非水电解质二次电池制造技术

本文中提出的非水电解质二次电池100的特征在于通过对组装件进行初始充电和放电处理制造，在所述组装件中在电池外壳80中容纳电极体40；和含有通式A

Nonaqueous electrolyte two cell

This nonaqueous electrolyte secondary battery two 100 are characterized by the assembly of the initial charge and discharge process of manufacturing, in the assembly in 80 to accommodate the electrode in the battery shell body 40; and a general formula A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池[
]本专利技术涉及非水电解质二次电池。更特别地，本专利技术涉及能够稳定地表现出合意性能的非水电解质二次电池。本申请要求基于2014年10月10日提交的日本专利申请No.2014-209095的优先权，其整个内容经此引用并入本说明书。[
技术介绍
]与现有电池相比，锂离子二次电池和其它非水电解质二次电池的尺寸更小、重量更轻，能量密度更高，并且输出密度更优异。因此，近年来，二次电池已优选用作驱动车辆，如混合动力车和电动车的电源。在这种类型的非水电解质二次电池，如锂离子二次电池中，非水电解质在充电过程中部分分解。因此，可以在负极活性材料(例如天然石墨粒子)的表面上形成由其分解产物形成的薄膜，即SEI(固体电解质界面)膜。SEI膜起到保护负极活性材料的作用，但通过消耗非水电解质中的电荷载流子(例如锂离子)形成(即电荷载流子固定在SEI膜中，并由此不能再为电池容量做贡献)。因此，大量的SEI膜会造成容量比降低(循环特征降低)为了解决这一问题，实施下列步骤：为了预先在负极活性材料的表面上代替SEI膜形成稳定薄膜，使非水电解质中包含在指定充电电压或更高电压下分解并在负极活性材料的表面上形成薄膜的添加剂。例如，专利文献1公开了含有作为添加剂添加到其中的二氟双草酸根合磷酸锂(difluorobis(oxalato)phosphate，LPFO)的非水电解质。同一文献如下指出：当添加的LPFO的量设定为非水电解质的总质量的0.3质量％至1.0质量％时，电池性能改进。[引文清单][专利文献]日本专利申请公开No.2013-145724[专利技术概述]但是，本专利技术人的研究已证实下列情况：当非水电解质中添加的LPFO的量设定为1.0质量％或更低时，初始负极电阻相对较低；但是，负极电阻倾向于随时间提高。负极电阻随时间的提高导致电荷载流子(例如，在锂离子二次电池的情况下为锂)沉淀在负极处。这可能导致电池性能下降。要安装在通过电动机在车轮上驱动的车辆，如混合动力车或电动车中的二次电池最好甚至在长期使用中也稳定地表现出合意的电池性能。鉴于这些方面完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供能够抑制电阻随时间提高并稳定地表现出合意的电池性能的非水电解质二次电池。本专利技术提供的非水电解质二次电池的特征在于通过对组装件进行初始充电和放电处理制造，在所述组装件中在电池外壳中容纳具有正极和负极的电极体；和含有通式(I)：A+[PX6-2n(C2O4)n]-所示的化合物(其在下文简称为“P-oxalato化合物”)的非水电解质，当非水电解质的总质量为100质量％时，该化合物的含量为1.1质量％至1.2质量％；和电池外壳。顺便提及，在式(I)中，A+是碱金属的阳离子，X是卤素原子，且n是1、2或3。对于根据这一方面的非水电解质二次电池，将含有规定量的P-oxalato化合物的非水电解质注入电池外壳；然后，对该组装件施以初始充电和放电处理；因此，在负极(通常存在于负极中的负极活性材料)表面上形成衍生自P-oxalato化合物的薄膜。这种衍生自P-oxalato化合物的薄膜比相关技术中更刚性和更厚，因此较不可能造成随着时间经过的薄膜开裂。因此，对于包括具有此类衍生自P-oxalato化合物的刚性和厚的膜的负极的非水电解质二次电池，防止由衍生自该化合物的薄膜的开裂造成的另一薄膜(通常由该非水电解质的分解产物形成的薄膜)的形成，因此负极电阻较不可能提高。因此，这样的非水电解质二次电池甚至在长期使用过程中也可稳定地表现出合意的电池性能。对于本文中公开的非水电解质二次电池，在该组装件中，当非水电解质的总质量为100质量％，时P-oxalato化合物的含量优选为1.1质量％或更大，优选1.12质量％或更大。当P-oxalato化合物的含量太小时，衍生自该化合物的薄膜更可能开裂。因此，负极电阻可能随时间提高。另一方面，当P-oxalato化合物的含量太大时，衍生自该化合物的薄膜变得太厚。因此，初始电阻倾向于提高。从降低初始电阻的角度看，该含量通常为1.2质量％或更小，优选1.18质量％或更小。根据本文中公开的非水电解质二次电池的一个优选方面，该P-oxalato化合物是二氟双草酸根合磷酸锂(其在下文中可缩写为“LPFO”)。LPFO有利地在初始充电和放电步骤中分解，并可在负极(通常负极活性材料)的表面上形成具有优选性质的衍生自LPFO的薄膜。使用这样的LPFO形成的薄膜具有例如更优异的抑制负极电阻提高的性能。根据本文中公开的非水电解质二次电池的一个优选方面，该组装件中包括的非水电解质进一步含有二氟磷酸盐。当非水电解质的总质量为100质量％时，二氟磷酸盐的含量为0.4质量％至0.8质量％。通过使规定量的二氟磷酸盐和规定量的P-oxalato化合物共存于非水电解质中，可以实现更优异的电池性能改进效果。[附图简述]图1是显示根据一个实施方案的非水电解质二次电池的制造方法的流程图；图2是示意性显示根据一个实施方案的非水电解质二次电池的视图；图3是示意性显示安装在根据一个实施方案的非水电解质二次电池内部的卷绕电极体的视图；图4是显示LPFO的含量和初始容量衰退量之间的关系的曲线图；图5是显示LPFO的含量和在劣化状态下的容量衰退量之间的关系的曲线图；图6是显示LiPO2F2的含量和初始容量衰退量之间的关系的曲线图；和图7是显示LiPO2F2的含量和在劣化状态下的容量衰退量之间的关系的曲线图。[实施方案描述]下面描述本专利技术的优选实施方案。顺便提及，除本说明书中特别提到的事项外并且是进行本专利技术所需要的事项可以被理解为本领域技术人员基于本领域中的相关技术的设计事项。可以基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识进行本专利技术。顺便提及，术语“非水电解质二次电池”在本说明书中是指包括非水电解质(通常在非水溶剂中含有支持盐的电解质(支持电解质)的二次电池。而术语“锂离子二次电池”是指使用锂离子作为电解离子并通过正极和负极之间的锂离子运动充电和放电的二次电池。常被称作锂离子电池的二次电池是本说明书中的锂二次电池中包括的典型实例。此外，术语“电极活性材料”是指能够可逆封闭(occlude)和释放(release)充当电荷载流子(锂离子二次电池中的锂离子)的化学物类的材料。下面，作为本文中公开的非水电解质二次电池的优选实施方案之一，作为一个实例详细描述锂离子二次电池。但是，本专利技术的适用对象无意局限于这种类型的二次电池。例如，本专利技术也适用于使用其它金属离子(例如钠离子)作为电荷载流子的非水电解质二次电池。本文中公开的锂离子二次电池的特征在于通过对组装件进行初始充电和放电处理制造，在所述组装件中在电池外壳中容纳具有正极和负极的电极体，和非水电解质。换言之，这种锂离子二次电池的制造方法包括如图1中所示的组装件提供步骤(S10)和初始充电和放电步骤(S20)。<组装件提供步骤(S10)>首先描述组装件提供步骤(S10)。该组装件提供步骤包括提供组装件，其中将具有正极和负极的电极体和非水电解质容纳在电池外壳中。本文中公开的锂离子二次电池的电极体(例如层叠型电极体或卷绕型电极体)包括正极、负极和介于正极和负极之间的隔板。在此，以卷绕型电极体(卷绕电极体)为例作出描述。但是，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
非水电解质二次电池，其特征在于通过对组装件进行初始充电和放电处理制造，在所述组装件中在电池外壳中容纳具有正极和负极的电极体；和含有下列通式(I)所示的化合物的非水电解质：A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.10 JP 2014-2090951.非水电解质二次电池，其特征在于通过对组装件进行初始充电和放电处理制造，在所述组装件中在电池外壳中容纳具有正极和负极的电极体；和含有下列通式(I)所示的化合物的非水电解质：A+[PX6-2n(C2O4)n]-(I)(其中A+是碱金属的阳离子，X是卤素原子，且n是1、2或3)，当非水电解质的总质量为100质量％时，所述化合物的含量为1.1质量％至1.2质量％。2.根据权利要求1的非水电解质二次电池，其中所述化合物是二氟双草酸根合磷酸锂。3.根据权利要求1或2的非水电解质二次电池，其中所述组装件中所含的非水电解质进一步含有二氟磷酸盐，并且当非水电解质的总质量为100质量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：原山贵司，高畑浩二，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP