[发明专利]非水电解质电池及电池组

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求享有于2011年9月26日提交的申请号为2011-209232的日本专利申请的优先权利权益，其内容以全文引用的方式结合在此。

技术领域

本发明一般而言涉及非水电解质电池及电池组。

背景技术

在二次电池中，非水电解质二次电池是通过正极和负极之间的锂离子移转进行充电和放电的二次电池，由于非水电解质二次电池使用有机溶剂作为液体电解质，所以它们可以提供比使用水溶液的镍镉二次电池和镍金属氢化物二次电池所能提供的更高的电压。在目前实际使用的非水电解质二次电池中，使用含锂的钴复合氧化物和含锂的镍复合氧化物作为正极活性材料，使用碳基材料和钛酸锂等作为负极活性材料。进一步，作为液体电解质，使用通过在诸如环碳酸酯和链碳酸酯的有机溶剂中溶解诸如LiPF₆和LiBF₄的锂盐得到的那些。

正极活性材料的平均工作电势相对于Li/Li⁺为约3.4-3.8V，充电过程中的最高电势相对于Li/Li⁺为4.1-4.3V。相对于Li/Li⁺的V是以金属锂电势为基准的电势单位。另一方面，负极活性材料的碳基材料和钛酸锂的平均工作电势相对于Li/Li⁺分别地为约0.05-0.5V和1.55V。这些正极活性材料和负极活性材料相组合，电池电压就变为2.2-3.8V，而最大充电电压变为2.7-4.3V。

作为进一步改善电池容量的措施，建议使用充电过程中最高电势为4.4V-5.0V的LiMn₁₅Ni₀₅O₄作为正极活性材料。然而，存在一个问题，即当该正极活性材料与含有基于碳酸盐的溶剂的电解质一起使用时，充电过程中溶剂会在正极引起氧化反应，从而使电池性能受损并引起产生气体。另一方面，也建议了使用基于磺内酯或砜的化合物作为溶剂。然而问题是，基于磺内酯和砜的化合物与基于碳酸酯的溶剂相比具有更高的粘度，提供更低的锂盐溶解度，并且与负极具有更高的反应性。

发明内容

本发明的一个目的是提供具有改善的输出性能的非水电解质电池。

根据一个实施方案，提供了非水电解质电池，所述非水电解质电池包括非水电解质、正极、负极、和隔离件。非水电解质包括非水溶剂和溶解在非水溶剂中的锂盐。非水溶剂含有式1表示的非对称的基于砜的化合物，和式2表示的对称的基于砜的化合物。正极包括含由Li_1-xMn_1.5-yNi_0.5-zM_y+zO₄表示的复合氧化物的正极活性材料(0≤x≤1，0≤y+z≤0.15，并且M为至少一种选自以下组中的元素：Mg、Al、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Nb、Sn、Zr和Ta)。负极包括负极活性材料，所述负极活性材料含有能够吸收和释放锂的含Ti氧化物。隔离件在正极和负极之间提供，所述隔离件包括非织造织物：

式1

其中R₁≠R₂，并且R₁和R₂每个都是具有1或以上至10或以下个碳原子的烷基，并且

式2

R₃是具有1或以上至6或以下个碳原子的烷基。

进一步，根据一个实施方案，提供了包括根据所述实施方案的非水电解质电池的电池组。

根据非水电解质电池的实施方案，3V的非水电解质电池的输出性能可以得到改善。

附图说明

图1所示为根据第一实施方案的非水电解质电池的剖面表面的示意图。

图2所示为图1中部分A的放大剖面图；

图3所示为根据第二实施方案的电池组的分解透视图；

图4所示为图3电池组的电路的方框图。

图5所示为实施例的非水电解质电池的剖面表面的示意图；

图6所示为实施例和比较例的非水电解质电池的放电速率性能的图例；以及

图7所示为实施例和比较例的非水电解质电池的放电速率性能的图例。

具体实施方式

下文中将参考附图对实施方案进行说明。

(第一实施方案)