[发明专利]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，涉及具备压力致动型的电流切断机构的非水电解质二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等非水电解质二次电池，与以往的电池相比重量轻且能量密度高，因此被很好地用于电动汽车、混合动力汽车等的车辆驱动用电源、个人计算机、便携终端等所谓的便携式电源等。

这样的电池，通常在电压被控制在规定区域(例如3.0～4.1V)的状态下使用，但如果由于误操作等而供给通常以上的电流，则有时会超过规定电压而变为过充电。在该过充电时，由于非水电解质的分解而产生气体、由于活性物质的发热而使电池内部的温度上升。

作为应对该问题的技术，在例如专利文献1～3中，记载了向非水电解质中添加氧化电位比正极的充电上限电位高的芳香族化合物的技术。在该电池变为过充电状态时，上述芳香族化合物发生电化学聚合，在正极表面形成高电阻的被膜。由此，能够阻碍锂离子的移动，停止过充电的进行。

先行技术文献

专利文献1：日本特开2010-507213号公报

专利文献2：日本特开2002-313415号公报

专利文献3：日本特开2002-117895号公报

发明内容

另外，例如车辆驱动用电源等所使用的高容量类型的电池中，广泛采用在电池壳体上具备压力致动型的电流切断机构(CID：Current Interrupt Device)，而且非水电解质中包含电池变为过充电状态时分解产生气体的化合物(以下，也称为“气体产生剂”)的方法。如果该电池成为过充电状态，则气体产生剂在正极表面氧化，产生氢离子。该氢离子在负极被还原，产生氢气(H₂)。能够通过该气体使电池壳体内的压力快速上升，在过充电的初期使电流切断机构工作。因此，能够实现可靠性(过充电耐性)高的电池。

但是，在具备上述CID的电池中，如果出于提高过充电时的可靠性这一目的增加气体产生剂的添加量，则作为其相反效果有时会对电池特性造成恶劣影响。具体而言，有时电池的IV电阻增大从而输入输出特性降低、耐久性(例如循环特性尤其是高温循环特性)降低。

本发明是鉴于该状况而完成的，其目的在于提供一种非水电解质二次电池，其具备通过电池内压的上升而工作的(压力致动型的)电流切断机构，能够以高水平兼顾通常使用时的电池特性和过充电时的可靠性。

本发明人为了兼顾该相反的性质而从各个角度反复专心研讨。其结果，终于完成了本发明。

即，通过本发明，提供一种非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)，其是将电极体和非水电解质收纳在电池壳体中而形成的，所述电极体具有正极和负极。上述电池壳体具备在该壳体内的压力上升时工作的电流切断机构。另外，作为在电池变为过充电状态时分解产生气体的添加剂(气体产生剂)，上述非水电解质含有环己基苯(CHB)和4，4’-二氟联苯(4，4’-FBP)。并且，在以上述非水电解质整体为100质量％时，上述4，4’-二氟联苯的含量W2(质量％)相对于上述环己基苯的含量W1(质量％)之比(W2/W1)为0.025～0.25。

在此公开的技术通过以规定的质量比使用上述特定种类的气体产生剂，与例如单独使用1种气体产生剂情况相比，发挥格外好的效果。即，通过以上述质量比混合使用环己基苯和4，4’-二氟联苯，能够维持和提高通常使用时的电池特性(例如输入输出特性、循环特性)。另外，在过充电时，通过这两种气体产生剂的协同效应，能够稳定地产生为了使电流切断机构工作所需量的气体。因此，可以实现能够以高水平兼顾电池特性和过充电耐性的非水电解质二次电池。

在此公开的非水电解质二次电池的一优选方式中，上述环己基苯的含量W1为上述非水电解质整体的3～5质量％。

通过将环己基苯的含量W1设为上述范围，即使是例如理论容量为10Ah以上的容量比较大的电池，也能够在过充电的更早期阶段使气体大量产生，能够更快速地使电池内的压力上升到电流切断机构的工作压力。其结果，能够在过充电时切实地使电流切断机构工作，能够实现过充电耐性更高的电池。

在此公开的非水电解质二次电池的一优选方式中，上述4，4’-二氟联苯的含量W2为上述非水电解质整体的0.1～1.5质量％。