[發明專利]鋰離子二次電池用非水電解液和鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201310102206.0
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103367802A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 佐野篤史;大槻佳太郎;福田啟一
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池用非水電解液和鋰離子二次電池。

背景技術

目前，作為鋰離子二次電池的正極材料（正極活性物質），已使用了LiCoO₂、LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂等層狀化合物或者LiMn₂O₄等尖晶石化合物。近年來，以LiFePO₄為代表的橄欖石型結構的化合物受到關注。已知具有橄欖石結構的正極材料在高溫下的熱穩定性高，安全性高。

然而，使用LiFePO₄的鋰離子二次電池具有其充放電電壓低至3.5V左右且能量密度低的缺點。因此，作為能夠實現高充放電電壓的磷酸類正極材料，提出有LiCoPO₄、LiNiPO₄等。然而，現狀是即使是使用了這些正極材料的鋰離子二次電池也不能得到充分的容量。在磷酸類正極材料中，作為能夠實現4V級充放電電壓的化合物，已知有具有LiVOPO₄或Li₃V₂(PO₄)₃的結構的磷酸釩、或LiMnPO₄。

在現有的正極材料中，通常存在由于氣體產生而使鋰離子二次電池膨脹的技術問題。另外，關于在使用了上述磷酸鹽化合物的鋰離子二次電池中產生氣體情況還是未知的，但是實際上存在著氣體產生、鋰離子二次電池膨脹、損壞形狀穩定性的技術問題。特別是在使用金屬層壓包裝體的情況下，其形狀變化明顯。

例如，在下述專利文獻1～3中記載有磷酸釩，但是沒有記載氣體產生的問題。下述專利文獻2中記載了在電解液中添加釩鹽，但是對于氣體產生的技術問題既沒有公開也沒有給出技術啟示。

下述專利文獻3記載了抑制電池的氣體產生，但是作為使用上述正極材料的情況下的氣體產生的應對方法不充分。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-303527號公報

專利文獻2：日本特開昭61-88466號公報

專利文獻3：日本特開平5-6778號公報

發明內容

本發明鑒于上述現有技術中存在的氣體產生的技術問題而做出，其目的在于提供一種能夠抑制鋰離子二次電池的氣體產生的鋰離子二次電池用非水電解液以及鋰離子二次電池。

在上述本發明所涉及的鋰離子二次電池用非水電解液中，含有換算成釩離子為0.1～20ppm的釩，并且含有環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯。

通過使用上述本發明所涉及的鋰離子二次電池用非水電解液，可以抑制鋰離子二次電池的氣體產生。

本發明所涉及的鋰離子二次電池具備：正極，所述正極具有通過過渡金屬的氧化還原反應來吸收和釋放鋰的正極活性物質；負極，所述負極能夠吸收和釋放鋰；和電解液，所述電解液含有換算成釩離子為0.1～20ppm的釩，并且含有環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯。

在本發明所涉及的鋰離子二次電池中，使用添加釩并且釩濃度為0.1～20ppm的電解液，并且使用磷酸釩（Li_a(M)_b(PO₄)_cF_d（M=VO或V，0.9≦a≦3.3，0.9≦b≦2.2，0.9≦c≦3.3，0≦d≦2.0））作為正極活性物質。由此，可以顯著地抑制鋰離子二次電池的氣體產生。

根據本發明，可以提供能夠抑制氣體產生的鋰離子二次電池用非水電解液以及鋰離子二次電池。

附圖說明

圖1是本實施方式所涉及的鋰離子二次電池的截面示意圖。

符號的說明

10……正極，20……負極，12……正極集電體，14……正極活性物質層，18……隔離物，22……負極集電體，24……負極活性物質層，30……發電要素，50……外殼，60、62……導線，100……鋰離子二次電池

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明優選的實施方式進行說明。另外，本發明并不限定于以下的實施方式。另外，在以下記載的構成要素中包括本領域技術人員可以容易地預想到的要素和實質上相同的要素。而且，以下記載的構成要素可以適當組合。

以下，對本發明的一個實施方式所涉及的鋰離子二次電池用非水電解液的制造方法進行說明。