[发明专利]非水电解液电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解液电池，其具备介由隔板配置有正极活性物质使用尖晶石类锂锰复合氧化物的正极板和负极活性物质使用碳材料的负极板的电极组、和在有机溶剂中添加电解质并浸润电极组的非水电解液、和添加在非水电解液中的阻燃剂、和收纳上述电极组、非水电解液、阻燃剂的电池容器。

背景技术

二次电池中，锂二次电池被广泛用于VTR照相机及笔记本电脑、手机等便携式设备等的电源。另一方面，锂二次电池为高能量密度，因此，也被开发用作电动汽车(EV)及混合动力车(HEV)的车载电源，而且一部分已应用于实际。

通常，锂二次电池具备分别在金属箔上涂布有正极活性物质、负极活性物质的带状的正极板、负极板介由隔板以不直接接触的方式卷绕而成的卷绕组，该卷绕组浸润在电解液中而密闭收纳在电池容器中。小型民用的锂二次电池多使用钴酸锂(LiCoO₂)等钴类正极活性物质，但从成本及安全性等观点考虑，正在研究使用锰酸锂(LiMnO₂或LiMn₂O₄)等锰类正极活性物质的锂二次电池。另一方面，电动汽车的车载电源等锂二次电池要求高输出功率、高容量的电池，为了谋求提高电池性能，使用将具有可燃性的有机溶剂用作电解液的非水电解液类型的密闭型锂二次电池。

但是，密闭型锂二次电池在例如暴露在异常的高温环境下时及因充电装置的故障等而为过充电状态时的电池异常时，存在因温度上升而发生非水电解液分解及气化、电池内压上升而导致电池容器损坏的情况。为了避免该情况，通常，锂二次电池采用随着电池内压的上升而工作的电流断路机构(一种断路开关)、及释放内压的内压释放机构(安全阀)。

另外，电池容器破损时，也存在从电池喷出的气体及漏出的非水电解液因内部短路或外部起火点而容易着火燃烧的可能性。为了解决该问题，公开了一种在非水电解液中添加磷腈类阻燃剂的技术(例如，参照特开平6-13108号公报)。磷腈类阻燃剂在电池异常时等温度变高时分解而发挥灭火作用。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，锰类正极活性物质存在由于正极活性物质的锰离子溶出而使负极的容量降低这样的问题，在非水电解液中添加磷腈类阻燃剂时，存在锰离子的溶出量进一步增加，电池性能、换言之寿命降低这样的问题。

鉴于上述情况，本发明的课题在于，提供一种使电池异常时的安全性提高、并且寿命长的锰类非水电解液电池。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的非水电解液电池的特征在于，具备介由隔板配置有正极活性物质使用尖晶石类锂锰复合氧化物的正极板和负极活性物质使用碳材料的负极板的电极组、和在有机溶剂中添加四氟硼酸锂作为电解质并浸润所述电极组的非水电解液、和相对于所述非水电解液以10重量％以上的比例添加的磷腈类阻燃剂、和收纳所述电极组、非水电解液、阻燃剂的电池容器。

本发明中，相对非水电解液含有磷腈类阻燃剂10重量％以上，因此，可以抑制电池异常时的着火等而提高安全性，同时，添加四氟硼酸锂作为电解质，因此，即使并用正极活性物质锂锰复合氧化物和磷腈类阻燃剂，也可以抑制锰离子的溶出而提供寿命长的非水电解液电池。

该情况下，锂锰复合氧化物可以为锰位的一部分被铝、镁、锂、钴、镍中的至少1种以上取代而成的尖晶石类锂锰复合氧化物。另外，非水电解液优选添加0.8摩尔/升以上的四氟硼酸锂。非水电解液也可以添加1.0摩尔/升以下的四氟硼酸锂。可以以相对非水电解液为12重量％以下的比例添加磷腈类阻燃剂。另外，锂锰复合氧化物可以用化学式LiMn_2-xM_xO₄(M为Al、Mg、Li、Co、Ni中的至少一种)表示。这时，锂锰复合氧化物的锰位的取代比例x可以为0≤x≤0.1。可以将碳材料设为非晶质碳或石墨。另外，电极组可以介由隔板卷绕正极板和负极板。这时，正极板可以在集电体的两面涂布包含正极活性物质的正极合剂，负极板可以在集电体的两面涂布包含负极活性物质的负极合剂。

发明效果

根据本发明，可以得到如下效果：由于相对于非水电解液含有磷腈类阻燃剂10重量％以上，可以抑制电池异常时的着火等而提高安全性，同时，由于添加四氟硼酸锂作为电解质，即使并用正极活性物质锂锰复合氧化物和磷腈类阻燃剂，也可以抑制锰离子的溶出而提供寿命长的非水电解液电池。

附图说明

图1是表示使用本发明的实施方式的圆筒型锂离子二次电池的剖面图。