[發明專利]非水電解液電池

無效

• 申請號: 201010106965.0
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101789521A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 脅田真也;岡江功彌
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M10/05
• 分類號: H01M10/05;H01M10/058
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明涉及各自包含常溫熔融鹽的電池和電解液。

背景技術

近年來，以移動電話、PDA(個人數字助理)和膝上型個人電腦為代表的便攜式電子設備的小型化和輕量化得到了積極地推進。其中，迫切期望提高作為這些電子設備驅動電源的電池，特別是二次電池的能量密度。

作為能夠獲得高能量密度的二次電池，已知的有例如使用鋰(Li)作為電極反應物的二次電池。特別是，使用能夠插入和脫出鋰的碳材料作為負極的鋰離子二次電池已廣泛投入實際應用。然而，對于使用碳材料作為負極的鋰離子二次電池，技術發展已達到接近其理論容量的程度。因而，作為進一步提高能量密度的技術，研究了下述方法，其中增大活性物質層的厚度，進而增大活性物質層在電池中的比例并減小集電體和隔板各自的比例(例如參見JP-A-9-204936)。

發明內容

然而，在增大活性物質層的厚度而不改變電池體積時，集電體的面積相對減小。從而，施加在電極上的電流密度增大，進而導致循環性能明顯降低。因而，活性物質層的厚度難以增大。

此外，在增大活性物質層的厚度或增大體積密度時，循環性能易于因負極活性物質的界面處鋰離子接受性(lithium?ion?acceptance)降低而劣化。因而，活性物質層的厚度或體積密度難以增大。

因此，期望提供能夠獲得高的能量密度并能夠獲得優異的循環性能的電池。

例如在JP-A-2007-141489中披露了將常溫熔融鹽(ambient?temperaturemolten?salt)加入電解液來提高安全性的方法。然而，當使用大量常溫熔融鹽來提高安全性時，電池性能因其高粘度而大大降低。

在本發明實施方案的電解液中，將常溫熔融鹽的含量調節為不超過負極活性物質總量的1.0質量％。

(1)根據本發明一種實施方案的非水電解液電池包括正極、負極和非水電解液，其中所述非水電解液包含常溫熔融鹽，且該常溫熔融鹽的含量不超過負極活性物質總量的1.0質量％。

(2)根據本發明另一種實施方案的非水電解液組合物包含含量不超過負極活性物質總量的1.0質量％的常溫熔融鹽。

在根據本發明實施方案的電池中，電解液包含含量不超過負極活性物質總量的1.0質量％的常溫熔融鹽，因而分解膜在負極活性物質的界面處適當地形成，從而鋰離子充電接受性得以提高。因此，不僅可提高能量密度，還可獲得優異的循環性能。

附圖說明

圖1是根據本發明實施方案的二次電池的構造的截面圖。

圖2是如圖1所示的二次電池中盤繞的電極體的一部分的放大截面圖。

具體實施方式

以下參照附圖詳細說明本發明的實施方案。

圖1示出了根據本發明實施方案的二次電池的截面構造。該二次電池為所謂的圓柱型并具有盤繞的電極體20，其中帶狀的正極21和負極22在基本上中空的柱狀電池罐11內經由隔板23盤繞。電池罐11例如由鍍鎳(Ni)鐵(Fe)構成。電池罐11的一端封閉，而其另一端敞開。一對絕緣板12和13分別垂直于電池罐11內部的盤繞周面設置，從而將盤繞的電極體20插于所述絕緣板之間。

在電池罐11的敞開端，通過經由墊圈17用設置在電池蓋14內部的安全閥機構15和正溫度系數裝置(PTC裝置)16鉚接，安裝電池蓋14，并將電池罐11的內部氣密密封。電池蓋14例如由與電池罐11相同的材料構成。安全閥機構15經由正溫度系數裝置16與電池蓋14電連接。在電池內部的壓力由于內部短路或外部加熱等達到固定值或以上的情況下，圓盤15A反轉，從而使電池蓋14和盤繞的電極體20之間的電連接斷開。

(正極)

正極活性物質層21B經構造，以包含作為正極活性物質的正極材料，該正極材料能夠插入和脫出作為電極反應物的鋰。作為能夠插入和脫出鋰的正極材料，含鋰化合物例如氧化鋰、硫化鋰、含鋰的嵌入化合物(intercalationcompound)和含鋰的磷酸鹽化合物是適宜的，還可使用上述多種的混合物。其中，含鋰和過渡金屬元素的復合氧化物或者含鋰和過渡金屬元素的磷酸鹽化合物是優選的；含鈷(Co)、鎳、錳(Mn)、鐵、鋁、釩(V)和鈦(Ti)中至少一種作為過渡金屬元素的化合物是特別優選的。它們的化學式例如由Li_xMIO₂或Li_yMIIPO₄表示。在所述化學式中，MI和MII各自包括一種或多種過渡金屬元素，x和y的值根據電池的充放電狀態而改變且通常滿足下述關系：(0.05≤x≤1.10)和(0.05≤y≤1.10)。