非水电解质二次电池和电池组制造技术

本发明专利技术实施方式的非水电解质二次电池含有正极、负极和非水电解质。负极含有在比锂的氧化还原电位高1V以上的电位进行锂的插入和脱离反应的负极活性物质。非水电解质含有电解质盐、非水溶剂、至少一种羟基烷基磺酸和至少一种磺酸酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池和电池组
本专利技术的实施方式涉及一种非水电解质二次电池和具有该非水电解质二次电池的电池组。
技术介绍
近年来，一直开发使用Li4Ti5O12之类的锂钛复合氧化物作为负极活性物质的锂离子二次电池。已知在这样的锂离子二次电池中，吸附于负极活性物质的二氧化碳和/或碳酸锂（Li2CO3）作为杂质混入负极活性物质中。若在室温以上的高温下保存这种锂离子二次电池，则通过电解质的水解而生成的氟化氢（HF）和上述杂质在负极上反应而产生一氧化碳和/或二氧化碳等氧化碳类气体。由于气体产生，而带来自放电量的增大和/或伴随内部电阻增大的大电流特性降低的问题。已知在具备碳系负极的锂离子二次电池中，在负极活性物质的表面存在固体电解质界面（SEI）膜（以下称为“膜”）。该膜主要是通过非水电解液还原分解而生成，具有抑制活性物质和非水电解液的反应的作用。但是，在在比锂的氧化还原电位高1V的电位下进行锂插入和脱离反应的负极中，难以形成上述的保护活性物质表面的膜，而难以抑制产生气体等副反应。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-91327号公报专利文献2：日本特开2007-53083号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术要解决的课题是提供一种抑制高温保存时的气体产生，且抑制自放电反应的非水电解质二次电池。解决课题的手段实施方式的非水电解质二次电池含有正极、负极和非水电解质。负极含有在比锂的氧化还原电位高1V以上的电位进行锂的插入和脱离反应的负极活性物质。非水电解质含有电解质盐、非水溶剂、至少一种羟基烷基磺酸和至少一种磺酸酯。附图说明图1是截断地表示实施方式的非水电解质二次电池的一部分的立体图。图2是其它实施方式的电池组的立体图。图3是表示其它实施方式的电池组的连接状态的电路图。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是截断地表示实施方式的非水电解质二次电池的一部分的立体图。扁平型的电极组1含有负极2、正极3和隔膜4。负极2和正极3以两者之间隔着隔膜4的方式层叠。通过卷绕该层叠体以制成扁平状而形成电极组1。带状的负极端子5与负极2电连接。带状的正极端子6与正极3电连接。电极组1以使负极端子5和正极端子6的端部从外包装7中伸出的方式装纳在层叠膜制的外包装7内。在层叠膜制的外包装7内装纳有未图示的非水电解液。通过在负极端子5和正极端子6伸出的状态下热封层叠膜制的外包装7的开口部，从而密封电极组1和非水电解液。负极2含有平板状的负极集电体和设置于负极集电体的至少一个主表面上的负极层。负极层含有负极活性物质、负极导电剂和负极粘合剂。负极层中含有的负极活性物质、负极导电剂和负极粘合剂的比例，分别优选为70～95重量%、0～25重量%和2～10重量%。负极集电体可使用含有导电性高的材料的薄片。例如，可使用铝箔或铝合金箔作为负极集电体。在使用铝箔或铝合金箔的情况下，其厚度例如为20μm以下，优选为15μm以下。在铝合金箔中可含有镁、锌、硅等。另外，铝合金箔中所含的铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量优选为1%以下。负极活性物质含有在比锂的氧化还原电位高1V以上的电位进行锂的插入和脱离反应的物质。负极活性物质的一个例子为锂钛氧化物。锂钛氧化物的例子为尖晶石型钛酸锂（Li4+xTi5O12）和斜方锰矿型钛酸锂（Li2+xTi3O7）。作为负极活性物质，可以使用单独一种锂钛氧化物，或可以使用两种以上的锂钛氧化物的混合物。锂钛氧化物的锂离子的吸藏电位（进行锂的插入和脱离反应的电位）的上限优选为2V（相对于Li/Li+）以下。锂钛氧化物的平均一次粒径优选为5μm以下。当平均一次粒径为5μm以下时，有助于电极反应的有效面积充分，能够得到良好的大电流放电特性。锂钛氧化物的比表面积优选为1～10m2/g。当比表面积为1m2/g以上时，有助于电极反应的有效面积充分，能够得到良好的大电流放电特性。另一方面，当比表面积为10m2/g以下时，能够抑制与非水电解质的反应，且抑制充放电效率的降低和贮存时的气体产生。负极活性物质的另一例为通过充放电而变成锂钛氧化物的钛氧化物。钛氧化物的例子为TiO2。负极导电剂的例子为碳材料。优选碳材料的碱金属的吸藏性和导电性高。碳材料的例子为乙炔黑和碳黑。负极粘合剂的例子为聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVdF）、氟橡胶、丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和羧甲基纤维素（CMC）。负极端子5由导电性高的材料形成。负极端子5的一部分与负极2的一部分电连接。优选地，负极端子5的一部分与负极集电体的一部分连接。负极端子5成为用于使电子在负极2和外部电路之间移动的导体。正极3含有平板状的正极集电体和设置于正极集电体的至少一个主表面上的正极层。正极层含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂。正极层中含有的正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂的比例分别优选为78～95重量%、3～20重量%和2～7重量%。正极集电体可使用含有导电性高的材料的薄片。例如，可使用铝箔或铝合金箔作为正极集电体。在使用铝箔或铝合金箔的情况下，其厚度例如为20μm以下，优选为15μm以下。在铝合金箔中可含有镁、锌、硅等。另外，铝合金箔中所含的铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量优选为1%以下。正极活性物质的例子为锂锰复合氧化物（例如LiMn2O4或LiMnO2）、锂镍复合氧化物（例如LiNiO2）、锂钴复合氧化物（LiCoO2）、锂镍钴复合氧化物（例如LiNi1-xCoxO2，0<x≤1）、锂锰钴复合氧化物（例如LiMnxCo1-xO2，0<x≤1）、磷酸铁锂（LiFePO4）和锂复合磷酸化合物（例如LiMnxFe1-xPO4，0<x≤1）。正极导电剂的例子为乙炔黑、碳黑和石墨。正极粘合剂的例子为聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVdF）、氟橡胶、丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和羧甲基纤维素（CMC）。正极端子6由导电性高的材料形成。正极端子6的一部分与正极2的一部分电连接。优选地，正极端子6的一部分与正极集电体的一部分连接。正极端子6成为用于使电子在正极3和外部电路之间移动的导体。隔膜4由绝缘性材料形成，防止正极和负极的电接触。优选地，隔膜4由电解质可通过的材料形成、或具有电解质可通过的形状。隔膜4的例子为合成树脂制无纺布、聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜和纤维素类的隔膜。非水电解液含有非水溶剂、电解质、至少一种羟基烷基磺酸和至少一种磺酸酯。电解质例如为碱盐，优选为锂盐。锂盐的例子为六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、高氯酸锂（LiClO4）、和三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）。优选地，电解质为六氟磷酸锂（LiPF6）或四氟硼酸锂（LiBF4）。非水电解液中的电解质的浓度优选为0.5～2mol/L。非水溶剂可以为锂离子二次电池中使用的公知的非水溶剂。非水溶剂的第一例为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）等环状碳酸酯。非水溶剂的第二例为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯等链状碳酸酯;γ-丁内酯、乙腈、丙酸甲酯、丙酸乙酯;四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃等环状醚;以及二甲氧基乙烷和二乙氧基乙烷等链状醚。第二例的溶剂与第一例的溶剂相比，一般为低粘度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
非水电解质二次电池，其特征在于，含有：正极；负极，其含有在比锂的氧化还原电位高1V以上的电位进行锂的插入和脱离反应的负极活性物质；和非水电解液，其含有非水溶剂、电解质、至少一种羟基烷基磺酸和至少一种磺酸酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.15 JP 2012-0591001.非水电解质二次电池，其特征在于，含有：正极；负极，其含有锂钛氧化物；和非水电解液，其含有非水溶剂，电解质，选自羟基甲磺酸、2-羟基乙磺酸、3-羟基丙磺酸、4-羟基丁磺酸、5-羟基戊磺酸、3-羟基丙烯磺酸和4-羟基丁烯磺酸中的至少一种，和至少一种磺酸酯，选自羟基甲磺酸、2-羟基乙磺酸、3-羟基丙磺酸、4-羟基丁磺酸、5-羟基戊磺酸、3-羟基丙烯磺酸和4-羟基丁烯磺酸中的至少一种在所述非水电解液中的含有率为0.01质量％以上18质量％以下。2.权利要求1所述的非水电解质二次电池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗山博道，猿渡秀乡，栗山和哉，松野真辅，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：
国别省市：