锂离子二次电池制造技术

锂离子二次电池具备正极和负极，所述正极含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨，所述负极含有在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的活性物质作为负极活性物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
作为非水电解质二次电池的一种的锂离子二次电池为高能量密度的二次电池，利用其特性而被用于笔记本电脑、便携电话等可移动设备的电源。近年来，锂离子二次电池作为小型化发展的电子设备用电源、电力储存用电源、电动汽车用电源等也受到了关注，要求更加高能量密度的锂离子二次电池。作为使锂离子二次电池的能量密度提高的方法，例如有将显示高工作电位的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物用于正极活性物质的方法。并且，正极活性物质一般而言电子传导性不足，因此在添加正极活性物质的同时添加了导电剂。作为导电剂，从提高电子传导性的观点考虑，通常使用非晶质碳。然而，非晶质碳由于比表面积大，因此与电解液的接触面积变大。因此，存在如下课题：在高工作电位下，电解液在非晶质碳与电解液的接触部分氧化分解而产生分解气体。进一步，多个官能团附着于非晶质碳的表面，这些官能团会促进电解液的氧化分解，因此成为产生分解气体的另一个原因。作为使用了显示高工作电位的正极的技术，例如，专利文献1中公开了正极包含非晶质碳和石墨的锂离子二次电池。关于该锂离子二次电池，记载了即使为高工作电位也能够提高循环特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-116217号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，专利文献1中记载的锂离子二次电池的负极使用的是石墨，石墨负极的电位低至0V附近，因此判明有时电解液在负极被还原分解而产生分解气体。本专利技术是鉴于上述情况而作出的专利技术，其目的在于提供一种即使使用显示高工作电位的正极活性物质，也可抑制分解气体的产生量的锂离子二次电池。用于解决课题的方法用于解决上述课题的具体方法如下所述。＜1＞一种锂离子二次电池，其具备正极和负极，所述正极含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨，所述负极含有在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质。＜2＞根据＜1＞所述的锂离子二次电池，上述负极活性物质包含锂钛复合氧化物。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的锂离子二次电池，上述非晶质碳包含乙炔黑。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的锂离子二次电池，上述非晶质碳的平均粒径为10nm～100nm。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的锂离子二次电池，上述石墨的R值小于或等于1.0，所述R值为通过拉曼光谱所测定的在1200cm-1～1400cm-1的范围内出现的最大峰(ID)的强度与在1500cm-1～1650cm-1的范围内出现的最大峰(IG)的强度之比(ID/IG)。＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的锂离子二次电池，上述石墨的质量(B)相对于上述非晶质碳的质量(A)之比(B/A)为0.1～10.0。＜7＞根据＜1＞～＜6＞中任一项所述的锂离子二次电池，上述正极包含具有源自含腈基单体的结构单元和源自下述通式(I)所表示的单体的结构单元的树脂作为粘结剂。[化1]式中，R1为H或CH3，R2为H或1价烃基，n为1～50的整数。＜8＞根据＜7＞所述的锂离子二次电池，上述树脂进一步具有源自下述通式(II)所表示的单体的结构单元。[化2]式中，R3为H或CH3，R4为H或碳原子数4～100的烷基。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种即使使用显示高工作电位的正极活性物质，也可抑制分解气体的产生量的锂离子二次电池。附图说明图1是表示本公开的锂离子二次电池的一例的立体图。图2是表示构成图1的锂离子二次电池的电极组的正极板、负极板和隔膜的立体图。图3是实施例1中使用的石墨的拉曼光谱。图4是实施例2～4中使用的石墨的拉曼光谱。图5是实施例5中使用的石墨的拉曼光谱。图6是实施例6中使用的石墨的拉曼光谱。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。但是，本专利技术不限于以下的实施方式。在以下的实施方式中，其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况以外都不是必须的。关于数值及其范围也同样，不限制本专利技术。本公开中，使用“～”表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。在本公开中阶段性记载的数值范围中，一个数值范围所记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，在本公开中记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。另外，本公开中，各成分可以包含多种相应的物质。组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，各成分的含有率或含量就是指组合物中存在的该多种物质的合计量。本公开中，所谓“膜”，除了在作为平面图进行观察时形成于整面的形状的构成以外，也包含形成于一部分的形状的构成。本公开中，关于“层”一词，除了在作为平面图进行观察时形成于整面的形状的构成以外，也包含形成于一部分的形状的构成。本公开中，“层叠”一词表示将层堆叠，可以两个以上的层结合，也可以两个以上的层可装卸。本公开中，正极合剂或负极合剂的“固体成分”是指从正极合剂或负极合剂除去有机溶剂等挥发性成分后的剩余成分。本公开的锂离子二次电池具备正极和负极，所述正极含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨，所述负极含有在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质(以下，也称为“特定负极活性物质”。)。本公开中，“在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质”是指“锂离子的插入反应和脱离反应在相对于锂电位低于1.2V的电位下几乎不发生，主要在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下发生的活性物质”。即，负极的工作电位实质上需要大于或等于1.2V(vs.Li/Li+)。本公开的锂离子二次电池中，由于负极含有特定负极活性物质，因此在负极电位大于或等于1.2V时实质上作为“电池”工作。相对于此，例如，即使在使锂离子二次电池处于过放电状态时有时负极电位上升而达到相对于锂电位大于或等于1.2V，该锂离子二次电池中的负极也不属于在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下工作的负极。根据本公开的锂离子二次电池，即使使用显示高工作电位的正极活性物质，也可抑制分解气体的产生量。其理由虽不明确，但如下推测。电解液中使用的非水溶剂一般在相对于锂电位小于或等于1.0V时开始还原分解。如果使用在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质，则电位变得高于非水溶剂开始还原的1.0V，因此能够抑制负极上的电解液的还原分解。另外，含有非晶质碳和石墨作为导电剂的正极与仅含有非晶质碳作为导电剂的正极相比，比表面积变小，正极上的电解液的氧化分解被抑制。进一步，碳的结晶性高的石墨由于成为电解液氧化分解的原因的碳表面的官能团少，因此能够抑制电解液的氧化分解。由此推测，本公开的锂离子二次电池中，由于负极上的电解液的还原分解和正极上的电解液的氧化分解被抑制，因此分解气体的产生量被抑制。＜正极＞正极(正极板)含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨。正极例如可以为如下形态：具有集电体和形成于集电体的两面或单面的正极合剂层，该正极合剂层含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池，其具备正极和负极，所述正极含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨，所述负极含有在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.22 JP 2016-1620241.一种锂离子二次电池，其具备正极和负极，所述正极含有作为正极活性物质的尖晶石型的锂镍锰复合氧化物、以及作为导电剂的非晶质碳和石墨，所述负极含有在相对于锂电位大于或等于1.2V的电位下锂离子进行插入和脱离的负极活性物质。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，所述负极活性物质包含锂钛复合氧化物。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，所述非晶质碳包含乙炔黑。4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂离子二次电池，所述非晶质碳的平均粒径为10nm～100nm。5.根据权利要求1～4中任一项所述的锂离子二次电池，所述石墨的R值小于或等于1.0，所述R值为通过拉曼光谱所测...

【专利技术属性】
技术研发人员：五行由磨，福田龙一郎，儿岛克典，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP