[發明專利]密閉型鋰二次電池

有效

• 申請號: 201280048930.3
• 申請日: 2012-10-02
• 公開（公告）號: CN103858265A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 高畑浩二
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/34;H01M4/13;H01M10/0567;H01M10/0587
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;趙曦

技術領域

本發明涉及密閉結構的鋰二次電池。詳細而言，涉及具備因電池內壓上升而動作的電流阻斷機構的密閉型鋰二次電池。?

應予說明，本國際申請主張基于2011年10月6日申請的日本國專利申請第2011-222340號的優先權，并將該申請的全部內容作為參照引入本說明書中。?

背景技術

近年來，鋰離子電池與其他鋰二次電池作為車輛搭載用電源或者個人計算機、移動終端等的電源重要性逐漸提高。特別是鋰二次電池由于以輕型得到高能量密度，所以優選用作車輛搭載用高輸出電源。作為上述電池的一個方式，可舉出密閉型鋰二次電池。該電池典型的是通過將由具備活性物質的正負極構成的電極體與電解質（典型的是電解液）一起收容于電池殼體后封口（密閉）來構建。?

然而，密閉型鋰二次電池通常在對電壓進行控制以限制在規定區域（例如3.0V～4.2V）的狀態下使用，如果由于誤操作等而導致供給通常以上的電流，則有時超過規定的電壓而成為過充電。過充電時，可能因電解質的分解而產生氣體，或者因活性物質的發熱而導致電池內部的溫度上升。因此，為了應對所述過充電，電流阻斷機構被廣泛使用，該電流阻斷機構在因上述氣體的產生等而導致電池殼體內的壓力達到規定值以上時，電流阻斷閥動作并阻斷充電電流。?

使用上述電流阻斷機構時，已知有使電解質中預先含有氧化電位（即，引起氧化分解的電壓）比該電解質的非水溶劑低的化合物（以下，也稱為“防過充電劑”。）的手法。這樣的電池達到過充電狀態時，在電解質被分解之前防過充電劑就被氧化分解并產生大量氣體。該氣體迅速使電池的內壓上升，從而能夠更早地（即，在電池更安全的狀態下）使電流阻斷機構動作。作為這種防過充電劑的典型的例子，可舉出環己基?苯（CHB）等芳香族化合物。?

另外，最近，為了使上述機構更迅速地動作，提出了通過在正極復合材料層中添加無機化合物來增加氣體的產生量的手法。作為這種現有技術，例如可舉出專利文獻1、2。專利文獻1中記載了，通過在正極復合材料層中添加作為反應催化劑的磷酸鹽（含有磷酸離子的化合物），從而能夠提高防過充電劑的反應效率的主旨。另外，專利文獻2中記載了，通過使正極復合材料層中含有碳酸鹽（具體而言，為碳酸鋰），從而過充電時該碳酸鹽可被分解而產生大量的二氧化碳的主旨。?

現有技術文獻?

專利文獻?

專利文獻1:日本國專利申請公開2008-243659號公報?

專利文獻2:日本國專利申請公開2010-171020號公報?

發明內容

上述的防過充電劑在過充電時與正極的表面（典型的是正極活性物質、導電材料的表面）接觸而氧化分解，產生氫離子（H⁺）。然后，該氫離子在負極接受電子從而產生氫氣。因此，以防過充電劑的氧化分解反應為起點的氣體的產生量受存在于正極附近的防過充電劑的量和/或正極與防過充電劑的接觸面積（反應場）影響。?

因此，作為增加氣體的產生量的方法，例如認為有增加防過充電劑的添加量、增加正極復合材料層中的導電材料量來增大與防過充電劑的接觸面積等方法。然而，由于防過充電劑作為電池反應的電阻成分進行動作，所以如果添加量增加，則電池性能有可能降低（例如內部電阻的增大、耐久性的降低等），因而不優選。并且，增加正極復合材料層中的導電材料量時，有可能導致正極復合材料層的密度的降低、每單位體積的容量降低。現有專利文獻1和2中記載的技術難以應對所述課題。本發明是鑒于所述觀點而進行的，其目的是提供一種密閉型鋰二次電池，該密閉型鋰二次電池具備因電池殼體的內壓上升而動作的電流阻斷機構，并且具有優異的電池性能，過充電時能夠迅速且準確地使電流阻?斷機構動作。?

為了實現上述目的，提供一種密閉型鋰二次電池，其具備具有正極和負極的電極體、收容上述電極體和電解質的電池殼體、和上述電池殼體的內壓上升時動作的電流阻斷機構。上述正極具備正極集電體和在該集電體上形成的含有正極活性物質、導電材料和粘合劑的正極復合材料層。另外，在上述正極集電體上，在與上述正極復合材料層鄰接的部位的至少一部分形成有實質上不含有正極活性物質而由導電材料和粘合劑構成的正極輔助層。上述負極具備負極集電體和在該集電體上形成的含有負極活性物質和粘合劑的負極復合材料層。而且，上述電解質中含有超過規定的電池電壓時產生氣體的防過充電劑。?