非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池具备：具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质。上述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物，上述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和有机氯化物。上述有机氯化物由通式CF3CH2CO‑CClR1R2(式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基)表示。

Non-aqueous electrolyte secondary battery

【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技术。
技术介绍
近年来，作为高输出、高能量密度的二次电池，正在广泛利用具备正极、负极及非水电解质、且使锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的非水电解质二次电池。例如，专利文献1公开了一种具备正极、负极、含有氟代链状羧酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池。并且，专利文献1公开了通过使用包含氟代链状羧酸酯的非水电解质而可以得到良好的充放电效率及充放电循环特性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2008/102493号
技术实现思路
通常，正极具有包含锂复合氧化物的正极活性物质。以往出于提高非水电解质二次电池的充放电容量的目的等，使用了含Ni的锂复合氧化物作为上述锂复合氧化物。但是，具备具有含Ni的锂复合氧化物的正极活性物质的非水电解质二次电池存在如下情况：如果使用上述专利文献1那样的含有氟代链状羧酸酯的非水电解质，则非水电解质二次电池的直流电阻(DC-IR)上升，非水电解质二次电池的输出特性降低。因此，本专利技术的目的在于提供一种非水电解质二次电池，其具备包含含Ni的锂复合氧化物的正极活性物质、含有氟代链状羧酸酯的非水电解质，其能够抑制非水电解质二次电池的直流电阻的上升。本专利技术的一方式的非水电解质二次电池具备具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质。上述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物，上述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和有机氯化物。上述有机氯化物由通式CF3CH2CO-CClR1R2(式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基)表示。对于具备包含含Ni的锂复合氧化物的正极活性物质、含有氟代链状羧酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池，能够抑制非水电解质二次电池的直流电阻的上升。具体实施方式(作为本专利技术的基础的见解)含Ni的锂复合氧化物例如通过对包含Li原料及Ni原料的原料混合物进行焙烧而得到。但是，上述原料混合物的焙烧温度通常低于用于得到不含Ni的锂复合氧化物的原料混合物的焙烧温度，因此如果不过量添加Li原料等则有时得不到作为目标的含Ni的锂复合氧化物。因此，在所得到的含Ni的锂复合氧化物中以未反应成分的形式容易残留部分原料。该未反应成分主要是作为Li原料的LiOH、LiCO3等碱性成分。并且，就具备具有含Ni的锂复合氧化物的正极活性物质、包含氟代链状羧酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池而言，如果进行充放电则氟代链状羧酸酯在上述的碱性成分的作用下被分解，在正极活性物质上形成源自氟代链状羧酸酯的覆膜。可认为，正极活性物质上所形成的源自氟代链状羧酸酯的覆膜的锂离子透过性低，因此成为抑制锂离子向正极活性物质的插入/脱嵌的阻碍成分，非水电解质二次电池的直流电阻上升。因此本专利技术人们进行了深入研究，结果发现，通式CF3CH2CO-CClR1R2(式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基)所示的有机氯化物作为抑制源自氟代链状羧酸酯的覆膜的生成、抑制非水电解质二次电池的直流电阻的上升的物质是有效的，并想到了以下说明的形态的非水电解质二次电池。需要说明的是，本申请中，有时将通式CF3CH2CO-CClR1R2(式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基)所示的有机氯化物称为第1化合物。本专利技术的一方式的非水电解质二次电池具备具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质。上述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物。上述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和有机氯化物。上述有机氯化物由通式CF3CH2CO-CClR1R2(式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基)表示。本专利技术的一方式的非水电解质二次电池的非水电解质中所含的上述有机氯化物与氟代链状羧酸酯相比、与混入到正极活性物质中的碱性成分的反应性高，因此认为碱性成分与上述有机氯化物反应，可抑制碱性成分与氟代链状羧酸酯的反应。认为结果是在正极活性物质上形成源自氟代链状羧酸酯的覆膜的情况得到抑制。认为上述有机氯化物如以下的反应式(1)所示那样，由于碱性成分而被分解，并在正极活性物质表面形成由反应式(1)所示的结构式(A)、(B)等构成的覆膜(以下称为源自有机氯化物的覆膜)。由上述结构式(A)、(B)等构成的源自有机氯化物的覆膜中包含Cl。Cl的电负性高而容易吸引锂离子，但另一方面由于原子半径比锂大而与锂离子的相互作用小。即可认为：在非水电解质二次电池的充放电过程中，锂离子被源自有机氯化物的覆膜中的Cl吸引过来但未与Cl键合，在源自有机氯化物的覆膜内可比较顺利地移动。因此，源自有机氯化物的覆膜与不存在Cl的源自氟代链状羧酸酯的覆膜相比，是锂离子的透过性高的膜。即可认为，根据本专利技术的一方式的非水电解质二次电池，通过非水电解质中的上述有机氯化物来抑制离子透过性低的源自氟代链状羧酸酯的覆膜的形成、促进离子透过性高的源自有机氯化物的覆膜的形成，因此非水电解质二次电池的直流电阻的上升得到抑制。本专利技术的另一方式的非水电解质二次电池具备具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质。上述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物，上述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和2-氯-1,1,1,3-四氟戊烷(CF3-CHCl-CHF-CH2-CH3)。2-氯-1,1,1,3-四氟戊烷是有机氯化物。当非水电解质中包含2-氯-1,1,1,3-四氟戊烷时，在正极活性物质表面形成含Cl的源自有机氯化物的覆膜。根据本专利技术的另一方式的非水电解质二次电池，具备包含含Ni的锂复合氧化物的正极活性物质、包含氟代链状羧酸酯的非水电解质的非水电解质二次电池能够抑制非水电解质二次电池的直流电阻的上升。对本专利技术的一方式的非水电解质二次电池的实施方式进行详细说明。以下所说明的实施方式为一例，本专利技术不受其限定。作为实施方式的一例的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。优选在正极与负极之间设置分隔件。具体而言，具有如下结构：将正极与负极隔着分隔件卷绕而成的卷绕型的电极体、和非水电解质收纳在外壳体中的结构。电极体不限于卷绕型的电极体，也可以应用正极与负极隔着分隔件层叠而成的层叠型的电极体等其它方式的电极体。另外，作为非水电解质二次电池的形态，没有特别限定，可例示圆筒型、方型、硬币型、纽扣型、层压型等。以下对作为实施方式的一例的非水电解质二次电池中所使用的非水电解质、正极、负极、分隔件进行详细说明。[非水电解质]非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂、有机氯化物和电解质盐。非水电解质不限于液体电解质(非水电解液)，也可以是使用凝胶状聚合物等的固体电解质。非水溶剂中所含的氟代链状羧酸酯只要是链状羧酸酯中的至少1个氢被氟取代而成的化合物则没有特别限制，例如从抑制非水电解质二次电池的充放电循环特性降低的角度等出发，优选含有下述通式所示的氟代链状羧酸酯。R1-CH2-COO-R2(式中，R1表示氢或烷基，R2表示烷基，R1和R2中的碳数之和在3以内，R1为氢时R2中的至少一部分氢被氟取代，R1为烷基时R1和R2中的至少一者的至少一部分氢被氟取代)。作为具体的氟代链状羧酸酯，可列举例如选自3,3,3-三氟丙酸甲酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其为具备具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质的非水电解质二次电池，所述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物，所述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和有机氯化物，所述有机氯化物包含由通式CF3CH2CO‑CClR1R2表示的第1化合物和2‑氯‑1,1,1,3‑四氟戊烷中的至少一者，通式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.30 JP 2017-0146721.一种非水电解质二次电池，其为具备具有正极活性物质的正极、负极和非水电解质的非水电解质二次电池，所述正极活性物质包含含Ni的锂复合氧化物，所述非水电解质包含含有氟代链状羧酸酯的非水溶剂和有机氯化物，所述有机氯化物包含由通式CF3CH2CO-CClR1R2表示的第1化合物和2-氯-1,1,1,3-四氟戊烷中的至少一者，通式中，R1及R2分别独立地选自氢、卤素、碳数1～2的烷基或碳数1～2的卤代烷基。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述第1化合物包含1-氯-1,4,4,4-四氟丁烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭田一博，千贺贵信，森泽直也，福井厚史，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP