锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子二次电池，其包含在正极集电体配置有正极活性物质层的正极、在负极集电体配置有负极活性物质层的负极、隔膜和电解液，该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，该电解液含有二磺酸化合物作为添加剂，该锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的该正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为1.0g/m

Lithium ion secondary cell two

The invention provides a lithium ion secondary battery two, comprising a collector body equipped with positive electrode, the positive electrode active material layer on the current collector configuration has a negative electrode active material layer anode, separator and electrolyte in the cathode, the anode active material layer containing a positive electrode active material lithium nickel composite oxide, the electrolyte contains two sulfonic acid compounds as additives, the quality of the two sulfonic acid compound lithium nickel oxide composite cathode of the adsorption unit surface area corresponding to the 1.0g/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于2015年10月30日向日本特许厅提交的日本专利申请2015-213796号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及一种非水电解质电池，尤其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及电动车等的汽车用的电池而付诸实用化。作为此种车载电源用电池，使用锂离子二次电池。对锂离子二次电池要求同时具备输出特性、能量密度、容量、寿命及高温稳定性等各种特性。尤其为了改善电池寿命(循环特性及保存特性)，而试图对电解液进行各种改良。例如在日本特开2012－94454号公报中提出使用包含环状二磺酸酯的电解液作为电池的高温保存后的倍率特性优异的非水系电解液。另外，从改善电池的循环寿命等观点出发，一直以来尝试使用锂镍系复合氧化物作为正极活性物质。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及的锂离子二次电池包含在正极集电体配置有正极活性物质层的正极、在负极集电体配置有负极活性物质层的负极、隔膜和电解液，该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，该电解液含有二磺酸化合物作为添加剂，该锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的该正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为1.0g/m2以下。附图说明图1为表示本专利技术的一个实施方式的锂离子二次电池的示意性剖视图。图2为表示锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的二磺酸(MMDS)的质量与放电容量保持率的关系的图表。图中：10－锂离子二次电池，11－负极集电体，12－正极集电体，13－负极活性物质层，15－正极活性物质层，17－隔膜，25－负极引线，27－正极引线，29－封装体，31－电解液。具体实施方式在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。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。此时已知存在电池的容量降低的倾向。二磺酸酯化合物与电池材料中可以微量含有的水发生反应而生成分解物(二磺酸化合物)。该二磺酸吸附于正极表面而形成正极保护被膜。然而，若所吸附的二磺酸的量过多，则会攻击锂镍系复合氧化物。其结果认为这可以招致电池容量的降低。为此，本专利技术的目的在于，既防止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容量降低，又提高该电池的放电容量保持率(循环特性及保存寿命)。本专利技术的实施方式涉及的锂离子二次电池，包含在正极集电体配置有正极活性物质层的正极、在负极集电体配置有负极活性物质层的负极、隔膜和电解液。在此，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，电解液含有二磺酸化合物作为添加剂。本实施方式的锂离子二次电池，其特征在于，锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的该正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为1.0g/m2以下。本专利技术的锂离子二次电池具有高电池容量和优异的循环特性。因此，电池的保存寿命提高。以下对本专利技术的实施方式进行说明。本实施方式中正极为薄板状或片状的电池构件。该构件具有将包含正极活性物质、粘合剂和需要时添加的导电助剂的混合物涂布或轧制于金属箔等正极集电体后经过干燥工序而形成的正极活性物质层。负极为薄板状或片状的电池构件。该构件具有通过将包含负极活性物质、粘合剂和需要时添加的导电助剂的混合物涂布于负极集电体而形成的负极活性物质层。隔膜为膜状的电池构件。该构件通过将正极和负极隔离而确保负极与正极之间的锂离子的传导性。电解液是通过将离子性物质溶解于溶剂而得的电传导性溶液。在本实施方式中尤其可以使用非水电解液。包含正极、负极和隔膜的发电元件为电池的主构成构件的一个单元。该发电元件通常为包含隔着隔膜而层叠的正极和负极的层叠件。在本专利技术的实施方式涉及的锂离子二次电池中，该层叠件被浸渍在电解液中。本实施方式的锂离子二次电池包含封装体和收纳于其内部的上述发电元件。优选将发电元件收纳于被密封的封装体内部。在此，“密封”是指以使发电元件不与外界气体接触的方式利用封装体材料对其进行包裹。即，封装体具有能够在其内部收纳发电元件且能够被密封的袋形状。在此，正极活性物质层优选包含含有锂镍系复合氧化物的正极活性物质。锂镍系复合氧化物为通式LixNiyMe(1－y)O2(在此，Me为选自Al、Mn、Na、Fe、Co、Cr、Cu、Zn、Ca、K、Mg及Pb中的至少1种以上的金属。)所示的包含锂和镍的金属复合氧化物。正极活性物质层可以进一步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，可列举具有锯齿层状结构的锰酸锂(LiMnO2)及尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)。通过并用锂锰系复合氧化物，从而可以更廉价地制作正极。尤其优选使用在过充电状态下的晶体结构的稳定度方面优异的尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)。作为本专利技术的所有实施方式中使用的优选电解液的例子，可列举为非水电解液且包含碳酸二甲酯(以下称作“DMC”。)、碳酸二乙酯(以下称作“DEC”。)、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯及碳酸二叔丁酯等链状碳酸酯和碳酸丙烯酯(以下称作“PC”。)及碳酸乙烯酯(以下称作“EC”。)等环状碳酸酯的混合物。电解液通过在此种碳酸酯混合物中溶解六氟化磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)或高氯酸锂(LiClO4)等锂盐而得到。本实施方式的电解液可以含有添加剂。作为可以在电解液中添加的添加剂的例子，可列举包含硫的添加剂。包含硫的添加剂在电池的充放电过程中发生电化学分解。分解后的添加剂在后述的所有实施方式所使用的电极的表面上形成被膜。这样一来，该添加剂可以使电极结构稳定化。作为此种添加剂的例子，可列举二磺酸化合物。二磺酸化合物为在一分子内具有2个磺基的化合物。在二磺酸化合物中包含由磺酸基和金属离子形成的盐即二磺酸盐化合物以及具有形成酯键的磺酸基的二磺酸酯化合物。电解液中所含的二磺酸化合物以下式来表示。(式中，R11为亚烷基、亚芳基、或亚烷基与亚芳基的组合。)二磺酸化合物的1个或2个磺酸基可以与金属离子一起形成盐，也可以为阴离子的状态。作为二磺酸化合物的例子，可列举甲烷二磺酸、1,2－乙烷二磺酸、1,3－丙烷二磺酸、1,4－丁烷二磺酸、苯二磺酸、萘二磺酸、联苯二磺酸、它们的盐(甲烷二磺酸锂及1,3－乙烷二磺酸锂等)及它们的阴离子(甲烷二磺酸阴离子及1,3－乙烷二磺酸阴离子等)。二磺酸化合物可以在制作本实施方式的电池时添加到电解液中。或者，也可以在制作电池时在电解液中添加具有形成酯键的磺酸基的二磺酸酯化合物。二磺酸酯化合物可以通过与在电池内部可以微量存在的水发生反应而在电解液中形成二磺酸。在此，在制作电池时可以添加到电解液的二磺酸酯化合物，为在一分子内具有1个或2个磺酸酯基的化合物。二磺酸酯化合物包含以下式来表示的链状化合物。(式中，R11为亚烷基、亚芳基、或亚烷基与亚芳基的组合。R12为烷基或芳基。R13为烷基或芳基。)。或者，二磺酸酯化合物包含以下式来表示的环状化合物。(式中，R1为亚烷基、亚芳基、或亚烷基与亚芳基的组合。R2为亚烷基、亚芳基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池，其包含：在正极集电体配置有正极活性物质层的正极、在负极集电体配置有负极活性物质层的负极、隔膜和电解液，该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，该电解液含有二磺酸化合物作为添加剂，该锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的所述正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为1.0g/m

【技术特征摘要】
2015.10.30 JP 2015-2137961.一种锂离子二次电池，其包含：在正极集电体配置有正极活性物质层的正极、在负极集电体配置有负极活性物质层的负极、隔膜和电解液，该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，该电解液含有二磺酸化合物作为添加剂，该锂镍系复合氧化物的单位表面积对应的所述正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为1.0g/m2以下。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，该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，该锂锰系复合氧化物的单位表面积对应的所述正极所吸附的该二磺酸化合物的质量为0.04～0.6g/m2。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，该锂镍系复合氧化物为锂镍钴锰复合氧化物，该锂镍钴锰复合氧化物以通式LixNiyCozMn(1－y－z)O2...

【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