[發明專利]鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201711315376.1
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108232099B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 坪內洋;高橋慶一;和田直之;岡田行廣
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M50/578
• 分類號: H01M50/578;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

本公開提供一種鋰離子二次電池。該鋰離子二次電池的正極包含第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子。第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子以質量比計，滿足第1正極活性物質粒子:第2正極活性物質粒子＝74:26～48:52的關系。第1正極活性物質粒子具有由組成式LiNi_x1Co_y1Mn_z1O₂(0x11、0y11、0.3z10.5、x1+y1+z1＝1)表示的第1組成。第2正極活性物質粒子具有由組成式LiNi_x2Co_y2Mn_z2O₂(0x21、0y21、0z20.2、x2+y2+z2＝1)表示的第2組成。第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子的至少一者的表面由過渡金屬氧化物被覆。

技術領域

本公開涉及鋰離子二次電池。

背景技術

已知包含鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)這三種過渡金屬的三元系正極活性物質粒子(LiNi_xCo_yMn_zO₂)。國際公開第2012/118052公開了將成分組成彼此不同的兩種三元系正極活性物質粒子組合使用。

發明內容

已提出在過充電時，使電池功能安全停止的機構(以下記為“壓力驅動型安全機構”)。壓力驅動型安全機構將氣體產生導致的壓力例如轉換為切斷電路等機械動作。為了促進壓力驅動型安全機構的工作，向電解液中添加了過充電添加劑。過充電時，在電位相對較高的正極中，通過過充電添加劑被氧化而產生氣體。

為了使壓力驅動型安全機構迅速工作，期望隨著充電深度進行、即SOC(State OfCharge)增高，加速增加氣體產生量。但是，在正極包含三元系正極活性物質粒子的鋰離子二次電池中，具有隨著SOC增高，氣體產生反應變得不活躍的傾向。由此，產生的氣體總量有可能比通常更少。

本公開提供一種在過充電時，即使充電已深度進行時也能夠效率良好地產生氣體的鋰離子二次電池。

以下，對本公開的技術構成和作用效果進行說明。但本公開的作用機制包括推定。不應該根據作用機制的正確與否來限定本公開的范圍。

本公開的技術方案涉及的鋰離子二次電池，包含：殼體；構成為根據所述殼體的內壓而啟動的的壓力驅動型安全機構；收納于所述殼體內的正極；收納于所述殼體內的負極；以及收納于所述殼體內的電解液。所述正極包含第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子。所述第1正極活性物質粒子和所述第2正極活性物質粒子以質量比計，滿足第1正極活性物質粒子:第2正極活性物質粒子＝74:26～48:52的關系。所述第1正極活性物質粒子具有由組成式LiNi_x1Co_y1Mn_z1O₂(其中，x1、y1、z1是滿足0x11、0y11、0.3z10.5、x1+y1+z1＝1的數值)表示的第1組成。所述第2正極活性物質粒子具有由組成式LiNi_x2Co_y2Mn_z2O₂(其中，x2、y2、z2是滿足0x21、0y21、0z20.2、x2+y2+z2＝1的數值)表示的第2組成。所述第1正極活性物質粒子和所述第2正極活性物質粒子的至少一者的表面由過渡金屬氧化物被覆。所述過渡金屬氧化物包含除了Ni、Co和Mn以外的過渡金屬。所述電解液包含過充電添加劑。

本公開的鋰離子二次電池(以下有時簡稱為“電池”)，包含Mn含量彼此不同的兩種三元系正極活性物質粒子(第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子)。在具有上述組成的第1正極活性物質粒子和第2正極活性物質粒子共存的情況下，認為在過充電時，電池溫度難以上升，氣體產生反應變得更不活躍。