锂二次电池制造技术

本发明专利技术是一种锂二次电池，其具备：包含能够吸留、放出锂的正极活性物质的正极，包含能够吸留、放出锂的负极活性物质的负极，以及非水电解液，上述正极和上述负极的至少一者含有作为化合物(A)与化合物(B)的反应生成物的聚合物，上述非水电解液含有添加剂(X)。添加剂(X)为选自由具有碳‑碳不饱和键的碳酸酯化合物，具有卤原子的碳酸酯化合物，碱金属盐，磺酸酯化合物，硫酸酯化合物，腈化合物，二

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池
本专利技术涉及在便携电子设备的电源、车载和电力储存等中利用的能够充放电的锂二次电池。
技术介绍
近年来，锂二次电池作为便携电话、笔记本型个人电脑等电子设备、或者电动汽车、电力储存用的电源而被广泛使用。特别是最近，能够搭载于混合动力汽车、电动汽车的高容量、高输出并且能量密度高的电池的要求急剧扩大。上述锂二次电池主要由包含能够吸留放出锂的材料的正极、包含能够吸留、放出锂的材料的负极、以及包含锂盐和非水溶剂的非水电解液构成。作为正极所使用的正极活性物质，使用了例如LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4那样的锂金属氧化物。此外，作为非水电解液，使用了在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类的混合溶剂(非水溶剂)中，混合了LiPF6、LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2那样的Li电解质的溶液。另一方面，作为负极所使用的负极用活性物质，已知金属锂、能够吸留和放出锂的金属化合物(金属单质、氧化物、与锂的合金等)、碳材料，特别是采用了能够吸留、放出锂的焦炭、人造石墨、天然石墨的锂二次电池被实用化。作为改善锂二次电池的电池性能的尝试，提出了使非水电解液含有各种添加剂。已知例如，含有碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)等环状碳酸酯类作为添加剂的非水电解液(例如，参照下述专利文献1和2)。此外已知，含有二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂或二氟双(草酸)磷酸锂等锂盐型化合物类作为添加剂的非水电解液(例如，参照下述专利文献3和4)。此外已知，含有环状硫酸酯作为添加剂的非水电解液(例如，参照下述专利文献5)。此外，作为可以抑制正极与非水电解质的反应、且低温环境下的循环特性优异的电池，已知非水电解液中包含具有特定结构的螯合物和腈化合物的非水电解质二次电池(例如，参照下述专利文献6)。此外，作为可以提高电池的循环特性、电池容量、保存特性等电池特性的锂二次电池用非水电解液，已知在非水溶剂中溶解电解质，进一步含有腈化合物和含S＝O基化合物的锂二次电池用非水电解液(例如，参照下述专利文献7)。此外，作为对低温特性、保存特性等电池特性不会带来不良影响、并且确保了电池安全性的提供能够在电池容器中具备电流阻断封口体的锂二次电池的非水系电解液，已知主要由溶解作为电解质的锂盐的非水溶剂构成，含有具有与苯基相邻的叔碳的烷基苯衍生物或环烷基苯衍生物的非水系电解液(例如，参照下述专利文献8)。另一方面，高容量、高输出并且具有高能量密度的锂二次电池的安全性成为大问题。作为提高安全性的方法，公开了将含氮聚合物被覆在正极活性物质上的技术(例如，参照下述专利文献9)。可以认为该含氮聚合物在锂二次电池发生异常而锂二次电池的温度上升时，通过发生交联反应，来抑制热失控。专利文献1：日本特许第3573521号公报专利文献2：日本特许第4489207号公报专利文献3：日本特许第3439085号公报专利文献4：日本特许第3722685号公报专利文献5：日本特许第3978881号公报专利文献6：日本特许第5289091号公报专利文献7：日本特开2004-179146号公报专利文献8：日本特许第3113652号公报专利文献9：日本特开2010-157512号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，要求提供反复充放电后的放电容量维持率被改善，电池电阻的上升被抑制的锂二次电池。因此，本专利技术的一个方案的目的是提供反复充放电后的放电容量维持率被改善，电池电阻的上升被抑制的锂二次电池。用于解决课题的方法用于解决上述课题的具体方法如下。＜1＞一种锂二次电池，其具备：包含能够吸留、放出锂的正极活性物质的正极；包含能够吸留、放出锂的负极活性物质的负极；以及非水电解液，上述正极和上述负极的至少一者含有聚合物，所述聚合物是选自由胺化合物、酰胺化合物、酰亚胺化合物、马来酰亚胺化合物和亚胺化合物所组成的组中的至少1种化合物(A)与一分子内具有2个以上羰基且除了上述化合物(A)以外的化合物(B)的反应生成物，上述非水电解液含有添加剂(X)，所述添加剂(X)为选自由具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物，具有卤原子且不具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物，碱金属盐，磺酸酯化合物，硫酸酯化合物，腈化合物，二烷化合物，以及被选自由卤原子、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、芳基和卤代芳基所组成的组中的至少1种取代基取代的芳香族烃化合物所组成的组中的至少1种化合物。＜2＞根据＜1＞所述的锂二次电池，上述聚合物为上述马来酰亚胺化合物与上述化合物(B)的反应生成物。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的锂二次电池，上述化合物(B)为选自由巴比妥酸及其衍生物所组成的组中的至少1种化合物。＜4＞根据＜1＞～＜3＞的任一项所述的锂二次电池，上述聚合物具有反应性双键。＜5＞根据＜1＞～＜4＞的任一项所述的锂二次电池，上述马来酰亚胺化合物为选自由通式(1)～(4)的任一个所示的化合物所组成的组中的至少1种化合物。[化1][化2][化3][化4]通式(1)中，n为0以上的整数。通式(3)中，m表示1以上1000以下的实数。通式(1)～(3)中，X表示-O-、-SO2-、-S-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CR＝CR-(R为氢原子或烷基)、或单键。通式(1)～(3)中，在一分子内存在多个X时，多个X可以相同也可以不同。通式(1)～(3)中，R1表示氢原子、卤原子或烃基。通式(1)～(3)中，一分子内多个存在的R1可以相同也可以不同。通式(1)～(3)中，R2和R3各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～3的烷基。通式(4)中，R4表示可以具有侧链的碳原子数1～10的亚烷基、-NR3-、-C(O)CH2-、-CH2OCH2-、-C(O)-、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S(O)-、-CH2S(O)CH2-或-SO2-。通式(4)中，R2和R3各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～3的烷基。＜6＞根据＜3＞所述的锂二次电池，上述选自由巴比妥酸及其衍生物所组成的组中的至少1种化合物为通式(5)所示的化合物。[化5]通式(5)中，R5和R6各自独立地表示氢原子、甲基、乙基、苯基、异丙基、异丁基、异戊基或2-戊基。＜7＞根据＜1＞～＜6＞的任一项所述的锂二次电池，上述正极和上述负极的至少一者包含含有上述聚合物的合剂层，上述合剂层中的上述聚合物的含量为0.01质量％～5质量％。＜8＞根据＜1＞～＜7＞的任一项所述的锂二次电池，上述具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物为选自由通式(X1)所示的链状碳酸酯化合物、通式(X2)所示的环状碳酸酯化合物、通式(X3)所示的环状碳酸酯化合物和通式(X4)所示的环状碳酸酯化合物所组成的组中的至少1种。[化6]通式(X1)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键。R1和R2之中的至少1个具有碳-碳不饱和键。通式(X2)中，R3和R4各自独立地表示氢原子或碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键。通式(X3)中，R5～R8各自独立地表示氢原子或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池，其具备：包含能够吸留、放出锂的正极活性物质的正极，包含能够吸留、放出锂的负极活性物质的负极，以及非水电解液，所述正极和所述负极的至少一者含有聚合物，所述聚合物是选自由胺化合物、酰胺化合物、酰亚胺化合物、马来酰亚胺化合物和亚胺化合物所组成的组中的至少1种化合物(A)与一分子内具有2个以上羰基且除了所述化合物(A)以外的化合物(B)的反应生成物，所述非水电解液含有添加剂(X)，所述添加剂(X)是选自由具有碳‑碳不饱和键的碳酸酯化合物，具有卤原子且不具有碳‑碳不饱和键的碳酸酯化合物，碱金属盐，磺酸酯化合物，硫酸酯化合物，腈化合物，二

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.22 JP 2014-215007;2014.11.18 JP 2014-234051.一种锂二次电池，其具备：包含能够吸留、放出锂的正极活性物质的正极，包含能够吸留、放出锂的负极活性物质的负极，以及非水电解液，所述正极和所述负极的至少一者含有聚合物，所述聚合物是选自由胺化合物、酰胺化合物、酰亚胺化合物、马来酰亚胺化合物和亚胺化合物所组成的组中的至少1种化合物(A)与一分子内具有2个以上羰基且除了所述化合物(A)以外的化合物(B)的反应生成物，所述非水电解液含有添加剂(X)，所述添加剂(X)是选自由具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物，具有卤原子且不具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物，碱金属盐，磺酸酯化合物，硫酸酯化合物，腈化合物，二烷化合物，以及被选自由卤原子、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、芳基和卤代芳基所组成的组中的至少1种取代基取代的芳香族烃化合物所组成的组中的至少1种化合物。2.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述聚合物为所述马来酰亚胺化合物与所述化合物(B)的反应生成物。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池，所述化合物(B)为选自由巴比妥酸及其衍生物所组成的组中的至少1种化合物。4.根据权利要求1～3的任一项所述的锂二次电池，所述聚合物具有反应性双键。5.根据权利要求1～4的任一项所述的锂二次电池，所述马来酰亚胺化合物为选自由通式(1)～(4)的任一个所示的化合物所组成的组中的至少1种化合物，通式(1)中，n为0以上的整数；通式(3)中，m表示1以上1000以下的实数；通式(1)～(3)中，X表示-O-、-SO2-、-S-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CR＝CR-或单键，-CR＝CR-中的R为氢原子或烷基；通式(1)～(3)中，在一分子内存在多个X时，多个X可以相同也可以不同；通式(1)～(3)中，R1表示氢原子、卤原子或烃基；通式(1)～(3)中，一分子内多个存在的R1可以相同也可以不同；通式(1)～(3)中，R2和R3各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～3的烷基；通式(4)中，R4表示可以具有侧链的碳原子数1～10的亚烷基、-NR3-、-C(O)CH2-、-CH2OCH2-、-C(O)-、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S(O)-、-CH2S(O)CH2-或-SO2-；通式(4)中，R2和R3各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～3的烷基。6.根据权利要求3所述的锂二次电池，所述选自由巴比妥酸及其衍生物所组成的组中的至少1种化合物为通式(5)所示的化合物，通式(5)中，R5和R6各自独立地表示氢原子、甲基、乙基、苯基、异丙基、异丁基、异戊基或2-戊基。7.根据权利要求1～6的任一项所述的锂二次电池，所述正极和所述负极的至少一者包含含有所述聚合物的合剂层，所述合剂层中的所述聚合物的含量为0.01质量％～5质量％。8.根据权利要求1～7的任一项所述的锂二次电池，所述具有碳-碳不饱和键的碳酸酯化合物为选自由通式(X1)所示的链状碳酸酯化合物、通式(X2)所示的环状碳酸酯化合物、通式(X3)所示的环状碳酸酯化合物和通式(X4)所示的环状碳酸酯化合物所组成的组中的至少1种，通式(X1)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键；R1和R2之中的至少1个具有碳-碳不饱和键，通式(X2)中，R3和R4各自独立地表示氢原子或碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键，通式(X3)中，R5～R8各自独立地表示氢原子或碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键；R5～R8之中的至少1个具有碳-碳不饱和键；R5或R6与R7或R8可以成为一体，与各自所结合的碳原子一起，形成苯环结构或环己基环结构；通式(X4)中，R9～R12各自独立地表示氢原子或碳原子数1～12的基团，该碳原子数1～12的基团可以具有碳-碳不饱和键、醚键或碳-卤键。9.根据权利要求1～8的任一项所述的锂二次电池，所述碱金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涵，小礒亚由美，重松明仁，饭室裕，永川桂大，千田光昭，林贵臣，大西仁志，宫里将敬，藤山聪子，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP