锂离子二次电池制造技术

一种锂离子二次电池，其具备：包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的正极、负极、以及电解液，所述电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，充电终止电压为3.4V～3.8V的范围内，并且放电终止电压为2.0V～2.8V的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池是高能量密度的二次电池，利用其特性而用于笔记本电脑、手机等便携设备的电源。近年来，为了作为进行高性能化和小型化的电子设备用电源、电力储存用电源、电动汽车用电源等来使用，要求能量密度更高的锂离子二次电池。作为提高锂离子二次电池的能量密度的方法，例如有在正极中使用显示高工作电位的正极活性物质的方法。目前，作为显示高工作电位的正极活性物质，已知LiNi0.5Mn1.5O4等锂锰镍复合氧化物(例如，参照专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2001-185148号公报专利文献2:日本特开2002-158007号公报专利文献3:日本特开2003-81637号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在正极活性物质使用锂锰镍复合氧化物的情况下，锂离子二次电池的初期容量和充放电循环特性有时下降。本专利技术是鉴于上述情况而作出的专利技术，其课题在于提供一种正极包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质，并且初期容量和充放电循环特性优异的锂离子二次电池。用于解决课题的方法用于解决上述课题的具体方法包含以下实施方式。＜1＞一种锂离子二次电池，其具备：包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的正极、负极、以及电解液，上述电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，充电终止电压为3.4V～3.8V的范围内，并且放电终止电压为2.0V～2.8V的范围内。＜2＞根据＜1＞所述的锂离子二次电池，上述放电终止电压为2.6V～2.8V的范围内。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的锂离子二次电池，上述碳酸二甲酯的含有率相对于上述非水溶剂的总量超过70体积％。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的锂离子二次电池，上述负极包含锂钛复合氧化物作为负极活性物质。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种正极包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质，并且初期容量和充放电循环特性优异的锂离子二次电池。附图说明图1是表示18650型(圆筒型)锂离子二次电池的一个例子的立体截面图。图2是表示层压型锂离子二次电池的一个例子的立体图。图3是表示构成图2的锂离子二次电池的电极组的正极板、负极板和隔膜的立体图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。但本专利技术不限定于以下的实施方式。以下的实施方式中，其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况以外都不是必须的。关于数值及其范围也同样，并不限制本专利技术。本公开中，使用“～”表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值。本公开中阶段性记载的数值范围中，一个数值范围所记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外，本公开中记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例中所示的值。本公开中，关于各成分的含有率，存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，就是指该多种物质的合计的含有率。本公开中，关于各成分的粒径，存在多种相当于各成分的粒子的情况下，只要没有特别说明，就是指针对该多种粒子的混合物的值。本公开中，关于“层”一词，除了包括对存在该层的区域进行观察时在该区域的整体形成的情况以外，还包括仅在该区域的一部分形成的情况。本公开中，“层叠”一词表示将层堆叠，可以两个以上的层结合，也可以两个以上的层可装卸。本公开中，正极合材或负极合材的“固体成分”是指从正极合材或负极合材中除去有机溶剂等挥发性成分后剩下的成分。[锂离子二次电池]本实施方式的锂离子二次电池具备：包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的正极、负极、以及电解液，电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，充电终止电压为3.4V～3.8V的范围内，并且放电终止电压为2.0V～2.8V的范围内。在正极包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的锂离子二次电池中，通过使电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，从而有充放电循环特性提高的倾向。这可认为是因为：碳酸二甲酯的耐氧化性优异，即使在使用高电位的锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的情况下，也难以在正极上氧化分解。需要说明的是，由于碳酸二甲酯的耐还原性也优异，因此即使在使用锂钛复合氧化物等作为负极活性物质的情况下，也难以在负极上还原分解。另外，在正极包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的锂离子二次电池中，通过使充电终止电压为大于或等于3.4V，从而充电变得充分，有初期容量提高的倾向。充电终止电压优选设为大于或等于3.5V。另外，通过使充电终止电压为小于或等于3.8V，能够抑制充电时正极变成高电位而电解液分解，有充放电循环特性提高的倾向。充电终止电压优选设为小于或等于3.7V。另一方面，通过使放电终止电压为大于或等于2.0V，能够抑制放电时负极变成高电位而电解液分解，有充放电循环特性提高的倾向。放电终止电压优选设为大于或等于2.6V。通过使放电终止电压为大于或等于2.6V，能够避免在正极活性物质所含的锰的氧化还原区域中的充放电，有充放电循环特性提高的倾向。对于避免在锰的氧化还原区域中的充放电时充放电循环特性会提高的原因尚不明确，但可以如下推定。在锰的氧化还原区域中，由于姜-泰勒效应，正极活性物质的微晶伴随充放电而膨胀收缩，成为正极活性物质破裂的原因。因此认为，通过避免在锰的氧化还原区域中的充放电，从而充放电循环特性提高。另外，通过使放电终止电压为小于或等于2.8V，从而放电变得充分，有初期容量提高的倾向。从制成初期容量与充放电循环特性的平衡更良好的锂离子二次电池的观点考虑，优选将充电终止电压设为3.5V～3.7V的范围内，并且将放电终止电压设为2.6V～2.8V的范围内。需要说明的是，上述充电终止电压和放电终止电压是每个单电池的电压。由多个电池构成的组合电池的情况下，是指各单电池所设定的电压。以下，对本实施方式的锂离子二次电池的正极活性物质和负极活性物质进行说明，接着，对锂离子二次电池的整体构成进行说明。＜正极活性物质＞本实施方式的锂离子二次电池中，使用包含锂锰镍复合氧化物的正极活性物质。从更加提高能量密度的观点考虑，锂锰镍复合氧化物在正极活性物质中所占的含有率优选为60质量％～100质量％，更优选为70质量％～100质量％，进一步优选为85质量％～100质量％。锂锰镍复合氧化物优选为尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物。尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物优选为LiNiXMn2-XO4(0.3＜X＜0.7)所表示的化合物，更优选为LiNiXMn2-XO4(0.4＜X＜0.6)所表示的化合物，从稳定性的观点考虑，进一步优选为LiNi0.5Mn1.5O4。为了使尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的晶体结构更加稳定化，可以将尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的Mn位、Ni位、或O位的一部分用其他元素取代。另外，可以使过量的锂存在于尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的晶体内。进一步，也可以使用在尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的O位产生了缺损的物质。作为能够取代尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的Mn位或Ni位的其他元素，例如可列举Ti、V、Cr、Fe、Co、Zn、Cu、W、Mg、Al和Ru。尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的Mn位或Ni位可以被一种或两种以上的这些金属元素取代。在这些能够取代的元素中，从尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物的晶体结构更加稳定化的观点考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池，其具备：包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的正极、负极、以及电解液，所述电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，充电终止电压为3.4V～3.8V的范围内，并且放电终止电压为2.0V～2.8V的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 JP 2016-0353131.一种锂离子二次电池，其具备：包含锂锰镍复合氧化物作为正极活性物质的正极、负极、以及电解液，所述电解液包含碳酸二甲酯作为非水溶剂，充电终止电压为3.4V～3.8V的范围内，并且放电终止电压为2.0V～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田龙一郎，儿岛克典，五行由磨，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP