锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提锂离子二次电池，其包括：在正极集电体上配置有正极活性物质层的正极；在负极集电体上配置有负极活性物质层的负极；隔膜；以及电解液，所述正极活性物质层包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质，所述电解液含有不饱和环状碳酸酯和/或卤化环状碳酸酯作为添加剂，所述锂镍系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述不饱和环状碳酸酯和所述卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.2～3.5g/m

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池相关申请的交叉参考本申请要求2015年10月30日向日本特许厅提交的日本专利申请第2015-213798号的优先权，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及非水电解质电池，特别是涉及锂离子二次电池。
技术介绍
非水电解质电池，作为包括混合动力汽车和电动汽车等汽车用的电池已被实用化。作为这样的车载电源用电池，使用锂离子二次电池。对锂离子二次电池要求其同时具有输出特性、能量密度、容量、寿命和高温稳定性等各种特性。特别是为了改善电池寿命(循环特性和保存特性)，针对电解液进行了各种各样的改良。例如，在日本专利公开公报特开2012-94454号中提出了一种电解液的方案，所述电解液作为在高温下保存后的锂离子二次电池的倍率特性优异的非水系电解液，包含环状二磺酸酯。已被公众所知的是，环状二磺酸酯通过在电极(特别是负极)表面上分解而在电极表面形成覆盖膜。形成的覆盖膜能够提高电池的循环特性。其中，已被公众所知的是，甲烷二磺酸亚甲酯(以下称为“MMDS”)对负极的保护效果高。此外，从改善电池的循环寿命等的观点出发，作为正极活性物质，从以往开始就尝试了使用锂镍系复合氧化物。在使用了含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质的电池中，有时使用含有作为添加剂的甲烷二磺酸亚甲酯等二磺酸酯化合物的电解液。在该情况下，已被公众所知的是，电池的容量存在降低的倾向。二磺酸酯化合物与电池材料可以微量含有的水反应而生成分解物(二磺酸化合物)。所述二磺酸吸附在正极表面并形成正极保护覆盖膜。可是，如果被吸附的二磺酸的量过多，则会攻击锂镍系复合氧化物。其结果，认为由于这种情况会引起电池的电阻上升，所以会导致输出降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于：抑制使用了含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质的锂离子二次电池的电阻上升。本专利技术提供一种锂离子二次电池，其包括：包括：正极，在正极集电体上配置有正极活性物质层；负极，在负极集电体上配置有负极活性物质层；隔膜；以及电解液，所述正极活性物质层包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质，所述电解液含有不饱和环状碳酸酯和/或卤化环状碳酸酯作为添加剂，所述锂镍系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述不饱和环状碳酸酯和所述卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.2～3.5g/m2。本专利技术能够抑制锂离子二次电池的经过了充放电循环后或者长期保存后的电池的电阻上升。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的锂离子二次电池的剖视示意图。图2是表示正极活性物质所含有的复合氧化物的每单位表面积的环状碳酸酯(具有不饱和键的环状碳酸酯化合物(VC)和具有卤素的环状碳酸酯化合物(FEC))的质量与、保存后的电池的直流电阻值的关系的图。图3是表示正极活性物质所含有的复合氧化物的每单位表面积的环状碳酸酯(具有不饱和键的环状碳酸酯化合物(VC)和具有卤素的环状碳酸酯化合物(FEC))的质量与、循环充放电后的电池的直流电阻值的关系的图。具体实施方式以下说明本专利技术的实施方式。在本实施方式中，所谓的正极是薄板状或者片状的电池构件，该构件具有正极活性物质层，所述正极活性物质层是通过在金属箔等正极集电体上涂布或滚压(rolling)包含正极活性物质、粘合剂、以及必要情况下的导电助剂的混合物后经过干燥工序而形成的。所谓的负极是薄板状或者片状的电池构件，该构件具有负极活性物质层，所述负极活性物质层是通过在负极集电体上涂布包含负极活性物质、粘合剂、以及必要情况下的导电助剂的混合物而形成的。所谓的隔膜是膜状的电池构件，该构件通过将正极和负极隔离，确保负极和正极之间的锂离子的传导性。所谓的电解液是通过将离子性物质溶解在溶剂中而得到的，是导电性溶液。在本实施方式中，尤其可以采用非水电解液。包括正极、负极和隔膜的发电元件是电池的主构成构件的一个单位。所述发电元件通常是层叠体，所述层叠体包括使隔膜介于正极和负极之间而层叠的正极和负极。在本专利技术的实施方式的锂离子二次电池中，所述层叠体浸渍在电解液中。本实施方式的锂离子二次电池，包括封装体以及收纳在其内部的所述发电元件。优选的是，发电元件收纳在被密封了的封装体的内部。在此，“密封”是指发电元件以不与外部空气接触的方式被封装体材料包裹。即，封装体具有能够在其内部收纳发电元件、且能被密封的袋形状。在此，优选的是，正极活性物质层包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质。锂镍系复合氧化物是用通式LixNiyMe(1-y)O2(在此，Me是选自由Al、Mn、Na、Fe、Co、Cr、Cu、Zn、Ca、K、Mg和Pb构成的组中的至少1种以上的金属)表示的、含有锂和镍的金属复合氧化物。正极活性物质层还可以包含含有锂锰系复合氧化物的正极活性物质。作为锂锰系复合氧化物的例子，可以举出具有锯齿形层状结构的锰酸锂(LiMnO2)和尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)。通过并用锂锰系复合氧化物，能够以更便宜的价格制造正极。特别优选的是，使用过充电状态下的结晶结构的稳定度方面优异的尖晶石型的锰酸锂(LiMn2O4)。作为在本专利技术的全部实施方式中使用的优选的电解液的例子，可以举出作为非水电解液的混合物，该混合物包含：碳酸二甲酯(以下称为“DMC”)、碳酸二乙酯(以下称为“DEC”)、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯、和碳酸二叔丁酯等链状碳酸酯；以及碳酸丙烯酯(以下称为“PC”)和碳酸乙烯酯(以下称为“EC”)等不饱和键和卤素都不具有的环状碳酸酯。通过将六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)或者高氯酸锂(LiClO4)等锂盐溶解在所述的碳酸酯混合物中而得到电解液。本实施方式的电解液可以含有添加剂。作为可以加入电解液的添加剂的例子，可以举出具有不饱和键的环状碳酸酯化合物(以下，适当称为“不饱和环状碳酸酯”)。具有不饱和键的环状碳酸酯化合物，在电池的充放电的过程中电化学性分解。分解了的添加剂在后述的全部实施方式中所使用的电极的表面上形成覆盖膜。通过这样做，具有不饱和键的环状碳酸酯化合物，可以作为使电极结构稳定化的添加剂发挥作用。作为这样的添加剂的例子，可以举出碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、甲基丙烯酸碳酸丙烯酯(メタクリル酸プロピレンカーボネート)和丙烯酸碳酸丙烯酯(アクリル酸プロピレンカーボネート)。作为具有不饱和键的环状碳酸酯化合物，特别优选的是使用碳酸亚乙烯酯(以下称为“VC”)。除了以上所述的物质以外，电解液还可以包含具有卤素的环状碳酸酯化合物(以下适当称为“卤化环状碳酸酯”)。具有卤素的环状碳酸酯化合物，也在电池的充放电过程中形成正极和负极的保护覆盖膜。特别是能够防止所述的二磺酸化合物或二磺酸酯化合物等包含硫的化合物对含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质的攻击。作为具有卤素的环状碳酸酯化合物的例子，可以举出氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、三氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、二氯代碳酸乙烯酯和三氯代碳酸乙烯酯。特别优选的是，使用作为卤化环状碳酸酯的氟代碳酸乙烯酯(以下称为“FEC”)。优选的是，在前面说明过的锂镍系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在正极上的不饱和环状碳酸酯和卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.2～3.5g/m2。在此，例如在复合氧化物具有颗粒形状的情况下，“锂镍系复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池包括：正极，在正极集电体上配置有正极活性物质层；负极，在负极集电体上配置有负极活性物质层；隔膜；以及电解液，所述正极活性物质层包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质，所述电解液含有不饱和环状碳酸酯和/或卤化环状碳酸酯作为添加剂，所述锂镍系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述不饱和环状碳酸酯和所述卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.2～3.5g/m

【技术特征摘要】
2015.10.30 JP 2015-2137981.一种锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池包括：正极，在正极集电体上配置有正极活性物质层；负极，在负极集电体上配置有负极活性物质层；隔膜；以及电解液，所述正极活性物质层包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质，所述电解液含有不饱和环状碳酸酯和/或卤化环状碳酸酯作为添加剂，所述锂镍系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述不饱和环状碳酸酯和所述卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.2～3.5g/m2。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极活性物质层包含含有锂锰系复合氧化物的正极活性物质，所述锂锰系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述不饱和环状碳酸酯和所述卤化环状碳酸酯的质量的合计为0.8～5.5g/m2。3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极活性物质层包含含有锂锰系复合氧化物的正极活性物质，所述电解液含有二磺酸化合物，所述锂锰系复合氧化物的每单位表面积的、吸附在所述正极上的所述二磺酸化合物的质量为0.04～0.6g/m2。4.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述电解液含...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川嵩，
申请(专利权)人：汽车能源供应公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP