[发明专利]锂离子二次电池

说明书

本发明的技术问题是解决导致锂离子二次电池的循环劣化、保存劣化的环状酯的分解生成物的问题，作为其解决手段，锂离子二次电池具备：正极；将石墨系碳材料作为负极活性物质的负极；将锂盐溶解在含有环状酯的非水溶剂而成的电解液；以及遮蔽层(15)或捕捉件，该遮蔽层(15)妨碍所述环状酯与所述负极的接触，该捕捉件捕捉在所述负极产生的上述环状酯的分解生成物。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池主要由将锂吸留/释放的正极及负极、非水电解液、以及分隔件构成，用于便携式电话、个人电脑等电子设备；电动车等。非水电解液是由使锂盐溶解于碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等非水溶剂中构成。在这样的锂离子二次电池中，存在以下问题：当温度升高时，可燃性的非水溶剂挥发、用作正极活性物质的锂复合氧化物发生分解而释放氧。

对此，在专利文献1记载了通过使用包括：包含环状碳酸酯和γ-丁内酯的非水性有机溶剂；卤代碳酸乙烯酯；以及两种以上的盐的物质作为锂二次电池用的电解质而提高电解质的不燃性，从而提高锂二次电池的安全性。另外，在该文献中，记载了通过在负极表面形成基于卤代碳酸乙烯酯的涂膜来抑制电解质的分解，并且通过在电解质添加凝胶形成化合物并作为凝胶状电解质来抑制高温贮存时的分解气体的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4671589号公报

发明所要解决的技术问题

然而，虽然γ-丁内酯等环状酯作为锂离子二次电池的非水溶剂是有用的，但是根据本发明人的研究，判明了如下情况：环状酯在负极分解，因其分解生成物而电池的输出下降。可以认为，该分解生成物扩散而阻碍负极上的正常的SEI(Solid ElectrolyteInterphase：固体电解质相界面)层的形成，如果进行移动可能成为堵塞分隔件等的锂离子的移动阻碍因素。

发明内容

本发明解决导致锂离子二次电池的循环劣化、保存劣化的环状酯的分解生成物的问题。

用于解决技术问题的技术手段

本发明人为了解决上述技术问题，阻止环状酯与负极的接触。另外，本发明人为了解决上述技术问题，即使在电极产生的环状酯的分解生成物生成，也阻碍该分解生成物在电极间扩散。

在此公开的锂离子二次电池具备：正极、将石墨系碳材料作为负极活性物质的负极、以及将锂盐溶解在含有环状酯的非水溶剂而成的电解液、遮蔽层，该遮蔽层妨碍所述环状酯与所述负极的接触，或者该锂离子二次电池具备捕捉件，该捕捉件捕捉在所述负极产生的上述环状酯的分解生成物。

作为上述环状酯，具体而言，能够例示γ-丁内酯、δ-戊内酯或者甲基-γ-丁内酯、乙基-γ-丁内酯、乙基-δ-戊内酯等烷基取代物等。

环状酯的蒸气压较低、粘度较低且介电常数较高，能够不降低电解液的闪点和电解质的离解度就降低电解液的粘度。因此，能够不提高电解液的引燃性就提高电池的放电特性。即使在环状酯中也优选γ-丁内酯。

这样，在具备妨碍上述环状酯与上述负极接触的遮蔽层的情况下，通过遮蔽层阻碍环状酯与负极接触而分解。因此，消除了因环状酯的分解生成物而导致电池的劣化的问题。

上述环状酯可以与其他溶剂混合来使用。例如，可以是环状酯与碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等环状碳酸酯和/或碳酸甲乙酯等链状碳酸酯的混合溶剂。

在一实施方式中，作为所述遮蔽层，在所述正极与所述负极之间的与所述负极相邻的部位形成有不含有所述环状酯的负极侧凝胶状电解质层。由此，由于通过负极侧凝胶状电解质层妨碍电解液中的环状酯与负极的接触，因此可以避免该环状酯在负极上分解。

在一实施方式中，所述负极侧凝胶状电解质层保持碳酸乙烯酯。