锂二次电池及锂二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供高容量且伴随着充放电循环的容量降低小的锂二次电池及其制造方法。锂二次电池的特征在于，具备包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及非水电解液，非水电解液含有由通式(RO)3(BO)3(这里，R各自独立地是碳原子数为2～6的有机基团)所示的环硼氧烷化合物，环硼氧烷化合物的摩尔数与锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为5.7×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池及锂二次电池的制造方法
本专利技术涉及锂二次电池以及锂二次电池的制造方法。
技术介绍
锂二次电池在便携电话、便携用个人电脑等移动式通信用电源、家庭用电气设备用电源、电力储存装置、不间断电源装置等的固定用电源、船舶、铁道、汽车等的驱动电源等领域中实用化广泛地进行着。已知锂二次电池的容量、输出等会随着反复充放电而降低。因此，要求电池性能的经时劣化小、循环特性优异的锂二次电池。以往，作为抑制锂二次电池的电池性能的经时劣化的技术，提出了将具有环硼氧烷环的环硼氧烷(boroxine)化合物添加至电解质(电解液)的技术。例如，专利文献1中公开了一种非水电解质二次电池，其是具备负极、正极、隔膜以及非水电解质的非水电解质二次电池，负极包含在0.3V(vs.Li+/Li)以上2.0V(vs.Li+/Li)以下进行锂离子的脱离和插入的活性物质，非水电解质中含有有机硼化合物。专利文献1中指出有机硼化合物的浓度只要为0.005mol/L以上20mol/L以下的范围即可(参照第0100段)。此外，专利文献2中公开了一种非水电解质二次电池，其是包含正极和负极、隔膜以及在非水系溶剂中溶解有锂盐的非水电解质的非水电解质二次电池，非水电解质包含具有环硼氧烷环且带有(聚)环氧烷链的化合物。专利文献2中指出带有环硼氧烷环的化合物的添加量相对于电解质液所包含的LiPF61mol优选为0.005～0.3mol的范围(参照第0030段)。此外，专利文献3中公开了一种非水电解质二次电池，其是包含正极和负极、隔膜以及在非水系溶剂中溶解有锂盐的非水电解质的非水电解质二次电池，非水电解质包含具有环硼氧烷环且带有(聚)环氧烷链的化合物。专利文献3中指出期望环硼氧烷化合物的量相对于LiPF6和非水溶剂的合计量为0.1重量％～1.0重量％(参照第0034段)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-156087号公报专利文献2：日本特开2003-168476号公报专利文献3：日本特开2015-041531号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1～专利文献3所记载的二次电池中，环硼氧烷化合物的适当的添加量是基于电解液的总量(即，作为电解质的LiPF6的量、非水溶剂的量)来规定的。然而，就锂二次电池中所使用的电解液的总量而言，一般往往会根据电池的容量来设定。因此，在对于各种容量的锂二次电池应用环硼氧烷化合物的情况下，会根据电解液的总量来增减环硼氧烷化合物的添加量。然而，环硼氧烷化合物本身具有在电解液中易于发生分解等反应的性质。因此，如果环硼氧烷化合物的添加量不适当，则有电解液的组成经时的变化变大的担忧。此时，如专利文献1所公开的那样，如果限制锂二次电池的工作电压，则虽然可以抑制环硼氧烷化合物的分解，但得不到高容量的可能性会升高。此外，对于锂二次电池，期望不论容量如何，循环特性的进一步提高。因此，本专利技术的目的在于提供高容量且伴随着充放电循环的容量降低小的锂二次电池及其制造方法。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术涉及的锂二次电池的特征在于，具备：包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及电解液，上述电解液含有由通式(RO)3(BO)3(这里，R各自独立地是碳原子数为2～6的有机基团)所示的环硼氧烷化合物，上述环硼氧烷化合物的摩尔数与上述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为5.7×10-3以下。此外，本专利技术涉及的其它锂二次电池的特征在于，具备：包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及电解液，上述电解液含有由通式POxFy所示的磷酸化合物，上述磷酸化合物的摩尔数与上述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为1.6×10-3以下。此外，本专利技术涉及的锂二次电池的制造方法的特征在于，是具备包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及电解液的锂二次电池的制造方法，将由通式(RO)3(BO)3(这里，R各自独立地是碳原子数为2～6的有机基团。)所示的环硼氧烷化合物添加至上述电解液中，以使上述环硼氧烷化合物的摩尔数与上述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为5.7×10-3以下。专利技术效果根据本专利技术，可以提供高容量且伴随着充放电循环的容量降低小的锂二次电池及其制造方法。附图说明图1为示意性示出本专利技术的一实施方式涉及的锂二次电池的结构的截面图。具体实施方式以下，对于本专利技术的一实施方式涉及的锂二次电池用及其制造方法进行详细地说明。另外，以下的说明表示本专利技术的内容的具体例，本专利技术不限定于此。本专利技术在本说明书所公开的技术思想的范围内，可以由本领域技术人员进行各种变更。＜电池结构＞图1为示意性示出本专利技术的一实施方式涉及的锂二次电池的结构的截面图。如图1所示那样，本实施方式涉及的锂二次电池1具备正极10、隔膜11、负极12、电池容器13、正极集电极耳14、负极集电极耳15、内盖16、内压开放阀17、垫圈18、正温度系数(PositiveTemperatureCoefficient；PTC)电阻元件19、电池盖20、轴心21。电池盖20是由内盖16、内压开放阀17、垫圈18和电阻元件19形成的一体化部件。正极10和负极12设为片状，夹持隔膜11而彼此重叠。而且，正极10、隔膜11和负极12通过卷绕于轴心21的周围，从而形成为圆筒形状的电极组。轴心21可以设为适于正极10、隔膜11和负极12的支撑的任意的截面形状。作为截面形状，可举出例如，圆筒形状、圆柱形状、方筒形状、角形状等。此外，轴心21可以以绝缘性良好的任意的材质来设置。作为轴心21的材料，可举出例如聚丙烯、聚苯硫醚等。电池容器13可以由相对于电解液具有耐蚀性的材料，例如，铝、不锈钢、镍镀钢等来形成。在将电池容器13与正极10或负极12电连接的情况下，选定的材料要使得在与电解液接触的部分不引起电池容器13的腐蚀、由与锂的合金化导致的材料的变质。电池容器13的内面可以实施用于提高耐蚀性、密合性的表面加工处理。通过点焊、超声波焊接等，将电流引出用的正极集电极耳14、负极集电极耳15分别与正极10和负极12连接。设置有正极集电极耳14和负极集电极耳15的电极组被收纳于电池容器13内。正极集电极耳14电连接于电池盖20的底面。此外，负极集电极耳15电连接于电池容器13的内壁。正极集电极耳14、负极集电极耳15如图1所示那样，可以相对于电极组设置多个。通过设置多个，从而能够对应于大电流。电池容器13的内部注入有电解液(非水电解液)。电解液的注入方法可以是在将电池盖20开放了的状态下直接注入的方法，也可以是在将电池盖20封闭了的状态下从设置于电池盖20的注入口注入的方法等。电池容器13的开口通过将电池盖20利用焊接、紧固等进行接合来密闭。另外，电池盖20中设置有内压开放阀17，在电池容器13的内压过度地上升了的情况下，使其开放。＜正极＞正极10包含锂过渡金属复合氧化物作为能够将锂离子可逆地吸留和放出的正极活性物质。正极10例如通过具备包含正极活性物质、导电剂以及粘合剂而组成的正极合材层以及一面或两面涂覆有正极合材层的正极集电体来构成。作为正极活性物质的锂过渡金属复合氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池，其特征在于，具备包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及非水电解液，所述非水电解液含有由通式(RO)3(BO)3所示的环硼氧烷化合物，通式(RO)3(BO)3中，R各自独立地是碳原子数为2～6的有机基团，所述环硼氧烷化合物的摩尔数与所述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为5.7×10‑3以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.21 JP 2016-0855541.一种锂二次电池，其特征在于，具备包含能够将锂离子可逆地吸留和放出的锂过渡金属复合氧化物的正极、负极以及非水电解液，所述非水电解液含有由通式(RO)3(BO)3所示的环硼氧烷化合物，通式(RO)3(BO)3中，R各自独立地是碳原子数为2～6的有机基团，所述环硼氧烷化合物的摩尔数与所述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为5.7×10-3以下。2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述环硼氧烷化合物的摩尔数与所述锂过渡金属复合氧化物所具有的过渡金属原子的摩尔数之比的值为1.0×10-3以上5.7×10-3以下。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂过渡金属复合氧化物的表面的一部分被氟化。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂过渡金属复合氧化物的表面的一部分具有硼原子。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的锂二次电池，其特征在于，所述非水电解液进一步含有碳酸亚乙烯酯。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的锂二次电池，其特征在于，所述非水电解液含有由通式POxFy所示的磷酸化合物。7.根据权利要求1～6中的任一项所述的锂二次电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：春名博史，高桥心，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本,JP