[发明专利]非水电解液电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解液电池。

背景技术

通过锂离子在负极与正极间移动来进行充放电的非水电解液质电池作为高能量密度电池正被积极地进行研究开发。作为正极活性物质使用锂过渡金属复合氧化物、作为负极活性物质使用炭物质的非水电解液电池已经被商业化。

另一方面，近年来，研究了将与炭物质相比锂嵌入脱嵌电位更高的、例如锂钛复合氧化物(约1.55V vs Li/Li⁺)作为负极活性物质使用的非水电解液电池(参照专利文献1、2)。锂钛复合氧化物由于伴随着充放电产生的体积变化少，因此循环特性优良，由于在原理上不会有析出锂金属的情况，因此有可能实现大电流下的充电。

但是发现，对于此种将锂钛复合氧化物等锂嵌入脱嵌电位高的材料用于负极活性物质中的电池，会因电池反应或长时间的贮存而在电池内生成伴随着气体产生的反应。另外，由于该反应的原因，电池的大电流特性、自放电特性等电池特性也会劣化。

专利文献1  日本专利第3866740号公报

专利文献2  日本特开平9—199179号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种非水电解液电池，其可以抑制将锂嵌入脱嵌电位高的材料用于负极活性物质中的非水电解液电池中的气体产生，提高安全性，并且具有良好的电池特性。

本发明的非水电解液电池的特征是，具备：外包装材料、收纳于所述外包装材料内的正极、收纳于所述外包装材料内的具备锂嵌入和脱嵌电位高于1.0V(vs Li/Li⁺)的负极活性物质的负极、和填充于所述外包装材料内的非水电解液，所述非水电解液包含非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的电解质，添加了具有异氰酸酯基的有机化合物，在常温下为液体。

根据本发明，可以抑制将Li嵌入脱嵌电位高的材料用于负极活性物质中的非水电解液电池中的气体产生反应，提高安全性，并且具有良好的电池特性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的扁平型非水电解液二次电池的剖面示意图。

图2是详细地表示图1的由以A表示的圆包围了的部分的局部剖面示意图。

图3是本发明的实施方式的非水电解液二次电池的剖面示意图。

图4是详细地表示图3的由以B表示的圆包围了的部分的局部剖面示意图。

图5是电池组(battery pack)的分解立体图。

图6是表示电池组的电路的方框图。

符号说明

1…正极端子，2…负极端子，3…正极，3a…正极集流体，3b…正极活性物质含有层，4…负极，4a…负极集流体，4b…负极活性物质含有层，5…隔膜，6…卷绕电极组，7、8…外包装部件，9…叠层电极组，21…单电池，22…粘接胶带，23…组电池，24…印制电路基板，25…热敏电阻，26…保护电路，27…通电用端子，28…正极侧引线，29…正极侧连接器，30…负极侧引线，31…负极侧连接器，32、33…配线，34a…正侧配线，34b…负侧配线，35…配线，36…保护片，37…收纳容器，38…盖。

具体实施方式

对于以往的将锂钛复合氧化物等锂嵌入、脱嵌电位高的材料作为负极活性物质使用的非水电解液电池中的气体产生现象来说，与在负极中使用了炭物质的旧式的非水电解质电池相比更为明显。就该电池的气体产生而言可以考虑两个原因。

其中一个原因是，在正极的正极活性物质中含有过渡金属元素的情况下，过渡金属元素向非水电解液中溶出而在负极表面析出，因在负极表面与电解液反应而造成的气体产生。特别是，在正极中使用Mn，而Mn离子溶出的情况下，在负极表面使电解液的分解加速，明显地发生气体产生。对于含有Fe的正极，也与Mn相同。如果存在于电解液中的水分量变多，则过渡金属元素的溶出就被进一步加速。

另一个原因是，由在负极的表面发生的负极活性物质与电解液的反应而造成气体产生。

本发明人等进行了深入研究，结果发现，如果作为加入非水电解液中的添加剂，使用具有异氰酸酯基的有机化合物，则可以大幅度抑制这些气体产生。