离子捕捉剂、锂离子电池用间隔件及锂离子二次电池制造技术

一种离子捕捉剂、及含有该离子捕捉剂的锂离子电池用间隔件或锂离子二次电池，该离子捕捉剂是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子捕捉剂、锂离子电池用间隔件及锂离子二次电池
本专利技术涉及离子捕捉剂、锂离子电池用间隔件及锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池与镍氢电池、铅蓄电池等其他二次电池相比质量轻且具有高输入输出特性，因此，作为电动汽车、混合动力型电动汽车等中使用的高输入输出用电源而受到关注。但是，当电池的构成材料中存在杂质(例如Fe、Ni、Mg、Cu等磁性杂质或其离子)时，在充放电时，有时构成正极的锂会在负极上析出。例如，在负极上析出的锂枝晶(dendrite)突破间隔件并到达正极，有时会成为短路的原因。此外，锂离子二次电池在夏天的车中等有时使用温度会达到40℃～80℃。此时，锰等金属会从作为正极的构成材料的含锂金属氧化物溶出并在负极上析出，有可能使电池的特性(容量等)降低。针对这样的问题，例如在专利文献1中记载了一种具有捕捉物质的锂离子二次电池，该捕捉物质具有通过吸收、键合或吸附来捕捉锂离子二次电池内部产生的杂质或副产物的功能，作为上述捕捉物质，列举了活性炭、硅胶和沸石等。此外，例如，在专利文献2中公开了一种非水系锂离子二次电池，其在非水电解液内分离地配置有正极和负极，该正极以在构成元素中包含Fe或Mn作为金属元素的锂化合物作为正极活性物质，该负极以可吸储、释放锂离子的碳材料作为负极活性物质，上述正极含有相对于上述正极活性物质为0.5～5wt％的沸石，该沸石的有效细孔径大于上述金属元素的离子半径且为0.5nm以下。另外，在专利文献3～5中公开了特定组成、结构的铝硅酸盐、使用其的锂离子二次电池及部件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-77103号公报专利文献2：日本特开2010-129430号公报专利文献3：国际公开第2012/124222号专利文献4：日本特开2013-105673号公报专利文献5：日本特开2013-127955号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的一个实施方式所要解决的课题在于提供一种高效地捕捉电池内部产生的杂质的离子捕捉剂。此外，本专利技术的其他实施方式所要解决的课题在于提供一种包含该离子捕捉剂、抑制电池特性的经时劣化、抑制电池容量的减少的锂离子电池用间隔件或锂离子二次电池。用于解决课题的手段本专利技术人为了提高杂质的吸附速度而进行了各种研究后，得到了如下见解：下述锂离子二次电池用离子捕捉剂可以高速地捕捉杂质，该锂离子二次电池用离子捕捉剂是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。根据本说明书，基于该见解，提供以下的方案。<1>一种离子捕捉剂，其是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。<2>根据<1>所述的离子捕捉剂，其中，上述层状磷酸盐化合物中所含的锂原子与磷酸基PO4的质量比(Li/PO4)为0.07以上。<3>根据<1>或<2>所述的离子捕捉剂，其中，上述层状磷酸盐化合物的比表面积为15m2/g以上。<4>根据<1>～<3>中任一项所述的离子捕捉剂，其中，上述层状磷酸盐化合物的水分含有率为1质量％以下。<5>根据<1>～<4>中任一项所述的离子捕捉剂，其中，上述层状磷酸盐化合物为α磷酸锆或α磷酸钛。<6>一种锂离子电池用间隔件，其具有含有<1>～<5>中任一项所述的离子捕捉剂的离子捕捉层。<7>一种锂离子二次电池，其具备正极、负极和电解液，其中，上述锂离子二次电池含有<1>～<5>中任一项所述的离子捕捉剂。专利技术效果根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种高效地捕捉电池内部产生的杂质的离子捕捉剂。此外，根据本专利技术的其他实施方式，可以提供一种包含该离子捕捉剂、抑制电池特性的经时劣化、抑制电池容量的减少的锂离子电池用间隔件或锂离子二次电池。附图说明图1是表示构成本实施方式的锂离子二次电池的带引线的蓄电元件的一例的示意图。图2是表示形态(S1)的间隔件的截面结构的示意图。图3是表示形态(S2)的间隔件的截面结构的示意图。图4是表示形态(S3)的间隔件的截面结构的示意图。图5是表示形态(S4)的间隔件的截面结构的示意图。具体实施方式以下，对本实施方式进行详细说明。另外，只要没有特别说明，“％”是指“质量％”，“份”是指“质量份”，“ppm”是指“质量ppm”。此外，在本实施方式中，表示数值范围的“下限～上限”的记载表示“下限以上且上限以下”，“上限～下限”的记载表示“上限以下且下限以上”。即，表示包含上限及下限的数值范围。此外，在本实施方式中，后述优选形态的两个以上的组合也为优选形态。本实施方式的离子捕捉剂是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。本实施方式的离子捕捉剂可以仅由担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物构成，也可以由该层状磷酸盐化合物和其他化合物构成。上述金属离子来源于锂离子二次电池的构成部件中存在的杂质、在高温下从正极溶出的金属。此外，本实施方式的离子捕捉剂对锰离子(Mn2+)、镍离子(Ni2+)、铜离子(Cu2+)、铁离子(Fe2+)等锂离子二次电池不需要的金属离子的捕捉速度快，因此，可以高效地捕捉可能成为短路的发生原因的上述金属离子。此外，离子交换基被锂离子取代前的层状磷酸盐化合物均为层状化合物，层内存在大量OH基。担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物也是层状化合物。通过使含有该含锂离子的磷酸盐化合物的离子捕捉剂包含在例如电解液或间隔件中，可以选择性地捕捉锰离子、镍离子等而不捕捉电解液中的锂离子。另外，本实施方式的离子捕捉剂赋予中性液体，因此，即使在添加到电解液中的情况下，也不会使其pH大幅变动。具体而言，当电解液中含有碱性物质时，伴随pH的上升，电解液容易分解而生成碳酸锂，会有电阻上升的不良情况，而本实施方式的离子捕捉剂不会导致这样的问题。此外，本实施方式的离子捕捉剂为无机物，因此，热稳定性、在有机溶剂中的稳定性优异。因此，在包含于锂离子二次电池的构成部件的情况下，即使在充放电过程中也可以稳定地存在。本实施方式如下所述。一种离子捕捉剂，其是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。上述含锂离子的磷酸盐化合物如下所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子捕捉剂，其是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 JP 2017-2401401.一种离子捕捉剂，其是担载有超过以质子作为离子交换基的层状磷酸盐化合物所具备的理论交换容量的锂离子且不具有结晶水的层状磷酸盐化合物。


2.根据权利要求1所述的离子捕捉剂，其中，
所述层状磷酸盐化合物中所含的锂原子与磷酸基PO4的质量比(Li/PO4)为0.07以上。


3.根据权利要求1或2所述的离子捕捉剂，其中，
所述层状磷酸盐化合物的比表面积为15m2/g以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野康晴，
申请(专利权)人：东亚合成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP