[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，尤其涉及通过使用粒径分布不同的多种正极活性物质材料并同时在非水电解质中添加特定的添加剂，从而过充电时的安全性高而且初期容量大、充放电循环使用特性出色并同时气体的发生少的非水电解质二次电池。

背景技术

作为今天的手机、便携式个人电脑、便携式音乐播放器等便携式电子仪器的驱动电源，进而作为混合动力(hybride)电动汽车(HEV)或电动汽车(EV)用的电源，广泛利用具有高能量密度、为高容量的以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池。其中，使用石墨粒子作为负极活性物质的非水电解质二次电池由于安全性高而且为高容量而被广泛使用。

作为这些非水电解质二次电池的正极活性物质，单独使用一种或混合使用多种能够可逆地吸留·放出锂离子的锂过渡金属复合氧化物即LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_xCo_1-xO₂(x＝0.01～0.99)、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiCo_xMn_yNi_zO₂(x+y+z＝1)或LiFePO₄等。

在这些正极活性物质中，尤其由于各种电池特性比其他正极活性物质出色而大多使用锂钴复合氧化物或添加了异种金属元素的锂钴复合氧化物。但是，钴的价格高而且作为资源的存在量少。因此，为了持续使用这些锂钴复合氧化物或添加了异种金属元素的锂钴复合氧化物作为非水电解质二次电池的正极活性物质而需要非水电解质二次电池的进一步高性能化。为了实现将这样的锂钴复合氧化物用作正极活性物质的非水电解质二次电池的进一步高性能化及高寿命化，电池的高容量化及安全性的提高是必须的课题。

作为解决这样的课题的发明，在下述专利文献1中公开了可通过使用平均粒径不同的2种钴酸锂来实现高密度填充从而实现电池容量的增大化的非水电解质二次电池用正极的发明。另外，在下述专利文献2中还公开了使用含有内含镁及锆的至少1种的钴酸锂的正极活性物质并通过添加从1，3-二噁烷、碳酸亚乙烯酯化合物及环烷基苯化合物以及具有与苯环相邻的季碳的化合物中选择的至少1种芳香族化合物而高温储存特性良好且过充电时的安全性出色的非水电解质二次电池。

专利文献1：特开平9-306546号公报

专利文献2：特开2008-277086号公报

如果是像在上述专利文献1中公开的那样的使用利用平均粒径不同的2种正极活性物质且成为高密度填充的正极的非水电解质二次电池，则由于平均粒径小的正极活性物质的存在而正极活性物质总量的表面积变大，所以正极活性物质与非水电解质中的添加剂的反应性变高。结果，有时会发生气体从而电池壳膨胀，为了在电池没有被适当地使用的情况下保证电池的安全性而必需采取进一步的对策。

发明内容

本发明人等为了解决如上所述的使用利用平均粒径不同的2种正极活性物质且成为高密度填充的正极时的问题点，进行了各种实验。结果发现，通过组合利用平均粒径不同的2种正极活性物质且成为高密度填充的正极和在上述引用文献2中公开的非水电解质，可得到不仅过充电时的安全性出色而且初期容量变大并同时充放电循环使用特性也变好且由于气体的发生少而电池的厚度的变化也小的非水电解质二次电池，以至完成本发明。

即，本发明的目的在于提供一种使用利用平均粒径不同的2种正极活性物质且成为高密度填充的正极且过充电时的安全性高而且初期容量大、充放电循环使用特性出色并同时气体的发生少的非水电解质二次电池。

为了实现上述目的，本发明的非水电解质二次电池是具备具有正极活性物质的正极、负极、具有非水溶媒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，所述正极活性物质是数均粒径分布D₅₀的中心粒径为15～30μm的大粒径正极活性物质粒子与数均粒径分布D₅₀的中心粒径为1～8μm的小粒径正极活性物质粒子的混合物，粒度分布中在粒径15～30μm和1～8μm的范围内分别具有相对粒子量为5％以上的峰值，在所述非水电解质中含有1，3-二噁烷、碳酸亚乙烯酯(vinylenecarbonate)化合物、从环烷基苯化合物以及与具有与苯环相邻的季碳的化合物中选择的至少1种芳香族化合物。