[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解质二次电池，更具体来说，涉及非水电解质 二次电池的高温循环使用特性或过充电特性等电池特性的改良。

背景技术

现今，携带电话、笔记本个人电脑等移动信息终端的高性能化及小型 轻质化正在迅速地发展。以高能量密度且高容量的锂离子二次电池为代表 的非水电解质二次电池被作为这些终端的移动电源使用。

作为这些二次电池的非水电解质中所用的非水溶剂，使用碳酸亚乙酯 (EC)或碳酸亚丙酯(PC)等碳酸酯类，然而这些溶剂在过充电状态下 的稳定性低。由此，使用了这些溶剂的电池的过充电特性差。

为此，可以考虑通过在非水溶剂中含有充放电耐受性高于碳酸酯系溶 剂的羧酸酯，来提高针对过充电的安全性。

但是，羧酸酯会使负极覆盖膜脆弱化，降低电池的高温循环使用特性。 例如如果在高于60℃的温度环境下反复进行充放电，则电池容量就会大幅 度降低。

这里，在专利文献1中，公开有使用含有环状碳酸酯及/或环状酯、链 炔衍生物、叔羧酸酯的电解质的锂二次电池，该文献中记载，由于羧酸酯 沸点低于链状碳酸酯类，因此容易因羧酸酯的蒸气产生而引起电池膨胀等 (专利文献1的0004段)。

另一方面，已知有向二次电池用的非水电解质中添加腈化合物来改良 电池特性的做法。

专利文献2及3中记载，通过向非水电解质中添加脂肪族腈化合物， 会产生对电池的着火的防止或电解液的粘度上升及低温性能的降低等效 果。但是，这些文献对于羧酸酯与腈化合物的组合没有记载。

专利文献1日本特开2003-59529

专利文献2日本特表2007-510270

专利文献3日本特表2007-519186

本发明人发现，作为防止上述的由羧酸酯引起的高温循环使用特性的 降低的途径，在非水电解质中含有腈化合物是有效的。也就是说发现，通 过将羧酸酯及腈化合物适当地配合，可以获得在高温状态下反复进行充放 电的循环使用试验后也不会引起容量降低的电池。

但是，如果向含有羧酸酯的非水电解质中添加腈化合物，会产生在高 温循环使用试验后隔膜的断路响应速度及过充电特性降低的问题。

专利文献4中，公开有向非水电解液中添加了羧酸酯(新戊酸正丁酯) 及己二腈的非水电解质二次电池(专利文献4的0050段、0051段)。

但是，该文献中，不是出于解决由羧酸酯添加造成的高温循环使用特 性的降低的目的而添加腈化合物的。此外，对于高温循环使用后的隔膜的 断路响应速度及过充电特性完全没有记载。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于，提供一种非水电解质二次电池，其 能够在防止高温循环使用后的隔膜的断路功能及过充电特性的降低的同 时，改良高温循环使用特性等电池特性。

专利文献4日本专利申请公开2004-179146

用于解决上述问题的本发明是具备：正极、负极、将上述正负极隔开 的隔膜、含有非水溶剂和电解质盐的非水电解质的非水电解质二次电池， 其特征在于，上述非水电解质含有羧酸酯和腈化合物，上述隔膜的气孔率 为28～54％，并且上述隔膜的透气度为86～450秒/分升。

根据该构成，可以获得高温循环使用特性、过充电时的极限电流值、 以及高温循环使用后的隔膜的断路响应速度等电池特性得到了改善的非 水电解质二次电池。对其理由进行说明。

隔膜需要具备将正负极可靠地绝缘并且顺畅地透过锂离子的细孔，然 而为了确保安全性，需要在电池异常地达到高温时停止电化学反应。

为此，对隔膜赋予如下的功能(断路功能)，即，在电池温度异常地 上升时，自身利用该热量熔融，将细孔闭塞，遮蔽锂离子的进一步的透过。

如果如上所述地向含有羧酸酯的非水电解质中添加腈化合物，则该断 路功能就受到阻碍，其响应速度降低。虽然其详细的原因尚不清楚，然而 可以暂且如下所示地考虑。如果向含有羧酸酯的非水电解质中添加腈化合 物，则在充电时腈化合物与正极反应而形成被膜，其中一部分的被膜片伴 随着充放电而从正极表面移动，堆积于隔膜的细孔内或其附近。该被膜片 的堆积物会妨碍隔膜的由热熔融造成的细孔的封闭。