非水电解液二次电池和其制造方法技术

本发明专利技术提供一种非水电解液二次电池，是使用尖晶石型含锰复合氧化物的非水电解液二次电池，在高温下反复充放电时的容量劣化得到抑制。这里公开的非水电解液二次电池具备正极、负极和非水电解液。上述正极具备含有正极活性物质的正极活性物质层。上述正极活性物质包含具有尖晶石型晶体结构且含有Mn的锂复合氧化物。上述正极活性物质层含有相对于上述正极活性物质为0.05质量％～1.0质量％的膦酸。上述负极具备含有负极活性物质的负极活性物质层。上述负极活性物质为石墨。上述非水电解液含有含氟锂盐。含氟锂盐。含氟锂盐。

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池和其制造方法


[0001]本专利技术涉及非水电解液二次电池。本专利技术还涉及该非水电解液二次电池的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子二次电池等非水电解液二次电池可适用于个人计算机、移动终端等的便携式电源、电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)等的车辆驱动用电源等。
[0003]在非水电解液二次电池中，为了抑制非水电解液的分解，已知有在电极上形成被膜的技术。例如，在专利文献1中公开了在使用具有尖晶石结构的含钛锂过渡金属化合物作为负极活性物质的电池中，通过使正极或电解液含有具有P－OH结构的磷化合物，从而在正极上形成来自该磷化合物的保护被膜。在专利文献1中记载了通过该保护被膜，能够抑制正极附近的电解液的分解而抑制电阻上升。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开第2013－152825号公报

技术实现思路

[0007]然而，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现在上述现有技术中，在使用具有尖晶石型晶体结构且含有Mn的锂复合氧化物(尖晶石型含锰复合氧化物)作为非水电解液二次电池的正极活性物质的情况下，存在高温下对该非水电解液二次电池反复充放电时的容量劣化大这样的问题。
[0008]因此，本专利技术的目的在于提供一种非水电解液二次电池，是使用尖晶石型含锰复合氧化物的非水电解液二次电池，在高温下反复充放电时的容量劣化得到抑制。
[0009]这里公开的非水电解液二次电池具备正极、负极和非水电解液。上述正极具备含有正极活性物质的正极活性物质层。上述正极活性物质包含具有尖晶石型晶体结构且含有Mn的锂复合氧化物。上述正极活性物质层含有相对于上述正极活性物质为0.05质量％～1.0质量％的膦酸。上述负极具备含有负极活性物质的负极活性物质层。上述负极活性物质为石墨。上述非水电解液含有含氟锂盐。通过对这样的构成的非水电解液二次电池进行适当的初期充电处理，能够提供在高温下反复充放电时的容量劣化得到抑制的非水电解液二次电池。
[0010]在这里公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述正极活性物质层含有相对于上述正极活性物质为0.1质量％～0.5质量％的膦酸。根据这样的构成，能够进一步抑制在高温下反复充放电时的容量劣化。
[0011]在这里公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述非水电解液进一步含有草酸络合物锂盐。根据这样的构成，能够进一步抑制在高温下反复充放电时的容量劣
化。
[0012]在这里公开的非水电解液二次电池的优选的一个方式中，上述正极活性物质层进一步含有磷酸三锂。根据这样的构成，能够进一步抑制在高温下反复充放电时的容量劣化。
[0013]根据另一方面，这里公开的在正极活性物质的表面具有被膜的非水电解液二次电池的制造方法包括如下工序：准备上述的非水电解液二次电池的工序，以及对上述准备好的非水电解液二次电池实施初期充电到4.5V以上的电压的工序。根据这样的构成，能够制造在高温下反复充放电时的容量劣化得到抑制的非水电解液二次电池。
[0014]根据又一个方面，这里公开的非水电解液二次电池具备正极、负极和非水电解液。上述正极具备含有正极活性物质的正极活性物质层。上述正极活性物质包含具有尖晶石型晶体结构且含有Mn的锂复合氧化物。上述负极具备含有负极活性物质的负极活性物质层。上述负极活性物质为石墨。上述非水电解液含有含氟锂盐。上述正极活性物质在其表面具有被膜。上述被膜在其至少一部分具有利用扫描式透射电子显微镜/能量色散型X射线分析求出的P元素与F元素的合计含量(原子％)为7.0质量％以上，且P元素的含量(原子％)相对于P元素与F元素的合计含量(原子％)的比例为60％以上的层状区域。
附图说明
[0015]图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方式的锂离子二次电池的内部结构的截面图。
[0016]图2是示意性地表示本专利技术的一个实施方式的锂离子二次电池的卷绕电极体的构成的示意分解图。
[0017]图3是实施例4中制作的锂离子二次电池的STEM－HAADF图像。
[0018]符号说明
[0019]20卷绕电极体
[0020]30电池壳体
[0021]36安全阀
[0022]42正极端子
[0023]42a正极集电板
[0024]44负极端子
[0025]44a负极集电板
[0026]50正极片(正极)
[0027]52正极集电体
[0028]52a正极活性物质层非形成部分
[0029]54正极活性物质层
[0030]60负极片(负极)
[0031]62负极集电体
[0032]62a负极活性物质层非形成部分
[0033]64负极活性物质层
[0034]70隔离片(隔离件)
[0035]80非水电解液
[0036]100锂离子二次电池
具体实施方式
[0037]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。应予说明，本说明书中没有提及的事项且本专利技术的实施所需的事项可以基于该领域中的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来把握。本专利技术可基于本说明书中公开的内容和该领域的技术常识来实施。另外，在以下的附图中，对起到相同的作用的部件
·
部位标注相同的符号进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并非反应实际的尺寸关系。
[0038]应予说明，本说明书中，“二次电池”是指能够反复充放电的蓄电设备，是包含所谓蓄电池和双电层电容器等蓄电元件的术语。另外，本说明书中，“锂离子二次电池”是指利用锂离子作为电荷载体，通过正负极间的伴随锂离子的电荷移动而实现充放电的二次电池。
[0039]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，对本专利技术的非水电解液二次电池的第1实施方式(以下，也称为“非水电解液二次电池(1)”)详细地进行说明，但并非旨在将本专利技术限定于该实施方式中记载的内容。
[0040]图1所示的锂离子二次电池100是通过将扁平形状的卷绕电极体20和非水电解液80收容于扁平的方形的电池壳体(即外装容器)30而构建的密闭型电池。在电池壳体30设置有外部连接用的正极端子42和负极端子44以及以电池壳体30的内压上升到规定水平以上时释放该内压的方式设定的薄壁的安全阀36。另外，在电池壳体30设置有用于注入非水电解液80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，例如可使用铝等轻量且热传导性良好的金属材料。应予说明，图1并未准确地表示非水电解液80的量。
[0041]如图1和图2所示，卷绕电极体20具有将正极片50和负极片60介由2张长条状的隔离片70重叠并在长边方向卷绕而成的形态。正极片50具有在长条状的正极集电体52本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液二次电池，具备正极、负极和非水电解液，所述正极具备含有正极活性物质的正极活性物质层，所述正极活性物质包含具有尖晶石型晶体结构且含有Mn的锂复合氧化物，所述正极活性物质层含有相对于所述正极活性物质为0.05质量％～1.0质量％的膦酸，所述负极具备含有负极活性物质的负极活性物质层，所述负极活性物质为石墨，所述非水电解液含有含氟锂盐。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池，其中，所述正极活性物质层含有相对于所述正极活性物质为0.1质量％～0.5质量％的膦酸。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池，其中，所述非水电解液进一步含有草酸络合物锂盐。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解液二次电池，其中，所述正极活性物质层进一步含有磷酸三锂。5.一种在正极活性物质的表面具有被膜的非水电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口裕之，富田正考，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：