[发明专利]非水电解质电池和电池组

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年2月27日提交的日本专利申请2012-040475，并要求其优选权，将其全部内容援引并入本文。

技术领域

本实施方案涉及非水电解质电池和电池组(battery pack)。

背景技术

对基于锂离子在负极和正极之间的运动而充电/放电的非水电解质电池正进行研究，并发展为具有高能密度的电池。包括锂过渡金属复合氧化物和含碳材料作为活性材料的非水电解质电池已商业化应用。在锂过渡金属复合氧化物中，Co、Mn、Ni等被用作过渡金属。

近来，已研究了包括例如具有比作为活性材料的含碳材料的锂吸收-释放电位更高的锂钛复合氧化物(约1.5V vs.Li/Li⁺)的非水电解质电池(参见日本专利3866740和JP-A9-199179(KOKAI))。由于充电和放电时，锂钛复合物氧化物的体积几乎不变，所以它的循环特性优异。该类非水电解质电池理论上无锂金属沉积，并且可在高电流下充电。

但是，在锂钛复合氧化物表面上吸附的水量较大，并且羟基存在于表面上。由此，水主要与非水电解质反应而产生游离酸。所产生的游离酸溶解正极的活性材料。所溶解的物质析出在负极的表面上，造成表面电阻增大。由此，随着电阻增大，电池容量，特别是寿命性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供寿命性能改善的非水电解质电池。

根据一个实施方案，提供了包括外壳、正极、负极和非水电解质的非水电解质电池。正极含有活性材料，并设置在所述外壳中。负极设置在所述外壳中，并含有锂吸收电位不低于0.4V vs.Li/Li⁺的活性材料。非水电解质设置在所述外壳中，并含有含氟锂盐和磷化合物。所述磷化合物选自以下的至少一种：A_xH_3-xPO4(其中A是选自Na和K的至少一种元素，并且x是0-3)和A′_yH_(6-2y)(PO₄)₂(其中A′是选自Mg和Ca的至少一种元素，并且y是0-3)。

根据所述非水电解质的电池的实施方案，可改善非水电解质电池的寿命性能。

附图说明

图1是本实施方案的扁平型非水电解质电池的截面示意图；

图2是图1中的A部分的放大截面图；

图3是示意性显示本实施方案的另一个扁平型非水电解质电池的部分切去的斜视图；

图4是图3中的B部分的放大截面图；

图5是本实施方案的电池组的分解透视图；

图6是图5的电池组电路的框式示意图。

具体实施方式

以下将详细说明本实施方案的非水电解质电池。

本实施方案的非水电解质电池包括外壳；正极；负极和非水电解质。正极含有活性材料，并设置在所述外壳中。负极设置在所述外壳中，与正极间隔开，并含有锂吸收电位低于0.4V vs.Li/Li⁺的活性材料。非水电解质设置在所述外壳中。所述非水电解质含有含氟锂盐和磷化合物。所述磷化合物是至少一种以下化合物：A_xH_3-xPO₄(其中A是选自Na和K的至少一种元素，并且x是0或更大且3或更小)和A′_yH_(6-2y)(PO₄)₂(其中A′是选自Mg和Ca的至少一种元素，并且y是0或更大且3或更小)。

在另一实施方案的非水电解质电池中，磷化合物包含在负极中，而不是在非水电解质中。

来自组成元件或在制造步骤中产生的不可避免的水包含在所述非水电解质电池中。水与包含在所述非水电解质中的含氟锂盐，例如LiBF₄或LiPF₆反应而产生氟酸(fluoric acid)(游离酸)。氟酸与正极的活性材料反应而溶解活性材料的组成元素，例如过渡金属元素。所溶解的过渡金属离子移动，并在负极表面析出，造成电阻增大。电池寿命受两个因素，例如容量和电阻影响。电阻造成的寿命下降意味着用于维持高输出电池中的预设功率的性能下降。

作为用于去除所含的水的技术，已知一种方法，其中加入活化的氧化铝等以物理吸附水。但是，该方法的缺点在于除水效果低，并且被吸附的水在升温下再度释出。