[發明專利]非水電解質電池及其電池組

無效

• 申請號: 201410108603.3
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN103887470A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 高見則雄;稻垣浩貴;保科圭吾
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣;陳建全

本申請是2008年7月11日遞交的中國專利申請No.200810136077.6（發明名稱為“非水電解質電池及其電池組”）的分案申請。

技術領域

本發明涉及非水電解質電池和采用非水電解質電池的電池組。

背景技術

將鋰金屬、鋰合金、鋰化合物或碳物質用于負極的非水電解質電池，可期待作為高能量密度電池，因而其研究開發十分活躍。以前，具備作為活性物質含有LiCoO₂或LiMn₂O₄的正極、和含有可嵌入及脫嵌鋰的碳物質的負極的鋰離子電池正在被廣泛地實用化。此外，也在進行在負極中代替所述碳物質而采用金屬氧化物或合金的研究。尤其，在搭載在汽車等車輛的情況下，從高溫環境下的循環性能、高輸出的長期可靠性方面考慮，作為負極的構成材料，要求化學、電化學上的穩定性、強度、耐腐蝕性優良的材料。另外，即使在寒冷地區也要求高的性能，要求低溫環境下的高輸出性能、長壽命性能。另一方面，作為非水電解質，從提高安全性能的觀點出發，也在進行不燃性電解液的開發，但因伴隨著輸出性能、低溫性能、長壽命性能的下降，還未實用化。

為改進負極特性進行了多種試驗。在專利文獻1中，公開了在非水電解質二次電池中使用使特定的金屬、合金或化合物附載在由鋁或鋁合金構成的集電體上的負極。此外，在專利文獻2中，公開了通過在上述專利文獻1中所述的負極集電體上設置不形成活性物質層的區域，使該區域經由隔膜與正極活性物質層對置，來提高與非水電解質二次電池的過充電時的安全性和可靠性。另外，專利文獻2還公開了將用LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂表示的鋰鎳鈷鋁氧化物用于正極。如專利文獻2所述，如果使Al這樣的異種元素固溶在正極活性物質中，則正極活性物質的鋰嵌入量減小。

另一方面，在專利文獻3中，記載了作為負極活性物質使用將以Li_aTi_3-aO₄（0＜a＜3）表示的鈦酸鋰化合物的平均粒徑低于1μm的一次粒子以平均粒徑為5～100μm的粒狀凝聚而成的二次粒子，由此抑制二次粒子的凝聚，提高大型電池用的大面積的負極的制造成品率。

此外，還進行了通過改進非水電解質而兼顧低溫性能和高溫性能的研究。但是，在低溫下離子傳導性高的非水電解質在高溫下容易與正極反應，因此壽命性能大幅度下降。

專利文獻1：日本特開2002－42889

專利文獻2：日本特開2004－296256

專利文獻3：日本特開2001－143702

發明內容

本發明的目的是提供一種高溫壽命性能優良的非水電解質電池及電池組。

本發明的非水電解質電池，其特征在于，具備：

正極，其含有用下述（1）～（3）式中的任何一式表示的且平均粒徑在0.1μm以上且10μm以下的活性物質粒子、和存在于所述活性物質粒子表面的覆蓋物，該覆蓋物含有選自Mg、Ti、Zr、Ba、B及C中的至少一種元素，并且包含平均粒徑在60nm以下的粒子和平均厚度在60nm以下的層之中的至少一個；

負極，其含有在0.4V（相對于Li／Li⁺）以上時嵌入鋰離子的金屬化合物；

隔膜，其被設置在所述正極及所述負極之間；

非水電解質，其包含混合溶劑及溶解于所述混合溶劑中的鋰鹽，該混合溶劑含有包含碳酸亞丙酯和碳酸亞乙酯中的一種以上的第1非水溶劑、并且含有10體積%以上70體積%以下的由具有腈基且分子量在40以上100以下的非水溶劑和γ－丁內酯中的一種以上構成的第2非水溶劑。

Li_xM1_yO₂?????（1）

Li_zM2_2wO₄????（2）

Li_sM3_tPO₄????（3）

其中，M1、M2及M3分別是選自Mn、Ni、Co及Fe中的至少一種元素，可以相互相同也可以相互不同，x、y、z、w、s及t分別為0＜x≤1.1、0.8≤y≤1.1、0＜z≤1.1、0.8≤w≤1.1、0＜s≤1.1、0.8≤t≤1.1。

本發明的電池組具備非水電解質電池，其特征在于，所述非水電解質電池，具備：