[发明专利]二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，更特别地涉及锂离子二次电池。

背景技术

随着笔记本电脑、手机、电动车辆等的市场的急剧扩张，需要具有高能量密度的二次电池。得到具有高能量密度的二次电池的手段的实例包括其中使用具有大容量的负极材料的方法和其中使用具有优异稳定性的非水电解液的方法。

专利文献1公开了包含含锂的氧化硅或硅酸盐作为负极活性材料的二次电池。专利文献2公开了一种二次电池用负极，所述负极包含含有如下粒子的活性材料层：能够嵌入/脱嵌锂离子的碳材料的粒子、能够与锂合金化的金属的粒子和能够嵌入/脱嵌锂离子的氧化物的粒子。专利文献3公开了一种二次电池用负极材料，其中利用碳对粒子的表面进行涂布，所述粒子具有其中将微晶硅分散在硅化合物中的结构。此外，专利文献4公开了一种利用锂对涂布有碳的硅-氧化硅的复合材料进行掺杂的技术。

专利文献5和专利文献6公开了，在负极活性材料包含硅时，将通过加热而经历脱水/缩合反应的热固性树脂、或聚酰亚胺用作负极粘合剂。

专利文献7提出了一种包含磷酸三烷基酯(更具体地为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等)的非水电解液。专利文献8公开了一种二次电池，其中通过利用负极粘合剂将负极活性材料粘合到负极集电器来形成负极，所述负极活性材料包含能够嵌入/脱嵌锂离子的碳材料、能够与锂合金化的金属以及能够嵌入/脱嵌锂离子的金属氧化物；且电解液包含浓度为10～80体积％的液体介质如磷酸酯化合物和氟代磷酸酯化合物，所述液体介质难以形成二氧化碳。

同时，专利文献9公开了一种二次电池用非水电解液，包含磷酸酯化合物和含卤素的环状碳酸酯，并公开了，含卤素的环状碳酸酯对磷酸酯的体积比优选为10:1～1:2(即，含卤素的环状碳酸酯的量为约90.9～33.3％，且磷酸酯的量为约9.1～66.7％)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利H06-325765号公报

专利文献2：日本专利2003-123740号公报

专利文献3：日本专利2004-47404号公报

专利文献4：日本专利2011-222151号公报

专利文献5：日本专利2004-22433号公报

专利文献6：日本专利2008-153117号公报

专利文献7：日本专利H11-317232号公报

专利文献8：日本专利2011-96638号公报

专利文献9：日本专利H10-154528号公报

发明内容

技术问题

然而，如专利文献1中所述的包含氧化硅作为负极活性材料的二次电池具有如下问题：当在45℃以上的温度下对二次电池进行充电和放电时，在充/放电循环期间容量下降明显巨大。

如专利文献2中所述的二次电池用负极由于三种组分的充/放电电势之差而具有在嵌入/脱嵌锂离子时降低负极整体体积变化的效果。如专利文献3中所述的二次电池用负极材料也具有降低负极整体体积变化的效果。同时，如专利文献4中所述的二次电池用负极材料可以提高二次电池的能量密度。然而，在专利文献2～4中，在某些方面未对形成锂离子二次电池不可缺少的粘合剂、电解液、电极元件的结构以及外包装进行充分研究，

在专利文献5和专利文献6中，未对负极活性材料的状态进行充分研究，且在某些方面未对形成锂离子二次电池不可缺少的电解液、电极元件的结构以及外包装进行充分研究。

在专利文献7中，在某些方面未对形成锂离子二次电池不可缺少的粘合剂的材料和状态、电极元件的结构、外包装以及负极进行充分研究。

在专利文献8中，尽管将磷酸酯化合物描述为电解液用溶剂，但在某些方面未对其共溶剂和电解液添加剂进行充分研究。

此外，在专利文献9中，在某些方面未对形成锂离子二次电池不可缺少的粘合剂的材料和状态、电极元件的结构、外包装以及负极进行充分研究。

至于包含硅或氧化硅作为负极活性材料的锂离子二次电池，特别地，许多容量组分在初始充电期间变得不可逆，且在某些情况中，当在高温环境中对二次电池进行充电和放电时二次电池膨胀，导致例如容量保持率下降，且尽管二次电池具有高容量，但发生循环特性下降的问题。