将导电材料(通常碳材料，例如炭黑)加入正极活性材料层中以改进导电性。另外，提出了将各种添加剂加入正极活性材料层和负极活性材料层中用于各种目的的技术。

作为添加剂的实例，日本专利申请公开No.2013-065409(JP 2013-065409 A)描述了非水电解质二次电池，其中将N-甲基吡咯烷酮(在下文中称为“NMP”)作为添加剂加入正极活性材料层中。JP 2013-065409 A描述了正极活性材料层的挠性和正极活性材料层与集电体之间的附着力可通过将NMP加入正极活性材料层中而改进；因此，可防止正极活性材料层的裂化和正极活性材料层从正极集电体上剥离。

然而，当JP 2013-065409 A中所述其中将NMP加入正极活性材料层中的非水电解质二次电池用作电车(EV)、混合动力车(HEV)或插电式混合动力车(PHV)的驱动电源时，要求可经长时间如10年或更长，显示出高电池性能(要求长使用寿命)。正极活性材料层中NMP的量的简单提高不能长时间保持通过将NMP加入正极活性材料层中而得到的有利效果。即，这是因为在电池构造期间加入正极活性材料层中的NMP在从开始使用电池起随着时间消逝而从正极活性材料层中损失。然而，考虑该损失，当在电池构造期间将过量NMP加入正极活性材料层中时，过量的NMP导致电池的内部电阻(反应电阻)提高，这不是优选的。

发明概述

做出本发明以解决现有技术的上述问题，且其目的是提供非水电解质二次电池，其能够：在电池构造以后容许适量NMP长时间存在于正极活性材料层中；和长时间保持通过NMP的存在而得到的电池性能方面的有利效果(例如高输出特性)。本发明的另一目的是提供用于非水电解质二次电池以实现上述目的的电极体。

本发明人进行了关于为何正极活性材料层中的NMP含量随着时间而降低的原因的充分研究。在相关技术中，认为正极活性材料层中的NMP含量降低，因为正极活性材料层中的NMP逐步溶于非水电解质溶液中。另一方面，本发明人发现正极活性材料层中的NMP含量降低，因为NMP在正极活性材料的表面上氧化并分解。本发明人发现能够将预定量的NMP加入隔片中使得隔片中的NMP可供入正极活性材料层中的构型，从而完成本发明。