[发明专利]锂离子蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子蓄电装置。

背景技术

已知一种预嵌入技术，其通过针对锂离子蓄电装置的正极及负极预先嵌入锂离子，从而抑制锂离子蓄电装置内的电极的不可逆容量。

例如，在专利文献1中，记载有作为集电体而使用具有通孔的开孔箔的垂直预嵌入法。在垂直预嵌入法中，除正极、负极之外，还使用用于向正极及负极供给锂离子的第3极。

另外，例如在专利文献2中记载有下述技术，即，作为正极活性物质使用Li_3-xM_xN，从正极向负极进行预嵌入。

专利文献1：日本专利第4126157号

专利文献2：日本特开2010-102841

发明内容

在专利文献1所记载的垂直预嵌入法中，由于需要使用除正极、负极之外的第3极，所以与通常的锂离子蓄电装置相比，制造工序复杂，需要时间和成本。另外，由于使用金属锂，所以在预嵌入后，金属锂有可能作为微粉而残留，对安全性产生影响。此外，由于第3极在预嵌入结束后不再需要，所以与没有第3极的情况相比，在能量密度方面不利。

专利文献2所记载的正极活性物质，是通常被用于负极活性物质的材料，锂离子进行插入·脱离的反应电位为0.8V左右，较低。如果将上述活性物质用于正极，则由于集电体溶解等导致安全性降低。另外，随着混合了活性物质、导电助剂、粘结剂等的正极活性物质层的密度的不同，难以得到稳定的特性。

此外，在处理材料时，需要进行水份及氧气的严格的环境调整等，需要大规模的设备。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，可以简单地实施预嵌入，不降低安全性，实现能量密度提高和循环特性提高。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种锂离子蓄电装置，其特征在于，具有：正极，其具有正极活性物质，该正极活性物质是含锂化合物且可以使锂离子脱离、插入；以及负极，其具有可以使锂离子脱离、插入的负极活性物质，使锂离子从所述正极活性物质脱离后无法再插入的容量即正极的不可逆容量，是在所述负极活性物质中使锂离子可逆地脱离、插入的容量即负极的使用容量的6％～40％。

在本发明的锂离子蓄电装置中，如果正极的初次充放电效率为50％～94％，则锂离子蓄电装置的循环特性进一步提高。

此外，在负极活性物质的相对于可逆容量的使用区域为4％～80％的情况下，也使锂离子蓄电装置的循环特性进一步提高。

优选本发明所使用的正极活性物质含有从氧化物、有机物、硫化物、磷酸盐、金属络合物、导电性高分子或金属中选择的大于或等于1种化合物。通过使用上述正极活性物质，从而在正极及电芯的制作时、预嵌入时、预嵌入后的充放电时，保持物理特性、化学特性的稳定性。

发明的效果

在本发明的锂离子蓄电装置中，由于可以从正极进行预嵌入，所以不需要第3极，可以简单且安全地进行预嵌入。与从第3极进行预嵌入的情况相比，可以在短时间内以目标量进行预嵌入。

另外，通过使正极的不可逆容量落在上述范围内，从而使循环特性提高。并且，不需要第3极，可以抑制能量密度的降低。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一个实施方式中的蓄电装置内部的剖面图。

具体实施方式

下面，参照图1，对本发明的实施方式进行说明。

本发明的锂离子蓄电装置10具有：正极18，其具有可以使锂离子嵌入·脱嵌的正极活性物质；负极12，其具有可以使锂离子嵌入·脱嵌的负极活性物质；以及非水电解液，其充满正极18和负极12之间。锂离子蓄电装置10是利用正极18和负极12之间的锂离子的移动而进行充放电，并可以在放电时取出电流的装置，例如是锂离子二次电池或锂离子电容器。

正极18和负极12隔着薄膜状的隔板25而层叠，在隔板25中浸透有非水电解液。在具有多个正极18和负极12的情况下，正极18和负极12交替层叠。另外，对于以平板状层叠的层叠型电极单元及将层叠好的电极卷绕而成的卷绕型电极单元，均可以应用本发明。在这里，所谓“嵌入”是在吸收·插入之外还包括吸附·承载等的概念，所谓“脱嵌”是与其相反的概念。例如，作为锂离子蓄电装置10，包括锂离子二次电池及锂离子电容器等。