非水電解質二次電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及非水電解質二次電池。詳細而言，涉及具備壓力致動型的電流切斷機 構的非水電解質二次電池。
【背景技術】
[0002] 鋰離子二次電池等非水電解質二次電池，與以往的電池相比重量輕且能量密度 高，因此被很好地用于電動汽車、混合動力汽車等的車輛驅動用電源、個人計算機、便攜終 端等所謂的便攜式電源等。
[0003] 這樣的電池，通常在電壓被控制在規定區域（例如3. 0~4· IV)的狀態下使用，但 如果由于誤操作等而供給通常以上的電流，則有時會超過規定電壓而變為過充電。在該過 充電時，由于非水電解質的分解而產生氣體、由于活性物質的發熱而使電池內部的溫度上 升。
[0004] 作為應對該問題的技術，在例如專利文獻1~3中，記載了向非水電解質中添加氧 化電位比正極的充電上限電位高的芳香族化合物的技術。在該電池變為過充電狀態時，上 述芳香族化合物發生電化學聚合，在正極表面形成高電阻的被膜。由此，能夠阻礙鋰離子的 移動，停止過充電的進行。
[0005] 先行技術文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2010-507213號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開2002-313415號公報
[0008] 專利文獻3 :日本特開2002-117895號公報
【發明內容】
[0009] 另外，例如車輛驅動用電源等所使用的高容量類型的電池中，廣泛采用在電池殼 體上具備壓力致動型的電流切斷機構（CID:Current Interrupt Device)，而且非水電解質 中包含電池變為過充電狀態時分解產生氣體的化合物（以下，也稱為"氣體產生劑"）的方 法。如果該電池成為過充電狀態，則氣體產生劑在正極表面氧化，產生氫離子。該氫離子在 負極被還原，產生氫氣（H 2)。能夠通過該氣體使電池殼體內的壓力快速上升，在過充電的初 期使電流切斷機構工作。因此，能夠實現可靠性（過充電耐性）高的電池。
[0010] 但是，在具備上述CID的電池中，如果出于提高過充電時的可靠性這一目的增加 氣體產生劑的添加量，則作為其相反效果有時會對電池特性造成惡劣影響。具體而言，有時 電池的IV電阻增大從而輸入輸出特性降低、耐久性（例如循環特性尤其是高溫循環特性） 降低。
[0011] 本發明是鑒于該狀況而完成的，其目的在于提供一種非水電解質二次電池，其具 備通過電池內壓的上升而工作的（壓力致動型的）電流切斷機構，能夠以高水平兼顧通常 使用時的電池特性和過充電時的可靠性。
[0012] 本發明人為了兼顧該相反的性質而從各個角度反復專心研討。其結果，終于完成 了本發明。
[0013] 即，通過本發明，提供一種非水電解質二次電池（例如鋰離子二次電池），其是將 電極體和非水電解質收納在電池殼體中而形成的，所述電極體具有正極和負極。上述電 池殼體具備在該殼體內的壓力上升時工作的電流切斷機構。另外，作為在電池變為過充 電狀態時分解產生氣體的添加劑（氣體產生劑），上述非水電解質含有環己基苯（CHB)和 4,4' -二氟聯苯（4,4' -FBP)。并且，在以上述非水電解質整體為100質量％時，上述4， 4' -二氟聯苯的含量W2(質量％ )相對于上述環己基苯的含量Wl (質量％ )之比（W2/W1) 為 0· 025 ~0· 25。
[0014] 在此公開的技術通過以規定的質量比使用上述特定種類的氣體產生劑，與例如單 獨使用1種氣體產生劑情況相比，發揮格外好的效果。即，通過以上述質量比混合使用環己 基苯和4,4'-二氟聯苯，能夠維持和提高通常使用時的電池特性（例如輸入輸出特性、循環 特性）。另外，在過充電時，通過這兩種氣體產生劑的協同效應，能夠穩定地產生為了使電流 切斷機構工作所需量的氣體。因此，可以實現能夠以高水平兼顧電池特性和過充電耐性的 非水電解質二次電池。
[0015] 在此公開的非水電解質二次電池的一優選方式中，上述環己基苯的含量Wl為上 述非水電解質整體的3~5質量％。
[0016] 通過將環己基苯的含量Wl設為上述范圍，即使是例如理論容量為IOAh以上的容 量比較大的電池，也能夠在過充電的更早期階段使氣體大量產生，能夠更快速地使電池內 的壓力上升到電流切斷機構的工作壓力。其結果，能夠在過充電時切實地使電流切斷機構 工作，能夠實現過充電耐性更高的電池。
[0017] 在此公開的非水電解質二次電池的一優選方式中，上述4,4'-二氟聯苯的含量W2 為上述非水電解質整體的〇. 1~1. 5質量％。
[0018] 通過將4,4' -二氟聯苯的含量W2設為上述范圍，即使是例如理論容量為IOAh以 上的容量比較大的電池，也能夠在過充電的更早期階段使氣體大量產生，能夠使電池內的 壓力更快速地上升到電流切斷機構的工作壓力。其結果，能夠在過充電時切實地使電流切 斷機構工作，能夠實現過充電耐性更高的電池。
[0019] 在此公開的非水電解質二次電池的一優選方式中，上述氣體產生劑的總含量為上 述非水電解質整體的5質量％以下。
[0020] 通過將氣體產生劑的含量抑制為必要最小限度，能夠將電池電阻（例如初期的IV 電阻）抑制為更低。因此，在通常使用時能夠實現更高的電池特性（例如，能量密度、輸入 輸出密度）。
[0021 ] 在此公開的非水電解質二次電池的一優選方式中，上述電極體是長的形狀的正 極、負極、和隔板沿長度方向重疊卷繞的卷繞電極體。
[0022] 具備卷繞電極體的電池一般為高能量密度，因此對于過充電的對策尤其重要。因 此，特別優選應用本發明。
[0023] 在此公開的非水電解質二次電池的特征在于，可充分發揮氣體產生劑添加的效 果，能夠以高水平兼顧通常使用時的電池特性和過充電耐性。因此，有效利用該特征，能夠 在要求高的過充電耐性、以及在要求高能量密度、高輸出功率密度的用途很好地使用。作為 該用途，可列舉例如車輛驅動用的高輸出功率電源。換句話說，作為在此公開的另一方面， 提供一種具備上述非水電解質二次電池的車輛。再者，車輛所搭載的電池可以是上述非水 電解質二次電池串聯或并聯地連接多個而成的電池組的形態。
【附圖說明】
[0024] 圖1是示意地表示一實施方式涉及的非水電解質二次電池的縱截面圖。
[0025] 圖2是表示一實施方式涉及的扁平狀的卷繞電極體的構成的模式圖。
[0026] 圖3是表示氣體產生劑的含量的比（W2/W1)與高速率放電時的IV電阻的關系的 圖。
[0027] 圖4是表示氣體產生劑的含量的比（W2/W1)與高溫保存特性的容量維持率的關系 的圖。
[0028] 圖5是表示氣體產生劑的含量的比（W2/W1)與過充電時的氣體產生量的關系的 圖。
[0029] 附圖標記說明 [0030] 10正極片（正極）
[0031] 12正極集電體
[0032] 14正極活性物質層
[0033] 20負極片（負極）
[0034] 22負極集電體
[0035] 24負極活性物質層
[0036] 30電流切斷機構
[0037] 40隔板片（隔板）
[0038] 50 電池殼體
[0039] 52 電池殼體主體
[0040] 54 蓋體
[0041] 55安全閥
[0042] 70正極端子
[0043] 72負極端子
[0044] 74正極集電板
[0045] 76負極集電板
[0046] 80扁平狀的卷繞電極體
[0047] 100非水電解質二次電池
【具體實施方式】
[0048] 以下，對本發明的優選實施方式進行說明。再者。本說明書中特別提及的事項（例 如非水電解質中所含的氣體產生劑的構成）以外的、本發明的實施所必需的事項（例如，不 是本發明特征的其他構成要件、電池的一般性制造工藝等），可以基于該領域的現有技術， 作為本領域技術人員的設計事項來掌握。本發明可以基于本說明書所公開的內容和該領域 的技術常識來實施。
[0049] 在此公開的非水電解質二次電池是電極體和非水電解質被收納于電池殼體而成 的，所述電極體具有正極和負極。并且，其特征在于，上述非水電解質中以規定的質量比包 含2種氣體產生劑。因此，對于其他構成要件不特別限定。以下，對于各構成要件依次說明。
[0050] 〈電池殼體〉
[0051] 電池殼體是收納有電極體和非水電解質的容器。作為電池殼體的材質，可使用鋁、 鋼等的金屬材料；聚苯硫釀樹脂、聚醜亞胺樹脂等的樹脂材料；等等。其中，出于提尚散熱 性、提高能量密度的目的而優選使用重量比較輕的金屬（例如鋁、鋁合金）。另外，電池殼體 的形狀（容器的外形）可以是例如六面體形（長方體形、立方體形）、圓形（圓筒形、硬幣 形、鈕扣形）、袋體形、和使它們加工變形了的形狀等。
[0052] 在此公開的非水電解質二次電池的電池殼體具備壓力致動型的電流切斷機構 (CID)，所述電流切斷機構在該電池殼體內的壓力變為規定值以上時將充電電流強制性地 切斷。一般地，如果電池變為過充電狀態，則非水電解質成分（例如非