[发明专利]电化学电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液二次电池或双电层电容器等电化学电池。

背景技术

电化学电池一直以来在移动电话、PDA、便携式游戏机等各种小型电子仪器中被用作储存器的备用电源或时钟功能的备用电源等。此类电化学电池一直以来已知有将电池罐錾缝封口的硬币状(纽扣状)电化学电池，但近年来开始提供可有效应用安装面积的近四角形(芯片状)的电化学电池(例如参照专利文献1)。

该芯片型电化学电池不同于硬币状电化学电池，由于并不是可以将罐(盒)錾缝(打褶crimp)封口的电化学电池，所以通过熔接凹状容器和封口板构成密封容器，形成其内部密闭有电极等的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-216952号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

在上述芯片型电化学电池中，形成以下结构：在密封容器内收纳有含有机溶剂的非水电解液，通过金属环熔接金属制封口板，从而将陶瓷制凹状容器封口。此时，作为封口板和金属环的材质，为适应与陶瓷制凹状容器的热膨胀，适合使用科瓦合金(由Co：17重量%、Ni：29重量%、Fe：余量形成的合金)等。

可是，通常认为在芯片型电化学电池中，封口板和金属环维持在还原侧的电位而不溶解。但是，存在以下充放电效率因电流在各种副反应中被使用而降低的课题：随着电化学电池的长期使用，在反复进行充放电循环时，电解液的一部分分解，由于该分解所伴有的生成物所导致的金属的腐食、保持电压，以镍为主的金属成分溶解而溶出(溶出反应)等。

本发明考虑这样的情况而实施，其目的在于，提供可抑制充放电效率的降低，可长期稳定地维持充放电循环特性的高品质的电化学电池。

解决课题的手段

本发明为解决上述课题而提供以下手段。

(1) 本发明所涉及的电化学电池的特征在于，具备：具有基座部件和通过熔合层熔接于该基座部件的封盖部件且构成有两部件之间所密封的收纳空间的密封容器和收纳于上述收纳空间内且具备浸渗有非水电解液的正极、负极和隔离部件的可充放电的电化学元件；上述电化学元件具有上述正极和负极，上述正极电连接于上述基座部件上，上述负极以夹持上述隔离部件重叠于该正极上的状态电连接于上述封盖部件，通过上述非水电解液使至少阳离子和阴离子中的任一方在与正极的空间内移动；上述封盖部件由含有镍的金属材料形成，上述负极的静电容量大于上述正极的静电容量。

根据本发明所涉及的电化学电池，通过在正极与负极之间外加电压，可通过非水电解液使至少阳离子和阴离子中的任一方在与正极或负极的空间内移动，可进行充放电。

特别是由于调整两电极的静电容量平衡，使负极的静电容量大于正极的静电容量，所以在充放电时可不改变两电极间的电位差，而使负极侧的电位变化的斜率变为接近基准电位(0V)的缓和的斜率，并且使正极侧的电位变化的斜率变为离开基准电位的陡峭的斜率。

在这里，在充放电时，在镍与含有各种官能团的活性碳的空间中夹着电解液进行配置的情况下，若以各个电极电位中产生电位差的方式使镍暴露于氧化状态，则易溶出。但是，如上所述，由于通过调整正极和负极的静电容量平衡，可缓和负极侧的电位变化的斜率，所以可缩小镍易溶出的范围，抑制充放电时的镍的溶出，可防止无效地使用电流。

此外，在充电时，在负极侧对应于电位发生电解液的还原分解反应。通过该电解液的还原分解而生成的生成物在放电时于密封容器内(电池内)扩散，有助于集电体的溶解反应。但是，根据本发明，由于与正极相比，增大负极的静电容量，所以即使在充电电压(电池电压)达到例如超过2.7V的电压时，负极侧的电位的下限值仍向“贵(貴)(高的一侧)”移动。由此抑制负极的电解液的还原分解。换言之，可抑制有助于金属氧化的分解生成物的生成。

结果，可抑制充放电效率的降低，可长期稳定地维持充放电的循环特性。因此，可制成高品质的电化学电池。另外，由于可抑制电解液的分解或镍的溶出，所以例如在非水电解液中使用二氧噻吩烷的情况下也可将充电电压稳定地保持在2.7V以上的高电压。

(2) 在上述本发明所涉及的电化学电池中，优选上述负极的静电容量为上述正极的静电容量的1.13倍以上2倍以下。

在此情况下，由于负极的静电容量至少为正极的静电容量的1.13倍以上，所以可明确地缓和上述负极侧的电位变化的斜率，例如即使在充电电压(电池电压)达到超过2.7V的电压的情况下，仍使负极侧的电位的下限值向“贵(高的一侧)”移动，由此抑制负极的电解液的还原分解，易有效抑制因副产物的生成或镍的氧化导致的溶出。