[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液二次电池。

发明背景

一种改进非水电解液二次电池(例如锂离子二次电池)的安全性的技术为电流切断装置(CID)。一般而言，当锂离子二次电池过度充电时，电解液经受电解，产生气体和热。CID为通过检测过度充电期间产生的气体或热而停止锂离子二次电池的充电的机制。日本专利申请公开No.2006-278106(JP-2006-278106A)描述了具有压力型CID的非水电解液二次电池，在该电池中，在电解液中添加了含有三联苯的气体形成剂。

JP-2006-278106A的非水电解液二次电池具有高容量保持率以及具有当电池过度充电时操作的电流切断功能。然而，由于过度充电期间的气体形成效率差，必须加入大量添加剂以确保必需量的气体形成。在这种情况下，电池性能在正常操作期间可能降低。

发明内容

本发明提供了具有优异充电/放电循环特征且在过度充电期间具有高的电流切断功能的非水电解液二次电池。

根据本发明一个方面的非水电解液二次电池具有正电极、负电极、含有气体形成添加剂的非水电解液和电流切断装置。该电流切断装置配置成响应于非水电解液二次电池中的内部压力上升而切断非水电解液二次电池的电流。气体形成添加剂包含环己基苯和一种或多种选自邻-三联苯和间-三联苯的三联苯。

气体形成添加剂可包含0.5-2.0质量份三联苯，基于每2.0质量份环己基苯。作为选择，气体形成添加剂可包含0.5-1.5质量份三联苯，基于每2.0质量份环己基苯。

非水电解质溶液可包含2.5-4.0质量份气体形成添加剂，基于每100质量份非水电解质溶液。作为选择，非水电解质溶液可包含2.5-3.5质量份气体形成添加剂，基于每100质量份非水电解质溶液。

非水电解质溶液可包含2质量份环己基苯，基于每100质量份非水电解质溶液。三联苯可以为间-三联苯。三联苯可以为邻-三联苯。

本发明能够提供具有优异充电/放电循环特征且在过度充电期间具有高的电流切断功能的非水电解液二次电池。

附图简要说明

下面参考附图描述本发明示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性，其中同样的数字表示同样的元件，且其中：

图1为根据本发明的一个实施方案的锂离子二次电池的结构图。

具体实施方式

根据本发明的一个实施方案的非水电解液二次电池(下面有时简称为“电池”)为锂离子二次电池1。锂离子二次电池1具有正电极2、负电极3、含有气体形成添加剂的非水电解质溶液和压力型CID5。该压力型CID5配置成响应于锂离子二次电池1中的内部压力上升而切断锂离子二次电池1的电流。

正电极2通过将正电极组合物堆积在正电极集电体上而制得。正电极组合物包含正电极活性材料、导电材料和粘结剂。正电极活性材料为能够将锂嵌入和脱嵌的材料。例如，所用正电极活性材料可以为钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)或镍酸锂(LiNiO₂)。作为选择，所用正电极活性材料可以为通过将LiCoO₂、LiMn₂O₄和LiNiO₂以任意比例混合而得到的材料。

正电极活性材料不限于这些材料，并可以为能够将锂嵌入和脱嵌的任何材料。所用导电材料可以为炭黑如乙炔黑(AB)或或可以为石墨。

正电极组合物可包含分散剂。可使用的分散剂包括聚乙烯醇缩醛型分散剂(粘结剂型分散剂)。聚乙烯醇缩醛型分散剂的说明性实例包括聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙酰乙醛(polyvinyl acetoacetal)、聚乙烯醇缩苯甲醛、聚乙烯醇缩苯基乙醛(polyvinyl phenylacetal)，和这些的共聚物。

所用粘结剂可例如为聚偏二氟乙烯(PVdF)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)或羧甲基纤维素(CMC)。所用正电极集电体可以为由铝或其中铝为主要组分的合金构成的材料。

在根据该实施方案的正电极2的制造中，首先将正电极活性材料、导电材料、分散剂和粘结剂配混以得到正电极组合物糊。优选使用溶剂以调整正电极组合物糊的固体含量或粘度。所用溶剂可优选为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等。接着将配混后得到的正电极组合物糊施加于正电极集电体上并干燥。然后通过辊压将正电极2调整至所需密度。