[发明专利]密闭型非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。详细而言，涉及具备因内压上升而动作的电流阻断机构的密闭型非水电解质二次电池。

应予说明，本国际申请主张基于2012年2月23日申请的日本国专利申请2012-037967号的优先权，并将该申请的全内容作为参照引入本说明书中。

背景技术

锂离子二次电池和其他二次电池与现有的电池相比为小型、轻型且高能量密度，输出密度优异。因此，近年来被优选用作个人计算机、移动终端等的所谓的便携式电源、车辆驱动用电源。

作为上述电池的一个方式，可举出密闭型非水电解质二次电池。该电池典型的是通过将由具备含有活性物质的活性物质层的正负极构成的电极体与电解质(典型的是电解液)一起收容于电池壳体后安装盖体并封口(密闭)来构筑。

密闭型非水电解质二次电池通常在对电压进行控制以限制在规定区域(例如3.0V～4.2V)的状态下使用，但如果因误操作等而对电池供给通常以上的电流，则有时超过规定电压而成为过充电。因此，电流阻断机构(CID：Current Interrupt Device)被广泛使用，该电流阻断机构在电池壳体内的压力达到规定以上时阻断充电电流而停止过充电的进行。一般而言，当电池达到过充电状态时电解质(典型的是非水溶剂)等被电解而产生气体。上述电流阻断机构基于该气体产生来切断电池的充电路径，由此能够防止进一步的过充电。

使用上述电流阻断机构时，已知有使电解质中预先含有氧化电位比电解质低的化合物(即，氧化分解反应的起始电压比电解质低的化合物。以下，有时称为“防过充电剂”)的手法。当电池达到过充电状态时，上述防过充电剂在正极表面被迅速氧化分解并产生氢离子(H⁺)。然后，该氢离子在电解质中扩散，到达负极被还原，由此产生氢气。由于产生的氢气而引起电池壳体内的压力上升，因此能够使上述电流阻断机构更迅速地动作。例如专利文献1中公开了可以使用环己基苯(CHB)、联苯(BP)作为防过充电剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利申请公开2006-324235号公报

专利文献2：日本国专利申请公开2003-338277号公报

发明内容

然而，在正极中，在产生上述氢离子的同时生成防过充电剂的自由基中间体，能够在该正极上形成聚合物。由此在正极活性物质的表面形成聚合被膜时，有可能正极的电阻增大而抑制之后的防过充电剂的氧化分解反应。另外，即使通过氧化分解反应而产生氢离子，有时也可能因聚合被膜而妨碍该氢离子的移动。此时，有可能过充电时的气体产生变缓慢，或者产生量本身减少。例如，对于车辆驱动用电源等中使用的大型(或大容量)的电池而言，由于电池内的空间体积大，所以为了使电池壳体内的压力上升而需要大量的气体(例如40cm³/Ah以上的气体)。然而，由于如上所述的理由而气体的产生变缓慢或者产生量本身减少时，有可能电池壳体内的压力无法迅速上升，电流阻断机构的动作延迟。

本发明是鉴于上述观点而进行的，其目是提供一种具备因电池壳体的内压上升而动作的电流阻断机构的密闭型非水电解质二次电池，该电流阻断机构在过充电时迅速且稳定地动作。

为了实现上述目的，提供一种密闭型非水电解质二次电池，该二次电池在电池壳体内收容有电极体、电解质、以及由超过规定的电池电压时产生气体的化合物构成的添加剂(防过充电剂)，并且具备电流阻断机构，所述电极体是正极和负极隔着间隔件对置而成的，在伴随该气体的产生而上述电池壳体内的压力上升时，所述电流阻断机构动作。上述正极具备正极集电体和在该集电体上形成的主要含有正极活性物质的正极活性物质层。在上述正极活性物质层与上述间隔件之间进一步具备主要含有导电材料的导电材料层。而且，上述导电材料层的空隙率为35％～55％。