锂离子二次电池，符合满足式(a)～(c)的条件[1]或满足式(b)、(d)和(e)的条件[2]：(a)5≤A≤25、(b)10≤B≤60、(c)40≤2A+B≤90、(d)0.2≤C≤1.2和(e)-80≤200C－3B≤150，其中，A(μm)表示正极活性物质的平均粒径；B(体积%)表示非水电解液中氟化醚的体积浓度；和C(m2/g)表示正极活性物质的比表面积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本实施方案涉及具有高能量密度和优异的高温循环特性的锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池比碱性蓄电池等相关的二次电池具有更小的体积和更高的重量容量密度，并且锂离子二次电池可以产生高电压。因此，锂离子二次电池被广泛用作小型装置的电源，并且被广泛用作便携式电话和个人笔记本电脑等移动设备的电源。近年来，除了小型移动设备用途外，随着对环境问题的关注和节能的意识的提高，期待对大型电池的应用，所述大型电池具有大容量并且被要求长寿命，例如用于电动车辆(EV)和电力贮藏领域。 目前，在市售的锂离子二次电池中，使用基于包含层结构的LiMO2 (M表示Co、Ni和Mn中的至少一种)或包含尖晶石结构的LiMn2O4的物质，和用Ni等替换LiMn2O4中的一部分Mn的物质作为正极活性物质。但是，当正极电位的升高时，电解液的溶剂成分易被氧化分解，并且特别是在40°C以上的高温环境下，可产生大量的气体，导致电池不能工作。为了解决这种问题，专利文献I公开了使用电解液溶剂的方法，该电解液溶剂包含50体积％以上的环状碳酸酯，如碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚乙酯(EC)，并且包含一般的直链有机溶剂，例如碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)，和含氟的直链有机溶剂，例如氟化醚、氟化丙烯酸酯和氟化酯。现有技术文献 专利文献 专利文献 I: JP2003-100342A。
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，如专利文献I所公开的那样，当包含50体积％以上的环状碳酸酯时，溶剂的粘度变高，并且如果氟化醚作为副溶剂使用时，电解液的离子传导性降低，因此会引起倍率特性(rate characteristics)降低的问题。本实施方案的技术问题提供使用了正极活性物质和包含氟化醚的非水电解液的锂离子二次电池，其中，锂离子二次电池具有优异的倍率特性和高温循环特性。解决问题的手段 本实施方案的锂离子二次电池包含可吸收和释放锂的正极活性物质，可吸收和释放锂的负极活性物质，和包含下式(I)所示的氟化醚的非水电解液， 其中，该锂离子二次电池符合 条件:满足下式(a) (c)，其中，A (ym)表示正极活性物质的平均粒径；并且B(体积％)表示非水电解液中氟化醚的体积浓度； 或该锂离子二次电池符合条件:满足下式(b)、(d)和(e)，其中B (体积％)表示非水电解液中氟化醚的体积浓度；和C (m2/g)表示正极活性物质的比表面积。R1-O-R2 (I) (其中，在式(I)中，R1和R2分别独立地选自具有I 9个碳原子的氟化烷基或具有I 9个碳原子的烷基和R2中的至少一者是具有I 9个碳原子的氟化烷基；并且R1和R2的碳原子数总计为10以下)，(a)5≤ A ≤ 25，(b)10 ≤ B ≤ 60，(c)40 ≤ 2A +B ≤ 90，(d)O. 2 ≤ C ≤ I. 2，和(e)-80 ≤ 200C - 3B ≤ 150。专利技术效果 本实施方案可提供使用了正极活性物质和包含氟化醚的非水电解液的锂离子二次电池，其中，锂离子二次电池具有优异的倍率特性和高温循环特性。附图说明图I是在A-B坐标平面上将实施例I 9和比较例I 5的条件进行绘图而成的图。图2是在C-B坐标平面上将实施例I 9和比较例I 5的条件进行绘图而成的图。具体实施例方式以下，说明实施方案。(电池结构) 本实施方案的锂离子二次电池具有如下结构使正极和负极经由隔板相对地配置，并且将它们在含有非水电解液的状态下用外包装体密封，所述正极通过在正极集电器上形成包含可吸收和释放锂的正极活性物质的正极活性物质层而得到，所述负极通过在负极集电器上形成包含可吸收和释放锂的负极活性物质的负极活性物质层而得到。(非水电解液) 溶解了含有锂盐的电解质的非水溶剂可作为非水电解液使用。锂盐的例子包括酰亚胺锂盐，LiPF6, LiAsF6, LiAlCl4, LiClO4' LiBF4 和 LiSbF6。其中，优选 LiPF6 和 LiBF4。酰亚胺锂盐的例子包括LiN(CkF2k+1S02) (CmF2lrtSO2)(其中k和m分别独立地为I或2)。锂盐可单独使用，或者也可将两种以上组合使用。作为非水溶剂，可使用选自环状碳酸酯、直链碳酸酯、脂肪族羧酸酯、Y-内酯、环状酯和直链酯中的至少一种有机溶剂。环状碳酸酯的例子包括碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丁酯(BC)和它们的衍生物(包括氟化物)。一般地，由于环状碳酸酯具有高粘度，为了降低粘度而混合使用直链碳酸酯。直链碳酸酯的例子包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸二丙酯(DPC)和它们的衍生物(包括氟化物)。脂肪族碳酸酯的例子包括甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯和它们的衍生物(包括氟化物)。Y-内酯的例子包括Y-丁内酯和它们的衍生物(包括氟化物)。环醚的例子包括四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃和它们的衍生物(包括氟化物)。直链醚的例子包括1，2- 二乙氧基乙烷(DEE)、乙氧基甲氧基乙烷(ΕΜΕ)、乙醚和它们的衍生物(包括氟化物)。作为其他非水溶剂的例子，也可使用二甲基亚砜、甲酰胺、乙酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、丙腈、硝基甲烷、乙基单甘醇二甲醚、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、3-甲基-2-噁唑烷酮、1，3-丙磺酸内酯、茴香醚、N-甲基吡咯烷酮和它们的衍生物(包括氟化物)。在该实施方案中，将下式(I)所示的氟化醚和其他非水溶剂组合使用来作为非水溶剂。由于正极活性物质的反应性高，因此使用了认为比一般用作非水溶剂的碳酸酯具有更高抗氧化性的氟化醚作为非水溶剂，由此可实现所得锂离子二次电池的循环特性的提高。由于对于锂金属在4. 5V以上具有充放电区域的正极活性物质(5V级正极活性物质)具有更高的反应性，因此当使用该正极活性物质时，表现出更加显著的提高循环特性的效果。R1-O-R2 (I) 在式(I)中，R1和R2分别独立地选自具有I 9个碳原子的氟化烷基或具有I 9个碳原子的烷基，和R1和民中的至少一者为具有I 9个碳原子的氟化烷基。特别地，从介电常数和粘度的角度考虑，优选R1和民中一者的碳原子数为3 8，且R1和R2中另一者的碳原子数为I 2的非对称氟化醚。R1和民可为直链或支链。另外，R1和民可以是烷基中的部分氢原子被氟原子替换了的氟化烷基、或可以是烷基中的全部氢原子被氟原子替换了的全氟化烷基。从离子传导性和与其它溶剂的相容性的角度考虑,R1和R2的碳原子数总计为10以下，但是优选为3 10，更优选为3 8。此外，从抗氧化性的角度考虑，氟化率(烷基中氢原子被氟原子替换了的百分率，即，氟原子相对于上述式(I)所示的氟化醚中包含的氢原子和氟原子的总和的百分比)优选为20% 100%，从抗氧化性和与其它溶剂的相容性之间的平衡的角度考虑，更优选35% 90%。上述式(I)表示的氟化醚的例子包括CF30CH3、CF3OC2H5, F(CF2)2OCH3^F(CF2)2OC2H5, F(CF2)3OCH3^ F(CF2)3OC2H5, F(CF2)4OCH3^ F(CF2)4OC2H5, F(CF2)5OCH3^F(CF2)5OC2H5, F(CF2)6本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木英明，野口健宏，金子志奈子，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：
国别省市：
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