本发明专利技术涉及被覆活性物质及使用该被覆活性物质的锂二次电池,目的在于提供电动汽车等移动体用途或电力贮藏等固定用途的锂离子电池，其改善负荷特性、循环寿命、保存特性，且寿命长。所述锂离子二次电池具有将锂离子可吸藏放出的正极、将锂离子可吸藏放出的负极，如结构I、结构II、结构III、结构IV所示，在活性物质上键合有具有聚醚部和羧酸键部的聚合化合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及被覆活性物质及使用该被覆活性物质的锂二次电池。
技术介绍
以锂离子电池为代表的锂离子电池具有高的能量密度，作为电动汽车用及电力贮藏用的电池而备受注目。特别是，在电动汽车中，具有未搭载发动机的零排放电动汽车、搭载有发动机和二次电池双方的混合动力电动汽车、还有从系统电源直接充电的插电式混合动力电动汽车。另外，也正在期待作为贮藏电力并在电力系统断开后的非常时期供给电力的固定式电力贮藏系统的用途。相对于如此多样的用途，对锂离子电池正在要求大的输出功率和优异的耐久性。gp，移动体用电源要求在起动停止时O.1小时率以上的输出性能，以停电时的电力支援及 负荷正常化为目的的固定用途电源也要求I小时率到O. 2小时率的输出性能。在此，I小时率表示的是在I小时内用完锂离子电池的额定容量时的充电或放电的速度。O. 2小时率指的是以相当于I小时率的电流的5倍的大电流进行充电或放电的速度，O.1小时率指的是以相当于I小时率的10倍的大电流进行充电或放电的速度。关于耐久性，要求6000循环以上、以行驶距离换算计20万公里以上的寿命。当增大锂离子电池的充电或放电的电流值时，电极每单位面积的电流(即，电流密度)就增大，因此电池内部就会发生不均匀的发热，有时在由电极面的位置所致的锂离子的吸藏放出量上产生偏差。在那种情况下，因充放电而施加有较大应力的电池存在寿命劣化的问题。为了避免该问题，正在研究将锂离子导电性聚合物用于电解质或粘合剂的技术、或将来源于羧酸等添加剂的被膜形成于电池活性物质表面的技术。专利文献I公开了由聚环氧乙烷(PEO)等锂离子传导性聚合物将正极活性物质或负极活性物质中的至少一方的粒子表面部分地被覆的技术。专利文献2公开了涉及二次电池的专利技术，所述二次电池使用含有将熔融盐单体聚合而成的高分子化合物的电解质。专利文献3公开了在正极、负极或电解质中的至少一个中含有羧酸叔烷基酯而构成非水二次电池的专利技术。专利文献4是涉及使用锂离子传导性聚合物电解质的二次电池的专利技术。专利文献5涉及使用添加金属盐而提高离子传导度的高分子固体电解质的二次电池的专利技术。专利文献6涉及使用嵌段型亲水性-亲电解液性粘合材料的二次电池，所述嵌段型亲水性-亲电解液性粘合材料包含由纤维素衍生物构成的亲水性粘合材料和含有聚醚结构的亲电解液性粘合材料，或者，由将由聚醚结构构成的亲电解液性侧链接枝化而成的纤维素衍生物构成。专利文献7涉及使用含有羧酸酐有机化合物的非水电解液的锂二次电池。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2002-373643号公报专利文献2 :特开2001-199961号公报专利文献3 :特开2002-141111号公报专利文献4 :特开昭63-193954号公报专利文献5 :特开2002-33016号公报专利文献6 :专利第3960193号公报专利文献7 :特开2006-66320号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题鉴于现有技术，本专利技术要解决以下三个课题。第一课题是使电极活性物质不与电解液直接接触，防止在电极活性物质表面新形成惰性被膜。活性物质在锂离子的吸藏时体积膨胀。在粒子表面有部分露出的情况下，随着活性物质粒子的膨胀，露出部的面积增大。其结果是，导致新的被膜成长。因此，重要的是活性物质粒子被锂离子传导性聚合物覆盖。第二课题是使上述被膜的耐久性提高。当使上述聚合物的末端与电极活性物质的表面原子键合时，即使活性物质粒子膨胀或收缩，聚合物也不脱落，能够长期地形成耐久性优异的聚合物被膜。第三课题是为了使锂离子传递，将配位于阳离子的电荷赋予上述聚合物。S卩，如果在上述聚合物上存在具有阴离子及不成对电子的多个部位，则锂离子能够与该部位键合，且在不同的部位间移动。因而，在上述聚合物上具有阳离子的情况是不恰当的。本专利技术的目的在于，在电动汽车等移动体用途或电力贮藏等固定用途的锂离子电池中，提供改善负荷特性、循环寿命、保存特性，且寿命长的电池。用于解决课题的手段本专利技术的特征，例如如下所述。本专利技术的电池活性物质具有将锂离子吸藏及放出的活性物质、以及与活性物质键合的聚合化合物，聚合化合物是结构1、结构I1、结构II1、结构IV中的至少任一种。X1-(OCR2CR2)I1-Y1-COO-Z (结构 I)X1-(OCR2CR2)n-Yr00C-Z (结构 II)X2-(OCR2)n-Y2-C00-Z (结构 III)X2- (OCR2) n-Y2-00C-Z (结构 IV)X1为氢、碳数3n以下的烃基、碳数3n以下的卤化烃基、Z-OOC-Y1^Z-COO-Y1-中的任一种。-00C-和-C00-为羧基，表示仅是原子的排列反转的不同。X2为氢、碳数2n以下的烃基、碳数2n以下的卤化烃基、Z-OOC-Y2-、或者Z-COO-Y2-中的任一种。当X2为Z_00C_Y2-、或者Z-COO-Y2-时，意味着在两个部位的Z进行键合。或者Y1为碳数3n以下的烃基、含有酯键的碳数3n以下的烃基、或单键。Y2为碳数2n以下的烃基、碳数3n以下的卤化烃基、或单键。R为氢或卤素。Z为在所述正极活性物质或者所述负极活性物质表面存在的元素。η为I以上的整数。本专利技术的另一方式提供锂离子二次电池，其具有将锂离子可吸藏放出的正极、将锂离子可吸藏放出的负极，其中，正极具有正极合剂，负极具有负极合剂，正极合剂具有正极活性物质，负极合剂具有负极活性物质，正极活性物质或负极活性物质为上述的被覆活性物质。专利技术效果根据本专利技术，能够提供改善了锂离子二次电池的负荷特性、循环寿命、保存特性，且寿命长的电池。上述以外的课题、构成及效果通过下面的实施方式的说明即可清楚。附图说明 图1是锂离子二次电池的图；图2是使用锂离子二次电池的模块的图；符号说明101锂离子电池110 正极111 隔板112 负极113、205 电池罐114正极集电片115负极集电片116 内盖117内部压力释放阀118密封垫119 正温度系数(PTC ；Positive temperature coefficient)电阻兀件120电池盖201电池组(模块)202锂离子电池(单电池)203正极端子204汇流条206支承零件207正极外部端子208负极外部端子209运算处理部210充电电路211外部电源212电力线213信号线214外部电力电缆具体实施例方式下面，利用附图对本专利技术的实施方式进行说明。下面的说明是表示本
技术实现思路
的具体例的说明，本专利技术不限于这些说明，在本说明书公开的技术思想的范围内，本领域技术人员可实施各种各样的变更及修正。另外，在用于说明本专利技术的全部图中，具有同一功能的部件赋予同一符号，有时省略其重复的说明。目前，当锂离子电池的充电或放电的电流值增大时，电极每单位面积的电流(即，电流密度)就增大，因此在电池内部引起不均匀的发热，有时在由电极面的位置所致的锂离子的吸藏放出量上产生不均匀。通过充放电而附加有较大应力的电池活性物质会受到其活性物质粒子从其他粒子脱落，或活性物质表面的被膜因电解液的分解而成长的劣化。当其劣化加重时，电池的输出功率就下降，寿命就变短。特别是，通过在高温环境下重复充放电循环，电压下降会变得显著。原因是，通过充放电循环，电池活性物质的粒子重复膨胀、收缩，导致粒子间的电子网络逐渐被切断。专利技术人为解决上述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
被覆活性物质，具有：将锂离子吸藏及放出的活性物质、以及与所述活性物质键合的聚合化合物，所述聚合化合物是结构I、结构II、结构III、结构IV中的至少任一种：X1?(OCR2CR2)n?Y1?COO?Z??(结构I)X1?(OCR2CR2)n?Y1?OOC?Z??(结构II)X2?(OCR2)n?Y2?COO?Z?????(结构III)X2?(OCR2)n?Y2?OOC?Z?????(结构IV)X1为氢、碳数3n以下的烃基、碳数3n以下的卤化烃基、Z?OOC?Y1?、Z?COO?Y1?中的任一种，X2为氢、碳数2n以下的烃基、碳数2n以下的卤化烃基、Z?OOC?Y2?、Z?COO?Y2?中的任一种，Y1为碳数3n以下的烃基、含有酯键的碳数3n以下的烃基、或单键，Y2为碳数2n以下的烃基、碳数3n以下的卤化烃基、或单键，R为氢或卤素，Z为存在于所述活性物质表面的元素，n为1以上的整数。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：西村悦子，西村胜宪，田中明秀，森岛慎，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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