[发明专利]锂离子电池、以及使用该电池的电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池、以及使用该电池的电池模块。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度，因此作为电动汽车、电力储存用的电池而受到关注。特别是电动汽车，包括未搭载引擎的零排放电动汽车、搭载了引擎和二次电池这两者的混合动力电动汽车、以及由系统电源直接充电的插电式混合动力电动汽车。在本发明中，电动汽车是指上述各种汽车。此外，还期待其作为储存电力，并且在电力系统被切断的非常时期供给电力的固定式电力储存系统的用途。

对于这样的多种用途，锂离子电池要求具有优异的耐久性。也就是说，即使环境温度变高，能够充电放电的容量的下降率也小，并且经过长时间，电池容量维持率也高。特别是电动汽车用的锂离子电池，因来自路面的辐射热或来自车内的热传递而暴露于40℃～70℃的高温环境，在这些环境下的长期保存特性和循环寿命的提高成为了一个重要的开发课题。

作为用来抑制高温保存时的容量下降或循环劣化的现有技术，正在研究高耐久的电极材料或电解液等各种技术。特别是负极，伴随着电解液的分解反应，负极所吸附的锂被消耗，导致电池的容量下降。为了抑制该副反应，公开了对负极的表面进行改性的多种方法。

日本特开平6－168725号公报公开了一种有关电池的发明，该电池使用了在2000℃以上的高温下对碳物质进行处理而使其石墨化后，粉碎，再施加2000℃以上的热处理所得的负极，日本特开2000－156230号公报公开了一种负极活性物质，其是由将用非晶质碳包覆石墨表面所得的一次粒子进行造粒而形成的二次粒子构成的。

日本特开2002－134171号公报公开了一种有关电池的发明，该电池在负极活性物质中使用了由在水中带负电的水溶性高分子物质包覆表面的碳，日本特开平5－275077号公报公开了用锂离子传导性的固体电解质薄膜涂布碳表面的发明。

日本特开2000－264614号公报公开了一种用表面活性剂处理石墨粒子后，在石墨粒子的表面上形成由碳构成的包覆层的发明，日本特开2001－229914号公报公开了一种在石墨表面形成非晶质碳涂膜层，抑制电解液分解的发明。

日本特开平2006－24374号公报公开了一种在结晶性碳粒子（一次粒子）的表面上形成碳包覆层，并通过该碳包覆层使一次粒子结合所得的碳二次粒子的相关发明，日本特开2006－228505号公报公开了一种有关负极用石墨的发明，该负极用石墨的特征在于，平均粒径为5μm～50μm，真比重为2.20g/cm³以上，由氮气吸附所得的比表面积为8m²/g以下，由二氧化碳吸附所得的比表面积为1m²/g以下，通过X射线光电子分光光谱所测定的氧原子浓度为0.7atom%以上。

日本特开2007－42571号公报是有关碳材料的发明，所述碳材料通过X射线衍射测定所求出的碳002面的面间隔d002为0.340nm～0.390nm，并且特别规定了He真密度和CO₂吸附量。

日本特开2009－187924号公报公开了一种通过X射线衍射法分析得到的微晶尺寸Lc为20nm～90nm，碳002面的面间隔d002为0.3354nm～0.3370nm，并且在表面上形成了低结晶性碳的负极材料的相关发明。

发明内容

发明要解决的问题

电动汽车用或电力储存用的锂离子电池，有时会在充电状态下放置于高温环境中，从而会因自放电导致电池容量下降。本发明的目的在于抑制因负极所导致的自放电，实现锂离子电池的长寿命化。

解决问题的方法

本发明人等为了解决上述问题而进行了积极研究，结果发现了即使在高温环境下将锂离子电池充放电或者放置后，电池容量也不易下降的方法。

根据本发明的第1方式，提供一种锂离子电池，其含有包含能够吸附并且放出锂的负极活性物质的负极、正极、非水电解质和非水溶剂，前述负极活性物质是在石墨粒子（石墨核材料）的表面上具有低结晶性碳的包覆层的复合碳粒子，前述包覆层上具有C=O、C－OH和C－O官能团，前述包覆层的碳原子和氧原子的总量中的氧原子含有率为2atom%～5atom%，在空气中的热重测定法中，前述负极活性物质至少分别在350℃以上但小于600℃的温度范围内和600℃以上850℃以下的温度范围内具有至少1个氧化峰，并且在350℃以上850℃以下的范围内在最高温度具有峰的氧化峰与在最低温度具有峰的氧化峰的峰温度差为300℃以下。上述低结晶性碳是非晶质或结晶性低的碳。