非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池中，正极包含含锂过渡金属氧化物和磷酸化合物。非水电解质包含通式：NC‑A‑CN所示的二腈{A是碳数1～10的直链状烃、或是包含碳数1～10的主链和至少1个碳数3以下的侧链的烃}、通式：R1‑O‑R2‑O‑R3所示的醚{R1、R3是具备碳数1～3的主链的基团，R2为碳数1～3的链状烃基}、及氟磷酸盐。

【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
专利文献1中公开了具备正极活性物质和非水电解质的非水电解质二次电池，所述正极活性物质包含pH≥10.8的具有能嵌入/脱嵌锂离子的功能的含锂过渡金属化合物，所述非水电解质包含具有氰基的化合物。专利文献1中记载了能够抑制在高温保存时的气体产生。另外，记载了通过组合使用具有不饱和键或氟原子的环状碳酸酯、氟磷酸盐，从而能够有效地抑制副反应。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-134137号公报
技术实现思路
然而，非水电解质二次电池要求维持良好的循环特性(高耐久性)的同时提高在常温下的再生特性。具体而言是为了实现快速充电、减少电极上的锂的析出、抑制电池内的短路。然而，专利文献1的技术难以得到充分的再生特性。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。其特征在于，正极包含含锂过渡金属氧化物和磷酸化合物，非水电解质包含通式：NC-A-CN所示的二腈{A是碳数1～10的直链状烃、或是包含碳数1～10的主链和至少1个碳数3以下的侧链的烃}、通式：R1-O-R2-O-R3所示的醚{R1、R3是具备碳数1～3的主链的基团，R2为碳数1～3的链状烃基}、及氟磷酸盐。根据作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池，能够兼顾高耐久性和优异的常温再生。附图说明图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的截面图。图2是用于说明作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池中，在负极表面形成覆膜的机理的图。图3A是用于说明现有的非水电解质二次电池中，在负极表面形成覆膜的机理的图。图3B是用于说明现有的非水电解质二次电池中，在负极表面形成覆膜的机理的图。图3C是用于说明现有的非水电解质二次电池中，在负极表面形成覆膜的机理的图。图3D是用于说明现有的非水电解质二次电池中，在负极表面形成覆膜的机理的图。具体实施方式根据本专利技术的一个方式，通过具备正极和非水电解质，所述正极包含含锂过渡金属氧化物和磷酸化合物，所述非水电解质包含特定的二腈、特定的醚、及氟磷酸盐，从而能够提供耐久性高、常温再生特性优异的非水电解质二次电池。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池中，二腈抑制在正极表面的电解液的分解且改善电池的耐久性，并且二腈在正极表面被氧化分解而生成分解产物。此外，该分解产物移动至负极侧与特定的醚、及氟磷酸盐一起在负极表面形成覆膜。此时，可认为：正极中包含的磷酸化合物参与二腈的氧化分解反应(起到催化作用)，使二腈的氧化分解形态发生变化，由此在负极表面形成低电阻的保护覆膜。由此，能够大幅改善常温再生特性，能够兼顾高耐久性和优异的常温再生。另一方面，可认为：虽然正极中不存在磷酸化合物时、以及非水电解质中不存在二腈、特定的醚、及氟磷酸盐时均在负极表面形成覆膜，但与本专利技术的电池相比，覆膜的电阻高且常温再生特性降低。以下对实施方式的一个例子进行详细说明。在实施方式的说明中参照的附图是示意性记载的图，具体的尺寸比率等应参考以下的说明进行判断。以下，示例出卷绕结构的电极体收容在圆筒形的电池外壳中的圆筒形电池，但电极体的结构不限定于卷绕结构，还可以是隔着分隔件交替地层叠多个正极和多个负极的层叠结构。另外，电池外壳不限定于圆筒形，可以示例出方形(方形电池)、硬币形(硬币形电池)等的金属制壳、由树脂薄膜构成的树脂制壳(层压电池)等。图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池10的截面图。如图1所示，非水电解质二次电池10具备：电极体14、非水电解质(未图示)、及收容电极体14和非水电解质的电池外壳。电极体14具有隔着分隔件13卷绕正极11和负极12的卷绕结构。电池外壳由有底圆筒形状的壳主体15、及封闭该主体的开口部的封口体16构成。非水电解质二次电池10具备分别配置在电极体14的上方和下方的绝缘板17、18。图1所示的例子中，安装在正极11的正极引线19通过绝缘板17的贯通孔延伸至封口体16侧，安装在负极12的负极引线20通过绝缘板18的外侧延伸至壳主体15的底部侧。正极引线19通过焊接等与作为封口体16的底板的过滤器22的下表面连接，与过滤器22电连接的封口体16的顶板的盖子26成为正极端子。负极引线20通过焊接等与壳主体15的底部内表面连接，壳主体15成为负极端子。壳主体15是例如有底圆筒形状的金属制容器。在壳主体15和封口体16之间设置了垫片27，以确保电池壳内部的密闭性。壳主体15例如具有从外侧挤压侧面部而形成的、用于支撑封口体16的鼓凸部21。鼓凸部21优选沿着壳主体15的圆周方向而形成环状，通过其上表面支撑封口体16。封口体16具有过滤器22和配置在其上方的阀体。阀体封闭住过滤器22的开口部22a，在由内部短路等导致的发热而使电池的内压上升时发生断裂。图1所示的例子中，作为阀体设置了下阀体23和上阀体25，进一步设置有配置在下阀体23和上阀体25之间的绝缘构件24和盖子26。构成封口体16的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件24之外的各构件彼此电连接。电池的内压大幅上升时，例如下阀体23在较薄部断裂，由此上阀体25向盖子26侧膨胀而与下阀体23分离，从而切断两者的电连接。进而内压上升时，上阀体25断裂，气体从盖子26的开口部26a排出。[正极]正极包含含锂过渡金属化合物和磷酸化合物。正极具备：正极集电体、及在该集电体上形成的正极复合材料层，正极复合材料层包含含锂过渡金属化合物和磷酸化合物。正极集电体可以使用铝等在正极的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置在表层的薄膜等。正极复合材料层除了含锂过渡金属化合物、磷酸化合物之外还包含导电材料和树脂粘结剂是适宜的。正极可以通过如下方式来制作：例如在正极集电体上涂布包含含锂过渡金属化合物、磷酸化合物、导电材料和树脂粘结剂等的正极复合材料浆料，使涂膜干燥后进行轧制而在集电体的两面形成正极复合材料层。正极复合材料层的厚度例如为50～120μm。含锂过渡金属氧化物优选至少含有镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、更优选进一步含有选自锆(Zr)、5族元素和6族元素中的至少1种的金属元素。含锂过渡金属氧化物是例如通式：LiαNixM(1―x)O2(0.1≤α≤1.2、0.3≤x、M至少包含Co、Mn，优选进一步包含Zr、W)所示的复合氧化物。作为5族元素、6族元素，可列举出：钒(V)、铬(Cr)、铌(Nb)、钽(Ta)、钨(W)。其中，优选W。含锂过渡金属氧化物作为正极活性物质发挥作用。作为含锂过渡金属氧化物中含有的金属元素，除了Co、Ni、Mn、Zr、5族元素、6族元素之外，还可列举出：硼(B)、镁(Mg)、铝(Al)、钛(Ti)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锶(Sr)、铟(In)、锡(Sn)等。含锂过渡金属氧化物可以使用1种，还可以组合使用2种以上。含锂过渡金属氧化物中的Zr、W的含量相对于该氧化物中含有的过渡金属的总摩尔量，优选0.01～3摩尔％、特别优选0.05～1摩尔％。含锂过渡金属氧化物中固溶有Zr、W是适宜的。作为在含锂过渡金属氧化物中固溶Zr、W的方法，例如可以示例出如下方法：混合含有Ni、Co、Mn的复合氧化物、氢氧化锂、碳酸锂等锂化合物、及氧化锆、氧化钨等钨化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极及非水电解质，所述正极包含含锂过渡金属氧化物和磷酸化合物，所述非水电解质包含通式：NC‑A‑CN所示的二腈、通式：R1‑O‑R2‑O‑R3所示的醚、及氟磷酸盐，通式中，A是碳数1～10的直链状烃、或是包含碳数1～10的主链和至少1个碳数3以下的侧链的烃，R1、R3是具备碳数1～3的主链的基团，R2为碳数1～3的链状烃基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 JP 2016-0374111.一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极及非水电解质，所述正极包含含锂过渡金属氧化物和磷酸化合物，所述非水电解质包含通式：NC-A-CN所示的二腈、通式：R1-O-R2-O-R3所示的醚、及氟磷酸盐，通式中，A是碳数1～10的直链状烃、或是包含碳数1～10的主链和至少1个碳数3以下的侧链的烃，R1、R3是具备碳数1～3的主链的基团，R2为碳数1～3的链状烃基。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述醚为1,2-二甲氧基乙烷。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田晓彦，新名史治，柳田胜功，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP