[发明专利]非水系二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及将锂复合氧化物作为正极活性物质的非水系二次电池。进一步详细地说，本发明涉及：当使用含有含腈基的化合物的非水电解质时，正极/电解质界面的被膜电阻的增加少、离子传导性良好、高温充电保存时的气体产生量少、容量效率良好、且低温环境下的充电负荷特性良好的非水系二次电池。

背景技术

现今，作为移动电话机、便携型个人计算机、便携型音乐播放器等便携型电子机器的驱动电源，以及作为混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)用的电源，广泛使用以具有高能量密度、高容量的锂离子二次电池的非水系二次电池。

作为这些非水系二次电池的正极活性物质，将能够可逆性地嵌入/脱嵌锂离子的LiMO₂(其中，M为Co、Ni、Mn的至少1种)所表示的锂过渡金属复合氧化物，即LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_yCo_1-yO₂(y＝0.01～0.99)、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiCo_xMn_yNi_zO₂(x+y+z＝1)、或LiFePO₄等单独使用一种或者混合使用多种。

其中，由于相对于其他物质而言有着特别优异的各种电池特性，多使用锂钴复合氧化物或添加了不同种金属元素的锂钴复合氧化物。然而，钴价格昂贵且资源存在量少。因此，期待使用这些锂钴复合氧化物或添加了不同种金属元素的锂钴复合氧化物作为非水系二次电池的正极活性物质，持续不断地提高非水系二次电池的性能。

另一方面，若非水系二次电池以充电状态在高温环境下保存，则易引起正极劣化。可以认为，这是因为若以充电状态保存非水系二次电池，则会引起正极活性物质上的非水电解质的氧化分解、正极活性物质的过渡金属离子溶出，而且，高温环境下相比于常温环境下而言，非水电解质的分解、金属离子溶出会加速。

与此相对，在下述专利文献1中公开了以下示例，即以抑制非水系二次电池的高温充电保存时的气体的发生，改善循环特性为目的，使用含有结构式中具有2以上4以下的腈基的化合物以及选自具有2以上的氟原子的氟化环状碳酸酯、单氟磷酸盐和二氟磷酸盐中的至少1种的化合物的非水系电解液的粒子。同样，在下述专利文献2中记载了以下示例，即在使用了含有Si、Sn、Pb中的至少1种负极活物质的非水系二次电池中，以抑制高温充电保存时的气体产生、改善循环特性为目的，使用了含有结构式中具有2以上4以下的腈基的化合物的非水系电解液的例子。

此外，在下述专利文献3中公开了以非水系二次电池的高电压且提高重复充放电条件下的循环特性为目的而在正极合剂中混合了铝系偶联剂的例子。另外，在下述专利文献4中公开了以下示例，即为了改善非水系二次电池的低温条件下的正极与电解液的浸润性而使低温条件下的输出特性良好，在正极合剂中分散有具有环氧基、氨基等有机反应基以及甲氧基、乙氧基等结合基的硅烷偶联剂的例子。

另外，在下述专利文献5中公开了为了提高重复进行非水系二次电池的间歇循环时的循环特性，利用具有多种结合基的硅烷偶联剂处理正极活性物质的例子。而且，在下述专利文献6中公开了为了提高非水系二次电池的循环特性，而使硅烷偶联剂在正极合剂层的压缩时所产生的正极活性物质的破裂面附近存在的例子。

【背景技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-32653号公报

【专利文献2】日本特开2009-158464号公报

【专利文献3】日本特开平09-199112号公报

【专利文献4】日本特开2002-319405号公报

【专利文献5】日本特开2007-242303号公报

【专利文献6】日本特开2007-280830号公报

根据上述的专利文献1和2公开的发明，首先可以确认，由于结构式中含有2以上4以下的腈基的化合物吸附于充电状态的正极上，可以保护正极表面、降低非水电解质和正极间的副反应，具有提高高温保存时的各种电池特性效果。