[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等非水电解液二次电池，作为车辆搭载用电源或个人电脑、便携终端等的电源，其重要性不断提高。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池，被优选用作车辆搭载用高输出电源。在这种非水电解液二次电池的一个典型结构中，具备正极和负极隔着隔板重叠而成的电极体，所述正极具有在正极集电体上保持有包含正极活性物质的正极活性物质层的结构，所述负极具有在负极集电体上保持有包含负极活性物质的负极活性物质层的结构。作为正极活性物质，使用层状结构锂钴复合氧化物(例如LiCoO₂)、层状结构锂镍复合氧化物(例如LiNiO₂)、尖晶石结构锂锰复合氧化物(例如LiMn₂O₄)、尖晶石结构含镍的锂锰复合氧化物(例如LiMn_1.5Ni_0.5O₄)等(例如专利文献1)。专利文献1中记载了在包含正极活性物质的非水电解液二次电池中，向正极活性物质层添加包含碱金属和/或碱土金属的无机磷酸化合物(例如Li₃PO₄)。根据该公报，通过向正极活性物质层添加上述无机磷酸化合物，能够减少从正极活性物质的金属溶出，提高电池的耐久性(例如容量维持率)。

在先技术文献

专利文献1：日本国专利申请公开2014-103098号公报

发明内容

但是，根据本发明人的研究，如果向正极活性物质层添加无机磷酸化合物(例如Li₃PO₄)，虽然能够抑制金属从正极活性物质溶出，但从该无机磷酸化合物生成的磷酸根离子经由电解液向负极移动，与电荷载体(例如锂离子二次电池中为锂离子)反应，由此有时会引起电荷载体的失活。电荷载体的失活可成为电池容量劣化的主要原因。

本发明是鉴于这一点而完成的，其主要目的是提供一种在正极活性物质层包含上述无机磷酸化合物的非水电解液二次电池的基础上，从无机磷酸化合物生成的磷酸根离子所引起的容量劣化得到了抑制的非水电解液二次电池。

由本发明提供的非水电解液二次电池，具备具有正极活性物质层的正极、具有负极活性物质层的负极、介于所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间的隔板、以及非水电解液。所述正极活性物质层含有包含碱金属和/或碱土金属的无机磷酸化合物。并且，在所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间和所述负极活性物质层中的至少一处，配置有捕捉磷酸根离子的磷酸根离子捕捉材料。根据该结构，由无机磷酸化合物生成的磷酸根离子被磷酸根离子捕捉材料捕捉，因此能够抑制由该磷酸根离子引起的容量劣化。

在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，所述无机磷酸化合物是Li₃PO₄。另外，所述磷酸根离子捕捉材料是选自ZrO₂、TiO₂和BaTiO₃之中的至少一种金属氧化物粒子。并且，在所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间和所述负极活性物质层中的至少一处配置的所述金属氧化物粒子的总表面积S[m²]、与所述正极活性物质层所含的Li₃PO₄的总质量A[g]之比(S/A)为1.15以上。这样能够更好地抑制由无机磷酸化合物生成的磷酸根离子所引起的容量劣化。

在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，所述金属氧化物粒子包含于所述负极活性物质层。并且，所述负极活性物质层所含的所述金属氧化物粒子的含量，相对于100质量份的负极活性物质为10质量份以下。这样能够抑制在负极活性物质层中金属氧化物粒子阻碍电子传导，从而抑制电池电阻的上升。

在此公开的非水电解液二次电池的一优选方式中，所述无机磷酸化合物是Li₃PO₄。另外，所述磷酸根离子捕捉材料是选自Al(OH)₃和Fe(OH)₂之中的至少一种金属氢氧化物。并且，在所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间和所述负极活性物质层中的至少一处配置的所述金属氢氧化物的(OH)基的总摩尔数B[mol]、与所述正极活性物质层所含的Li₃PO₄的总质量A[g]之比(B/A)为0.01以上且0.082以下。这样能够更好地抑制由无机磷酸化合物生成的磷酸根离子所引起的容量劣化。