[發明專利]非水電解質二次電池

無效

• 申請號: 200810085225.6
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN101276935A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 貝塚篤史;巖永征人;沖雪尋
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;H01M4/02;H01M4/58;H01M4/48;H01M2/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及提高非水電解質二次電池的循環特性和連續充電耐性。

背景技術

因為非水電解質二次電池具有高能量密度并且容量高，所以作為攜帶機器的驅動電源被廣泛使用，近年，隨著手機電話、筆記本電腦等攜帶機器的高性能化的迅速進展，正要求更高容量的電池。

因此，通過將正極充電成為更高電位(以往以鋰為基準是4.3V左右)使用，嘗試提高正極活性物質的利用率。

但是，如果提高正極電位，在負極一側就生成低氧化性物質，其移動到正極和正極反應，產生循環特性和連續充電耐性下降的問題。

作為相關非水電解質二次電池的技術，可以列舉下述特許文獻1～6。

【特許文獻1】特開2005-190996號公報

【特許文獻2】特開2005-44675號公報

【特許文獻3】特開2006-286382號公報

【特許文獻4】特開2006-318839號公報

【特許文獻5】特開平4-308654號公報

【特許文獻6】特開平5-159766號公報

特許文獻1所述的技術是在鋰鎳氧化物表面附著磷酸鋰的技術。根據該技術可以得到能夠抑制電解液分解的電池。

但是，對于將正極充電成高電位，該技術沒有作任何考慮。

特許文獻2所述的技術，為使用了將多孔性合成樹脂膜利用玻璃纖維為主要成分制成的氈狀隔離件從其兩側夾入而成的結構的層疊型隔離件的技術。根據該技術，可以得到抑制負極板表面的硫酸鹽化作用并且能夠長期維持低溫快速放電特性的鉛蓄電池。

但是，該技術是與鉛蓄電池相關的技術，不能將其直接適用于非水電解質二次電池中。

特許文獻3所述的技術是使用透氣度60秒/100ml以上至400秒/100ml且氣孔率小于60％的隔離件的技術。根據該技術，可以得到充放電循環特性優異并且能夠在4.4～4.6V高電壓下使用的電池。

但即使是該技術，也不能抑制在負極一側產生的低氧化性物質向正極的移動及其分解。

特許文獻4所述的技術，為在非水電解質中含有環己苯、聯苯、氟苯和叔烷基苯的技術。根據該技術，可以得到耐過充電性優異且即使充電保存也不膨脹的電池。

但是，該技術對將正極充電成為高電位沒有作任何考慮。

特許文獻5所述的技術，是將開孔率為50％以下并且孔徑為0.3μm以下的多孔性薄膜作為隔離件使用的技術。根據該技術，可以得到能夠防止由于樹枝狀晶體的產生而引起內部短路的產生的電池。

但是，該技術對將正極充電到成為高電位沒有作任何考慮。

特許文獻6所述的技術，是將膜厚為20～30μm、通氣度(根據ASTMD)為200～1000秒/100ml空氣、平均孔徑為0.02～0.05μm的多孔性聚乙烯膜作為隔離件使用的技術。根據該技術，可以得到內部短路安全性優異且電流特性優異的電池。

但是，該技術對將正極充電到成為高電位沒有作任何考慮。

發明內容

本發明是用于解決上述問題而形成的發明，其目的在于提供即使以高電位使用，循環特性和連續充電耐性也優異的非水電解質二次電池。

用于解決上述課題的本發明，隔著隔離件對向配置有具有正級活性物質的正級和具有負極活性物質的負極，其特征在于，所述正極活性物質含有添加了Mg、Al、Ti、Zr的至少1種的鈷酸鋰，所述正極含有磷酸鋰，所述隔離件的平均孔徑為0.05～0.2μm。

根據該構成，作為正極活性物質含有添加了Mg、Al、Ti、Zr的至少1種的鈷酸鋰。這樣的添加有不同元素的鈷酸鋰，在高電位的穩定性高。另外，在正極含有的磷酸鋰以進一步提高在正極的高電位中的穩定性的方式作用。因此，該結構的在電池高電位中的穩定性高。

在這里，如果隔離件的平均孔徑過大，則不能抑制在負極一側產生的低氧化性物質的移動，連續充電耐性下降。另一方面，如果隔離件的平均孔徑過小，因在負極一側產生的低氧化性物質堵塞隔離件的孔，所以鋰離子的良好傳導被阻礙、循環特性下降。通過將隔離件的平均孔徑限制在上述范圍內，可以有效地抑制在負極一側產生的低氧化性物質向正極一側的移動。由此可以得到循環特性或連續充電耐性優異的電池。