非水电解质二次电池及其制造方法技术

根据本发明专利技术提供的非水电解质二次电池，在构成上述非水电解质二次电池的正极的附近，以摩尔基准计，过充电反应性化合物聚合而成的二聚体以上的过充电反应性多聚体多于未聚合的上述过充电反应性化合物而存在。

【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及其制造方法
本专利技术涉及非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，锂离子二次电池、镍氢电池和其他二次电池作为以电气为驱动源的车辆搭载用电源或者搭载于个人计算机以及移动终端和其他电气制品等的电源，重要性不断提高。作为这样的二次电池的结构之一，例如可举出将正负的电极密闭在壳体内而成的密闭结构的电池(密闭型电池)。在这种电池中，进行充电处理时，例如在充电对象电池为不良电池的情况下、充电装置发生故障而引起误动作的情况下，电池被供给通常以上的电流而陷入过充电状态，可能产生不良情况。因此，为了将上述不良情况防范于未然，采用设置有通过电池温度、电池内压等检测过充电状态并在检测出过充电状态时阻断电流的机构(电流阻断机构)的电池。设置有这样的电流阻断机构的电池中，已知在电解液中包含氧化电位低于电解液的非水溶剂的环己基苯(CHB)、联苯(BP)等过充电反应性化合物的方法。上述化合物在电池成为过充电状态时电解液分解前发生反应，产生气体。利用这种情况，提高成为过充电状态时的电池内压的上升量、上升速度，控制电流阻断机构的动作。作为涉及这种现有技术的文献，可举出专利文献1。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国专利公开公报第2006-324235号
技术实现思路
然而，例如在长期使用电池的过程中，或者由于电池的用法(例如在高电位保存的用法)而可能引起CHB、BP等化合物的一部分发生变性或分解。这种情况下，成为过充电状态时不产生最初预定的量的气体，电流阻断机构可能不正常动作。考虑这样的情况，增加上述化合物的添加量、调整电流阻断机构的设计公差(例如电流阻断机构动作的气体压力的公差的设定)。然而，有时可能导致其他性能(例如输入输出特性)的降低，在成本方面也不利。要求没有这种不良状况、稳定地产生必要量的气体。然而，CHB、BP等过充电反应性化合物不仅像上述那样作为电流阻断机构的气体发生剂而使用，也出于其他目的而使用。例如，上述化合物在过充电状态下反应而产生气体的同时，自身聚合。由此生成的聚合物在电池内作为电阻体发挥功能。利用这种情况，使由上述化合物生成的聚合物在正极表面析出而形成膜，由此防止进一步的过充电，提高过充电状态下的安全性。在这样的使用方法中，也要求稳定地进行上述化合物的聚合。本专利技术是为了解决上述那样的以往的问题而作出的，其目的是提供能够高精度且稳定地体现通过上述过充电反应性化合物的反应而得到的所希望的作用效果(例如，产生过充电状态下的必要量的气体、由上述化合物生成聚合物)的非水电解质二次电池。另外，另一个目的是提供具有这样的性能的非水电解质二次电池的制造方法。为了实现上述目的，通过本专利技术提供非水电解质二次电池。该非水电解质二次电池中，在构成上述非水电解质二次电池的正极的附近，以摩尔基准计，过充电反应性化合物聚合而成的二聚体以上的过充电反应性多聚体多于未聚合的上述过充电反应性化合物而存在。本专利技术人等对非水电解质二次电池内的过充电反应性化合物的聚合反应(例如用于产生气体或生成聚合物的反应)的精度和稳定性的提高进行了研究，结果发现上述反应大致分为2个步骤。即，其第1步(以下，也称为STEP1)中，过充电反应性化合物反应(聚合)，过充电反应性化合物的二聚体以上的过充电反应性多聚体作为中间体生成。接着，第2步骤(以下，也称为STEP2)中，生成的过充电反应性多聚体进一步反应(聚合)而生成聚合物。该STEP2中，在聚合的同时，成为气体成分的原子从过充电反应性多聚体脱离而产生大量的气体。然而，例如在长期使用电池的情况下、在高电位保存的情况下，设想过充电反应性化合物的一部分变性或分解而STEP1的反应不充分进行。这时，STEP2中的气体产生、聚合物生成变得不充分。基于这样的考察，进一步进行了研究，结果发现通过预先使过充电反应性化合物的反应进行到STEP1，能够防止过充电反应性化合物的变性或分解，能够高精度且稳定地体现通过上述过充电反应性化合物的反应而得到的所希望的作用效果，直至完成了本专利技术。通过本专利技术提供的非水电解质二次电池中，在正极的附近，以摩尔基准计，过充电反应性化合物聚合而成的二聚体以上的过充电反应性多聚体多于未聚合的过充电反应性化合物而存在。应予说明，未聚合的过充电反应性化合物是指过充电反应性化合物，即未进行STEP1的反应(聚合)的化合物。这样，通过预先将过充电反应性化合物的反应进行到STEP1，在电池的使用开始时刻，大量的过充电反应性多聚体存在于正极的附近。由此，防止过充电反应性化合物的变性或分解。另外，成为过充电状态时，上述STEP2的反应容易进行。因此，根据本专利技术，能够高精度且稳定地体现通过上述过充电反应性化合物的反应而得到的所希望的作用效果。这里公开的非水电解质二次电池的优选的一个方式中，上述过充电反应性多聚体主要含有上述过充电反应性化合物的二聚体～十聚体。即，通过预先进行上述的STEP1的反应，在电池的使用开始时刻，大量的过充电反应性化合物的二～十聚体作为中间体存在于正极的附近。由此，适当地防止过充电反应性化合物的变性或分解。另外，成为过充电状态时STEP2的反应更容易进行。这里公开的非水电解质二次电池的优选的一个方式中，上述正极含有聚合引发剂。通过正极中含有聚合引发剂，从而过充电反应性化合物的聚合反应(典型的是STEP1的反应)在正极表面适当地进行。这里公开的非水电解质二次电池的优选的一个方式中，上述聚合引发剂为偶氮系聚合引发剂。另外，上述过充电反应性化合物优选为选自支链状烷基苯类、环烷基苯类、联苯类、三联苯类、二苯基醚类以及二苯并呋喃类中的至少1种。这里公开的非水电解质二次电池的优选的一个方式中，上述非水电解质二次电池以密闭型电池的形式构成，上述密闭型电池具备上述正极、负极和收容这些电极的壳体，并形成有将该电极的至少一方与露出到该壳体外部的外部端子导通的导电路径，上述非水电解质二次电池具备电流阻断机构，上述电流阻断机构以通过上述壳体内压上升而使上述导电路径断开的方式构成。上述非水电解质二次电池通过上述过充电反应性化合物的反应，不论电池的使用状态(例如长期使用电池的状态)、用法(例如在高电位保存的用法)，都高精度且稳定地产生成为过充电状态时必要量的气体。由此，电池的壳体内压也如设想地上升。因此，具备像上述那样的因壳体内压的上升而动作的电流阻断机构的构成中，能够在成为过充电状态时使电流阻断机构高精度且稳定地动作。因此，能够优选用于具备上述电流阻断机构的密闭型电池。另外，根据本专利技术，提供制造非水电解质二次电池的方法。该制造方法包含以下步骤：准备含有聚合引发剂的正极，准备含有过充电反应性化合物的非水电解质，将上述非水电解质供给至上述正极，通过使上述过充电反应性化合物聚合而在上述正极的附近生成二聚体以上的过充电反应性多聚体。这样，通过使用聚合引发剂预先将过充电反应性化合物的反应进行到STEP1，防止过充电反应性化合物的变性或分解。另外，成为过充电状态时，STEP2的反应容易进行。因此，根据本专利技术的制造方法，能够提供能够高精度且稳定地体现通过上述过充电反应性化合物的反应而得到的所希望的作用效果的非水电解质二次电池。这里公开的制造方法的优选的一个方式中，上述过充电反应性多聚体主要含有上述过充电反应性化合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，在构成所述非水电解质二次电池的正极的附近，以摩尔基准计，过充电反应性化合物聚合而成的二聚体以上的过充电反应性多聚体多于未聚合的所述过充电反应性化合物而存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池，具备电流阻断机构，在构成所述非水电解质二次电池的正极的附近，以摩尔基准计，过充电反应性化合物聚合而成的二聚体以上的过充电反应性多聚体多于未聚合的所述过充电反应性化合物而存在，所述正极含有聚合引发剂。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，所述过充电反应性多聚体主要含有所述过充电反应性化合物的二聚体～十聚体。3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，所述聚合引发剂为偶氮系聚合引发剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池，所述过充电反应性化合物为选自支链状烷基苯类、环烷基苯类、联苯类、三联苯类、二苯基醚类以及二苯并呋喃类中的至少1种。5.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解质二次电池，所述非水电解质二次电池以密闭型电池的形式构成，所述密闭型电池具备所述正极、负极和收容这些电极的壳体，并形成有将该电极的至少一方与露出到该壳体外部的外部端子导通的导电路径，所述电流阻断机构以通过所述壳体的内压上升而使所述导电路径断开的方式构成。6.一种非水电解质二次电池的制造方法，是制造具备电流阻断机构的非水电解质二次电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田昌宏，小山裕，冈田行广，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP