[发明专利]非水电解质二次电池、电池组装体及其制造方法

说明书

本发明提供制造非水电解质二次电池的方法，此方法包括：通过使用含有N‑甲基‑2‑吡咯烷酮的正极和含有草酸根合络合物的非水电解液制造电池组装体。在此方法中，制造电池组装体，使得满足以下关系式：0.000036≤B₁/A₁≤0.001048，其中A₁(ppm)表示按照正极活性材料层的单位质量计的N‑甲基‑2‑吡咯烷酮含量，并且B₁(mol/kg)表示按照负极活性材料的单位质量计的草酸根合络合物含量。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

2.现有技术的描述

在非水电解质二次电池例如锂离子电池中，非水电解液含有成膜剂，例如为了改进耐久性。在这些电池中，成膜剂通常在初始充电期间发生电分解(通常被还原和分解)。在活性材料(通常是负极活性材料)的表面上稳定地形成膜。结果，可以抑制非水电解液的分解和活性材料的劣化，以及可以改进电池的耐久性。涉及这种构造的现有技术文献的例子包括日本专利申请公开No.2013-165049(JP 2013-165049 A)和日本专利申请公开No.2014-137878(JP 2014-137878 A)。例如，JP 2013-165049A公开了其中草酸根合络合物用作成膜剂的技术。

发明概述

但是，根据本发明人的研究，在考虑长期耐久性例如约10年时，发现仍然有改进上述技术的空间。本发明提供具有优异耐久性的非水电解质二次电池，其中充分显示了通过添加成膜剂所得的效果；以及提供能稳定地制造电池的方法。

本发明人考虑在活性材料(通常是负极活性材料)表面上形成的膜的特性(用量或品质)的优化。通过深入的研究，完成了本发明。根据本发明的第一方面，提供制造非水电解质二次电池的方法，此方法包括以下步骤(1)至(3)：(1)制备正极，其包括含有正极活性材料和N-甲基-2-吡咯烷酮的正极活性材料层；负极，其包括含有负极活性材料的负极活性材料层；和非水电解液，其含有草酸根合络合物；(2)使用正极、负极和非水电解液制造电池组装体；和(3)使电池组装体进行初始充电。在此方法中，制造电池组装体以满足以下关系式：0.000036≤B₁/A₁≤0.001048，其中A₁(ppm)表示按照正极活性材料层的单位质量计的N-甲基-2-吡咯烷酮含量，并且B₁(mol/kg)表示按照负极活性材料的单位质量计的草酸根合络合物含量。

在本文公开的方法中，电池组装体在其中电池组装体在满足以上关系式的情况下含有N-甲基-2-吡咯烷酮(在下文中也称为“NMP”)和草酸根合络合物的状态下进行初始充电。因此，在活性材料(通常是负极活性材料)的表面上形成膜，其含有衍生自NMP的组分和衍生自草酸根合络合物的组分。结果，与例如其中在活性材料表面上形成仅仅含有草酸根合络合物的膜的情况相比，可以获得具有更高耐久性(例如高温储存特性)的电池。

一般而言，在制造电池之前，尽可能减少NMP的量。涉及这种构造的现有技术文献的例子包括日本专利申请公开No.2002-252038(JP 2002-252038 A)和日本专利申请公开No.2013-254698(JP 2013-254698 A)。JP 2002-252038A和JP 2013-254698A公开了降低在电极中的NMP含量以改进自放电特性的技术(JP 2002-252038A)，和降低电极的电阻(JP2013-254698 A)。另一方面，在本文公开的技术中，特意在正极活性材料层中保持合适量的NMP。NMP用于改进衍生自草酸根合络合物的膜。也就是说，在本文公开的技术中，NMP用作所谓的膜改进剂。结果，能显示改进耐久性的效果，这种效果不能在含有NMP或草酸根合络合物之一的电池中实现。