[發明專利]鋰一次電池

無效

• 申請號: 200680056027.6
• 申請日: 2006-10-18
• 公開（公告）號: CN101523641A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 人見徹;山中晉;藤井慎二;高田堅一;森垣健一
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M4/06
• 分類號: H01M4/06;H01M4/58;H01M6/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及采用以氟化石墨等氟化物作為活性物質的正極、負極、電解質和隔膜的鋰一次電池，特別涉及低溫下的大電流放電特性及高溫保存特性優良的鋰一次電池。?

背景技術

作為正極活性物質采用氟化石墨、作為負極活性物質采用鋰金屬或其合金的鋰一次電池，與以往的水溶液系電池相比，具有高電壓及高能量密度，且長期儲藏性、在高溫區域下的穩定性優良。因此，這樣的鋰一次電池一直被用于小型電子設備的主電源或備用電源等多種用途。?

可是，伴隨著電子設備的多功能化及小型化，迫切要求其電源中所用的鋰一次電池的特性進一步改善。特別是在作為車載用電子設備的主電源或備用電源采用電池的情況下，要求在從-40℃的低溫到125℃左右的高溫的范圍非常寬的溫度環境下具有良好的放電特性。?

此種電池在大電流放電時，顯示出在放電初期電壓下降后電壓緩慢上升的特性，尤其在低溫環境下，存在放電初期的電壓下降顯著增大的問題。?

作為抑制這樣的放電初期的電壓下降的方法，例如，在專利文獻1中，提出了在以氟化石墨為活性物質的正極中添加鉻氧化物的方案。通過在放電初期，使與氟化石墨相比相對于鋰的放電電位高的鉻氧化物優先地有助于放電，采用氟化石墨作為活性物質的情況下的放電初期的電壓下降被抑制。此外，在專利文獻2及3中，為了通過抑制充電電流流動時的氣體發生或電解液的分解來提高耐充電特性，提出了在以氟化石墨作為活性物質的正極中，添加二氧化鈦或釩氧化物來作為可嵌入及脫嵌鋰離子、在放電初期與氟化石墨相比優先反應或與氟化石墨同時反應的金屬氧化物。再者，在專利文獻4中，作為提高二次電池的放電電壓的方法，提出了在正極中采用過渡金屬氧化物、及在負極中采用鈦酸鋰。?

專利文獻1：日本特開昭58-161260號公報?

專利文獻2：日本特開昭58-206061號公報?

專利文獻3：日本特開昭58-206062號公報?

專利文獻4：日本特開平6-275263號公報?

可是，在專利文獻1的方法中，在低溫環境下只能在最初期得到放電初期的電壓下降的抑制效果。此外，在高溫保存后，放電特性容易下降。認為這是因采用了與氟化石墨相比相對于鋰的放電電位高的材料，從而使電解質容易分解的緣故。此外，在專利文獻2及3的方法中，也因采用與氟化石墨相比相對于鋰的放電電位高的材料，從而在高溫保存時電解質分解，有時放電特性下降。?

發明內容

為此，為解決上述以往的問題，本發明的目的是提供一種不損害高溫保存特性、且低溫環境下的大電流放電特性優良的鋰一次電池。?

本發明的鋰一次電池的特征在于：具備含有氟化物作為正極活性物質的正極、含有鋰金屬或鋰合金作為負極活性物質的負極、配置在所述正極和所述負極之間的隔膜、和電解質；所述正極含有可嵌入及脫嵌鋰離子、具有尖晶石結構、且與所述氟化物相比相對于鋰的放電電位低的金屬氧化物。?

優選地，所述金屬氧化物是選自Li₄Ti₅O₁₂及LiV₂O₄之中的至少一種。?

優選地，所述氟化物和所述金屬氧化物被復合化。?

優選地，所述電解質含有有機溶劑及溶解于所述有機溶劑中的鹽，所述有機溶劑至少是γ-丁內酯，所述鹽是四氟硼酸鋰。?

由此，由于在正極中存在可嵌入及脫嵌鋰離子的金屬氧化物，也就是說，存在具有優良的鋰離子傳導性的金屬氧化物，因而可降低放電時的正極的過電壓，提高低溫環境下的大電流放電特性。此外，通過采用與氟化物相比放電時的電位低的金屬氧化物，高溫保存時由電解質的分解造成的放電特性的下降能夠被抑制。?

根據本發明，可提供一種不損害高溫保存特性、且低溫環境下的大電流放電特性優良的高可靠性的鋰一次電池。?

附圖說明

圖1是本發明的鋰一次電池的一個例子即硬幣型電池的縱向剖視圖。?

具體實施方式

本發明涉及具備含有氟化物作為正極活性物質的正極、含有鋰金屬或鋰合金作為負極活性物質的負極、配置在所述正極和所述負極之間的隔膜、和電解質的鋰一次電池。而且，所述正極的特征在于：含有可嵌入及脫嵌鋰離子、具有尖晶石結構、且與所述氟化物相比相對于鋰的放電電位低的金屬氧化物。?