锂二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具备正极、负极和非水电解质的锂二次电池。在上述负极的表面存在环状硅氧烷和/或其反应生成物。上述环状硅氧烷为侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基的环状硅氧烷(含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种锂二次电池及其制造方法。本申请要求在2012年9月5日提交的日本专利申请2012-195246的优先权，该申请的全部内容以引用的方式被并入本说明书中。
技术介绍
锂二次电池轻量且可得到高能量密度，因此，可优选用作个人计算机或便携终端等所谓的便携式电源、车辆驱动用电源。特别是作为电动汽车、混合动力汽车等车辆的驱动用高输出电源的重要性高。在这样的锂二次电池中，出于提高循环特性等目的，提出了在非水电解液中添加环状硅氧烷的方案。作为公开有这种技术的文献，可以举出专利文献1～4。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2004-071458号公报专利文献2：日本专利申请公开2009-163939号公报专利文献3：日本专利申请公开2007-227368号公报专利文献4：日本专利申请公开2006-066095号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，锂二次电池等非水电解液二次电池中，非水电解液中所含的成分(例如支持电解质或非水溶剂)的一部分在充电时被分解，并且在负极活性物质的表面形成含有其分解物的被膜(Solid Electrolyte Interphase膜；以下也称作“SEI膜”。)。这样的SEI膜处于因在电池充电了的状态下保存、反复充放电而其形成会进一步发生的倾向。由此，如果过剩地形成SEI膜，则负极的电阻提高，可能存在容量维持率等电池性能降低的情况。另外，在SEI膜中，电池内的锂的一部分可以作为例如LiF、Li2O等锂化合物而被取得并固定。另外，SEI膜的过剩形成可能会成为锂二次电池的电池容量降低的主要因素。专利文献1中记载了，作为环状硅氧烷使用含有六甲基环三硅氧烷、1,3,5-三甲基-1,3,5-三乙烯基环三硅氧烷、或1,3,5-三甲基-1,3,5-三苯基环三硅氧烷的电解液，从而与使用不含这种环状硅氧烷的电解液的锂二次电池相比，初始输出及高温充放电循环后的输出提高。另外，专利文献2中使用组成中含有六甲基环三硅氧烷或六甲基二硅氧烷(链状硅氧烷)的电解液。但是，根据本专利技术者们的研究，使用这些环状硅氧烷或链状硅氧烷，不能得到抑制因反复充放电而导致的电池容量降低的效果(例如使容量维持率提高的效果)，或者该效果不充分。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于，提供一种相对于反复充放电而维持容量的性能得到改善的锂二次电池。另一目的在于，提供一种具有这种改善了的性能的锂二次电池的制造方法。用于解决课题的手段为实现所述目的，本专利技术提供一种具备正极、负极和非水电解质的锂二次电池。在构成该锂二次电池的负极的表面存在环状硅氧烷和/或其反应生成物。该环状硅氧烷可以为侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基的含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷。这种结构的锂二次电池由于在负极表面存在所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷和/或其反应生成物，从而可以有效地抑制反复充放电导致的容量降低。作为所述环状硅氧烷，可优选采用下述式(1)所示的含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷，式(1)中，R1和R2相同或不同，R1和R2分别选自氢原子和碳原子数1～12的有机基团，R1和R2中的至少一者含有二甲基甲硅烷氧基，n为3～10的整数。这里所公开的锂二次电池例如可使用含有0.01～20质量％的所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷的非水电解质来构建。根据这种锂二次电池，可以很好地发挥负极表面存在所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷和/或其反应生成物的效果。根据本专利技术，还提供一种制造锂二次电池的方法。该方法包含以下工序：准备正极、准备负极、以及至少向所述负极供给环状硅氧烷。这里，所述环状硅氧烷可以是侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基的含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷。像这样使用含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷得到的锂二次电池，例如与代替所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷而使用侧链仅为烷基的环状硅氧烷的锂二次电池、或代替所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷而使用链状硅氧烷的锂二次电池相比，可以显示更高的容量维持率。作为所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷，例如可优选采用所述式(1)所示的化合物。这里所公开的制造方法的优选的一个实施方式中，所述环状硅氧烷的供给包含以下步骤：准备含有所述环状硅氧烷的非水电解质、以及将准备的该非水电解质供给至所述负极。由此，可以将所述非水电解质中所含的环状硅氧烷供给至负极，从而可以实现在负极表面合适地配置有所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷和/或其反应生成物的锂二次电池。这里所公开的制造方法，作为所述非水电解质，可以优选以使用含有0.01～20质量％的所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷的非水电解质的方式实施。通过使用这样的非水电解质，可以有效发挥负极表面存在所述含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷和/或其反应生成物的效果。这里所公开的锂二次电池，相对于反复充放电而维持电池容量的性能(容量维持性)优异。因此，可活用该特征而很好地用作混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)、电动汽车(EV)等车辆的驱动电源。根据本发明，可提供一种搭载有这里所公开的任一种锂二次电池(可以为连接有多个电池的电池组的方式。)的车辆。附图说明图1是示意性示出一个实施方式的锂二次电池的外形的立体图。图2是沿图1的II-II线获得的截面图。图3是示意性示出将一个实施方式的电极体卷绕而制作的状态的立体图。图4是示出非水电解质中的环状硅氧烷的含有率与容量维持率的关系的曲线图。图5是示意性示出具备一个实施方式的锂二次电池的车辆(汽车)的侧视图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。另外，本说明书中特别提及的事项以外的、且为本专利技术的实施所需要的事项可理解为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项。本专利技术可基于本说明书中所公开的内容和本领域中的技术常识来实施。另外，在以下的附图中，对于起相同作用的部件和部位，有时附加相同的附图标记进行说明，对于重复的说明有时进行省略或简化。下面，对锂二次电池的优选的实施方式进行说明。另外，在本说明书中，“二次电池”通常是指可重复充放电的电池，除锂二次电池等蓄电池(即化学电池)以外，还包含电双层电容器等电容器(即物理电池)。另外，在本说明书中，“锂二次电池”是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，在所述负极的表面存在环状硅氧烷和/或其反应生成物，所述环状硅氧烷为侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基的、含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.05 JP 2012-1952461.一种锂二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，
在所述负极的表面存在环状硅氧烷和/或其反应生成物，
所述环状硅氧烷为侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基的、含有硅烷
氧基侧链的环状硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，
所述环状硅氧烷为式(1)所示的含有硅烷氧基侧链的环状硅氧烷：
式(1)中，R1和R2相同或不同，R1和R2分别选自氢原子和碳原子数
1～12的有机基团，R1和R2中的至少一者含有二甲基甲硅烷氧基，n为3～10
的整数。
3.一种锂二次电池的制造方法，包含以下工序：
准备正极和负极，以及
至少向所述负极供给环状硅氧烷，
所述环状硅氧烷为侧链具有至少1个二甲基甲硅烷氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：神谷正人，斋藤平，鸢岛真一，森本英行，海野雅史，
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