锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种循环特性优异的锂离子二次电池。该锂离子二次电池具有正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质包含硅或硅合金、和包含第1元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，所述酰亚胺盐包含所述第1元素和酰亚胺阴离子，所述第1元素为选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意1种以上的元素。以上的元素。以上的元素。

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及一种锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池也被广泛地用作手机、笔记本电脑等移动设备、混合动力汽车等的动力源。
[0003]锂离子二次电池的容量主要依赖于电极的活性物质。负极活性物质通常利用石墨，但寻求更高容量的负极活性物质。因此，具有远远大于石墨的理论容量(372mAh/g)的理论容量的硅(Si)、氧化硅(SiO
x
)受到关注。
[0004]Si、SiO
x
在充电时伴随着大的体积膨胀。如果负极活性物质体积膨胀，则形成于负极活性物质的表面的SEI(Solid Electrolyte Interface：固体电解质界面)覆膜被破坏，新的活性面露出。如果该活性面与电解液接触，则电解液分解，电池的循环特性降低。
[0005]电解液是影响电池的循环特性的要素之一。例如，专利文献1～3中记载了包含特定的锂盐和醚化合物的电解液。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2009
‑
176534号公报
[0009]专利文献2：日本特开2014
‑
110235号公报
[0010]专利文献3：日本特表2015
‑
534254号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的技术问题
[0012]寻求循环特性的进一步提高。
[0013]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种循环特性优异的锂离子二次电池。
[0014]用于解决技术问题的手段
[0015]为了解决上述技术问题，提供以下的手段。
[0016](1)第1实施方式的锂离子二次电池具有正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质包含：硅或硅合金、以及含有第1元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，所述酰亚胺盐包含所述第1元素和酰亚胺阴离子，所述第1元素为选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意1种以上的元素。
[0017](2)在上述实施方式的锂离子二次电池中，所述电解液中的包含所述第1元素的酰亚胺盐的摩尔浓度比相对于所述电解液中的锂盐的摩尔浓度比可以为5％以上且20％以下。
[0018](3)在上述实施方式的锂离子二次电池中，所述含有第1元素的化合物可以为选自氟化物、氧化物、硅化物、硅酸化物、磷酸化物中的任意1种以上。
[0019](4)在上述实施方式的锂离子二次电池中，所述负极活性物质可以具有芯和覆盖所述芯的覆盖层。另外，所述覆盖层可以包含含有所述第1元素的化合物。
[0020](5)在上述实施方式的锂离子二次电池中，也可以是，所述负极活性物质包含硅合金，所述硅合金以XnSi表示。X为能够成为2价以上的阳离子的1种以上的元素，n满足0≤n≤0.5。
[0021](6)在上述实施方式的锂离子二次电池中，所述负极活性物质的中值粒径(D50)可以为1μm以上且10μm以下。
[0022](7)在上述实施方式的锂离子二次电池中，所述负极活性物质的放电比容量可以为1000mAh/g以上且2500mAh/g以下。
[0023]专利技术的效果
[0024]上述实施方式的锂离子二次电池的循环特性优异。
附图说明
[0025]图1是第1实施方式的锂离子二次电池的示意图。
[0026]图2是第1实施方式的负极活性物质的示意图。
[0027]符号的说明：
[0028]10
…
隔膜，20
…
正极，22
…
正极集电体，24
…
正极活性物质层，30
…
负极，32
…
负极集电体，34
…
负极活性物质层，35
…
负极活性物质，36
…
芯，37
…
覆盖层，37A
…
第1层，37B
…
第2层，40
…
发电元件，50
…
封装体，52
…
金属箔，54
…
树脂层，60、62
…
端子，100
…
锂离子二次电池。
具体实施方式
[0029]以下，一边适当参照附图，一边对实施方式进行详细地说明。在以下的说明中使用的附图中，为了容易理解特征，有时为了方便而将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本专利技术不限定于此，能够在不变更其主旨的范围内适当变更并实施。
[0030]锂离子二次电池
[0031]图1是第1实施方式的锂离子二次电池的示意图。图1所示的锂离子二次电池100具备发电元件40、封装体50和非水电解液(省略图示)。封装体50覆盖发电元件40的周围。发电元件40通过连接的一对端子60、62与外部连接。非水电解液收纳在封装体50内。
[0032](发电元件)
[0033]发电元件40具备正极20、负极30和隔膜10。
[0034]＜正极＞
[0035]正极20例如具有正极集电体22和正极活性物质层24。正极活性物质层24与正极集电体22的至少一面相接。
[0036][正极集电体][0037]正极集电体22例如是导电性的板材。正极集电体22例如是铝、铜、镍、钛、不锈钢等的金属薄板。重量轻的铝适合用于正极集电体22。正极集电体22的平均厚度例如为10μm以上且30μm以下。
[0038][正极活性物质层][0039]正极活性物质层24例如包含正极活性物质。正极活性物质层24根据需要也可以包含导电助剂、粘合剂。
[0040]正极活性物质层24的单位面积重量例如为15mg/cm2以上，优选为20mg/cm2以上。正极活性物质层24的单位面积重量例如优选为35mg/cm2以下。单位面积重量是指每单位面积的正极集电体22的表面上担载的正极活性物质层24的质量。如果单位面积重量多，则每单位面积的正极活性物质的量增加，电池的容量变大。另一方面，如果单位面积重量过多，则电解液向正极活性物质层24内的渗透变得困难。
[0041]正极活性物质包含能够可逆地进行锂离子的吸附和释放、锂离子的脱嵌和嵌入(intercalation)、或者锂离子和平衡阴离子的掺杂和脱掺杂的电极活性物质。
[0042]正极活性物质例如为复合金属氧化物。复合金属氧化物例如为钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)和通式：LiNi
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Mn
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O2的化合物(通式中x+y+z+a＝1、0≤x＜1、0≤y＜1、0≤z＜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池，其中，具有正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质包含：硅或硅合金、以及含有第1元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，所述酰亚胺盐包含所述第1元素和酰亚胺阴离子，所述第1元素为选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意1种以上的元素。2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述电解液中的包含所述第1元素的酰亚胺盐的摩尔浓度比相对于所述电解液中的锂盐的摩尔浓度比为5％以上且20％以下。3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述含有第1元素的化合物为选自氟化物、氧化物、硅化物、硅酸化物、磷酸化...

【专利技术属性】
技术研发人员：木户亮介，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：