[发明专利]非水电解质二次电池有效

专利信息
申请号: 201280043419.4 申请日: 2012-09-20
公开(公告)号: CN103782439A 公开(公告)日: 2014-05-07
发明(设计)人: 田中忠佳;樋口贵俊;大北一成;柳田胜功;喜田佳典 申请(专利权)人: 三洋电机株式会社
主分类号: H01M10/052 分类号: H01M10/052;H01M4/131;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0568
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 水电 二次 电池
【说明书】:

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

背景技术

近年,便携式电话、笔记本电脑等移动设备的小型化/轻量化显著进行,另外随着多功能化,功耗也增加,对于用作它们的电源的非水电解质二次电池,轻量化和高容量化的要求提高。

另外,近年,为了解决由于源自车辆的废气所导致的环境问题,组合使用了汽车的汽油引擎和电动机的混合动力型电动车的开发得到进展。作为这种用途的电源,通常广泛使用镍-氢蓄电池,但是作为容量更高且输出功率更高的电源,对利用非水电解质二次电池进行了研究。作为这种非水电解质二次电池中的正极活性物质,主要使用以钴酸锂(LiCoO2)等的钴作为主要成分的含有钴的过渡金属氧化物。

但是,上述正极活性物质中使用的钴为稀少的资源,存在成本高并且难以实现稳定的供给等问题,特别是用作混合动力型电动车等的电源时,需要大量的钴,作为电源的成本非常高。

并且,对于上述非水电解质二次电池还期待进一步的高性能化和高寿命化,但是随着这种高性能化,安全性的确保也是重要的。

考虑到此,提出了以下的提案。

(1)作为正极活性物质,使用LiaMbNicCodOe(其中,M是选自由Al、Mn、Sn、In、Fe、Cu、Mg、Ti、Zn、Mo组成的组中的至少一种金属,并且处于0<a<1.3、0.02≤b≤0.5、0.02≤d/c+d≤0.9、1.8<e<2.2的范围内,进而b+c+d=1、0.34<c)所示的含有锂的过渡金属氧化物(参照下述专利文献1)。

(2)在作为正极活性物质的含有锂的过渡金属氧化物颗粒的表面覆盖锂化合物的提案(参照下述专利文献2)。

(3)向正极活性物质使用了含有锂的过渡金属氧化物的电池的非水电解液添加以草酸盐络合物作为阴离子的锂盐的提案(参照下述专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3244314号公报

专利文献2:日本特开2006-318815号公报

专利文献3:日本特开2006-196250号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是,即使是上述提案,正极中的热稳定性也不充分,因此,电池温度有可能升高。因此,需要将充电电位设定得低等电池的设计变更,结果不能实现电池的高性能化(高容量化)。另一方面,也想办法考虑到电池温度升高了的情况来另外设置电池的安全机构,但是其中存在导致电池、使用电池的设备的成本升高的问题。

用于解决问题的方案

本发明的特征在于,其具备正极、负极和非水电解液,所述正极具有正极活性物质和金属卤化物,所述正极活性物质具备含有镍和锰的含有锂的过渡金属氧化物,所述负极具有负极活性物质,所述非水电解液具有非水系溶剂、含有氟的锂盐、以及以草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。

发明的效果

根据本发明,发挥能够提高电池的热稳定性的优异效果。

具体实施方式

本发明的特征在于,其具备正极、负极和非水电解液,所述正极具有正极活性物质和金属卤化物,所述正极活性物质具备含有镍和锰的含有锂的过渡金属氧化物,所述负极具有负极活性物质,所述非水电解液具有非水系溶剂、含有氟的锂盐、以及以草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。

若为上述构成,则非水电解质二次电池的热稳定性提高。因此,由于无需将充电电位设定得低等电池的设计变更,因此可以实现电池的高性能化(高容量化),并且由于也无需另外设置电池的安全机构,因此可以实现电池、使用电池的设备的成本降低。

在此,非水电解质二次电池的热稳定性提高认为是由于以下所述的理由。

非水电解质二次电池为高温(通常为200℃以上)时,含有氟的锂盐热分解而产生氟化锂(例如使用LiPF6作为含有氟的锂盐时,热分解为LiF和PF5)。此时,若如上述构成那样,正极添加有金属卤化物,则由于上述热分解而生成的氟化锂容易在正极中析出,正极活性物质的表面被氟化锂覆盖。其结果,正极活性物质中的过渡金属与非水电解液的接触受到抑制,因此非水电解液的氧化受到抑制。

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