本发明专利技术的目的是提供一种非水电解质二次电池，其是一种使用锂锰复合氧化物作为正极活性物质、且使用锂钛复合氧化物作为负极活性物质的锂离子二次电池，在低温环境下表现出高输出特性。所述正极活性物质包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物，所述负极活性物质包含含有锂与钛作为组成元素的锂钛复合氧化物，且所述隔膜含有无机粒子。
【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二次电池，特别是涉及在低温环境下表现出高输出特性的非水电解质二次电池。
技术介绍
铅蓄电池作为工业用设备或商业用设备的备用电源、汽车的起动器用电源，被广泛使用。近年来，用镍氢电池或锂离子二次电池来代替用于备用电源的铅蓄电池的开发很活跃。通过用镍氢电池或锂离子二次电池来代替铅蓄电池，可期待高能量密度化所带来的电源的小型化、及不使用铅所带来的环境污染的减轻。当前，并未兴起用镍氢电池或锂离子二次电池来代替用作汽车的起动器用电源的铅蓄电池的潮流。然而，作为汽车的起动器用电源，从能够减轻环境污染的角度出发，也希望替换为不含铅的环境污染小的电池。在用作汽车的起动器用电源的情况下，重量比镍氢电池轻的锂离子二次电池更加理想。作为可构成能够用作汽车的起动器用电源的4V级锂离子二次电池的正极活性物质，众所周知有LiCoO2。然而，在用于如汽车用电池那样的大型二次电池时，昂贵的钴并不适合于批量生产。另外，使用LiCoO2作为正极活性物质、且使用石墨作为负极活性物质的以往常用的锂离子电池的工作电压为3.7V，将3个该锂离子电池串联时获得11.1V，4个该锂离子电池串联时获得14.8V。对此，由于铅蓄电池的工作电压范围为12V，所以通常的LiCoO2-石墨系的锂离子电池的电池组无法适合于铅蓄电池的工作电压范围。由此，正在开发一种代替上述钴而使用含有廉价的锰作为构成要素的锂锰复合氧化物来作为正极活性物质，并且，为了使电池组适合于铅蓄电池的工作范围，使用还原电位高的锂钛复合氧化物来作为负极活性物质的锂离子二次电池。使用LiCoO2作为正极活性物质、且使用例如Li4Ti5O12那样的锂钛复合氧化物作为负极活性物质的锂离子二次电池的工作电压为2.5V，所以通过串联5个可获得12.5V的工作电压，因此可适合于铅蓄电池的动作电压范围。作为如上所述的锂离子二次电池，例如在非专利文献1揭示有一种使用尖晶石型结构的锂锰复合氧化物(Li1.1Al0.1Mn1.8O4)作为正极活性物质、且使用尖晶石型结构的锂钛复合氧化物(Li4/3Ti5/3O4)作为负极活性物质的锂离子二次电池。另外，例如专利文献1中揭示有一种由锂锰复合氧化物构成的正极活性物质，该锂锰复合氧化物以Li1+xMyMn2-x-yO4-z(M为从钛、钒、铬、铁、钴、镍、锌、铜、钨、镁、铝中选择的一种以上的元素，0≤x≤0.2，0≤y＜0.5，0≤z＜0.2)表示，且使用CuKα射线的粉末X射线衍射法的(400)衍射峰值的半宽为0.02θ以上且0.1θ以下(θ为衍射角)，一次粒子的形状成八面体。而且提出一种具有含有所述正极活性物质的正极、及含有以LiaTibO4(0.5≤a≤3，1≤b≤2.5)表示的锂钛复合氧化物作为负极活性物质的负极的电-->池。当用锂离子二次电池等非水电解质二次电池来代替汽车的起动器用电源或备用电源的领域中所使用的铅蓄电池时，需要高输出特性。特别是在用作汽车的起动器用电源时，如果考虑还会在寒冷地带使用，则低温环境下的高输出特性变得重要。非专利文献1及专利文献1中揭示的、使用锂锰复合氧化物作为正极活性物质、且使用锂钛复合氧化物作为负极活性物质的锂离子二次电池，存在低温环境下的输出特性低的问题。非专利文献1：T.OhzuKu著，Chemistry Letters，35，848-849(2006)专利文献1：日本专利公开公报特开2001-210324号
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种非水电解质二次电池，其是使用锂锰复合氧化物作为正极活性物质、且使用锂钛复合氧化物作为负极活性物质的锂离子二次电池，在低温环境下表现出高输出特性。本专利技术涉及一种非水电解质二次电池，其包括电极群与非水电解质，该电极群包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极活性物质包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物，所述负极活性物质包含含有锂与钛作为组成元素的锂钛复合氧化物，所述隔膜含有无机粒子。本专利技术的目的、特征、形态以及优点，通过以下的详细说明与附图将更为明确。附图说明图1表示作为本实施方式的非水电解质二次电池的一实施方式的圆筒型电池的局部剖视图。具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施方式，但本专利技术并不局限于本实施方式。本专利技术的专利技术者们对使用锂锰复合氧化物作为正极活性物质、且使用锂钛复合氧化物作为负极活性物质的非水电解质二次电池在低温环境下表现出低输出特性的原因进行潜心研究，结果发现通过在隔膜中含有无机粒子，可降低正极或负极的电荷迁移阻力，从而可改善低温环境下的输出特性。由此实现了本专利技术。本专利技术涉及的本实施方式的非水电解质二次电池是一种包括电极群与非水电解液的非水电解质二次电池，该电极群包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极活性物质包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物，所述负极活性物质包含含有锂与钛作为组成元素的锂钛复合氧化物，所述隔膜含有无机粒子。首先，对正极进行说明。正极是通过在正极集流体表面形成含有正极活性物质的正极合剂层而形成。而且，作为正极活性物质，包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物。所述正极通过在正极集流体上涂覆将正极合剂分散于液体介质中而得的正极合剂糊剂并干燥后进行压延-->的方法、或压接正极合剂后进行压延的方法等获得。正极合剂含有正极活性物质、导电剂及粘结剂。作为用作正极活性物质的锂锰复合氧化物，只要是含有锂与锰作为组成元素的复合氧化物即可，并无特别限定。作为其具体例，例如有以下述通式(1)或(2)所表示的复合氧化物等。以Li1±α[Me]O2 (1)(通式(1)中，0≤α＜0.2，Me为包含从由铁、钴、镍、钛及铜组成的组中选择的至少一种元素与锰的过渡金属)表示、且具有层结构的复合氧化物。以Li1±α[Me]2O4 (2)(通式(2)中，0≤α＜0.5，Me为包含从由铁、钴、镍、钛及铜组成的组中选择的至少一种元素与锰的过渡金属)表示、且具有尖晶石结构的复合氧化物。此外，通式(1)或通式(2)中的所述α是为了控制粒子生长而被调整的因子。即当1±α的值较小时，抑制了合成时的粒子的生长，因此就全部粒子的总量而言，具有表面积变大的倾向。另一方面，当1±α的值较大时，促进了合成时的粒子的生长，因此就全部粒子的总量而言，存在表面积变小的倾向。通过如此调整锂的组成比来控制粒径。特别理想的是所述正极活性物质中包含由Li1±xNi1/2Mn1/2O2(x≤0.1)、Li1±xNi1/3Co1/3Mn1/3O2(x≤0.1)、Li1±xMn2O4(x≤0.1)、Li1.1±xAl0.1Mn1.8O4(x≤0.1)、Li1±xNi2/3Mn4/3O4(x≤0.1)组成的组中的至少一种。另外，以从由铝、镁、锶、钙、镱、铈及钇组成的组中选择的至少一种元素来代替通式(1)或通式(2)中的[Me]的一部分，从安全性高的角度而言特别理想。下面给出以通式(1)或通式(2)所表示的锂锰复合氧化物的制造方法的具体例。例如，可举出将含有用以构成目标组成的正极活性物质的元素的氧化物、氢氧化物和/或碳酸盐等混合为指定的组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其包括电极群与非水电解质，该电极群包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，其特征在于：所述正极活性物质包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物，所述负极活性物质包含含有锂与钛作为组成元素的锂钛复合氧化物，所述隔膜含有无机粒子。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-17 2007-3250391.一种非水电解质二次电池，其包括电极群与非水电解质，该电极群包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、及介于所述正极与所述负极之间的隔膜，其特征在于：所述正极活性物质包含含有锂与锰作为组成元素的锂锰复合氧化物，所述负极活性物质包含含有锂与钛作为组成元素的锂钛复合氧化物，所述隔膜含有无机粒子。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其特征在于：所述隔膜为形成于所述正极和/或所述负极的表面的、且含有所述无机粒子的多孔质的薄膜层。3.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池，其特征在于：含有所述无机粒子的多孔质的薄膜层为所述无机粒子由粘结剂粘合而形成的薄膜层。4.根据权利要求1至3中任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：名仓健祐，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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