蓄電元件以及蓄電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蓄電元件以及蓄電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，作為蓄電元件，公知有多種元件。例如，作為蓄電元件，公知一種具備：包括 相互對(duì)置的電極對(duì)在內(nèi)的電極體、含浸于電極體的電解液的元件。在該蓄電元件中，電極對(duì) 的一方的正極具有含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層，電極對(duì)的另一方的負(fù)極具有含有 負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層。
[0003] 作為這種蓄電元件，例如公知的是：電解液含有作為電解質(zhì)鹽的六氟磷酸鋰 (LiPF 6)，正極活性物質(zhì)層含有碳酸鋰和作為正極活性物質(zhì)的鋰金屬氧化物（日本特開(kāi) 2001-167767 號(hào)公報(bào)）。
[0004] 在所述蓄電元件中，雖然從LiPF6生成使包含于正極活性物質(zhì)的金屬在電解液中 析出的酸性物質(zhì)，但通過(guò)鹽基性的碳酸鋰，可中和從Li PF6生成的酸性物質(zhì)。因此，能夠抑 制包含于正極活性物質(zhì)的金屬在酸性物質(zhì)作用下在電解液中析出。由此，能夠抑制高溫保 存后電池容量下降。
[0005] 但是，在所述蓄電元件中，通過(guò)從LiPF6生成的酸性物質(zhì)和碳酸鋰的反應(yīng)而產(chǎn)生氣 體。在所述蓄電元件中，由于碳酸鋰只是分散在正極活性物質(zhì)層中，因此即便這樣的氣體在 電極體的內(nèi)部產(chǎn)生，在電極體內(nèi)部也可儲(chǔ)存氣體。若氣體留在電極體內(nèi)部，則特別在高溫下 保存后，有時(shí)蓄電元件的電阻變大，或電容量變小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了與本發(fā)明的若干特征相關(guān)的基本理解，下面說(shuō)明本發(fā)明的簡(jiǎn)單的概要。該概 要并非表示對(duì)本發(fā)明的外延的概略。這意味著并不是特定本發(fā)明的主要或者重要要素，或 限定發(fā)明的范圍。其目的僅在于，將發(fā)明的若干基本概念作為后述的更詳細(xì)的說(shuō)明的前置， 以簡(jiǎn)化的形式提出。
[0007] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，提供一種抑制高溫保存后的容量下降與電阻增加的蓄電 元件以及具備該蓄電元件的蓄電裝置。
[0008] 本發(fā)明的蓄電兀件的一實(shí)施方式具備：電極體、至少一部分含浸于該電極體的電 解液，
[0009] 電極體至少具有相互對(duì)置的正極以及負(fù)極來(lái)作為構(gòu)成件，且含有碳酸鋰，
[0010] 電解液至少含有六氟磷酸鋰，
[0011] 正極以及負(fù)極的至少一方具有含有金屬化合物的活性物質(zhì)層，
[0012] 活性物質(zhì)層具有周緣區(qū)域以及比該周緣區(qū)域靠?jī)?nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)區(qū)域，
[0013] 電極體包括碳酸鋰含有率比內(nèi)側(cè)區(qū)域的碳酸鋰含有率高的高含有部，
[0014] 高含有部形成于活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域的至少一部分，或形成于在層厚度方向上 與活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域相面對(duì)的電極體的構(gòu)成件的至少一部分。
[0015] 本發(fā)明的前述的特征且其他的特征如下那樣，通過(guò)有關(guān)本發(fā)明的圖解的實(shí)施方式 的說(shuō)明以及附圖可以明確。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是示意地表示從單面?zhèn)扔^察卷繞前的電極體的一部分時(shí)的樣子的模式圖。
[0017] 圖2是示意地表示圖1的II-II剖面的剖面圖。
[0018] 圖3是示意地表示從單面?zhèn)扔^察活性物質(zhì)層的一部分時(shí)的樣子的模式圖。
[0019] 圖4是以圖1的II-II剖面來(lái)具體地表示高含有部的剖面圖。
[0020] 圖5是概略地表示卷繞的電極體的外觀的概略圖。
[0021] 圖6是表示作為蓄電元件的非水電解液二次電池（鋰離子二次電池）的外觀的 圖。
[0022] 圖7是概略地表示非水電解液二次電池（鋰離子二次電池）的殼體內(nèi)的概略圖。
[0023] 圖8是概略地表示圖7的III-III剖面的概略圖。
[0024] 圖9是概略地表示非水電解液二次電池（鋰離子二次電池）的一使用狀態(tài)的剖面 的剖面圖。
[0025] 圖10是概略地表示非水電解液二次電池（鋰離子二次電池）的其他使用狀態(tài)的 剖面的剖面圖。
[0026] 圖11是概略地表示蓄電裝置的一例的外觀的概略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本實(shí)施方式的蓄電元件具備：電極體、至少一部分含浸于該電極體的電解液，
[0028] 電極體至少具有相互對(duì)置的正極以及負(fù)極來(lái)作為構(gòu)成件，且含有碳酸鋰，
[0029] 電解液至少含有六氟磷酸鋰，
[0030] 正極以及負(fù)極的至少一方具有含有金屬化合物的活性物質(zhì)層，
[0031] 活性物質(zhì)層具有周緣區(qū)域以及比該周緣區(qū)域靠?jī)?nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)區(qū)域，
[0032] 電極體包括碳酸鋰含有率比內(nèi)側(cè)區(qū)域的碳酸鋰含有率高的高含有部，
[0033] 高含有部形成于活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域的至少一部分，或形成于在層厚度方向上 與活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域相面對(duì)的電極體的構(gòu)成件的至少一部分。
[0034] 在上述實(shí)施方式的蓄電元件中，抑制高溫保存后的蓄電元件的容量的下降。推測(cè) 這是基于如下機(jī)理。即，雖然從含浸于電極體的電解液中的六氟磷酸鋰（LiPF6)可生成酸 性物質(zhì)，但酸性物質(zhì)可被碳酸鋰中和。因此，認(rèn)為抑制金屬化合物的金屬在酸性物質(zhì)作用下 析出。通過(guò)抑制金屬的析出，推測(cè)在高溫下保存蓄電元件后的容量的下降得到抑制。
[0035] 而且，在上述實(shí)施方式的蓄電元件中，高溫保存后的蓄電元件的電阻增加得到抑 制。推測(cè)這是基于如下機(jī)理。即，在活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域的至少一部分，或者在層厚度方 向上與活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域相面對(duì)的電極體的構(gòu)成件的至少一部分，存在有碳酸鋰的含 有率高的高含有部。因此，在高含有部，容易通過(guò)碳酸鋰與酸性物質(zhì)的反應(yīng)生成氣體。但 是，在高含有部附近生成的氣體由于在活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域附近生成，因此，相比于在電 極體內(nèi)部生成的氣體，更容易向電極體的外部放出。由此，認(rèn)為抑制氣體滯留在活性物質(zhì)層 的周緣區(qū)域附近。通過(guò)抑制氣體滯留，推測(cè)在高溫下保存蓄電元件后的電阻增加得到抑制。
[0036] 如以上說(shuō)明那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，抑制高溫保存后的容量的下降和電阻增加。
[0037] 作為上述的蓄電元件的一個(gè)樣態(tài)，采用如下樣態(tài)：
[0038] 其還具備在內(nèi)部收容電極體的殼體，
[0039] 作為電解液的一部分的余剩電解液被貯存在殼體內(nèi)，
[0040] 高含有部的至少一部分與余剩電解液接觸。
[0041] 所謂余剩電解液是指，在注入殼體內(nèi)的電解液之中，未含浸于電極體而作為液體 貯存于殼體內(nèi)并形成液面的電解液。
[0042] 在所述樣態(tài)的蓄電元件中，與余剩電解液接觸的高含有部中含浸的電解液的量， 比未與余剩電解液接觸的電極體中含浸的電解液的量多。因此，在與余剩電解液接觸的高 含有部，成為構(gòu)成活性物質(zhì)的金屬化合物與余剩電解液中源于LiPF 6的酸性物質(zhì)容易發(fā)生 反應(yīng)的狀態(tài)。但是，高含有部中的碳酸鋰含有率比內(nèi)側(cè)區(qū)域的碳酸鋰含有率高，因此源于 LiPF 6的酸性物質(zhì)被更可靠地中和，被中和的部分是碳酸鋰含有率高出的部分。由此，高含 有部即便與余剩電解液接觸，也能夠抑制活性物質(zhì)層的金屬化合物的金屬在源于LiPF 6的 酸性物質(zhì)的作用下析出。通過(guò)抑制金屬的析出，推測(cè)抑制在高溫下保存蓄電元件后的容量 的下降。
[0043] 另外，在所述樣態(tài)的蓄電元件中，在與余剩電解液接觸的高含有部中，即便源于 LiPF 6的酸性物質(zhì)與碳酸鋰發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體向余剩電解液移動(dòng)，因此氣體難以貯存于 電極體內(nèi)部。因此，即便高含有部的碳酸鋰含有率更高，也抑制產(chǎn)生的氣體貯存于電極體內(nèi) 部。通過(guò)抑制氣體貯存于電極體內(nèi)部，推測(cè)抑制在高溫下保存蓄電元件后的電阻增加。
[0044] 作為上述的蓄電元件的其他樣態(tài)，采用如下樣態(tài)：
[0045] 正極具有作為活性物質(zhì)層的正極活性物質(zhì)層，
[0046] 高含有部形成于正極活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域的至少一部分。
[0047] 所述樣態(tài)的蓄電元件，能夠更有效地抑制高溫保存后的容量的下降以及電阻增 加。推測(cè)這是基于如下機(jī)理。即，正極活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域的至少一部分通過(guò)具有含有 更多碳酸鋰的高含有部，從而金屬化合物與碳酸鋰相互更加接近。因此，認(rèn)為通過(guò)碳酸鋰能 夠更可靠地抑制金屬由于源于LiPF 6的酸性物質(zhì)而析出。另外，在高含有部附近生成的氣體 由于在正極活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域附近生成，所以認(rèn)為相比于在電極體內(nèi)部生成的氣體， 更容易向電極體外部放出。即，認(rèn)為在正極活性物質(zhì)層的周緣區(qū)域附近，氣體難以滯留。通 過(guò)更有效地抑制氣體滯留，推測(cè)更有效地抑制在高溫下保存蓄電元件后的電阻增加。
[0048] 作為上述的蓄電元件的其他樣態(tài)，采用如下樣態(tài)：
[0049] 高含有部的碳酸鋰含有率是0? 02mg/cm2以上且0? 2mg/cm2以下。
[0050] 作為上述的蓄電元件的其他樣態(tài)，采用如下樣態(tài)：
[0051] 電極體在從單面?zhèn)扔^察時(shí)呈矩形，且具有一對(duì)高含有部，
[0052] -對(duì)高含有部分別沿電極體的相對(duì)的邊配置。
[0053] 所謂"從單面?zhèn)扔^察"，是指沿著正極或負(fù)極等電極體構(gòu)成件的法線(xiàn)方向觀察電極 體。
[0054] 作為上述的蓄電元件的其他樣態(tài)，采用如下樣態(tài)：
[0055] 活性物質(zhì)