[發明專利]非水電解質二次電池

有效

• 申請號: 201310020097.8
• 申請日: 2007-08-14
• 公開（公告）號: CN103094603A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 中村智之;內田有治;諏訪剛彥;酒井廣隆;遠藤貴弘
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/0525;H01M10/0587;H01M10/0585;H01M10/42
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

本發明是申請日2007年8月14日，申請號200710140457.2的發明專利申請“非水電解質二次電池”的分案申請。

相關申請的引用

本發明包含于2006年8月14日在日本專利局提交的日本專利申請JP?2006-221249、于2006年8月14日在日本專利局提交的JP2006-221311、于2007年1月30日在日本專利局提交的JP2007-019534、以及于2007年1月30日在日本專利局提交的JP2007-019525涉及的主題，將其全部內容并入本文作為參考。

技術領域

本發明涉及非水電解質二次電池，并且更具體地，涉及具有極好的循環特性并在高溫儲存期間能夠抑制或防止溶脹的非水電解質二次電池。本發明還涉及具有防漏性(leaktightness)和極好循環特性的非水電解質二次電池。

背景技術

近年來已出現各種便攜式電子裝置如攝像放像機(帶有攝像機的磁帶錄像機)、蜂窩式電話、以及便攜式計算機，并且已減少了這些裝置的尺寸和重量。為了跟上這樣的趨勢，正積極進行作為這些電子裝置的便攜式能源的電池，尤其是二次電池的開發。在這樣的電池中，鋰離子二次電池作為可以獲得高能量密度的裝置已引起極大關注。

還正在通過使用層壓膜等作為電池的外包裝來代替鋁、鐵等的金屬殼，來進一步減小電池的尺寸和重量。

對于使用金屬殼作為外包裝的二次電池，已建議，通過控制電解質溶液的量以及每單位電池容積的孔隙量(amount?of?voids)來改善循環特性等(參見日本專利第2646657和2757398號以及日本未審查專利申請公開號2000-285959)。這些專利文件涉及液體系統電池(liquid-system?cell)，其使用電解質溶液作為電解液并且規定電解質溶液與孔隙(void)的量，以防止溶液的泄漏并防止內壓增加。

發明內容

然而，當將在這些專利文件中規定的電解溶液的量施加于使用層壓膜作為外包裝的二次電池時，在高溫儲存期間，電池會大范圍地溶脹，這是一個問題。

通過減少電池中電解溶液的量，可以抑制高溫儲存期間的溶脹。如果過分地減少電解溶液的量并且電解溶液沒有完全填充活性物質周圍的空間，則在不與電解溶液接觸的電極內的部分很少發生電池反應，并且將不能獲得足夠的電池容積。

然而，當重復充電和放電操作以及負極和正極之間的電解溶液被耗盡時，在負極和正極活性物質變差之前，電池的放電容量會逐漸降低。而且，可以出現循環特性降低和內部短路的問題，其歸因于電解溶液的不足。

為了增加能量密度，希望填充盡可能多的涉及充電和放電反應的活性物質。這需要足夠量的電解溶液，以使鋰離子可以在正極和負極之間移動。如果電解溶液的量不足以及電解溶液并不完全包圍活性物質，則不與電解溶液接觸的部分就不會起反應，并且很少獲得足夠的電池容積。

此外，當重復充電和放電操作以及在負極和正極之間的電解溶液被耗盡時，在負極和正極活性物質變差之前，電池的放電容量會逐漸降低。而且，可以出現循環特性降低和內部短路的問題，其歸因于電解溶液的不足。

為了克服這樣的問題，對于使用金屬電池殼(cell?can)的電池，已建議，通過控制相對于放電容量的非水電解溶液的體積來改善循環特性(例如，參見日本未審查專利申請公開號2-148576)。

然而，對于利用上述層壓膜的非水電解質二次電池來說，并沒有充分克服這種問題。

即，當層壓膜被損壞時，層壓膜將比硬金屬殼更容易發生破裂，并且可以發生從破裂部分的溶液滲漏。因此，增加電解溶液的量(目的在于增強循環特性)已導致容易滲漏的問題。

本發明的發明人已發現，在其中非水電解質溶液保留在高分子支持體中的非水電解質二次電池中，未保留在載體中以及存在于電極體與外包裝之間的電解質溶液的量與在外包裝中的電解質溶液的量的比率很大程度上影響電池特性和溶脹。

基于上述發現作出了本發明。期望提供這樣的非水電解質二次電池，其具有極好的循環特性和容量以抑制或防止高溫儲存期間的溶脹。

還期望提供具有極好防漏性和循環特性的非水電解質二次電池。

本發明的發明人已進行了廣泛的研究并且已經發現，通過在特定位置放置特定的高分子支持體以及通過將在電極體和外包裝之間的非水電解質溶液的量與在外包裝內的非水電解質溶液的量的比率控制為預定值或更小，可以提供具有極好的循環特性以及在高溫儲存期間抑制或防止溶脹能力的非水電解質二次電池。在這些發現的基礎上，本發明的發明人作出了本發明。