非水电解质电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解质电池，本发明专利技术的非水电解质电池中所使用的非水电解质的特征是，含有碳酸亚乙烯酯（ＶＣ）和硼氟化锂（ＬｉＢＦ↓［４］），并且还含有从环烷基苯衍生物或者具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物中选择的至少一种的衍生物。如果使用此种非水电解质，则即使降低ＬｉＢＦ↓［４］的含量，也可以大幅度地改善高温保存特性，并且可以防止电池的容量降低。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质电池
本专利技术涉及具备吸贮、放出锂离子的正极，和吸贮、放出锂离子的负极，和将这些正极和负极隔离的隔膜，和在非水溶剂中溶解了由锂盐构成的溶质的非水电解质的非水电解质电池。
技术介绍
近年来，携带电话、个人电脑、PDA等移动信息终端的小型轻量化迅速地发展，以具有高能量密度并且容量高的锂离子电池为代表的非水电解质电池作为此种移动信息终端的驱动电源而得到广泛应用。此种非水电解质电池通常是使用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFeO2等含有锂的过渡金属复合氧化物构成的正极、由石墨等碳材料构成的负极、在非水溶剂中溶解了由锂盐构成的溶质的非水电解质而构成的电池。但是，在此种非水电解质电池的成为负极活性物质的材料的表面，由于成为电解液的成分的有机溶剂的作用，会产生对电池特性造成不良影响的副反应。由此，为了使负极不与有机溶剂直接反应，在负极表面形成覆盖膜，并且控制该覆盖膜的形成状态或性质就成为重要的课题。作为控制此种负极表面覆盖膜(SEI：Solid Electrolyte Interface)的技术，一般来说，已知有在电解液中添加特殊的添加剂的技术。作为代表性的添加剂，已知有专利文献1中所示的碳酸亚乙烯酯(VC)，将该碳酸亚乙烯酯添加到在非水溶剂中溶解了由锂盐构成的溶质的电解液中而使用。另外，在以尖晶石型锰酸锂作为正极活性物质，使用了LiPF6作为非水电解质的溶质的非水电解质电池中，由于少量的H2O的存在，LiPF6被逐渐分解，生成氢氟酸(HF)，其使Mn溶出而使正极活性物质的特性显著降低。由此，在专利文献2中提出取代LiPF6而使用LiBF4作为非水电解质的溶质的方案。但是，在使用LiBF4作为非水电解质的溶质的非水电解质电池中，尽-->管HF浓度被控制得较低，但是当在高温下保存时，由于会从负极中产生以二氧化碳为主成分的气体，因此不能说高温保存特性良好。所以，在专利文献3中提出，通过将使用LiBF4作为溶质的非水电解质的HF浓度限制在30ppm以上、1000ppm以下，来改善高温保存特性。[专利文献1]特开平8-45545号公报[专利文献2]特开2000-12025号公报[专利文献3]特开2002-231307号公报但是，如所述的专利文献1中所示，当将添加了碳酸亚乙烯酯(VC)的电解液用于非水电解质电池中时，则在负极的表面形成SEI，抑制负极上的副反应而改善循环特性，但另一方面所形成的覆盖膜(SEI)由于十分牢固，因此在初期充电时，Li离子作为金属而向负极表面析出，充电效率降低，而产生初期容量降低的问题。另外，使用了添加了VC的电解液的非水电解质电池对高温循环特性的改善效果不充分，并且在高温保存时还会产生出现电池膨胀之类的问题。这被估计是因为，当将使用了添加了VC的电解液的非水电解质电池放置在高温下时，则VC被氧化分解而产生二氧化碳。另外，如所述的专利文献2和专利文献3中所示，为了将一般被广泛使用的LiPF6置换为LiBF4，需要使用大量的LiBF4。该情况下，为了在负极表面形成较厚的覆盖膜，在电池完成后不久的最初的充电中，锂金属在负极表面析出，充放电效率降低，从而产生电池的容量降低的问题。像这样，在LiBF4的使用中，需要同时实现充分的保存特性的改善和对作为其副作用而产生的容量降低的防止。所以，当减少LiBF4的使用量时，虽然在负极表面不形成较厚的覆盖膜，可以防止电池的容量降低，但是相反地，会产生特别是高温保存特性的改善效果降低的问题。
技术实现思路
所以，本专利技术是为了解决此种问题而完成的，目的在于，提供在维持了电池容量的同时，可以抑制高温保存时的容量降低的非水电解质电池。为了达成所述目的，本专利技术的非水电解质电池中所使用的非水电解质-->的特征是，含有碳酸亚乙烯酯(VC)和硼氟化锂(LiBF4)，并且还含有从环烷基苯衍生物或者具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物中选择的至少一种的衍生物。像这样，当在含有VC和LiBF4的非水电解质中，还含有从环烷基苯衍生物或者具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物中选择的至少一种的衍生物时，则即使降低LiBF4的含量，也可以大幅度地改善高温保存特性，并且可以防止电池的容量降低。其理由虽然还不清楚，但是可以如下推测。即，这些添加剂都与正极活性物质反应而在正极表面形成覆盖膜。但是，在将这些添加剂组合使用的情况下所形成的覆盖膜与将这些添加剂单独使用的情况下所形成的覆盖膜不同，因为其是在高温保存下适于保护正极活性物质不与非水电解质反应的物质。此时，相对于非水电解质的质量，优选将碳酸亚乙烯酯(VC)的含量设为1质量％以上3质量％以下，将硼氟化锂(LiBF4)的含量设为0.05质量％以上0.5质量％以下，将所述衍生物的含量设为0.5质量％以上3质量％以下。另外，硼氟化锂(LiBF4)的含量更优选相对于非水电解质的质量为0.1质量％以上0.2质量％以下。而且，作为环烷基苯衍生物，优选环己基苯或者环戊基苯。另外，作为具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物，优选叔戊基苯、叔丁基苯或叔己基苯。另外，另外，正极优选含有由钴酸锂和尖晶石型锰酸锂构成的混合正极活性物质。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的非水电解质电池的剖面图，图1(a)表示图1(b)的B-B剖面，图1(b)表示图1(a)的A-A剖面。其中，10...非水电解质电池，11...负极，11a...负极引线，12...正极，13...隔膜，14...外包装罐(正极端子)，15...封口体，15a...负极端子，15b...绝缘体，15c...端子板，16...隔块具体实施方式-->下面，将对本专利技术的实施方式进行说明，但是本专利技术并不受该实施方式的任何限定，可以在不改变本专利技术的目的的范围内适宜变更而实施。而且，图1是示意性地表示本专利技术的非水电解质电池的剖面图，图1(a)表示图1(b)的B-B剖面，图1(b)表示图1(a)的A-A剖面。1.负极的制作首先，将鳞片状天然石墨粉末(例如(002)面的面间隔(d002)为3.358，c轴方向的微晶的大小(Lc)为1000，平均粒径为20μm的粉末)、作为粘结剂的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的悬浮液(固形部分为48％)分散在水中。其后，添加作为增稠剂的羧甲基纤维素(CMC)，制作了负极料浆。此时，按照使干燥后的固形部分的质量比石墨∶SBR∶CMC为100∶3∶2的方式调制。其后，将该负极料浆利用刮刀法涂布在由铜箔(例如厚度为8μm的)制成的负极集电体的两面，形成了负极活性物质层。然后，在使之干燥后，按照达到特定的填充密度的方式进行压延，切割为特定的形状，在110℃下真空干燥2小时，制作了负极11。此时，负极活性物质层的涂布质量达到一定的部位的干燥后的两面的质量为200g/m2(单面为100g/m2：其中除去集电体的质量)，活性物质的填充密度达到1.5g/m3。而且，从负极11的一个端部延伸出来形成了负极引线11a。而且，作为粘结剂，也可以取代苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)，而使用苯乙烯丁二烯共聚体、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯腈、(甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，是具备吸贮、放出锂离子的正极，和吸贮、放出锂离子的负极，和将这些正极和负极隔离的隔膜，和在非水溶剂中溶解了由锂盐构成的溶质的非水电解质的非水电解质电池，其特征是，所述非水电解质含有碳酸亚乙烯酯（ＶＣ）和硼氟化锂（ＬｉＢＦ↓［４］），并且还含有从环烷基苯衍生物或者具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物中选择的至少一种的衍生物。

【技术特征摘要】
JP 2003-12-24 2003-4271081.一种非水电解质电池，是具备吸贮、放出锂离子的正极，和吸贮、放出锂离子的负极，和将这些正极和负极隔离的隔膜，和在非水溶剂中溶解了由锂盐构成的溶质的非水电解质的非水电解质电池，其特征是，所述非水电解质含有碳酸亚乙烯酯(VC)和硼氟化锂(LiBF4)，并且还含有从环烷基苯衍生物或者具有与苯环直接结合的季碳并且不具有与苯环直接结合的烷基的烷基苯衍生物中选择的至少一种的衍生物。2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其特征是，所述碳酸亚乙烯酯(VC)的含量相对于所述非水电解质的质量在1质量％以上3质量％以下，所述硼氟化锂(LiBF4)的含量相对于所述非水电解质的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：川上和幸，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]