[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

现有技术

近年来，便携式电子设备的小型轻量化引人瞩目，与此同时，对作为电源的电池也提出了小型轻量化的要求。为满足这种要求，开发出了各种各样的二次电池，目前，高工作电压、高能量密度的锂离子电池之类的非水电解质二次电池得到使用。该非水电解质二次电池中，例如，正极使用的是具有层状结构的作为复合氧化物的钴酸锂等，负极使用的是能够吸储和释放锂离子的碳材料。

但是，该非水电解质二次电池存在着随着充放电循环的往复进行，电荷移动阻力增大，放电容量逐渐减小等问题。即，随着充放电时锂离子的吸储和释放，负极产生膨胀和收缩，导致碳材料上产生裂缝。而且，随着充放电的进行，负极上会生长表面被覆膜。于是，裂缝的产生和表面被覆膜的生长将导致电荷移动阻力增大，故在往复进行充放电循环的过程中，非水电解质二次电池的放电容量将逐渐减小。

为此，本发明的目的是，抑制电荷移动阻力的增大，以提供一种充放电循环特性、负载率特性以及输出特性优异的非水电解质二次电池。

发明内容

本发明是一种具备含有能够吸储和释放锂离子的正极活性物质的正极、以及包含有能够吸储和释放锂离子的第1碳材料和比表面积为大约10～大约1500m²/g的第2碳材料的负极的非水电解质二次电池。

根据上述发明，由于比表面积为大约10～大约1500m²/g的第2碳材料能够抑制负极的电荷移动阻力增大，因此，能够提高放电容量、充放电循环特性、负载率特性以及输出特性。

另外，本发明中的所说比表面积，是以BET法求出的比表面积。

并且，第2碳材料最好是碳黑。这是由于，当第2碳材料为碳黑时，可提高负极的集电性能。

作为第2碳材料，相对于第1碳材料和第2碳材料之和，以其含有量约小于10wt％为宜，若其含有量在大约0.1wt％以上、大约5wt％以下则更好，尤以大约0.1wt％以上、大约1wt％以下为好。

这是由于，若第2碳材料含有量不大于大约10wt％，可使得电荷移动阻力足够小。而含有量在大约10wt％以上时，由于第1碳材料的比例减小，有可能导致负极的放电容量减小。

进而，当正极活性物质中含有锂锰化合物时，具有以下的效果。在使用含有锂锰化合物的正极的非水电解质二次电池中，若锂锰化合物长期与电解液接触，则锂锰化合物中的锰(Mn)将溶解到电解液中。并且，可以推测，溶解到电解液中的锰会到达负极处，附着在作为负极活性物质的第1碳材料上，从而导致第1碳材料的电荷移动阻力增大。还可以推测，溶解的锰会将第1碳材料的吸储和释放锂离子的部位堵塞，从而导致非水电解质二次电池充放电性能降低。本发明中，由于负极中包含有第2碳材料，故锰在负极处能够被该第2碳材料捕捉，可防止锰附着在第1碳材料上。因此，不仅能够抑制第1碳材料的电荷移动阻力增大，而且能够防止第1碳材料上的吸储和释放锂离子的部位被堵塞，从而实现充放电循环特性、负载率特性以及输出特性的提高。

此外，作为锂锰化合物，若使用以组成式Li_xMn_2-yM_yO₄(0≤x≤1.4；0≤y≤1.8；M是一种以上的过渡金属元素)进行表达的化合物，或者以组成式Li_xMn_1-yM_yO₂(0≤x≤1.4；0≤y≤0.9；M是一种以上的过渡金属元素)进行表达的化合物，则能够获得具有优异的充放电循环特性、负载率特性以及输出特性的非水电解质二次电池。

附图说明

图1是本发明的一个实施形式的非水电解质二次电池的立体图。

图2是对该非水电解质二次电池的发电要素加以展示的立体图。

图3是示出乙炔黑的含有量与初始放电容量之间关系的曲线图。

图4是示出放电电流与放电容量之间关系的曲线图。

图5是示出乙炔黑的比表面积与初始放电容量之间关系的曲线图。

图6是示出乙炔黑的比表面积与放电容量保持率之间关系的曲线图。

图7是示出放电电流与放电容量之间关系的曲线图。

图8是示出DOD与功率密度之间关系的曲线图。

图9是示出放电电流与放电容量之间关系的曲线图。

图10是示出DOD与功率密度之间关系的曲线图。

具体实施方式