非水电解质电池制造技术

一种非水电解质电池，已经改善了高负荷环境下的性能，并引入合适含量的碳酸亚乙烯酯的非水电解质溶液来改善所述非水电解液的电导率，从而使锂离子的掺杂／去掺杂平稳进行，因此降低了内阻。所以，随之增大了所述电池的初始容量并实现了令人满意的高负荷性能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水电解质电池，该电池具有正极、负极和非水电解质。
技术介绍
到目前为止，镍镉蓄电池、铅蓄电池被广泛用作电子设备的二次电池。近年来，由于电子技术已经发展，电子设备的尺寸已经减小，并且已经使用了便携结构的电子设备。所以，已经要求提高电子设备用的二次电池的能量密度。镍镉蓄电池和铅蓄电池的放电电压低而不能令人满意。因此不能获得足够高的能量密度。 因此，已经广泛研究并开发了所谓锂离子电池。所述锂离子电池特征在于其长循环寿命，因为放电电压高、自发放电小。锂离子电池是一种非水电解质电池，包括由可以掺杂/去掺杂锂离子的碳材料构成的负极。锂离子电池的正极由锂过渡金属氧化物构成，其通式为LiMxOy(这里，M是至少一种选自Co、Ni、Mn、Fe、Al、V和Ti中的材料)。 在锂电池中，锂离子由于放电从所述正极中去掺杂。上述锂离子插入到所述负极的碳的间隙中，从而与碳形成一种化合物。所述现象称为一种“掺杂现象”。当所述放电是一种塑料薄膜时，所述负极中的锂形成锂离子。锂离子从碳中放出回到LiMxOy。所述现象称为“去掺杂现象”。也就是说，锂离子电池由于锂离子的运动产生电能。非水电解液主要涉及锂离子的运动。注意所述非水电解液是非水电解质之一。 为了改善非水电解质电池的性能，包括电池的内阻和初始容量，非水电解液的移动锂离子的性能与正极和负极的性能是同样重要的。 非水电解液的实例为碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、1，2-二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯。混合上述材料制备的非水电解液可以获得高介电常数，改善电池性能。所以，广泛使用非水电解液。 近年来，要求一种可以用于使用大能量条件(下文简称为“高负荷环境”)中的电池。即必须改善在大负荷条件中的电池性能(下文简称为“高负荷性能”)。为了改善所述高负荷性能，必须进一步研究非水电解液的组成等。
技术实现思路
由于上述原因，本专利技术的一个目的是提供一种表现出令人满意的高负荷性能的非水电解质电池。 为了达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种非水电解质电池，包括一种能够掺杂/去掺杂锂离子的材料构成的负极；一种由含有锂的材料构成的正极；以及一种非水电解质，其中，所述非水电解质含有由化学式1表示的碳酸亚乙烯酯 根据本专利技术并且如上述构造的非水电解质电池能够降低内阻，增大初始容量。因此，可以改善高负荷性能。在所述非水电解质中所含的碳酸亚乙烯酯的量是1ppm或更大，并且小于100ppm。 在本专利技术另一方面，提供一种非水电解质电池，包括包括在其两面上形成有可以进行锂离子的掺杂/去掺杂的材料的负极集电体的负极；包括在其两面上形成有含锂材料的正极集电体的正极；隔板；以及非水电解质，其中，所述非水电解质含有用化学式2表示的碳酸亚乙烯酯 在所述非水电解质中所含的碳酸亚乙烯酯的量是1ppm或更大，并且小于100ppm。 从下面结合附图描述的优选的实施方案的详细描述，本专利技术的其它目的、特征和优点将是明显的。 附图说明 图1是表示根据本专利技术的非水电解质电池的结构的一个实例的垂直截面图。 现在将描述本专利技术的一个实施方案。 具体实施方式 图1是表示根据本专利技术的非水电解质电池的结构的一个实例的垂直截面图。一种非水电解质电池1包括通过隔板4密封缠绕的长正极2和长负极3构成的缠绕叠层。所述的缠绕叠层装在电池壳5中。 可以通过用含有正极活性材料和粘合剂的正极混合物涂敷集电体的表面并干燥所述集电体来制造正极2。所述集电体，例如，由金属箔如铝箔构成。 所述正极活性材料可以是一种锂复合氧化物，主要由LiMxOy(其中，M是一种或多种过渡金属材料)组成。优选构成所述锂复合氧化物的所述过渡金属M是Co、Ni、Mn、Fe、Al、V或Ti。特别地，所述锂复合氧化物的实例是LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-zO2(其中，0＜z＜1)和LiMn2O4。所述锂复合氧化物能产生高电压。因此，所述锂复合氧化物在能量密度方面是一种优异的正极活性材料。可以混合多种上述正极活性材料构成正极2。 用于所述正极混合物的粘合剂可以是一种用于常规电池正极混合物的已知的粘合剂。此外，可以向所述正极混合物中加入一种已知的添加剂，如导电材料。 可以通过用含有负极活性材料和粘合剂的负极混合物涂敷集电体的表面并干燥所述集电体来制造负极3。所述集电体可以是金属箔，如铜箔。 优选所述负极材料是锂、锂合金或者一种可以进行锂的掺杂/去掺杂的材料。所述可以进行锂的掺杂/去掺杂的材料可以是一种碳材料，如非石墨化碳材料或石墨材料。特别地，可以使用上述碳材料的任意一种裂解碳、焦炭、石墨、玻璃碳纤维、通过焙烧有机聚合物获得的材料、碳纤维和活性碳。焦炭的实例是沥青焦碳、针状焦碳和石油焦碳。通过焙烧有机聚合物获得的材料是一种通过在适当的温度下碳化酚醛树脂或者呋喃树脂获得的材料。 作为可以进行锂的掺杂/去掺杂的材料，聚合物，如多炔、聚吡咯，或者氧化物，如SnO2也可以像上述的碳材料一样使用。作为锂合金，可以使用锂铝合金。 在所述负极混合物中含有的粘合剂可以是一种用于常规锂离子电池的负极混合物中的已知的粘合剂。而且，可以向所述负极混合物中加入一种已知的添加剂。 通过在非水溶剂中溶解一种电解质制备所述非水电解液。 所述电解液可以是一种用于电池的常规电解液中的电解质。所述电解质的实例是下述锂盐中的任意一种LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiB(C6H5)4、LiCl、LiBr、CH3SO3Li和CF3SO3Li。特别地，从氧化稳定性方面，优选使用LiPF6或LiBF4。 优选的是把所述电解质以0.1-3.0mol/l的浓度溶解在非水溶剂中，更优选的是0.5-2.0mol/l。 所述非水溶剂可以是已经在非水电解液中使用的各种非水溶剂材料的任意一种。所述非水溶剂的实例是碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、二甲氧基乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、乙醚、四氢噻吩砜、甲基四氢噻吩砜、甲基四氢噻吩砜丁酸酯、乙腈、丙腈和丙酸甲酯。上述非水溶剂可以单独使用，也可以混合多种材料。 根据本专利技术的非水电解质电池使用含有碳酸亚乙烯酯的非水电解液。碳酸亚乙烯酯的结构式表示于化学式2。 在所述非水电解液中含有的碳酸亚乙烯酯的量满足不小于1ppm并且小于100ppm的范围。特别地，优选量满足不小于2ppm并且不大于98ppm的范围。如后面在实施例中所述，当碳酸亚乙烯酯的量小于1ppm时，不能获得降低内阻的满意的效果。在上述情况下，不能获得所需的初始容量和高负荷特性。当所数量为100ppm或更大时，内阻不利地增大。 非水电解质电池1制造如下。 通过向金属箔如铝箔的表面均匀涂敷含有所述正极活性材料和所述粘合剂的正极混合物制造正极2，所述金属箔形成正极集电体。然后，干燥所述金属箔，形成所述正极活性材料层，从而制造正极2。用于所述正极混合物的粘合剂可以是一种已知的粘合剂。可以向所述的正极混合物中加入一种已知的添加剂。 通过向金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，包括： 由一种可以进行锂离子的掺杂／去掺杂的材料构成的负极； 由一种含有锂的材料构成的正极； 非水电解质，其中， 所述非水电解质含有用化学式３表示的碳酸亚乙烯酯： ＊＊＊ …（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-6-22 176008/1999所规定的本发明的精神和范围。权利要求1.一种非水电解质电池，包括由一种可以进行锂离子的掺杂/去掺杂的材料构成的负极；由一种含有锂的材料构成的正极；非水电解质，其中，所述非水电解质含有用化学式1表示的碳酸亚乙烯酯 在所述非水电解质中所含的碳酸亚乙烯酯的量是1ppm或更大，并且小于100ppm。2.一种根据权利要求1的非水电解质电池，其中，通过在含有至少环酯和/或链酯的非水溶剂中溶解锂盐获得所述非水电解质。3.一种根据权利要求1的非水电解质电池，其中，用碳材料作为所述可以进行锂离子的掺杂/去掺杂的材料。4.一种根据权利要求3的非水电解质电池，其中，所述碳材料是石墨。5.一种根据权利要求3的非水电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口晃，伊东秀俊，小丸笃雄，永峰政幸，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]