非水电解质二次电池制造技术

技术编号:9938148 阅读:89 留言:0更新日期:2014-04-19 02:12
一种非水电解质二次电池,具备:具有包含可吸贮、放出锂离子的正极活性物质的正极活性物质合剂层的正极极板;具有包含可吸贮、放出锂离子的负极活性物质的负极活性物质合剂层的负极极板;以及非水电解质,其特征在于,作为所述正极活性物质,含有至少1质量%以上的以LiNixCoyMnl?xyO2表示的镍钴锰酸锂,其中0.9≤a≤1.1、0<x<1、0<y<1、2x≥1?y,在所述正极活性物质合剂层中含有相对于镍钴锰酸锂为0.01~3.0质量%的氧化钼即MoOz,其中2≤z≤3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种即使在使充电电位较高的情况下在高温下的充放电循环使用特性也优异的非水电解质二次电池。本专利技术的非水电解质二次电池的特征在于,作为正极活性物质,含有至少1质量%以上的以LiNixCoyMn1-x-yO2(0.9≤a≤1.1、0<x<1、0<y<1、2x≥1-y)表示的镍钴锰酸锂,在正极活性物质合剂层中,相对于镍钴锰酸锂含有0.01~3.0质量%的氧化钼(MoOz;2≤z≤3)。【专利说明】非水电解质二次电池
本专利技术涉及一种非水电解质二次电池,特别涉及即使充电电压高,在高温循环使用特性方面也很优异的非水电解质二次电池,该非水电解质二次电池中作为正极活性物质具有镍钴锰酸锂并且在正极活性物质合剂中含有氧化钥。
技术介绍
作为携带电子设备的驱动电源、混合电动车(HEV)或电动车(EV)用的电源,以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池得到广泛利用。作为这些非水电解质二次电池的正极活性物质,单独一种地或混合多种地使用能够可逆地吸贮、放出锂离子的以LiMO2 (其中,M是Co、N1、Mn中的至少I种)表示的锂过渡金属复合氧化物,即,LiCoO2, LiNiO2, LiNiyCowO2(y = 0.01 ~0.99)、LiMnO2,LiCoxMnyNizO2 (x+y+z = I)、LiMn2O4 或 LiFePO4 等。其中,由于电池特性相对于其他的物质来说优异,因此多使用锂钴复合氧化物、添加异种金属元素的锂钴复合氧化物。但是,钴的价格高并且作为资源的存在量少。由此,正在积极地进行以镍钴锰酸锂等为代表的、成为钴酸锂的替代品的更加廉价的正极活性物质材料的研究开发。例如在下述专利文献I中,公开有如下的技术,即,作为正极材料,将在以LiNUoxMnyO2 (式中,x、y满足0.5〈x+y〈l.0,0.l〈y〈0.6的条件。)表示的锂镍钴猛复合氧化物中添加了氟的材料、和以Li(1+a)Mn2_a_bMb04(式中,M是选自Al、Co、N1、Mg、Fe中的至少I种以上的兀素,满足0<a<0.2,0<b<0.1的条件。)表不的具有尖晶石结构的裡锰复合氧化物混合,由此实现了热稳定性和放电容量的提高。另外,在下述专利文献2中,公开过如下的非水电解质二次电池,是通过在非水电解液中含有特定的环状碳酸酯而在作为负极活性物质的碳材料的表面形成被膜、由此实现了充放电循环使用特性的提高的非水电解质二次电池,作为正极活性物质,将具有尖晶石结构的以组成式LixMn2_yWly2O4J式中,Ml是选自Al、Co、N1、Mg、Fe中的至少I种元素,满足O≤X≤1.5,O≤yl≤1.0,O≤y2≤0.5,-0.2≤z≤0.2的条件。)表示的锂锰系复合氧化物、与以组成式LiaNibCocMndO2 (其中,满足O≤a≤1.2,b+c+d = I的条件。)表示的锂镍钴锰复合氧化物组合,由此可以得到提高了输出特性和充放电循环寿命的非水电解质二次电池。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005— 267956号公报专利文献2:日本特开2004—146363号公报专利文献3:日本特开2000—106174号公报`
技术实现思路
专利技术所要解决的问题另一方面,从近年来的伴随着移动信息终端的动画再现、游戏功能之类的娱乐功能的充实而产生的耗电的增大及长时间驱动的需求考虑,要求开发出廉价且高容量的非水电解质二次电池,因而有关将比钴酸锂更加廉价的镍钴锰酸锂作为正极活性物质使用时的、非水电解质二次电池的高容量化的技术的开发得到推进。作为将非水电解质二次电池高容量化的方法,可以考虑如下等方法,即:(I)提高活性物质的容量、(2)提高充电电压、(3)增加活性物质的填充量而提高填充密度。作为提高了充电电压的非水电解质二次电池所具有的问题,一般来说,可以举出循环使用特性的降低或由气体产生造成的电池厚度的增加。本专利技术人对于将镍钴锰酸锂作为正极活性物质使用、并且使正极的充电电位以锂基准计高于4.4V的情况下的高温环境下的循环使用特性进行了调查,结果判明存在如下的问题,即,虽然与钴酸锂相比循环初期的容量降低小,然而当经过一定的循环数时,就可以看到急剧的容量降低。此外,本专利技术人对循环使用特性的调查中所用的电池进行了分析,结果发现,作为正极活性物质的镍钴锰酸锂与钴酸锂相比在电解液中的过渡金属的溶解量少,然而由电解液的分解造成的气体产生量、在负极上的金属锂的析出量多。根据该分析调查结果,对于将镍钴锰酸锂作为正极活性物质使用的情况下可以看到上述的充放电循环使用特性的原因,可以如下所示地推测。即,可以认为,镍钴锰酸锂的循环初期的容量降低小,是 因为其过渡金属成分的溶出量少,正极活性物质自身的容量降低少。然而另一方面,镍钴锰酸锂的气体产生量多,表示在充电时发生了副反应,由此使得负极侧与正极相比被过度地充电。该过度充电量不参与放电,作为不可逆容量在负极侧蓄积。本来非水电解质二次电池中,以使负极的充电容量比正极大的方式设计,然而当如上所述在负极侧慢慢地蓄积不可逆容量时,就会在经过了给定的循环数时产生正负极间的充电容量逆转的容量平衡破坏。由此,可以推测,在经过了给定的循环数后,在充电时会在负极侧析出金属锂,因此产生急剧的容量降低。本专利技术是为了解决如上所述的以往技术的问题而完成的,其目的在于,提供一种非水电解质二次电池,即使在作为正极活性物质使用镍钴锰酸锂、并且使正极的充电电位以锂基准计高于4.4V的情况下,高温循环使用特性也优异。而且,上述专利文献3中,公开了如下的非水电解液二次电池的专利技术,是使用了以LiCo02、LiNi02、LiMn02、LiMn204等与锂可逆地反应的正极活性物质作为主构成材料、并且将显示出碱性的正极合剂膏剂涂布在相对于碱来说具有腐蚀性的金属集电体上的正极板的非水电解液二次电池,相对于所述正极活性物质来说以重量比计添加了 100~1000Oppm的MoO30上述专利文献3中的MoO3向正极合剂膏剂中的添加是为了减轻金属集电体的腐蚀及提高正极合剂膏剂的涂布性而进行的,对于在作为正极活性物质使用镍钴锰酸锂、并且使正极的充电电位以锂基准计高于4.40V的情况下,向正极活性物质合剂中添加特定量的氧化钥时的高温循环使用特性没有任何的研究。用于解决问题的方法为了达成上述目的,本专利技术的非水电解质二次电池具备:具有包含可以吸贮、放出锂离子的正极活性物质的正极活性物质合剂层的正极极板;具有包含可以吸贮、放出锂离子的负极活性物质的负极活性物质合剂层的负极极板;以及非水电解质,其特征在于,作为所述正极活性物质,含有至少I质量%以上的以LiaNixCoyMnnyO2 (0.9≤a≤1.1、0〈χ〈1、0〈y〈l、2x ≥ 1-y)表示的镍钴锰酸锂,在所述正极活性物质合剂层中,相对于镍钴锰酸锂含有0.01~3.0质量%的氧化钥(MoOz ;2≤z≤3)。根据本专利技术的非水电解质二次电池,可以得到如下的具备优异的高温循环使用特性的非水电解质二次电池,即,即使在作为正极活性物质使用镍钴锰酸锂、并且使正极的充电电位以锂基准计高于4.4V的情况下,也可以抑制充电时的副反应,提高高温环境下的充放电循环后的容量维持率,并且还可以抑制电池厚度的增加。本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池,具备:具有包含可吸贮、放出锂离子的正极活性物质的正极活性物质合剂层的正极极板;具有包含可吸贮、放出锂离子的负极活性物质的负极活性物质合剂层的负极极板;以及非水电解质,其特征在于,作为所述正极活性物质,含有至少1质量%以上的以LiNixCoyMnl?xyO2表示的镍钴锰酸锂,其中0.9≤a≤1.1、0<x<1、0<y<1、2x≥1?y,在所述正极活性物质合剂层中含有相对于镍钴锰酸锂为0.01~3.0质量%的氧化钼即MoOz,其中2≤z≤3。

【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:山本谕
申请(专利权)人:三洋电机株式会社
类型:
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1