锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术涉及锂离子二次电池，其目的在于提供：保持50℃以上的高温保存特性且改善了在室温时的输出特性的锂离子二次电池。所述锂离子二次电池具有可吸藏放出锂离子的正极、可吸藏放出锂离子的负极、配置于正极和负极之间的隔板、和电解液，利用所述负极被锂离子传导性聚合物所被覆而成的锂离子二次电池，保持50℃以上的高温保存特性且改善在室温时的输出特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子二次电池。
技术介绍
从保护环境、节能的观点考虑，将发动机和电机并用作为动力源的混合动力汽车正在被开发并被产品化。另外，对将来而言，使用燃料电池代替发动机的燃料电池混合动力汽车的开发也正在积极进行。作为该混合动力汽车的能量源，可重复充电放电的二次电池为必需的技术。其中，锂离子二次电池为具有工作电压高且容易得到高输出功率的高能量密度的特征的电池，今后，作为混合动力汽车的电源，重要性日益增加。 作为混合动力汽车用电源，锂离子二次电池的课题之一在于，抑制在充电状态高且在50°C以上的高温储存时的电阻上升。目前，作为抑制高温储存时的电阻上升的对策，提出有一种在电解液中添加碳酸亚乙烯酯等化合物的对策。例如在非专利文献I中提出有一种电池，所述电池通过在由LiPF6、碳酸亚乙酯及碳酸二甲酯构成的电解液中添加2wt%碳酸亚乙烯酯，可以抑制在600C储存时的劣化。通过添加碳酸亚乙烯酯，可以抑制因在锂离子二次电池的负极析出的被膜的生长等引起的性能劣化、特别是因电阻上升引起的输出功率降低。另外，在专利文献I中公开有通过聚环氧乙烷(PEO)等锂离子传导性聚合物部分地被覆正极活性物质或负极活性物质中的至少一者的粒子表面的技术。在专利文献2中公开有聚环氧乙烷等固体电解质对活性物质粒子表面进行被膜的技术。另外，作为固体电解质，公开有如专利文献3、专利文献4那样的技术。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-373643号公报专利文献2 :日本特开2001-176498号公报专利文献3 :日本特开2005-332699号公报专利文献4 :日本特开2005-285416号公报非专利文献非专利文献I :Journal of The Electrochemical Society, 151 (10)A1659-A1669(2004)
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在非专利文献I所示的现有的碳酸亚乙烯酯的活用技术中，增加添加量时，招致如下问题虽然可以抑制高充电高温储存时的劣化，但不充分，且在室温时的输出功率降低。另外，专利文献I及专利文献2中所记载的聚环氧乙烷等锂离子传导性聚合物的锂迁移率和离子传导度低，导致电池的高电阻化及输出功率降低。S卩，本专利技术的目的在于提供保持50°C以上的高温保存特性且在室温时的输出特性得到改善的锂离子二次电池。用于解决课题的手段本专利技术提供锂离子二次电池，其具有可吸藏放出锂离子的正极、可吸藏放出锂离子的负极、配置于所述正极和所述负极之间的隔板、和电解液，其中，所述负极具有负极活性物质和聚合物，所述负极活性物质的表面整体或部分地用所述聚合物进行被膜，所述聚合物含有以下式I所示的脂肪族聚碳酸酯、或将以下式2所示的聚合性硼化合物进行聚合而得到的聚乙二醇硼酸酯。 O…式IR1为碳原子数2以上且7以下的烃基。n大于10且低于10000。.O—(AO)q—Z2Zf — (AO) p~-O^-B \q-(AO)r-Z3 * * 式2ZpZ2、Z3为具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机基团或碳原子数I以上且10以下的烃基，W、Z3中的I个、2个或3个为所述具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机基团。AO为碳原子数I以上且6以下的氧化烯基，由一种或两种以上构成。p、q、r为氧化烯基的平均加成摩尔数，大于0且低于4，且p+q+r为3以上。专利技术效果根据本专利技术，可以提供在锂离子二次电池的高温储存时的劣化得到抑制的状态下提高了在室温时的输出特性的锂离子二次电池。通过以下实施方式的说明使上述以外的课题、构成及效果得以明确。附图说明图I是本实施例涉及的卷绕型电池的单侧剖面图。符号说明I正极集电体2正极合剂层3负极集电体4负极合剂层7 隔板8 电流切断阀9负极引线10正极引线11正极绝缘子12负极绝缘子13负极电池罐14密封垫15正极电池盖具体实施例方式以下，使用附图等对本专利技术的实施方式进行说明。以下的说明表示本
技术实现思路
的 具体例，本专利技术并不限定于这些说明，本领域技术人员可以在本说明书中所公开的技术思想的范围内进行各种变更及修改。另外，在用于说明本专利技术的全部图中，对具有同一功能的部分附上同一符号，有时省略重复的说明。本专利技术的目的在于提供不会损伤50°C以上的高温保存特性且改善了在室温时的输出特性的锂离子二次电池。由于锂离子二次电池放电的电位非常低，因此，非常难以得到在放电反应之中不会被还原的稳定的电解液。电解液中的成分还原性地分解而生成的副反应物在大多情况下成为电阻增加的原因。因此，为了不会引起成为电阻增加的副反应，一直尝试在电极和电解液间形成稳定的被膜。在非专利文献I中公开有一种技术，所述技术通过碳酸亚乙烯酯在电极周围形成稳定的被膜，抑制副反应。另外，在专利文献I中公开有一种技术，所述技术利用聚环氧乙烷等锂离子传导性聚合物部分地被覆正极活性物质或负极活性物质中的至少一者的粒子表面。但是，在50°C以上的高温下保存锂离子二次电池时，存在引起被覆膜的热分解、热溶解，促进副反应的问题。针对这样的问题，采取增厚被膜的对策。但产生如下课题由于膜厚的增加，电阻上升，损伤在室温时的输出特性。输出功率降低的主要原因在于形成的被膜的锂迁移率、离子传导度低，该结果招致电池的高电阻化、输出功率降低。本专利技术提供锂离子二次电池，所述锂离子二次电池使用锂迁移率、离子传导度高的聚合物并以适当的形态被覆负极，由此改善了在室温时的输出特性而不会损伤在50°C以上的高温保存特性。本专利技术的一方式为锂离子二次电池，其具有可吸藏放出锂离子的正极、可吸藏放出锂离子的负极、配置于正极和负极之间的隔板、和电解液，其特征在于，上述负极被锂离子传导性聚合物所被覆。负极活性物质的表面可以部分地被锂离子传导性聚合物所被覆，也可以是负极活性物质的表面整体被锂离子传导性聚合物所被覆。从锂离子传导的观点考虑，与整体被覆相比，更优选以某种程度的间隔部分地进行被覆。另外，在负极活性物质的表面可以含有锂离子传导性聚合物以外的聚合物，也可以仅为锂离子传导性聚合物作为存在于负极活性物质表面的聚合物，由于这些被膜有时引起老化，因此，使用后的电池的被膜与制造时的被膜相比，膜厚、被覆率等多降低。因此，电池制造时的被覆率有时因电池的使用年数、使用环境而变化。另外，也可以通过在分子内含有聚合性部位的碳酸酯使上述锂离子传导性聚合物进行交联，由此提高膜的强度、改善高温特性。锂离子传导性聚合物的特征在于，至少包含以以下式I所示的脂肪族聚碳酸酯、或以下式2所示的单体作为起始原料的聚乙二醇硼酸酯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂离子二次电池，其具有可吸藏放出锂离子的正极、可吸藏放出锂离子的负极、配置于所述正极和所述负极之间的隔板、和电解液，其中，所述负极具有负极活性物质和聚合物，所述负极活性物质的表面整体或部分地用所述聚合物进行被膜，所述聚合物含有以下式1所示的脂肪族聚碳酸酯、或将以下式2所示的聚合性硼化合物进行聚合而得到的聚乙二醇硼酸酯，R1为碳原子数2以上且7以下的烃基，n大于10且低于10000，Z1、Z2、Z3为具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机基团或碳原子数1以上且10以下的烃基，Z1、Z2、Z3中的1个、2个或3个为具有上述丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机基团，AO为碳原子数1以上且6以下的氧化烯基，由一种或两种以上构成，p、q、r为氧化烯基的平均加成摩尔数，大于0且低于4，且p+q+r为3以上。FDA00001757743500011.jpg,FDA00001757743500012.jpg

【技术特征摘要】
2011.06.14 JP 2011-1317871.锂离子二次电池，其具有可吸藏放出锂离子的正极、可吸藏放出锂离子的负极、配置于所述正极和所述负极之间的隔板、和电解液，其中，所述负极具有负极活性物质和聚合物，所述负极活性物质的表面整体或部分地用所述聚合物进行被膜，所述聚合物含有以下式I所示的脂肪族聚碳酸酯、或将以下式2所示的聚合性硼化合物进行聚合而得到的聚乙2.根据权利要求I所述的锂离子二次电池，其中，R1为碳原子数2以上且3以下的烃基，n大于100且低于1000。3.根据权利要求I或2所述的锂离子二次电池，其中，所述聚合物利用交联剂进行交联。4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其中，所述交联剂含有以下式3所示的环状碳酸酯，5.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其中，所述交联剂含有下式4所示的链状碳酸酯，6.根据权利要求I 5中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村壮文，森岛慎，福地久仁夫，山内惠理奈，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：