[发明专利]锂二次电池及其制造方法有效
申请号: | 201380043069.6 | 申请日: | 2013-05-27 |
公开(公告)号: | CN104584308B | 公开(公告)日: | 2017-03-08 |
发明(设计)人: | 山口裕之 | 申请(专利权)人: | 丰田自动车株式会社 |
主分类号: | H01M10/052 | 分类号: | H01M10/052;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0567;H01M10/058 |
代理公司: | 北京市中咨律师事务所11247 | 代理人: | 段承恩,李照明 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 二次 电池 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种锂二次电池及其制造方法。详细而言,涉及一种可应用于车辆搭载用电源的锂二次电池及其制造方法。
本申请要求于2012年8月16日提交的日本专利申请2012-180466号的优先权,该申请的全部内容作为参考被引入本说明书中。
背景技术
锂二次电池由于轻量且可得到高能量密度,所以被优选作为电脑或便携终端等所谓的便携式电源、车辆驱动用电源而使用。特别是作为电动汽车、混合动力汽车等车辆的驱动用高输出电源的重要性高。在这样的锂二次电池中,出于抑制充放电循环时的内部电阻上升等目的,提出了在非水电解液中添加环状或链状的硅氮烷的方案。作为公开有这种现有技术的文献,可以举出专利文献1和2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开2010-086681号公报
专利文献2:日本专利第3348344号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池,根据充放电的条件等,存在过渡金属从正极溶出的情况。该溶出了的过渡金属,由于会使用于充放电的锂失活,所以认为可能成为循环特性降低的原因。本发明人进行了悉心研究,结果发现可抑制由上述溶出了的过渡金属引起的锂的失活的化合物,以至于完成了本发明。
本发明涉及对使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池的改良,其目的在于,提供一种循环特性提高了的锂二次电池。另外,另一目的在于,提供一种具有这样的性能的锂二次电池的制造方法。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,根据本发明,提供一种使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池。在构成所述锂二次电池的负极附近存在环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物。另外,所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含有Si-N键,且该环状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。
根据所述构成,具有乙烯基的环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物至少在负极附近发挥抑制由从正极溶出的过渡金属引起的循环特性降低的作用。因此,根据本发明,可提供一种循环特性提高了的锂二次电池。
这里所公开的锂二次电池的优选的一个方案中,所述环状硅氮烷系化合物为式(1)所示的含有乙烯基的环状硅氮烷。
(式(1)中,R1和R2相同或不同,R1和R2均为碳原子数1~12的有机基团,R1和R2中的至少一者含有乙烯基。R3为氢原子或碳原子数1~12的有机基团。n为2~10的整数。)
这里所公开的锂二次电池的优选的一个方案中,所述正极活性物质的工作上限电位,以金属锂基准计为4.35V以上(以下,有时将金属锂基准的电位表示为“对Li/Li+”。)。像这样,使用工作电位高的正极活性物质的二次电池,由于可进行充电至高电位,所以存在容易引起过渡金属因高电位充放电而从正极溶出而该溶出的金属元素在负极上析出这样的事件的倾向。在使用这样的正极活性物质的二次电池中,可显著实现上述环状硅氮烷系化合物带来的循环特性的提高。另外,所述正极活性物质优选为含有Li、和过渡金属元素Ni和Mn的尖晶石结构的锂过渡金属复合氧化物。上述尖晶石结构的锂过渡金属复合氧化物为工作电位高的(典型地具有4.35V(对Li/Li+)以上的氧化物还原电位(工作电位))正极活性物质的优选例。
另外,根据本发明,可提供一种制造锂二次电池的方法。该方法包含以下工序:准备正极和负极,以及至少向所述负极供给环状硅氮烷系化合物,所述正极含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。另外,所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含有Si-N键,且该环状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。根据所述构成,具有至少一个乙烯基的环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物发挥抑制由从正极溶出的过渡金属引起的循环特性降低的作用。其结果,锂二次电池的循环特性提高。
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- 阿部浩史;吉川进;关谷智仁 - 麦克赛尔控股株式会社
- 2017-08-28 - 2019-04-26 - H01M10/052
- 本发明提供储存性与充放电循环特性优异的锂离子二次电池,以及其制造方法。本发明是具有使正极及负极隔着隔板层叠或卷绕而成的电极体、以及非水电解液的锂离子二次电池,其特征在于,前述负极中的负极活性物质含有含Si的材料S,前述负极中所含的全部负极活性物质的合计设为100质量%时,材料S的含有率为5质量%以上;前述非水电解液中,包含碳酸丙烯酯与链状碳酸酯作为溶剂,前述溶剂中的碳酸丙烯酯的体积含有率为10~50体积%;前述正极在正极集电体的至少一方的面具有正极合剂层,前述正极合剂层含有以Li与Li以外的金属M构成的金属氧化物作为正极活性物质;充电上限电压为4.35V以上。
- 锂离子电池-201780053785.0
- 野末满;八木稔 - 栗田工业株式会社
- 2017-08-28 - 2019-04-19 - H01M10/052
- 锂离子电池(E)具有正极端子(1)和负极端子(2)以及作为气密容器的电池壳体(3)。在电池壳体(3)的内部容纳电极体(10)。电极体(10)具有正极集电体(11)和正极用电极板(12)以及负极集电体(13)和负极用电极板(14),正极用电极板(12)与负极用电极板(14)具有隔着间隔体(15)层叠的结构。而且,在电池壳体(3)内的空隙部配置金属离子去除剂。该金属离子去除剂是具有吸附过渡金属离子的能力并且优选具有去除水分的性能的去除剂,优选沸石特别是使用Ca进行了离子交换的A型沸石。这种锂离子电池能够捕捉从正极活性物质中溶出的过渡金属离子从而改善电池寿命特性。
- 锂二次电池-201580001633.7
- 李龙珠;金贤煜;金银卿 - 株式会社LG化学
- 2015-06-19 - 2019-04-16 - H01M10/052
- 本发明涉及锂二次电池,其包含负极和正极,其中所述负极包含由碳系材料组成的第一负极活性材料,和具有比第一负极活性材料的初始充放电效率低的第二负极活性材料,并且所述负极的初始充放电效率低于所述正极的初始充放电效率。本发明提供了锂二次电池,所述锂二次电池通过显著降低在低区中的充电状态(SOC)下的电阻而能实现高输出。
- 包含金属硫化物纳米粒子的锂硫电池用正极活性材料及其制造方法-201780047753.X
- 李东旭;郑钟郁;孙权男;梁斗景;黄教贤 - 株式会社LG化学
- 2017-11-28 - 2019-04-02 - H01M10/052
- 本发明涉及一种锂硫电池用正极活性材料及其制备方法,更具体地涉及一种包含金属硫化物纳米粒子的锂硫电池用正极活性材料及其制备方法。应用于锂硫电池用正极活性材料且具有大比表面积的根据本发明的金属硫化物纳米粒子在所述锂硫电池的充电和放电中充当氧化还原介质,从而抑制可能溶出的多硫化物的产生本身,而且即使多硫化物溶出,也吸附多硫化物并防止其扩散到所述电解质中,从而减少穿梭反应,由此提高所述锂硫电池的容量和寿命特性。
- 锂二次电池及锂二次电池用电解液-201480042497.1
- 桥诘洋子;井上和彦;须藤信也;须黑雅博;志村绿;泷敬之;渡边裕知;渋谷厚辉 - 株式会社ADEKA
- 2014-05-28 - 2019-03-19 - H01M10/052
- 通过本发明,提供伴随充放电的负极活性物质的劣化得到抑制而循环特性优异、特别是相对于在高温环境下的使用长寿命的锂二次电池、其中使用的锂二次电池用电解液。本发明的锂二次电池是具有浸渍伴随充放电而吸贮和放出锂的正极及负极的电解液、且负极包含硅系负极活性物质的锂二次电池,其中,电解液包含式(1)所表示的不饱和磷酸酯(式中,R1~R3独立地表示直接键合、或碳原子数为1~5的亚烷基。)。
- 非水电解质二次电池-201480053195.4
- 山田淳夫;山田裕贵;中垣佳浩;河合智之;长谷川雄纪;间濑浩平;合田信弘 - 国立大学法人东京大学;株式会社丰田自动织机
- 2014-09-25 - 2019-03-12 - H01M10/052
- 本发明的课题在于利用电解液和负极活性物质的最佳组合实现电池特性的提高。作为非水电解质二次电池的电解液,使用如下电解液:该电解液含有金属盐和具有杂原子的有机溶剂,对于振动光谱中来自上述有机溶剂的峰强度,将上述有机溶剂本来的峰的强度设为Io、将上述峰位移而得的峰的强度设为Is时,Is>Io;作为负极,使用下述的(1)~(5)中的任一种:(1)拉曼光谱中作为G带与D带的峰的比的G/D比为3.5以上的石墨,(2)由用X射线衍射法测定的X射线衍射谱中在2θ=20度~30度出现的峰的半峰宽计算的微晶尺寸为20nm以下的碳材料,(3)硅元素和/或锡元素,(4)可吸留和放出锂离子的金属氧化物,(5)长轴与短轴之比(长轴/短轴)为1~5的石墨。
- 专利分类