[发明专利]电池

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含于2007年2月9日向日本专利局提交的日本专利申请第2007-030930号涉及的主题，其全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电池，并且更详细地说，涉及一种其中每一对正极和负极在完全充电状态下的开路电压等于或高于4.25V的电池。

背景技术

近年来，已经大量开发了用于便携式电子装置的技术。已经开始认识到诸如移动电话、笔记本式计算机等的电子装置是支持先进信息社会的基础技术。正在大力开展关于用于实现那些电子装置的高级功能的技术的研究和开发。与之成比例地，那些电子装置的电力消耗增加得越来越多。与之相对，由于要求能长时间驱动那些电子装置，所以不可避免地要求实现作为驱动电源的二次电池的高能量密度。考虑到环境问题，也要求延长循环寿命。

从电子装置中内置的电池的占据体积、质量等角度来看，更高的电池能量密度是优选的。目前，由于锂离子二次电池(lithium ionsecondary battery)具有优异的能量密度，所以这样的电池已经被内置在大部分所述装置上。

通常地，在锂离子二次电池中，用钴酸锂作为正极，并用碳材料作为负极。工作电压值被设定为在4.2V到2.5V范围内的值。主要因为非水电解质材料、隔膜等的优异电化学稳定性，所以电池单元(cell)内的端电压可上升到4.2V。

在以4.2V为最大电压工作的相关领域的锂离子二次电池中，用作正极的诸如钴酸锂等正极活性物质利用其理论容量的最多约百分之六十的容量。因此，原则上通过进一步提高充电电压可以利用剩余的容量。事实上已经知道，通过在充电时将电压设定到4.2V或更高可以实现高的能量密度(例如，参考专利文献1：国际公布号WO03/019713)。

发明内容

然而，在充电电压已经被设定为4.25V以上的电池中，尤其地，正极表面附近的氧化气氛被增强，使得与正极产生物理接触的电解液被氧化分解而且充电/放电效率变差。进一步地，当负极侧上对电解液的反应继续时，涂覆层的导电性变差，由于锂的过分嵌入而使金属锂在负极析出，并且循环特性变差。

尤其地，如果充电电压设定为4.25V或者更高，则当循环重复时，容量保持比例突然变差，并且出现一种情况，即很难预测剩余容量和充分实现通过增加容量而获得的优点(由于高充电电压)。因为根据在相关领域中构成电池的电解液等，很难充分抑制在经过预定循环之后出现的这样的突然变差(劣化)，所以有必要重新研究诸如电解液等的构成物质。

因此，希望提供一种即使在充电电压被设定为4.25V或者更高的情况下也具有良好循环特性的电池。

根据本发明的一种实施方式，提供一种包括正极、负极、电解液和隔膜的电池，其中每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压在4.25V以上至6.00V以下的范围内，而电解液包含：选自由酸酐及其衍生物组成的组中的至少一种添加剂；以及具有卤素原子的环状碳酸酯衍生物。

根据本发明的实施方式，由于在完全充电状态下开路电压的值被设定在4.25V以上至6.00V以下的范围内，所以可获得高能量密度。由于电解液包含选自由酸酐及其衍生物组成的组中的至少一种添加剂，所以在充电和放电时，基于该添加剂的涂覆层形成在负极上并且电解液的分解被抑制。进一步地，由于电解液包含具有卤素原子的环状碳酸酯衍生物，所以可获得更高的效用。

根据本发明的实施方式，即使充电电压被设定为4.25V或者更高，也可以实现良好的循环特性。

根据以下参照附图的说明，本发明的其它特征和优点将显而易见。在整个附图中，相同的标号指代相同或者相似的部分(部件)。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施方式的电池的构造的剖视图。

图2是示出了图1所示的电池中卷绕电极元件的一部分的放大剖视图。

图3是示出了根据本发明的第二实施方式的电池的构造的剖视图。

图4是示出了沿图3所示卷绕电极元件的线I-I截取的剖视图。

图5A和5B是示出了通过绘制实施例1和2以及对比例1到6中每一个的放电容量保持比率相对于充电/放电循环次数得到的曲线图；以及

图6A和6B是示出了通过绘制在实施例1和3至6以及对比例2和7至9中每一个的的放电容量保持比率相对于充电/放电循环次数得到的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施方式。