二次电池和二次电池的使用方法技术

本发明专利技术的二次电池(10)至少具备：正极(11)；负极(12)；分离层(5)，将正极(11)与负极(12)进行空间性分离；以及离子传导体，保持在正极(11)与负极(12)之间，且具有在正极(11)与负极(12)之间传导离子的功能。二次电池(10)在使用初期具有如下特性：即将满放电结束之前的正极(11)的电位降低率大于即将满放电结束之前的负极(12)的电位增加率的特性；即将满充电结束之前的正极(11)的电位增加率大于即将满充电结束之前的负极(12)的电位降低率的特性，持续使用二次电池(10)直至即将满放电结束之前的正极(11)的电位降低率小于即将满放电结束之前的负极(12)的电位增加率的状态为止。束之前的负极(12)的电位增加率的状态为止。束之前的负极(12)的电位增加率的状态为止。

【技术实现步骤摘要】
二次电池和二次电池的使用方法
[0001]本申请是申请号：201880011456.4，PCT申请号：PCT/JP2018/002257，申请日：2018.1.25，专利技术名称：“二次电池和二次电池的使用方法”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及二次电池和二次电池的使用方法。

技术介绍

[0003]作为与锂离子二次电池等二次电池的长寿命化有关的技术，可列举出例如专利文献1中记载的技术。
[0004]专利文献1记载了一种锂二次电池的充放电方法，所述锂二次电池包括：具有能够吸储/释放锂离子的正极活性物质的正极、具有能够吸储/释放锂离子的负极活性物质的负极、配置在上述正极与上述负极之间的间隔件、以及具有锂离子传导性的电解质，上述正极活性物质包含含锂的过渡金属氧化物，上述负极的可逆容量大于上述正极的利用容量，进行使充电后的上述正极放电至以锂金属作为基准计小于2.7V的第一电位VDp1并结束放电的第一充放电。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特许第5117638号

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]专利文献1的方法中，需要加以控制，以使得放电时的正极电位达到小于2.7V(Li+/Li)的值。正极和负极根据使用环境而分别劣化，因此，正极电位与负极电位的关系随着劣化而发生变化。因而存在如下问题：正极电位无法根据正负极间的电位来推测，需要可正确评价正极电位的步骤。此外可以认为：若因劣化而导致在放电时正极电位变为小于2.7V(Li+/Li)之前，负极的电位就上升至2.7V(Li+/Li)左右而使得正负极间电位接近零伏特，则有可能无法使正极电位小于2.7V(Li+/Li)。此时还存在如下问题：即使正极/负极均残留有能够工作的容量，也无法作为电池加以使用。
[0010]本专利技术是鉴于上述情况而进行的，提供制品寿命长的二次电池和能够延长制品寿命的二次电池的使用方法。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]本专利技术人等为了实现上述课题而反复进行了深入研究。其结果发现：通过将二次电池的使用初期的正极和负极的充放电特性设为特定关系，且持续使用二次电池直至即将满放电结束之前的正极的电位降低率小于即将满放电结束之前的负极的电位增加率的状态为止，能够延长二次电池的制品寿命，从而完成了本专利技术。
[0013]即，根据本专利技术，提供一种二次电池，其至少具备：
[0014]正极；
[0015]负极；
[0016]分离层，将上述正极与上述负极进行空间性分离；以及
[0017]离子传导体，保持在上述正极与上述负极之间，且具有在上述正极与上述负极之间传导离子的功能，
[0018]该二次电池在使用初期具有如下特性：
[0019]即将满放电结束之前的上述正极的电位降低率大于即将满放电结束之前的上述负极的电位增加率的特性；以及
[0020]即将满充电结束之前的上述正极的电位增加率大于即将满充电结束之前的上述负极的电位降低率的特性，
[0021]持续使用该二次电池，直至即将满放电结束之前的上述正极的电位降低率小于即将满放电结束之前的上述负极的电位增加率的状态为止。
[0022]此外，根据本专利技术，提供一种二次电池的使用方法，其是用于使用二次电池的使用方法，所述二次电池至少具备：
[0023]正极；
[0024]负极；
[0025]分离层，将上述正极与上述负极进行空间性分离；以及
[0026]离子传导体，保持在上述正极与上述负极之间，且具有在上述正极与上述负极之间传导离子的功能，
[0027]在该二次电池的使用初期，
[0028]在即将满放电结束之前的上述正极的电位降低率大于即将满放电结束之前的上述负极的电位增加率的条件下使用，且在即将满充电结束之前的上述正极的电位增加率大于即将满充电结束之前的上述负极的电位降低率的条件下使用，
[0029]持续使用该二次电池，直至即将满放电结束之前的上述正极的电位降低率小于即将满放电结束之前的上述负极的电位增加率的状态为止。
[0030]专利技术效果
[0031]根据本专利技术，可提供制品寿命长的二次电池和能够延长制品寿命的二次电池的使用方法。
附图说明
[0032]根据以下所述的适合实施方式和随附的下述附图来进一步明确上述目的和其它目的、特征和优点。
[0033]图1是示出本专利技术所述的实施方式的二次电池的结构的一例的截面图。
[0034]图2是示出本专利技术所述的实施方式的二次电池中的正极的充放电特性与负极的充放电特性的关系的一例的图，图2的(a)表示二次电池的使用初期的正极的充放电特性与负极的充放电特性的关系的一例，图2的(b)表示二次电池的使用后期的正极的充放电特性与负极的充放电特性的关系的一例。
[0035]图3是示出使用了正极的不可逆容量比负极大的电极要素时的、正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的一例的图。
[0036]图4是用于对实施例1中的正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的校正进行说明的示意图。
[0037]图5是用于对实施例2中的正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的校正进行说明的示意图。
[0038]图6是示出使用了负极的不可逆容量比正极大的电极要素时的、正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的一例的图。
[0039]图7是用于对实施例3中的正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的校正进行说明的示意图。
[0040]图8是用于对实施例4中的正极的初次充放电特性与负极的初次充放电特性的关系的校正进行说明的示意图。
具体实施方式
[0041]以下，针对本专利技术的实施方式，使用附图进行说明。需要说明的是，在所有附图中，对相同的构成要素标注相同的符号，省略适当说明。此外，在附图中，各构成要素示意性地示出可理解本专利技术这一程度的形状、大小和配置关系，其与实际尺寸不同。此外，本实施方式中，数值范围的“A～B”在没有特别记载的情况下表示A以上且B以下。
[0042]<二次电池和二次电池的使用方法>
[0043]以下，针对本实施方式所述的二次电池10和二次电池10的使用方法进行说明。图1是示出本专利技术所述的实施方式的二次电池10的结构的一例的截面图。图2是示出本专利技术所述的实施方式的二次电池10中的正极11的充放电特性与负极12的充放电特性的关系的一例的图，(a)表示二次电池10的使用初期的正极11的充放电特性与负极12的充放电特性的关系的一例，(b)表示二次电池10的使用后期的正极11的充放电特性与负极12的充放电特性的关系的一例。
[0044]如图1所示，本实施方式所述的二次电池10至少具备：正极11；负极12；分离层5，将正极11与负极12进行空间性分离；以及离子传导体，保持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其至少具备：正极；负极；分离层，将所述正极与所述负极进行空间性分离；以及离子传导体，保持在所述正极与所述负极之间，且具有在所述正极与所述负极之间传导离子的功能，该二次电池在使用初期具有如下特性：即将满放电结束之前的所述正极的电位降低率大于即将满放电结束之前的所述负极的电位增加率的特性；以及即将满充电结束之前的所述正极的电位增加率大于即将满充电结束之前的所述负极的电位降低率的特性，持续使用该二次电池，直至即将满放电结束之前的所述正极的电位降低率小于即将满放电结束之前的所述负极的电位增加率的状态为止，该二次电池是通过选自下述方法1～方法4中的至少一种方法制造的电池，方法1：使用对于不可逆容量比负极大的正极实施将一部分传导离子去除的处理而得的正极；方法2：使用包含不可逆容量比正极的不可逆容量小的负极活性物质和具有不可逆容量的材料的负极；方法3：使用对于不可逆容量比正极大的负极实施追加传导离子的处理而得的负极；方法4：使用对于不可逆容量比负极小的正极实施追加传导离子的处理而得的正极。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在该二次电池的使用初期，以1/20C的恒定电流进行放电时的、即将满放电结束之前的所述正极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV2相对于即将满放电结束之前的所述负极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV1之比ΔV2/ΔV1满足ΔV2/ΔV1＞1的关系。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，在该二次电池的使用初期，以1/20C的恒定电流进行充电时的、即将满充电结束之前的所述正极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV4相对于即将满充电结束之前的所述负极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV3之比ΔV4/ΔV3满足ΔV4/ΔV3＞1的关系。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，其中，持续使用该二次电池，直至以1/20C的恒定电流进行放电时的、即将满放电结束之前的所述正极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV2相对于即将满放电结束之前的所述负极的每10mAh/g的电位变化量的绝对值ΔV1之比ΔV2/ΔV1满足ΔV2/ΔV1＜1的关系的状态为止。5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，其中，在该二次电池的使用初期，在满放电结束时，所述负极存在剩余的传导离子。6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，在该二次电池的使用期间中，有助于充放电的传导离子发生减少时，利用所述负极中
的所述剩余的传导离子来填补所减少的所述传导离子。7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池，其为锂离子二次电池。8.一种二次电池的使用方法，其是用于使用二次电池的使用方法，所述二次电池至少具备：正极；负极；...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤有光，
申请(专利权)人：远景AESC日本有限公司，
类型：发明
国别省市：