[发明专利]锂离子二次电池及其制备方法和其评价方法

说明书

提供了一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池包括：正极，所述正极包含作为正极活性物质的具有层状晶体结构的含锂镍复合氧化物；负极，所述负极包含作为负极活性物质的石墨材料；和电解质溶液，其中通过交流阻抗法确定的每单位充电容量的沃伯格系数(σ0)为0.005以下。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池以及用于制备其的方法和用于评价其的方法。

背景技术

锂离子二次电池因为能量密度高并且充电和放电循环特性优异而广泛地用作小尺寸移动装置如手机和膝上型计算机的电源。另外，近年来，考虑到环境问题以及增长的对节能的关注，已经提出对要求具有高容量和长寿命的大尺寸电源的需求，所述大尺寸电源包括用于汽车如电动汽车和混合动力电动汽车的车载蓄电池，以及电力储存系统如家用电力储存系统。

正在进行各种研究以改善锂离子二次电池的特性。

例如，专利文献1描述了一种锂二次电池，其特征在于：其正极含有具有层状岩盐结构的锂镍复合氧化物；将具有烷基并且在电池工作电压内是电化学可聚合的单体(带有具有1至10个碳原子的烷基的噻吩衍生物或吡咯衍生物，如3-己基噻吩)加入到非水电解质溶液中；并且通过交流阻抗法确定的电双层的容量为每单位电池放电容量3F/Ah(每单位正极面积4mF/cm2)以上。于是，陈述了该二次电池的输入和输出特性在短时间内在低温环境中得到改善。

专利文献2描述了一种锂二次电池，其特征在于：其正极含有具有层状岩盐结构的锂镍复合氧化物，和活性炭；并且通过交流阻抗法确定的电双层容量为每单位电池放电容量3F/Ah(每单位正极面积4mF/cm2)以上。于是，陈述了该二次电池的输入和输出特性在短时间内在低温环境中得到改善。

专利文献3描述了一种锂离子二次电池，其特征在于：将LiBOB(二(草酸)硼酸锂)加入到其电解质溶液中；其负极含有用非晶质碳涂覆的天然石墨；来源于LiBOB的膜形成在涂覆的天然石墨的表面上；并且加入到所述电解质溶液中的LiBOB的量X(mol/1)与所述负极的电容Y(F)的比率(X/Y)为0.01以上且0.1以下。于是，陈述了该二次电池可以抑制当在高温环境中重复充电和放电时的热产生。

专利文献4描述了一种用于测量锂离子二次电池的方法，其特征在于：进行通过交流阻抗法的内阻抗的测量和基于阻抗模型的阻抗的频率特性的计算；确定构成该阻抗模型的各个元件的参数的最佳值以使测量结果和计算结果彼此一致；以及确定代表正极表面上的电荷转移的容易性的元件参数和代表负极表面上的电荷转移的容易性的元件参数，并比较它们的大小。还陈述了阻抗模型具有代表其正极的电化学阻抗的第一等效电路，和与所述第一等效电路串联连接并且代表其负极的电化学阻抗的第二等效电路。于是，陈述了根据此测量方法，可以评价锂离子电池的特性，包括充电和放电特性、长期可靠性和安全性。

专利文献5描述了一种用于评价活性物质的方法，在所述方法中，制作了特定的评价用电池，并且在电池的通过交流阻抗法获得的活性物质的基本电容在0.1至0.16F/g的范围内的情况下，该活性物质被评价为良好质量的(质量好的，good-quality)物质。于是，陈述了通过使用评价为良好质量的物质的活性物质，如石墨材料，可以获得包括反应电阻和容量保持率的特性优异的锂二次电池。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2002-184458A

专利文献2：JP2002-260634A

专利文献3：JP2014-056667A

专利文献4：JP2009-97878A

专利文献5：JP2013-247035A

发明概述