[發明專利]非水電解質二次電池

有效

• 申請號: 201580047762.X
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN106663774B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 坂秀之;高橋慶一;藤田秀明;橋本達也
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/42;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

正電極混合物層(12)包含具有主表面MS的第一層(12a)和形成為比第一層(12a)更靠近正電極集流體(11)側的第二層(12b)。第一層(12a)的體積相對正電極混合物層(12)的體積的比率為20體積％至75體積％。第一層(12a)包含磷酸鐵鋰(LFP)(1)和鋰鎳鈷錳復合氧化物(NCM)(2)。LFP(1)的質量相對第一層(12a)中LFP(1)和NCM(2)的總質量的比率為大于0質量％且為80質量％或更少。第二層(12b)包含NCM(2)。LFP(1)的質量相對正電極混合物層(12)中正電極活性材料的總質量的比率為7.5質量％至20質量％。第一層(12a)的最大孔隙尺寸為0.50μm至0.70μm。

背景技術

1.發明領域

本發明涉及一種非水電解質二次電池。

2.相關技術描述

為了改善非水電解質二次電池在低電荷狀態(后文稱“SOC”)下的輸出特性，已經進行了各種研究。例如，日本專利申請公開號2008-235150(JP 2008-235150 A)公開了一種非水電解質二次電池，其中正電極活性材料含有：至少含Co的含鋰金屬氧化物；和Li_bFePO₄(其中b滿足條件0≤b＜1)。

根據JP 2008-235150 A，例如將正電極活性材料如LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂與10質量％或更少的比LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂具有較低動作電位的磷酸鐵鋰混合。結果，正電極活性材料的電阻在放電后期(即，低SOC)的突然增大可得到抑制，因而可在寬的SOC范圍上獲得高的輸出。然而，考慮到過充電過程中電池的行為，這種技術中存在進一步改進的余地。

例如，作為對電池過充電的對策，用于車輛的大型電池可包括壓力操作的電流中斷裝置(后文稱“CID”)，當在過充電過程中電池的內部壓力超過預定的壓力(也稱“工作壓力”)時CID以物理方式中斷導電路徑。在這種情況下，正電極需要具有引起與電解液等中所含的產氣劑(也稱“過充電添加劑”)反應以產生氣體使得在過充電過程中CID迅速運行的功能。

然而，在JP 2008-235150 A中，用作具有低動作電位的正電極活性材料的磷酸鐵鋰有著顯著低的導電性。因此，此低導電性通過用碳包覆磷酸鐵鋰顆粒的表面來補償。此外，為了確保預定的電池輸出，需要增大其中混有磷酸鐵鋰的正電極混合物中導電材料的比率。此外，磷酸鐵鋰具有低的單位體積容量。因此，正電極單位體積容量隨磷酸鐵鋰的混合量減小。相應地，為了保持電池容量，需要根據磷酸鐵鋰的混合量提高填充系數，即正電極混合物層的混合物密度。

然而，當混合物密度增大時，層中孔隙區域減小，可貯存在正電極混合物層中的電解液的量減少。結果，正電極活性材料與電解液中所含產氣劑之間的接觸比減小，過充電過程中產生的氣體的量減少。此外，存在由于所產生氣體的排出路徑的面積減小而無法有效地增大內部壓力的可能性。

發明內容

本發明提供了一種非水電解質二次電池，其中低SOC下的輸出高并且過充電過程中產生的氣體的量大。