[發(fā)明專利]非水電解液電池

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810145999.3
• 申請(qǐng)日: 2008-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN101373848A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 稻垣浩貴;高見則雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01M10/40
• 分類號(hào): H01M10/40;H01M4/02;H01M4/48;H01M4/58;H01M2/16
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非水電解液電池。

背景技術(shù)

通過鋰離子在負(fù)極與正極間移動(dòng)來進(jìn)行充放電的非水電解液質(zhì)電池作為高能量密度電池正被積極地進(jìn)行研究開發(fā)。作為正極活性物質(zhì)使用鋰過渡金屬復(fù)合氧化物、作為負(fù)極活性物質(zhì)使用炭物質(zhì)的非水電解液電池已經(jīng)被商業(yè)化。

另一方面，近年來，研究了將與炭物質(zhì)相比鋰嵌入脫嵌電位更高的、例如鋰鈦復(fù)合氧化物(約1.55V?vs?Li/Li⁺)作為負(fù)極活性物質(zhì)使用的非水電解液電池(參照專利文獻(xiàn)1、2)。鋰鈦復(fù)合氧化物由于伴隨著充放電產(chǎn)生的體積變化少，因此循環(huán)特性優(yōu)良，由于在原理上不會(huì)有析出鋰金屬的情況，因此有可能實(shí)現(xiàn)大電流下的充電。

但是發(fā)現(xiàn)，對(duì)于此種將鋰鈦復(fù)合氧化物等鋰嵌入脫嵌電位高的材料用于負(fù)極活性物質(zhì)中的電池，會(huì)因電池反應(yīng)或長(zhǎng)時(shí)間的貯存而在電池內(nèi)生成伴隨著氣體產(chǎn)生的反應(yīng)。另外，由于該反應(yīng)的原因，電池的大電流特性、自放電特性等電池特性也會(huì)劣化。

專利文獻(xiàn)1??日本專利第3866740號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2??日本特開平9—199179號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種非水電解液電池，其可以抑制將鋰嵌入脫嵌電位高的材料用于負(fù)極活性物質(zhì)中的非水電解液電池中的氣體產(chǎn)生，提高安全性，并且具有良好的電池特性。

本發(fā)明的非水電解液電池的特征是，具備：外包裝材料、收納于所述外包裝材料內(nèi)的正極、收納于所述外包裝材料內(nèi)的具備鋰嵌入和脫嵌電位高于1.0V(vs?Li/Li⁺)的負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、和填充于所述外包裝材料內(nèi)的非水電解液，所述非水電解液包含非水溶劑和溶解于所述非水溶劑中的電解質(zhì)，添加了具有異氰酸酯基的有機(jī)化合物，在常溫下為液體。

根據(jù)本發(fā)明，可以抑制將Li嵌入脫嵌電位高的材料用于負(fù)極活性物質(zhì)中的非水電解液電池中的氣體產(chǎn)生反應(yīng)，提高安全性，并且具有良好的電池特性。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的扁平型非水電解液二次電池的剖面示意圖。

圖2是詳細(xì)地表示圖1的由以A表示的圓包圍了的部分的局部剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的非水電解液二次電池的剖面示意圖。

圖4是詳細(xì)地表示圖3的由以B表示的圓包圍了的部分的局部剖面示意圖。

圖5是電池組(battery?pack)的分解立體圖。

圖6是表示電池組的電路的方框圖。

符號(hào)說明

1…正極端子，2…負(fù)極端子，3…正極，3a…正極集流體，3b…正極活性物質(zhì)含有層，4…負(fù)極，4a…負(fù)極集流體，4b…負(fù)極活性物質(zhì)含有層，5…隔膜，6…卷繞電極組，7、8…外包裝部件，9…疊層電極組，21…單電池，22…粘接膠帶，23…組電池，24…印制電路基板，25…熱敏電阻，26…保護(hù)電路，27…通電用端子，28…正極側(cè)引線，29…正極側(cè)連接器，30…負(fù)極側(cè)引線，31…負(fù)極側(cè)連接器，32、33…配線，34a…正側(cè)配線，34b…負(fù)側(cè)配線，35…配線，36…保護(hù)片，37…收納容器，38…蓋。

具體實(shí)施方式

對(duì)于以往的將鋰鈦復(fù)合氧化物等鋰嵌入、脫嵌電位高的材料作為負(fù)極活性物質(zhì)使用的非水電解液電池中的氣體產(chǎn)生現(xiàn)象來說，與在負(fù)極中使用了炭物質(zhì)的舊式的非水電解質(zhì)電池相比更為明顯。就該電池的氣體產(chǎn)生而言可以考慮兩個(gè)原因。

其中一個(gè)原因是，在正極的正極活性物質(zhì)中含有過渡金屬元素的情況下，過渡金屬元素向非水電解液中溶出而在負(fù)極表面析出，因在負(fù)極表面與電解液反應(yīng)而造成的氣體產(chǎn)生。特別是，在正極中使用Mn，而Mn離子溶出的情況下，在負(fù)極表面使電解液的分解加速，明顯地發(fā)生氣體產(chǎn)生。對(duì)于含有Fe的正極，也與Mn相同。如果存在于電解液中的水分量變多，則過渡金屬元素的溶出就被進(jìn)一步加速。

另一個(gè)原因是，由在負(fù)極的表面發(fā)生的負(fù)極活性物質(zhì)與電解液的反應(yīng)而造成氣體產(chǎn)生。

本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果作為加入非水電解液中的添加劑，使用具有異氰酸酯基的有機(jī)化合物，則可以大幅度抑制這些氣體產(chǎn)生。