非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种在非水电解液中添加有氟代磺酸锂的非水电解液二次电池，其低温性能优异。在此公开的非水电解液二次电池包含正极、负极和非水电解液。所述正极具备正极活性物质层。所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少包含锂、镍、锰和钴。所述非水电解液含有氟代磺酸锂。所述正极活性物质的邻苯二甲酸二丁酯吸收量为28mL/100g以上且45mL/100g以下。所述非水电解液中的氟代磺酸锂的含量为0.15质量％以上且1.0质量％以下。

Non-aqueous electrolyte secondary battery

The invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery with lithium fluorosulfonate added in non-aqueous electrolyte, which has excellent low temperature performance. The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein comprises a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte. The positive pole has a positive active material layer. The cathode active material layer contains a lithium transition metal composite oxide as a cathode active material, and the lithium transition metal composite oxide comprises at least lithium, nickel, manganese and cobalt. The non-aqueous electrolyte contains lithium fluorosulfonate. The absorption of dibutyl phthalate of the cathode active substance is more than 28 mL/100g and less than 45 mL/100g. The content of lithium fluorosulfonate in the non-aqueous electrolyte is more than 0.15 mass% and less than 1.0 mass%.

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池
本专利技术涉及非水电解液二次电池。
技术介绍
近年来，锂离子二次电池等非水电解液二次电池，适合用于个人电脑、便携终端等的移动电源、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等的车辆驱动用电源等。伴随非水电解液二次电池的普及，期望进一步高性能化。为了使非水电解液二次电池的性能提高，已知向非水电解液添加氟代磺酸锂的技术(例如参照专利文献1)。如专利文献1(特别是0280段)记载，正极活性物质通常使用锂过渡金属复合氧化物。如专利文献1(特别是0289段)记载，该锂过渡金属复合氧化物通常是一次粒子凝集形成二次粒子的球状粒子的形态。在先技术文献专利文献1：日本专利申请公开第2011-187440号公报
技术实现思路
但是，本专利技术人认真研究的结果，发现专利文献1记载的技术在低温性能上存在问题。具体而言，发现专利文献1记载的技术，存在低温下流通大电流时的放电容量不充分这样的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种在非水电解液中添加有氟代磺酸锂的、且低温性能优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池，包含正极、负极和非水电解液。所述正极具备正极活性物质层。所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少含有锂、镍、锰和钴。所述非水电解液含有氟代磺酸锂。所述正极活性物质的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收量为28mL/100g以上且45mL/100g以下。氟代磺酸锂在所述非水电解液中的含量为0.15质量％以上且1.0质量％以下。如果正极活性物质的DBP吸收量小于28mL/100g，则正极活性物质的非水电解液的保持性降低，在正极活性物质表面的具有良好的离子传导性(特别是成为电荷载体的离子的传导性)的被膜的形成中产生不均而导致电阻增加，其结果，低温性能变差。如果正极活性物质的DBP吸收量大于45mL/100g，则正极活性物质粒子的强度降低发生破裂，其结果，集电性劣化，低温性能变差。或者，与非水电解液的反应活性点增加，被膜过度地生成，其结果，低温性能变差。如果氟代磺酸锂的含量小于0.15质量％，则正极活性物质表面的被膜形成不充分，导致离子传导性(特别是成为电荷载体的离子的传导性)降低，其结果，电阻增加，低温性能变差。如果氟代磺酸锂的含量大于1.0质量％，则被膜形成量过多，导致电子传导性的降低，其结果，电阻增加，低温性能变差。因此，通过适当管理正极活性物质的保液性以及氟代磺酸锂在非水电解液中的含量，能够在正极活性物质表面均匀地形成来自于氟代磺酸锂的、具有良好的离子传导性(特别是成为电荷载体的离子的传导性)的被膜。由此，根据这样的技术构成，能够提供在非水电解液中添加有氟代磺酸锂的、且低温性能优异的非水电解液二次电池。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述锂过渡金属复合氧化物中，相对于镍、锰和钴的合计含量，镍的含量为34摩尔％以上。根据这样的技术构成，非水电解液二次电池的电阻降低，并且容量增大。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述非水电解液还含有双草酸硼酸锂。根据这样的技术构成，双草酸硼酸锂促进非水电解液的分解反应，能够得到更均匀的被膜，能够使非水电解液二次电池的低温性能进一步提高。更优选的一个技术方案中，双草酸硼酸锂在所述非水电解液中的含量为0.1质量％以上。根据这样的技术构成，由双草酸硼酸锂带来的被膜改质效果提高，能够使低温性能进一步提高。进一步优选的一个技术方案中，双草酸硼酸锂在所述非水电解液中的含量为0.5质量％以上。根据这样的技术构成，由双草酸硼酸锂带来的被膜改质效果进一步提高，能够使低温性能更进一步提高。在此公开的非水电解液二次电池的一个优选技术方案中，所述非水电解液还含有二氟磷酸锂。根据这样的技术构成，能够使被膜的离子传导性(特别是成为电荷载体的离子的传导性)进一步提高，能够使非水电解液二次电池的低温性能进一步提高。更优选的一个技术方案中，二氟磷酸锂在所述非水电解液中的含量为0.1质量％以上。根据这样的技术构成，由二氟磷酸锂带来的被膜改质效果提高，能够使低温性能进一步提高。更优选的一个技术方案中，二氟磷酸锂在所述非水电解液中的含量为0.5质量％以上。根据这样的技术构成，由二氟磷酸锂带来的被膜改质效果提高，能够使低温性能更进一步提高。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池的内部结构的剖视图。图2是表示本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池的卷绕电极体的结构的示意图。图3是表示具有开孔中空结构的正极活性物质粒子的一例的示意剖视图。附图标记说明20卷绕电极体30电池壳体36安全阀42正极端子42a正极集电板44负极端子44a负极集电板50正极片(正极)52正极集电体52a正极活性物质层非形成部分54正极活性物质层60负极片(负极)62负极集电体62a负极活性物质层非形成部分64负极活性物质层70隔膜片(隔膜)100锂离子二次电池具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。再者，本说明书中特别提及的事项以外的且本专利技术的实施所需的事项(例如不作为本专利技术的特征的非水电解液二次电池的一般结构和制造工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域的现有技术的设计事项来掌握。本专利技术可以基于本说明书公开的内容和该领域的技术常识而实施。另外，以下的附图中，对发挥相同作用的构件、部位附带相同的附图标记进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。再者，本说明书中“二次电池”通常是指可重复充放电的蓄电设备，包括所谓的蓄电池以及双电层电容器等蓄电元件。另外，“非水电解液二次电池”是指具备非水电解液(典型地为在非水溶剂中包含支持电解质的非水电解液)的电池。以下，以具有扁平形状的卷绕电极体和扁平形状的电池壳体的扁平方型的锂离子二次电池为例，对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限定于该实施方式记载的内容。图1所示的锂离子二次电池100，是通过扁平形状的卷绕电极体20和非水电解液(未图示)收纳在扁平方形的电池壳体(即外装容器)30中而构建的密闭型电池。电池壳体30设有外部连接用的正极端子42和负极端子44、以及被设定为在电池壳体30的内压上升到预定级别以上时开放该内压的薄壁的安全阀36。另外，电池壳体30设有用于注入非水电解液的注入口(未图示)。正极端子42与正极集电板42a电连接。负极端子44与负极集电板44a电连接。作为电池壳体30的材质，例如使用铝等重量轻且热传导性优异的金属材料。如图1和图2所示，卷绕电极体20具有正极片50和负极片60隔着两枚长条状的隔膜片70重叠并沿长度方向卷绕的形态，所述正极片50在长条状的正极集电体52的单面或两面(在此为两面)上沿着长度方向形成有正极活性物质层54，所述负极片60在长条状的负极集电体62的单面或两面(在此为两面)上沿着长度方向形成有负极活性物质层64。再者，以从卷绕电极体20的卷绕轴方向(即、与上述长度方向正交的片材宽度方向)的两端向外侧伸出的方式形成的正极活性物质层非形成部分52a(即、没有形成正极活性物质层54的露出了正极集电体52的部分)和负极活性物质层非形成部分62a(即、没有形成负极活性物质层64的露出了负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池，包含正极、负极和非水电解液，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少包含锂、镍、锰和钴，所述非水电解液含有氟代磺酸锂，所述正极活性物质的邻苯二甲酸二丁酯吸收量为28mL/100g以上且45mL/100g以下，所述非水电解液中氟代磺酸锂的含量为0.15质量％以上且1.0质量％以下。

【技术特征摘要】
2017.09.11 JP 2017-1743311.一种非水电解液二次电池，包含正极、负极和非水电解液，所述正极具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物至少包含锂、镍、锰和钴，所述非水电解液含有氟代磺酸锂，所述正极活性物质的邻苯二甲酸二丁酯吸收量为28mL/100g以上且45mL/100g以下，所述非水电解液中氟代磺酸锂的含量为0.15质量％以上且1.0质量％以下。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，所述锂过渡金属复合氧化物中，相对于镍、锰和钴的合计含量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山哲理，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP