提供一种能够改善能量密度并改善循环特性的电池。该电池包括螺旋卷绕电极体，其中正极和负极与在其中间的隔膜和电解质卷绕。在完全充电下的开路电压在4.25V-6.00V的范围内。该电解质包含电解液和含偏二氟乙烯作为组分的聚合物。含偏二氟乙烯作为组分的聚合物具有高的氧化稳定性。因此，即使当电池电压升高时，可抑制电解质和隔膜的氧化和分解。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，其中每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压为4.25V或更高。
技术介绍
近年来，已引入许多便携式电子设备如组合照相机、移动电话、和便携式计算机，且其尺寸和重量已减小。在这些电子设备中，除了尺寸减小外，还已促进了多功能和复杂化。结果，其功耗并非总是降低。实际上，由于多功能，使用时间倾向于变得更长。使用者期望使用这种使用时间更长的便携式电子设备。因此，期望广泛用作便携式电子设备电源的锂离子二次电池的更高的能量密度。通常，在传统的锂离子二次电池中，钴酸锂用于正极，碳材料用于负极，且工作电压在4.2V-2.5V的范围内。在这种最大限度在4.2V下工作的锂离子二次电池中，对于用于正极的正极活性材料如钴酸锂，仅约60%的理论容量被利用。因此，原则上，可通过进一步增加充电电压以利用剩余的容量。实际上，已知高能量密度通过设定充电电压为4.25V或更高而实现(参见国际公开N0.W003/0197131)。
技术实现思路
但是，在设定充电电压超过4.2V的电池中，氧化气氛(特别是在正极表面附近的氧化气氛)增强。结果，与正极物理接触的非水电解质材料和隔膜易于氧化和分解。从而，有这样的缺点:内阻增加，且电池特性如循环特性降低。考虑到上述缺点，在本专利技术中，期望提供即使当设定充电电压超过4.2V时也能改善电池特性如循环特性的电池。根据本专利技术的实施方式，提供一种电池，其中正极和负极在其中间有电解质的情况下相对布置，其中每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压为4.25V-6.00V，且电解质包含电解液和含偏二氟乙烯作为组分的聚合物。根据本专利技术实施方式的电池，由于每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压为4.25V-6.00V，可获得高能量密度。此外，由于电解质包含含偏二氟乙烯作为组分的聚合物，可抑制在正极表面附近的氧化和分解反应，且可改善电池特性如循环特性。本专利技术的其他和进一步的目的、特征和优点将从以下描述中更充分地体现。本专利技术涉及如下内容:1.一种电池，其中正极和负极在其中间有电解质的情况下相对布置，其中每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压为4.25V-6.00V，且该电解质包含电解液和包含偏二氟乙烯作为组分的聚合物。2.项(I)的电池，其中该聚合物包括含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为组分的共聚物。3.项(2)的电池，其中在该共聚物中，六氟丙烯的共聚量为7重量％或更小。4.项(I)的电池，其中该正极包含选自化学式1、化学式2、或化学式3所示的锂复合氧化物的至少一种(化学式I)LifMnu—NigMlhOwFk 其中Ml表示选自钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼⑶、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钥(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、和钨(W)的至少一种；且 f、g、h、j、和 k 为在 0.8 刍 f 刍 1.2、0〈g〈0.5、0 刍 h 刍 0.5、g+h〈l、-0.1 刍 j 刍 0.2 和O兰k兰0.1范围内的值；(化学式2)LifflNi (1_n)M2n0(2_p)Fq其中M2表示选自钴、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钥、锡、钙、锶、和钨的至少一种；Sm、n、p 和 q 为在 0.8 刍 m 刍 1.2、0.005 = η = 0.5、_0.1刍卩刍0.2和0刍9刍0.1范围内的值；(化学式3)LirCo(卜具0(2_t)Fu其中M3表示选自镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钥、锡、钙、锶、和钨的至少一种；且r、s、t和u为在0.8刍r刍1.2、0刍s〈0.5、-0.1刍t刍0.2和O刍u刍0.1范围内的值。附图说明图1为展示根据本专利技术实施方式的二次电池的结构的分解透视图；图2为沿图1所示的螺旋卷绕电极体的线1-1的横截面；图3为展示当充电电压为4.25V时循环次数和放电容量保持率之间的关系的特性图；图4为展示当充电电压为4.55V时循环次数和放电容量保持率之间的关系的特性图；图5为展示当充电电压为4.20V时循环次数和放电容量保持率之间的关系的特性图；图6为展示根据充电电压，循环次数和放电容量保持率之间关系的特性图；图7为展示根据充电电压，循环次数和放电容量保持率之间关系的另一特性图；图8为展示根据充电电压，循环次数和放电容量保持率之间关系的再一特性图；和图9为展示根据充电电压，循环次数和放电容量保持率之间关系的再一特性图。具体实施例方式下面将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。图1展示了根据本专利技术实施方式的二次电池的结构。在该二次电池中，锂(Li)用作电极反应物。例如，该二次电池具有这样的结构:其中其上附着有正极引线11和负极引线12的螺旋卷绕电极体10包含在膜包装元件20内部。例如正极引线11和负极引线12分别以相同的方向从包装元件20内部引向外部。正极引线11和负极引线12分别由例如金属材料如铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)和不锈钢制成，且为薄板状或网状。包装元件20由矩形铝层压膜制成，在该层压膜中例如尼龙膜、铝箔、和聚乙烯膜以此顺序结合在一起。例如布置包装元件20，使得聚乙烯膜侧与螺旋卷绕电极体10相对，且各自外缘通过熔焊或粘合剂彼此接触。用于防止外部空气侵入的粘附膜21插入在包装元件20和正极引线11、负极引线12之间。粘附膜21由对正极引线11和负极引线12具有接触特性的材料制成，例如，由聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯制成。外部元件20可由具有其他结构的层压膜、高分子量膜如聚丙烯、或金属膜代替上述铝层压膜制成。图2展示了沿图1所示的螺旋卷绕电极体的线1-1的横截面结构。在螺旋卷绕电极体10中，一对正极13和负极14与在其中间的隔膜15和电解质16层叠并卷绕。正极13和负极14在其中间有隔膜15和电解质16的情况下相对布置。螺旋卷绕电极体10的最外围由保护带17保护。 正极13具有这样的结构:其中例如正极活性材料层13B提供在具有一对相对面的正极集电体13A的两面上。尽管未示出，但正极活性材料层13B可提供在正极集电体13A的仅一面上。正极集电体13A由金属箔如铝箔、镍箔、和不锈钢箔制成。正极活性材料层13B包含，例如，一种或多种能够嵌入和脱出锂(其为电极反应物)的正极材料作为正极活性材料。如果必要的话，正极活性材料层13B包含电导体如石墨和粘合剂如聚偏二氟乙烯。作为能够嵌入和脱出锂的正极材料，例如，含锂化合物如氧化锂、锂磷氧化物(lithium phosphorous oxide)、硫化锂,和含锂的插层化合物是合适的。可通过混合使用其两种或多种。为了改善能量密度，优选含锂、过渡金属元素和氧(O)的含锂化合物。特别地，更优选包含选自钴(Co)、镍、锰(Mn)、和铁(Fe)的至少一种作为过渡金属元素的含锂化合物。作为这种含锂化合物，例如，可列举化学式1、化学式2或化学式3所示的层状盐(bedded salt)型锂复合氧化物；化学式4所示的尖晶石型锂复合氧化物；化学式5所示的橄榄石型锂复合磷酸盐等。特别地，可列举LiNia5ciCOa2ciMna3tlO2' LiaCoO2(a ^ I)、LibNiO2 (b ^ I)、LiclNic2Ccvc2O2 (cl ^ I，0〈c2〈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池，其包括：正极；与正极相对布置的负极；以及正极和负极之间的电解质，其中正极活性材料的量和负极活性材料的量使得开路电池电压在4.25V?6.00V的范围内，所述电解质包括电解液和抑制在正极附近的氧化的聚合物，所述正极包括化学式1、化学式2、或化学式3所示的锂复合氧化物，(化学式1)LifMn(1?g?h)NigM1hO(2?j)Fk其中M1表示选自钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、和钨(W)的至少一种；且f、g、h、j、和k为在0.8≦f≦1.2、0Fu其中M3表示选自镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶、和钨的至少一种；且r、s、t和u为在0.8≦r≦1.2、0≦s<0.5、?0.1≦t≦0.2和0≦u≦0.1范围内的值。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：原富太郎，明石宽之，小川健一，尾花良哲，细谷洋介，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：
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