二次电池、电子装置、电动工具和电动车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及二次电池、电子装置、电动工具和电动车辆。所述二次电池包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。

【技术实现步骤摘要】
二次电池、电子装置、电动工具和电动车辆本申请是申请日2012年05月11日、申请号为201210150558.9、专利技术名称为“二次电池、电子装置、电动工具和电动车辆”的申请的分案申请。
本专利技术涉及包括正极、负极和电解液的二次电池，使用其的电子装置，使用其的电动工具，使用其的电动车辆以及使用其的电力存储系统。
技术介绍
近年来，已经广泛使用了诸如手机和个人数字助理(PDA)的各种电子装置，并且已经强烈需要进一步减小它们的尺寸和重量并实现它们的长寿命。因此，作为用于电子装置的电源，已经开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小且重量轻的二次电池。近来，已经考虑了将这种二次电池不仅应用于上述电子装置，而且还应用于由电动工具如电锯、电动车辆如电动汽车和电力存储系统如家用电力服务器代表的各种应用。作为二次电池，已经广泛提议了使用各种充放电原理的二次电池。具体地，认为使用离子诸如锂离子的插入和提取的二次电池是有希望的，因为这种二次电池提供了比铅电池、镍镉电池等更高的能量密度。二次电池包括正极、负极和电解液。所述正极和所述负极分别包含插入和提取离子如锂离子的正极活性物质和负极活性物质。在二次电池中，为了获得高电池容量，作为电解液的溶剂，使用了环状碳酸酯和链状碳酸酯等的混合溶剂。电解液的组成很大程度上影响二次电池的性能。因此，已经对电解液的组成进行了各种研究。具体地，为了提高循环特性等，提出了使得电解液包含不饱和碳键环状碳酸酯或卤代环状碳酸酯(例如，参见日本未审查专利申请公开号2002-289256、2003-297419和2006-086058以及日本专利号4365013)。在这种情况下，在负极的表面上形成涂层，因此抑制了由于负极活性物质的反应而造成的电解液的分解反应。作为不饱和碳键环状碳酸酯，使用了碳酸亚乙烯酯等。作为卤代环状碳酸酯，使用了4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮等。
技术实现思路
近年来，越来越多地开发其上安装有二次电池的电子装置等的高性能和多功能。因此，倾向于增大电子装置的电力消耗，并且倾向于频繁重复二次电池的充放电。因此，已经期望进一步提高二次电池的电池容量特性、循环特性等。在电解液中包含不饱和碳键环状碳酸酯等的情况下，通过涂层防止了负极活性物质和电解液之间的接触。另一方面，由于因存在涂层而导致负极的电阻增大，所以使得不能充分提高电池特性。在增大电解液的离子传导率或降低电解液的粘度以便提高正极和负极之间的离子移动速度的情况下，这种倾向特别显著。在通过大电流进行放电时，所述倾向也是显著的。因此，期望通过抑制负极的电阻升高来采取能够充分提高电池容量特性、循环特性等的措施。在这种情况下，不仅提高固有的电池特性如电池容量特性，而且还抑制因电解液的分解反应所产生的气体而造成的二次电池的膨胀是重要的。期望提供一种能够提高电池特性的二次电池、电子装置、电动工具、电动车辆和电力存储系统。根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种二次电池，其包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或者两者包含含有不饱和碳键的金属盐。根据本专利技术的一个实施方式，提供了使用二次电池的电子装置，所述二次电池包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。根据本专利技术的一个实施方式，提供了使用二次电池的电动工具，所述二次电池包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。根据本专利技术的一个实施方式，提供了使用二次电池的电动车辆，所述二次电池包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。根据本专利技术的一个实施方式，提供了使用二次电池的电力存储系统，所述二次电池包括正极、负极和电解液。所述负极或电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。“不饱和碳键”是碳碳双键或碳碳三键或两者。即，可以仅存在碳碳双键，可以仅存在碳碳三键或者可以存在其两者。碳碳双键的数目可以是一个或两个以上，并且碳碳三键的数目可以是一个或两个以上。在包含一个或多个碳碳双键和一个或多个碳碳三键的情况下，可以自由地设定其次序。金属盐可以是链状金属盐或环状金属盐，只要包含上述不饱和碳键即可。根据本专利技术实施方式的二次电池，所述负极或所述电解液或两者包含含有不饱和碳键的金属盐。因此，可以提高电池特性如电池容量特性、循环特性和膨胀特性。此外，根据本专利技术实施方式的使用上述二次电池的电子装置、电动工具、电动车辆和电力存储系统，可以获得类似的效果。应理解，上述一般描述和下列详细描述两者都是示例性的，并且旨在提供所要求的本专利技术的进一步说明。附图说明包括附图以提供公开内容的进一步理解，并将附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。所述图示出了实施方式且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是示出了根据本专利技术实施方式的二次电池(圆筒型)的构造的横截面图。图2是示出了图1中所示的螺旋卷绕电极体的放大部分的横截面图。图3是示出了隔膜的构造的横截面图。图4是示出了负极的构造的横截面图。图5是示出了根据本专利技术实施方式的另一种二次电池(层压膜型)的构造的透视图。图6是沿图5中所示的螺旋卷绕电极体的线VI-VI所截取的横截面图。具体实施方式在下文中，将参考附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。以下列顺序给出描述。1.二次电池1-1.圆筒型1-2.层压膜型2.二次电池的应用[1.二次电池/1-1.圆筒型]图1和图2示出了根据本专利技术实施方式的二次电池的横截面构造。图2示出了图1中所示的螺旋卷绕电极体20的放大部分。[二次电池的总体构造]本文中描述的二次电池是例如其中通过锂离子的插入和提取而获得电池容量的锂离子二次电池，并且是所谓的圆筒型二次电池。所述二次电池包括在基本中空的圆筒形状电池壳11内部的螺旋卷绕电极体20以及一对绝缘板12和13。在所述螺旋卷绕电极体20中，例如，利用其间的隔膜23将正极21和负极22层压并将其螺旋卷绕。电池壳11具有其中电池壳11的一端关闭且电池壳11的另一端打开的中空结构。电池壳11由例如铁、铝、其合金等制成。可以利用金属材料如镍对电池壳11的表面进行镀敷。设置所述一对绝缘板12和13以将螺旋卷绕电极体20夹在其间并垂直于螺旋卷绕周面延伸。在电池壳11的开口端部处，通过利用垫圈17嵌塞(swage)而连接电池盖14、安全阀机构15和PTC(正温度系数)装置16。由此，将电池壳11气密地密封。所述电池盖14由例如与电池壳11类似的材料制成。所述安全阀机构15和所述PTC装置16设置在所述电池盖14的内部。所述安全阀机构15通过所述PTC装置16而电连接至所述电池盖14。在所述安全阀机构15中，在内压因内部短路、外部加热等而变为特定值以上的情况下，盘状板15A反转从而切断所述电池盖14和所述卷绕电极体20之间的电连接。所述PTC装置16防止了由大电流造成的异常生热。在所述PTC装置16中，随着温度上升，其电阻相应增大。所述垫圈17由例如绝缘材料制成。所述垫圈17的表面可以涂布有沥青。在螺旋卷绕电极体20的中心处，可以插入中心销24。例如，将由导电材料如Al制成的正极引线25连接至正极21。例如，将由导电材料如Ni制成的负极引线26连接至负极22。将正极引线25例如焊接至安全阀机构15，并电连接至电池盖14。将负极引线26例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括：正极；负极；和电解液，其中，所述负极或所述电解液或两者包含含有由下述式(1)表示的结构的金属化合物，

【技术特征摘要】
2011.05.11 JP 2011-1062001.一种二次电池，包括：正极；负极；和电解液，其中，所述负极或所述电解液或两者包含含有由下述式(1)表示的结构的金属化合物，其中，R1和R2各自为氢基团、卤素基团、烷基基团、烷基基团的衍生物、或者属于长周期型周期表中的第1族至15族的金属元素；x和y各自是等于或大于0的整数；并且满足x+y≥1。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述金属化合物是碱金属盐或碱土金属盐或两者。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述金属化合物是乙炔基金属、乙烯叉基金属、亚乙烯基金属、乙烯基金属、苯基金属和环戊二烯基金属中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极包括在负极活性物质层的部分或全部表面中的涂覆层，并且所述涂覆层包含所述金属化合物。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液包含所述金属化合物，并且所述金属化合物在所述电解液中的含量为从0.01重量％以上至0.5重量％以下。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液包含非水溶剂，并且所述非水溶剂包含由下述式(2)表示的不饱和碳键环状碳酸酯或由下述式(3)表示的卤代环状碳酸酯、或两者，其中，R3和R4各自为氢基团或烷基基团，其中，R5至R8各自为氢基团、卤素基团、烷基基团、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田一郎，中井秀树，西寿朗，洼田忠彦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP