[发明专利]正极和非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种正极和非水电解质电池。本发明尤其涉及一种正极和一种非水电解质电池，其能够抑制气体产生以及所伴随的电池膨胀。

背景技术

近几年中，随着便携式设备如摄影机和膝上型个人计算机的流行，对于小尺寸、高容量二次电池存在增大的需求。作为二次电池，目前使用利用碱性电解液的镍-镉电池和镍氢电池。然而，它们的电池电压低至约1.2V，并且很难提高能量密度。为此，已经对利用锂金属的锂金属二次电池进行了研究。锂金属具有0.534的比重，在固体单质中是最低的，并且还具有极低的电势。而且，其每单位重量的电流容量在金属负极材料中是最高的。

然而，在利用锂金属作为负极的二次电池中，在充电时，树枝状锂(枝状晶体)沉积在负极的表面上，并且它通过充电/放电循环而生长。枝状晶体的生长不仅减小二次电池的充电/放电周期特性。在最糟的情况下，它们穿透设置用来防止正极和负极之间发生接触的屏障(隔膜)。因此，发生内部短路，引起大量热释放，由此损坏电池。

因此，例如，如在JP-A-62-90863中描述的那样，提出了利用焦炭等碳质材料作为负极的二次电池，其中通过嵌入和脱嵌碱金属离子而反复充电和放电。这已被证实解决了以上提及的在重复充电和放电期间负极降解的问题。

同时，由于对用作正极活性物质的高电势活性物质的研究和开发，具有约4V的电池电压的材料已经出现并且正引起关注。这样的材料的已知实例是无机化合物，如含碱金属的过渡金属氧化物和过渡金属硫属元素(chalcogen)。

在这些化合物中，含有镍或钴作为主要成分的锂过渡金属复合氧化物如Li_xNiO₂(0＜x≤1.0)或Li_xCoO₂(0＜x≤1.0)对于高电势、稳定性和长寿命具有最大希望。尤其是，含有镍作为主要成分的锂过渡金属复合氧化物是具有相对较高电势的正极活性物质。这样的正极活性物质用于电池预期实现高充电电流容量和提高能量密度。

发明内容

然而，利用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的二次电池具有这样一个问题，即在电池内部经常产生气体，引起电池内部压力增大。尤其是，对于封装在层压膜中的电池，存在这样的问题，即这样的电池更趋于发生由于气体产生所引起的膨胀。这样的问题在含镍作为主要成分的锂过渡金属复合氧化物被用作正极活性物质的二次电池中尤其可能发生。

因此，期望提供一种正极和一种非水电解质电池，其能够抑制气体产生。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种正极，包括：含有锂复合氧化物的正极活性物质；杂多酸和/杂多酸化合物；以及亚磷酸。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种非水电解质电池，包括：正极，其包括含锂复合氧化物的正极活性物质、杂多酸和/或杂多酸化合物、和亚磷酸；负极；以及非水电解质。

在本发明的实施方式中，例如，杂多酸可以是选自由磷钼酸、磷钨酸、硅钼酸、硅钼酸和硅钨酸组成的组中的至少一种。例如，杂多酸化合物可以是这些杂多酸的化合物。基于100wt％的正极活性物质，优选添加的杂多酸和/或杂多酸化合物的量以及与杂多酸和/或杂多酸化合物一起添加的亚磷酸的量各自为0.01wt％以上且5.0wt％以下。

在本发明的实施方式中，杂多酸和/或杂多酸化合物与正极活性物质一起包含在正极中。因此，在充电期间正极的氧化性能够被抑制。而且，亚磷酸连同杂多酸和/或杂多酸化合物加入到正极中。因此，正极的氧化性能够利用杂多酸和/或杂多酸化合物的作用能够被协同地抑制。

根据本发明的实施方式，由于非水电解液成分等导致的气体产生能够被抑制。因此，在封装在层压膜等中的扁平电池中或在棱柱状电池中，电池膨胀能够被抑制。

尤其是，根据本发明的实施方式，正极具有亚磷酸连同杂多酸和/或杂多酸化合物。因此，电池膨胀利用杂多酸能够被协同地抑制。

附图说明

图1是示出了根据本发明一个实施方式的非水电解质电池的构造的一个实例的透视图。

图2是沿着图1的II-II的卷绕电极组件10的剖视图。

图3是示出了根据本发明另一个实施方式的非水电解质电池的构造的一个实例的剖视图。

图4是图3所示的卷绕电极组件30的一部分的放大剖视图。

图5是示出了根据本发明另一个实施方式的非水电解质电池的构造的一个实例的剖视图。

具体实施方式