锂二次电池制造技术

本发明专利技术的锂二次电池具备正极、负极、非水电解液和隔板，其特征在于，上述正极包含集电体、和在上述集电体上形成的正极合剂层，上述正极合剂层包含正极活性物质，上述正极活性物质包含含有锂和镍的含锂复合氧化物，上述含锂复合氧化物的全部量中的上述镍相对于上述锂的摩尔比率为0.05～1.05，上述非水电解液包含下述通式(1)所示的膦酰基乙酸酯类化合物0.5～20质量%。上述通式(1)中，R1、R2和R3分别独立地为可以被卤素原子取代的碳原子数1～12的烷基，n为0～6的整数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高容量并且充放电循环特性和储存特性良好的锂二次电池。
技术介绍
近年来，随着便携电话、笔记本型个人计算机等便携式电子设备的发达、电动汽车的实用化等，小型轻量且高容量的二次电池、电容器成为必要。这样的锂二次电池中，以电池特性的提高等为目的，现在也在继续进行各种改良。例如，专利文献I中，通过使非水系电解液中含有磷酸酯系的特定的化合物，从而公开了气体产生量少，高容量，保存特性和充放电循环特性优异的锂离子二次电池。此外，以往，作为锂二次电池的正极材料而使用的钴酸锂(LiCoO2)制造容易，且操作容易，因此作为适合的活性物质而广泛使用。然而，LiCoO2是以稀有金属钴(Co)作为原料而制造的，因此予想到今后资源不足会变得严重。此外，钴本身的价格也高，价格变化也大，因此期望便宜且供给稳定的正极材料的开发。因此，为了进ー步高容量化，作为从正极活性物质的探讨，进行了代替LiCoO2的正极活性物质的开发，例如，专利文献2中公开了，包含镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)、其它置换元素M，规定各元素的含有比例，使正极活性物质粒子表面的M相对于Mn、N1、Co的原子比率a大于上述正极活性物质粒子整体的上述M相对于Mn、N1、Co的平均原子比率的正极活性物质。此外，作为以高容量化为目的的从负极活性物质的探讨，专利文献3、4和5中公开了使用具有由硅(Si)的超微粒分散在SiO2中而成的结构的SiOx作为负极材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008 — 262908号公报专利文献2:日本特开2006 — 202647号公报专利文献3:日本特开2004 — 047404号公报专利文献4:日本特开2005 — 259697号公报专利文献5:日本特开2008 — 210618号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，存在下述问题如果使用将与LiCoO2相比高容量的包含N1、Mn的含锂复合氧化物用作正极活性物质的正极而构成电池，则在充电状态下特别是在高温下储存时容易发生电池的鼓胀，这与単独使用LiCoO2作为正极活性物质的电池相比显著。此外，与高温储存前相比，在高温下储存后降低的容量的恢复率小也成为问题。认为这些问题的原因是正极活性物质中含有Ni。一般而言，Ni在高温环境下不稳定。因此认为，在高温储存下正极活性物质中的Ni与电解液反应，从而产生气体而引起电池的鼓胀，其反应生成物堆积在Ni界面上而提高电池的电阻，使高温储存后的恢复容量降低。此外也已知，由于上述SiOx与充放电反应相伴随的体积的膨胀、收缩大，因此产生在电池的每个充放电循环都会粉碎粒子，表面析出的Si与非水电解液溶剂反应而不可逆的容量増大等问题。鉴于这样的情况，也提出了限制SiOx的利用率而抑制与充放电反应相伴随的体积的膨胀、收缩，或使用添加了经卤素取代的环状碳酸酯(例如4 ー氟ー 1，3—二氧戊环一2ー酮等)等的非水电解液，来改善电池的充放电循环特性的技术(參照专利文献5)。根据专利文献5所记载的技木，负极活性物质中使用SiOx而实现高容量化，同时能够制成例如充放电循环特性也良好的锂二次电池，但另一方面，经卤素取代的环状碳酸酷容易引起电池的鼓胀，在这方面，专利文献5所记载的技术仍然留有改善的余地。本专利技术中，鉴于上述问题，提供高容量，高温储存后的电池鼓胀小，且容量恢复率高，并且充放电循环特性也良好的锂二次电池。用于解决课题的手段本专利技术的第I锂二次电池是包含正极、负极、非水电解液和隔板的锂二次电池，其特征在于，上述正极包含集电体、和在上述集电体上形成的正极合剂层，上述正极合剂层包含正极活性物质，上述正极活性物质包含含有锂和镍的第I含锂复合氧化物，上述第I含锂复合氧化物的全部量中的上述镍相对于上述锂的摩尔比率为0. 05 1. 05，上述非水电解液包含下述通式(I)所示的膦酰基こ酸酯类化合物0. 5 20质量％。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】2010.07.29 JP 2010-171220;2011.01.11 JP 2011-002721.一种锂二次电池，是包含正极、负极、非水电解液和隔板的锂二次电池，其特征在于，所述正极包含集电体、和在所述集电体上形成的正极合剂层，所述正极合剂层包含正极活性物质，所述正极活性物质包含含有锂和镍的第I含锂复合氧化物，所述第1含锂复合氧化物的全部量中的所述镍相对于所述锂的摩尔比率为0. 05 1.05，所述非水电解液包含下述通式(1)所示的膦酰基乙酸酯类化合物0. 5 20质量%，、2.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述第I含锂复合氧化物由一般组成式Li1+yM02表示，所述一般组成式中，一0. 15≤y≤O. 15，并且，M表示包含N1、Co和Mn的元素组，当将相对于所述元素组M的全部元素数的、所述元素组M所含的N1、Co和Mn的元素数的比例分别设为a (mo 1%)、b (mol%)和c (mo 1%)时，由25≤a≤90，5≤b≤35，5≤c≤35和10≤b十c≤70表不。3.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述正极活性物质还包含含有锂和过渡金属的第2含锂复合氧化物。4.根据权利要求3全部锂的总摩尔比率为5.根据权利要求16.根据权利要求17.根据权利要求1酯和碳酸亚乙烯酯。8.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述负极包含集电体、和在所述集电体上形成的负极合剂层，所述负极合剂层包含负极活性物质，所述负极活性物质包含含有硅和氧作为构成元素的材料。9.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述负极包含集电体、和在所述集电体上形成的负极合剂层，所述的锂二次电池，所述正极活性物质的全部量中的全部镍相对于.0. 05 1.0。所述的锂二次电池，所述正极合剂层的密度为3. 2g/cm3以上。所述的锂二次电池，所述正极合剂层的密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：上剃春树，御书至，松尾和贵，川端雄介，长冈修一，河野聪，稻叶章，山田将之，阿部浩史，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔能源株式会社，
类型：
国别省市：