[发明专利]锂离子电池

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种用于电子设备、汽车等的锂离子电池，特别是，涉及改善了电池寿命特性的锂离子电池。

背景技术

近年来，大容量、高输出型的锂离子电池已经被逐步实用化。由于该锂离子电池为大容量、高输出，因此要求其具有比以往的二次电池更高的安全性、稳定性。

该锂离子电池的典型构成是使用碳作为负极，使用钴酸锂等锂过渡金属氧化物作为正极，使用在碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯等作为非水系电解质的有机溶剂中配合有称为六氟磷酸锂(LiPF₆)的锂盐而成的物质作为电解液，通常，对于这些负极、正极和电解质的各材料而言，只要锂离子移动且通过电荷的交换能够进行充放电即可，因而能采用非常多的形式。

作为锂盐，除LiPF₆以外，有时也使用LiBF₄等氟系络合盐、LiN(SO₂Rf)₂·LiC(SO₂Rf)₃(Rf＝CF₃或C₂F₅)等盐。另外，作为正极材料的锂过渡金属氧化物，已知有LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiFePO₄、Li₂FePO₄F、LiCO_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂、Li(Li_αNi_xMn_yCo_z)O₂等。

另外，通常，由于赋予电解液高导电率和安全性，因此，作为有机溶剂，也存在使用碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯等环状碳酸酯系高介电常数/高沸点溶剂、或者混合了碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等低级链状碳酸酯等低粘性率溶剂的物质、甚至部分地使用低级脂肪酸酯的情况。

此处，电池内为高温时，不仅锂过渡金属氧化物离子化而从高电位的正极活性物质中溶出从而导致正极活性物质劣化，而且溶出的过渡金属元素离子在负极析出从而导致负极也劣化，造成电池容量降低、寿命减少。存在正极电位越高过渡金属元素离子的溶出量越增加的倾向。特别是，在锂离子电池内含有微量的水分时，在非水系电解质中，含锂的电解质与水分反应而分解，产生氢氟酸(HF)等强酸。该氢氟酸促进过渡金属离子从作为正极材料的锂过渡金属氧化物中溶出。

因此，以防止上述氢氟酸导致过渡金属离子溶出为目的，在专利文献1中公开了一种电极用添加剂，其中，其是含有具有氨基且相对于金属锂的氧化电位为3.8～4.2V的范围的氨基化合物而成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/031045号。

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1的技术，通过中和反应捕捉氢氟酸等酸，从而能够抑制过渡金属从锂过渡金属氧化物中溶出。但是，存在不能捕捉从高电位的正极活性物质中溶出的过渡金属离子自身、并且不能规避中长期的锂离子电池的劣化的问题。