非水电解液二次电池及非水电解液制造技术

一种非水电解液二次电池以及非水电解液。该非水电解液二次电池包括：正极、负极以及非水电解液，其中非水电解液包含选自由Ｚｒ和属于周期表的第５族、第６族以及第１２～１５族的元素组成的组的元素的卤化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种在高温气氛下具有减少的膨胀同时保持良好 的循环特性的非水电解液二次电池。
技术介绍
近年来，已经出现许多便携式电子装置，诸如可携式摄像机 (camcorder )、数码相才几、便携式电话、个人数字助理以及笔记本 式计算才几，每个都实现了尺寸和重量的减少。电池，尤其是二次电 池作为用于这样的电子装置的便携式电源已经受到关注，并且为了 提高能量密度已经进行了深入细致的研究。最主要的是，使用碳作 为负才及活性物质、4里过渡金属复合氧化物作为正才及活性物质以及石友 酸酯混合物作为电解液的锂离子二次电池已被广泛地投入实际应 用，因为如与相关4支术的非水电解液二次电池如铅电池和镍镉电池 相比它们能够获得高能量密度。而且，4艮据一使用铝层压膜作为外部 (夕卜包装，exterior)的层压电池，由于外部薄和重量轻，因此可以 增加活性物质的量，并且能量密度较高。另一方面，存在这样的可能性，即，当电池暴露于高温气氛时， 电解液中的碳酸酯在与电极反应时发生分解以产生气体。在薄电池 诸如层压电池中，这样的现象导致电池的膨胀，因此，是特別有问 题的。因而，已提出通过向电解液中加入碳酸氟代亚乙酯(氟代碳酸乙烯酯，碳酸氟(化)乙烯酯，fluoroethylene carbonate )来抑制充-方文电循环时》文电容量保持率的降低(参见JP-A-2005-38722 )。
技术实现思路
然而，在4吏用-友酸氟4戈亚乙酯的情况下，仍然不足以抑制电池 在高温气氛下的膨力长，并且存在改善的余地。因而，期望l是供一种 能够抑制高温保存时的膨胀同时保持充-放电效率的电池。才艮据本专利技术，已经发现当电解液包含指定元素的卣化物时，减 少了在高温气氛下的膨胀同时保持良好的充-放电循环特性。即，根据本专利技术的一种实施例，4是供了下列非水电解液二次电池和非7jC电解液。(1) 一种包括正极、负极以及非水电解液的非水电解液二次 电池，其中，非水电解液包含选自由Zr和属于周期表的第5族、第6族以 及第12 ~ 15》矣的元素组成的组的元素的囟4匕物。(2) —种非水电解液，包含选自由Zr和属于周期表的第5族、 第6力矣以及第12 ~ 15族的元素组成的组的元素的卣化物。按照在^4居本专利技术 一种实施例中的非水电解液和非水电解液 二次电池，考虑到由于待包含在电解液中的指定元素的卣化物在初 始充电时在电极的表面上被分解以形成卣化锂的保护膜(保护涂层，protective coating )的原因而承卩制了由于电解液和电池活寸生物质 的反应引起的气体的产生。据此，不仅可以抑制高温保存时电池的 膨月长而且可以保持优异的充-i文电效率。附图说明图1是示出了根据本专利技术 一种实施例的非水电解液二次电池的 结构的分解透一见图。图2是示出了沿如图1所示的巻绕电极体的I-I线的结构的剖 视图。具体实施例方式在下文中，将参照附图详细地描述用于实施才艮据本专利技术的实施 例的最佳方式，但是不应当被解释为本专利技术限制于此。图1示意性地示出了根据本专利技术一种实施例的层压型电池的结 构。该二次电池是名为所谓的层压膜型的二次电池，其中具有安装 在其中的正极引线21和负极引线22的巻绕电极体20容纳在膜状 (film-like state )夕卜4卩才勾4牛(包装4牛，exterior member ) 30的内部。正才及引线21和负才及引线22每个/人外部构4牛30的内部朝向外 部以例如相同的方向引出。正极引线21和负4及引线22每个由金属 材料诸如铝、铜、镍以及不锈钢构成并且形成为薄板状或网络状。外部构件30由通过例如将尼龙力莫、铝箔以及聚乙烯力莫以该次 序粘贴而获得的矩形铝层压膜构成。外部构件30例如以这样的方 式设置使得聚乙烯膜侧和巻绕电极体20彼此相对配置(设置)，并 且其各自的外缘部(external edge )通过熔合或粘合剂而彼此紧密接 触(连接)。为了防止外部空气的侵入，将粘附膜31插入到外部构件30与每一正极引线21和负极引线22之间。粘附膜31由对正极 引线21和负极引线22具有粘附性的材料，诸如聚烯烃树脂，如聚 乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯以及改性聚丙烯构成。外部构件30也可以由具有其它结构的层压膜、高分子膜如聚 丙烯膜或金属膜代替上述铝层压膜构成。图2示出了沿如图1所示的巻绕电极体20的I-I线的截面结构。 巻绕电才及体20是通过借助于隔膜25和电解质层26层压和巻绕正 极23和负极24而制备的巻绕电极体，并且其最外周部由4呆护带27 保护。(活性物质层)正才及23具有一种结构，其中正才及活性物质层23B i殳置在正才及 集电体23A的两个表面上。负才及24具有一种结构，其中负4及活性 物质层24Bi殳置在负极集电体24A的两个表面上。负才及活性物质层 24B和正^L活性物质层23B ;f皮此相对配置。在才艮据本专利技术一种实施 例的非水电解液二次电池中，每个正才及活性物质层23B和负4 L活性 物质层24B的每一个表面具有的厚度为40 pm或更大，优选为不大 于80 (im，并且更优选为在40 jam以上且不大于60 pm的范围内。 当活性物质层的厚度为40(im或更大时，可以设计为实现电池的高 容量。而且，在活性物质层的厚度不大于80 pm的情况下，可以使 反复充电和放电时的放电容量保持率很高。(正极)正极集电体23A由金属材料例如铝、镍和不锈钢构成。正极活 性物质层23B包含作为正极活性物质的任何一种或多种能够吸留(嵌入，occlude)和释放(脱嵌)锂的正极材料，并且根据出现的 需要可以包含导电剂如碳材料和粘结剂如聚偏二氟乙烯。作为能够吸留和释放锂的正极材并+，锂复合氧化物，例如，钴 酸锂、镍酸锂以及它们的固溶体(Li(NixCoyMnz)02 )(其中x、 y和 z的<直满足0<x<l、0<y<l、0Sz<l以及(x + y + z) = 1的关系)、 和锂锰尖晶石(LiMn204)以及它的固溶体(Li(Mn2-vNiv)04)(其中 v的值满足v < 2的关系)；以及具有橄榄石结构的磷酸复合物例如 磷酸铁锂(LiFeP04)是优选的。这是因为可获得高能量密度。而 且，能够吸留和释放锂的正极材料的实例包括氧化物如二氧化钬、 氧化钒和二氧^b4孟；二碌u^b物如二好u^b4失、二好"t4太和二碌i/f匕钼； 碌J黄；以及导电聚合物如聚苯胺和聚蓬吩。(负极)负极24例如具有一种结构，其中负极活性物质层24B设置在 具有一对相对面的负才及集电体24A的两个表面上。负才及集电体24A 由金属材料如铜、镍以及不锈钢构成。负才及活性物质层24B包含作为负4及活性物质的任何一种或多 种能够吸留和释放锂的负极材料。该二次电池祐:设计为使得能够吸 留和释放锂的负极材料的充电容量大于正极23的充电容量，并且 <吏得在充电途中锂金属不会沉积在负才及24上。能够吸留和释放锂的负极材料的实例包括碳材料，例如，难石 墨化碳、易石墨化碳、石墨、热解碳、焦炭、玻璃碳、有机高分子 化合物烧成才才料(organic high-molecular compound burned material )、 碳纤维以及活性炭。在这些之中，焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次电池，包括：　　　　正极；　　　　负极；以及　　　　非水电解液，其中，　　　　所述非水电解液包含选自由Ｚｒ和属于周期表的第５族、第６族以及第１２～１５族的元素组成的组的元素的卤化物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川岛敦道，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]