非水电解质二次电池制造技术

一种非水电解质二次电池，其中，电解质含有：电解质盐、能溶解前述电解质盐的非水溶剂、选自规定的草酸盐化合物和二磺酸酯化合物中的第1添加剂、和还原电位低于前述第1添加剂的还原电位的选自由碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3‑丙烷磺内酯、1,4‑丁烷磺内酯、1,3‑丙烯磺内酯、琥珀腈和己二腈组成的组中的第2添加剂，并且，将负极活性物质的BET比表面积设为SSA[m

【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。
技术介绍
非水电解质二次电池、尤其是锂离子二次电池由于其高能量密度、高耐久性、充放电效率等而被广泛用作移动设备用电源。近年来，以环境保护运动的蓬勃发展为背景，锂离子二次电池的用途拓展到电动车辆、固定型蓄电系统之类的大型系统电源用途。对于用于这些电源用途的电池而言，要求电池的大型化、进一步高能量密度化等电池特性的改善、用于经济地实现这些电池性能的高生产效率。就锂离子二次电池而言，当反复进行电池的充放电时，电解质中的非水溶剂由于与负极活性物质发生电化学反应而分解，此时生成的分解物以SEI(SolidElectrolyteInterface，固体电解质界面)覆膜形式堆积在负极活性物质的表面。其结果是，存在电极的反应电阻增大的问题。此外，由于由此堆积的SEI覆膜通常为刚性的无机性覆膜，因此，还存在由于起因于充放电时负极活性物质的膨张收缩的应力而被破坏、电极特性下降这一问题。为此，已知向锂离子二次电池的电解质中加入添加剂的方案，通过在初次充电时有意地使添加剂在电极表面分解，从而其分解物作为抑制新的电解质分解的保护性SEI覆膜起作用。已知这种由添加剂形成的SEI覆膜会大幅影响电池的循环性能、保存性能、充放电效率、安全性。在日本特开2001-325988号公报(美国专利申请公开第2002/034678号说明书)中披露：含有多种非水溶剂，通过具有以一种非水溶剂被还原的电位进行充电的工序和以其它非水溶剂被还原的电位进行充电的工序的充电工序来进行初次充电，从而形成良好的SEI覆膜。
技术实现思路
在此，对锂离子二次电池等非水电解质二次电池所要求的性能有很多，作为特别重要的电池性能，有耐久性(循环耐久性、保存耐久性)和输入输出特性(电池内部电阻)。根据本专利技术人们的研究，明确了通过包括日本特开2001-325988号公报(美国专利申请公开第2002/034678号说明书)在内的现有技术难以兼顾并提高这些电池特性。此外，还明确了包括日本特开2001-325988号公报(美国专利申请公开第2002/034678号说明书)在内的现有技术所提出的电解液组成与用于构成电池的活性物质等的规格有时相适应、有时不适应，并非总能发挥良好的性能。因此，本专利技术的目的在于，提供一种对于锂离子二次电池等非水电解质二次电池而言，能够兼顾并提高电池的耐久性(循环耐久性、保存耐久性)和输入输出特性(电池内部电阻)而几乎不受用于构成电池的活性物质等的规格的影响的手段。本专利技术人们反复进行了深入研究。其结果是，发现通过使用含有选自规定的化合物中的多种添加剂的液体电解质、进而按照使该多种添加剂各自的添加量和负极活性物质的BET比表面积满足规定的关系式的方式进行控制，从而能解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，根据本专利技术的一方式，提供一种非水电解质二次电池，其具有发电元件，所述发电元件包含：正极，其在正极集电体的表面形成有含有正极活性物质的正极活性物质层；负极，其在负极集电体的表面形成有含有负极活性物质的负极活性物质层；以及，隔膜，其含有电解质。并且，该非水电解质二次电池的特征在于：电解质含有电解质盐、能溶解前述电解质盐的非水溶剂、第1添加剂和还原电位低于前述第1添加剂的还原电位的第2添加剂；该第1添加剂和第2添加剂从规定的化合物中选择；以及，将前述负极活性物质的BET比表面积设为SSA[m2/g]，将电解质量相对于正极、负极和隔膜的总空孔体积的比率(液体系数)设为L，将前述电解质中的前述第1添加剂的添加量相对于前述非水溶剂与前述电解质盐的总量的比例设为A[质量％]，将前述电解质中的前述第2添加剂的添加量相对于前述非水溶剂与前述电解质盐的总量的比例设为B[质量％]时，满足0.21≤A×L/SSA≤0.69且0.51≤B×L/SSA≤1.5。附图说明图1是示意性示出作为本专利技术电池的一实施方式的非水电解质二次电池的概要的剖面示意图，是沿着后述图2所示的A-A线的剖面示意图。图2是示出作为本专利技术电池的代表性实施方式的扁平的非水电解质二次电池的外观的透视图。具体实施方式根据本专利技术的一方式，提供一种非水电解质二次电池，其特征在于，具有发电元件，所述发电元件包含：正极，其在正极集电体的表面形成有含有正极活性物质的正极活性物质层；负极，其在负极集电体的表面形成有含有负极活性物质的负极活性物质层；以及，隔膜，其含有电解质；前述电解质含有电解质盐、能溶解前述电解质盐的非水溶剂、第1添加剂和还原电位低于前述第1添加剂的还原电位的第2添加剂，此时，前述第1添加剂含有选自由规定的化学式所示的草酸盐化合物和规定的化学式所示的二磺酸酯化合物组成的组中的至少一种，并且前述第2添加剂选自由碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、琥珀腈和己二腈组成的组中的至少一种，将前述负极活性物质的BET比表面积设为SSA[m2/g]，电解质量相对于正极、负极和隔膜的总空孔体积的比率(液体系数)设为L，前述电解质中的前述第1添加剂的添加量相对于前述非水溶剂与前述电解质盐的总量的比例设为A[质量％]，前述电解质中的前述第2添加剂的添加量相对于前述非水溶剂与前述电解质盐的总量的比例设为B[质量％]时，满足0.21≤A×L/SSA≤0.69且0.51≤B×L/SSA≤1.5。根据本专利技术，通过将上述A×L/SSA的值控制为上述规定的下限值以上的值，从而可以在负极活性物质的表面充分且均匀地形成由能够形成压实且致密的SEI覆膜的第1添加剂形成的SEI覆膜。其结果是，能够提高电池的保存耐久性。此外，通过将上述B×L/SSA的值控制为上述规定的下限值以上的值，可以稳定地在负极活性物质的表面形成由第1添加剂和第2添加剂形成的层叠结构的SEI覆膜。其结果是，能够提高电池的循环耐久性。进而，通过将上述A×L/SSA和B×L/SSA的值分别控制为上述规定的上限值以下的值，从而可以抑制电池内部电阻上升。其结果是，可以提高输入输出特性。以下参照附图来说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，在附图的说明中对相同的要素标注相同的符号，省略重复说明。此外，附图的尺寸比率存在为了便于说明而夸大、与实际比率不同的情况。[非水电解质二次电池]图1是示意性示出作为本专利技术电池的一实施方式的非水电解质二次电池(以下也简称为“层叠型电池”)的概要的剖面示意图，是沿着后述图2所示的A-A线的剖面示意图。需要说明的是，在本说明书中，列举图1所示的扁平型(层叠型)的非双极型的锂离子二次电池作为例子进行详细说明，但本专利技术的技术范围并非仅限于这种形态。首先，使用附图来说明本专利技术的非水电解质二次电池的整体结构。[电池的整体结构]如图1所示，本实施方式的层叠型电池10具有如下结构：实际进行充放电反应的大致矩形的发电元件21被密封于作为外壳体的电池外壳件29的内部的结构。在此，发电元件21具有将正极、隔膜17和负极层叠而成的构成。需要说明的是，隔膜17内含有电解质(本实施方式中为含有添加剂的液体电解质(电解液))。正极具有在正极集电体12的两面配置有正极活性物质层15的结构。负极具有在负极集电体11的两面配置有负极活性物质层13的结构。具体而言，按照1个正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其特征在于，其具有发电元件，所述发电元件包含：正极，其在正极集电体的表面形成有含有正极活性物质的正极活性物质层；负极，其在负极集电体的表面形成有含有负极活性物质的负极活性物质层；以及，隔膜，其含有电解质；所述电解质含有电解质盐、能溶解所述电解质盐的非水溶剂、第1添加剂和还原电位低于所述第1添加剂的还原电位的第2添加剂，此时，所述第1添加剂为选自由下述式(1)所示的草酸盐化合物和下述式(2)所示的二磺酸酯化合物组成的组中的至少一种，

【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，其特征在于，其具有发电元件，所述发电元件包含：正极，其在正极集电体的表面形成有含有正极活性物质的正极活性物质层；负极，其在负极集电体的表面形成有含有负极活性物质的负极活性物质层；以及，隔膜，其含有电解质；所述电解质含有电解质盐、能溶解所述电解质盐的非水溶剂、第1添加剂和还原电位低于所述第1添加剂的还原电位的第2添加剂，此时，所述第1添加剂为选自由下述式(1)所示的草酸盐化合物和下述式(2)所示的二磺酸酯化合物组成的组中的至少一种，其中，式(1)中，M表示磷或硼，n表示0～4的整数，m表示1～3的整数，M为磷时，2m+n＝6，M为硼时，2m+n＝4，其中，式(2)中，R1表示取代或非取代的碳数1～3的亚烷基或者取代或非取代的碳数1～3的氟代亚烷基，R2和R3分别独立地表示取代或非取代的碳数1～4的烷基或者取代或非取代的碳数1～4的氟代烷基，R2和R3任选彼此键合而形成环，在形成环时，R3任选为单键，并且，所述第2添加剂为选自由碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、琥珀腈和己二腈组成的组中的至少一种，将所述负极活性物质的BET比表面积设为SSA[m2/g]，将电解质量相对于正极、负极和隔膜的总空孔体积的比率(液体系数)设为L，将所述电解质中的所述第1添加剂的添加量相对于所述非水溶剂与所述电解质盐的总量的比例设为A[质量％]，将所述电解质中的所述第2添加剂的添加量相对于所述非水溶剂与所述电解质盐的总量的比例设为B[质量％]时，满足0.21≤A×L/SSA≤0.69且0.51≤B×L/SSA≤1.5。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：小原健児，胁宪尚，新田芳明，青柳成则，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP