[發明專利]非水電解質二次電池

在審

• 申請號: 201980040729.2
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN112313826A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 西谷仁志;出口正樹
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M10/052;H01M10/0568
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

非水電解質二次電池具備正極、負極和電解液。負極包含能夠電化學性地吸藏和釋放鋰的負極活性物質，負極活性物質包含鋰硅酸鹽相和分散在鋰硅酸鹽相內的硅顆粒。鋰硅酸鹽相是包含鋰、硅和氧的氧化物相，鋰硅酸鹽相中的氧相對于硅的原子比：O/Si超過2且小于4。電解液包含鹵代苯，電解液中的鹵代苯的含量為1ppm以上且500ppm以下。

技術領域

本發明涉及使用包含分散有硅顆粒的鋰硅酸鹽相的負極活性物質得到的非水電解質二次電池。

背景技術

近年來，非水電解質二次電池、尤其是鋰離子二次電池因具有高電壓且高能量密度而作為小型民生用途、蓄電裝置和電動汽車的電源備受期待。在尋求電池的高能量密度化的當今，作為理論容量密度高的負極活性物質，期待利用包含與鋰發生合金化的硅(silicon)的材料。

與石墨相比，SiO_x的每單位體積的鋰離子吸藏量多，但充放電時的不可逆容量大。使用了SiO(x＝1)的非水電解質二次電池的初次充放電效率可能變低至例如約70％。

SiO_x包含SiO₂的基質和分散在該基質中的微小Si顆粒。在充電時，Si顆粒發生下述式(i)的反應，SiO₂的基質發生下述式(ii)的反應。

(i)Si+4Li⁺+4e^-→Li₄Si

(ii)2SiO₂+8Li⁺+8e^-→Li₄Si+Li₄SiO₄

上述式(ii)的反應是不可逆反應。即，在充電時吸藏至SiO₂的基質中的鋰離子在放電時難以被釋放。Li₄SiO₄的生成是使初次充放電效率降低的主要原因。

與此相對，專利文獻1中提出了一種非水電解質二次電池，其中，負極活性物質使用包含Li_2zSiO_2+z(0z2)所示的鋰硅酸鹽相和分散在鋰硅酸鹽相中的硅顆粒的復合材料。上述復合材料與SiO_x相比不可逆容量小，因此，初次充放電效率提高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2016/035290號單行本

發明內容

發明要解決的問題

隨著電子設備等的進一步高性能化，針對作為其電源而備受期待的使用了上述復合材料的非水電解質二次電池，尋求充放電效率的進一步提高(高容量化)。

用于解決問題的方案

鑒于以上情況，本發明的一個側面涉及一種非水電解質二次電池，其具備正極、負極和電解液，前述負極包含能夠電化學性地吸藏和釋放鋰的負極活性物質，前述負極活性物質包含鋰硅酸鹽相和分散在前述鋰硅酸鹽相內的硅顆粒，前述鋰硅酸鹽相為包含鋰、硅和氧的氧化物相，前述鋰硅酸鹽相中的前述氧相對于前述硅的原子比：O/Si超過2且小于4，前述電解液包含鹵代苯，前述電解液中的前述鹵代苯的含量為1ppm以上且500ppm以下。

發明的效果

根據本發明，能夠提高非水電解質二次電池的初始充放電效率。

將本發明的新特征記載于所附的權利要求書，本發明中關于構成和內容這兩者，與本發明的其它目的和特征一起，根據配有附圖的下述詳細說明而應該更容易理解。