[發明專利]非水電解質二次電池

無效

• 申請號: 01138688.6
• 申請日: 2001-12-28
• 公開（公告）號: CN1362752A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發明（設計）人: 手島稔;田渕徹
• 申請（專利權）人: 日本電池株式會社
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王維玉,丁業平

技術領域

本發明涉及一種非水電解質二次電池。

發明背景

近來，隨著消費者使用的各種各樣蜂窩移動電話、便攜式電氣用具及便攜式數據終端設備等的多樣化，及減少其大小與重量的趨勢迅速增長。極需為上述電器開發一種尺寸小、重量輕、能量密度高的二次電池，該電池能夠在一較長的時間內反復充放電。

作為滿足前述要求的二次電池，一種含非水電解質的二次電池已投入使用。這種類型電池具有的能量密度數倍于傳統水溶性電解質電池的能量密度。

這種電池類型的一個實例是非水電解質二次電池，其包括：一種鋰-過渡金屬復合氧化物作為正極的活性材料，如鋰-鈷復合氧化物、鋰-鎳復合氧化物、鋰-錳復合氧化物；以及具有吸附/釋放鋰(例如，Li-A1合金)或鋰嵌入化合物能力的鋰與鋰合金的活性材料作為負極的活性材料，該鋰嵌入化合物包括鋰離子嵌入碳為基質的材料中(此處術語“基質材料”指一種具有吸附/釋放鋰離子能力的材料)；及作為電解質的質子惰性有機溶劑，其中含有一種如可溶解的鋰鹽LiClO₄、LiPF₆。

然而，以前使用質子惰性有機溶劑作為電解質存在缺點，因為電池充放電過程伴隨有機電解質在負極表面的分解，這會引起第一次充放電效率降低，導致放電容量下降或循環壽命性能變差。特別在使用碳質材料制造的負極且有機電解質中含有丙烯碳酸酯(PC)的情況下，在第一次充電時，有機電解質在負極表面發生分解，會引起放電容量下降或循環壽命性能變差等許多問題。

作為阻止丙烯碳酸酯在碳質材料作為負極的表面分解的方法，JP-A-11-354152(此處術語“JP-A”指特許公開公報)中提出一種方法，其包括在電解質中摻入含有苯基的碳酸亞乙酯或碳酸亞乙烯酯。但是，摻入此類化合物的缺點在于所得電解質導電率較低，致使放電性能或低溫性能變差。

發明簡要

本發明目的是提供一種非水電解質二次電池，其具有高放電容量、優異的循環壽命性能及優異的低溫放電性能。

所完成的本發明旨在解決前述，由于電解質中摻入含有苯基的碳酸亞乙酯引起的問題。

本發明前述目的通過發現電解質溶劑最佳的混合比例而得以實現。

本發明涉及一非水電解質二次電池，包括正極、碳質材料的負極、含有溶質和溶劑的有機電解質與隔膜層。溶劑包括碳酸亞乙酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、鏈烴基碳酸酯及苯乙烯碳酸酯，基于碳酸亞乙酯(EC)、丙烯碳酸酯及鏈烴基碳酸酯的總體積，鏈烴基碳酸酯、碳酸亞乙酯(EC)及丙烯碳酸酯(PC)的體積含量分別為50％～90％(體積)、5％～45％(體積)及5％～45％(體積)；基于電解質總重量，苯乙烯碳酸酯的含量為0.1％～5.0％(重量)。根據本發明，電解質在充放電時的分解可得到抑制，從而使改善非電解質二次電池的放電容量、循環壽命性能及低溫放電性能成為可能。

附圖簡要說明

參考附圖，通過實施例，對發明的描述更加清楚。

其中，圖1圖示說明根據本發明的非水電解質二次電池實施方式的剖面圖。

發明的詳細描述

以下詳細描述本發明的內容的實施方式。

本發明涉及一非水電解質二次電池，包括一個碳質材料制成的負極，該碳質材料其具有吸附/釋放鋰離子的能力，其特征在于用于電解質的溶劑包括碳酸亞乙酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、鏈烴基碳酸酯及苯乙烯碳酸酯，基于碳酸亞乙酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)及鏈烴基碳酸酯的總體積，鏈烴基碳酸酯、碳酸亞乙酯(EC)及丙烯碳酸酯(PC)的體積含量分別為50％～90％(體積)、5％～45％(體積)及5％～45％(體積)，優選地鏈烴基碳酸酯、碳酸亞乙酯(EC)及丙烯碳酸酯(PC)的體積含量分別為60％～80％(體積)、15％～35％(體積)及5％～25％(體積)，特別優選地鏈烴基碳酸酯、碳酸亞乙酯(EC)及丙烯碳酸酯(PC)的體積含量分別為65％～75％(體積)、15％～25％(體積)及10％～20％(體積)。基于電解質總重量，苯乙烯碳酸酯的含量為0.1％～5.0％(重量)，優選的苯乙烯碳酸酯的含量為0.2％～5.0％(重量)，特別優選地苯乙烯碳酸酯的含量為0.5％～2.5％(重量)。

此處“電解質總重量”指包含碳酸亞乙酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、鏈烴基碳酸酯及苯乙烯碳酸酯的電解質總重量。