專利名稱：非水電解液型鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以抑制內(nèi)部電阻增加、并且具有優(yōu)異的充放電循環(huán)特性的鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池具有可以可逆吸藏和釋放鋰離子的正負(fù)電極和介于兩電極間的電解質(zhì)，該電解質(zhì)中的鋰離子在兩電極間穿梭從而進(jìn)行充放電。由于能量密度高，因而研究了將其用于例如混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)汽車等需要大容量電源的領(lǐng)域中。作為鋰離子二次電池中使用的電解質(zhì)的代表例，可以列舉出在非水溶劑中含有作為支持鹽的鋰鹽而成的液狀電解質(zhì)(非水電解液)。作為支持鹽的代表例，可以列舉出四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰等含有氟作為構(gòu)成元素的鋰鹽。在專利文獻(xiàn)1記載了關(guān)于使用這樣的鋰鹽而成的鋰離子二次電池的技術(shù)，作為與鋰離子二次電池有關(guān)的其它技術(shù)文獻(xiàn)，可以列舉出專利文獻(xiàn)2 5?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許申請(qǐng)公開2005-32716號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許申請(qǐng)公開2004-111349號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特許申請(qǐng)公開2008-16414號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特許申請(qǐng)公開2008-84689號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特許申請(qǐng)公開2008-539548號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但上述那樣的含有氟作為構(gòu)成元素的鋰鹽，與水反應(yīng)會(huì)分解產(chǎn)生氟化氫(HF)。HF 對(duì)金屬、無機(jī)氧化物的腐蝕性高，如果在電池內(nèi)產(chǎn)生HF，則會(huì)產(chǎn)生腐蝕集電體等現(xiàn)象，使內(nèi)部電阻增加，有時(shí)會(huì)引起充放電循環(huán)特性降低。因此，對(duì)于使用這種鋰鹽的二次電池，重要的是防止該鋰鹽的水解反應(yīng)，抑制HF的發(fā)生。在專利文獻(xiàn)1中記載了，通過在電解液中添加含有帶二羧酸基的陰離子的鹽作為添加劑，可以消費(fèi)掉電池內(nèi)的水分，抑制HF的發(fā)生。此夕卜，在專利文獻(xiàn)1中記載了，通過充電處理使上述添加劑的至少一部分分解，雖然其分解物會(huì)附著在正極和/或負(fù)極的表面上，但該分解物為低電阻，并且穩(wěn)定。但根據(jù)本發(fā)明者的研究，使用上述添加劑有時(shí)反倒會(huì)引起內(nèi)部電阻的增加(初始內(nèi)部電阻的增加和/或隨著反復(fù)進(jìn)行充放電循環(huán)而產(chǎn)生的內(nèi)部電阻(耐久電阻)增加)，充放電循環(huán)特性低。本發(fā)明的一個(gè)目的是，使用上述那樣的添加劑，提供有效抑制內(nèi)部電阻的增加，充放電循環(huán)特性提高的鋰離子二次電池。此外，另一目的是提供這種鋰離子二次電池的制造方法。解決課題的方法
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本發(fā)明人關(guān)注于即使通過上述添加劑抑制了 HF的產(chǎn)生、但內(nèi)部電阻仍然增加的重要因素，即關(guān)注于附著在負(fù)極表面上的該添加劑的分解物。結(jié)果清楚了，該分解物會(huì)引起負(fù)極電阻的增加，通過使用上述添加劑反而會(huì)增加內(nèi)部電阻。因此，發(fā)現(xiàn)了以下技術(shù)從而完成本發(fā)明利用上述添加劑抑制HF的產(chǎn)生，而且實(shí)現(xiàn)了抑制內(nèi)部電阻增加的效果。本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池，其通過將電極體和非水電解液裝入殼體中而成，所述電極體包括具有正極活物質(zhì)的正極、具有負(fù)極活物質(zhì)的負(fù)極和隔膜作為構(gòu)成部件， 所述非水電解液是通過在有機(jī)溶劑中含有作為支持鹽的鋰鹽而成的。所述正極活物質(zhì)以含有鋰和過渡金屬作為金屬構(gòu)成元素的尖晶石型氧化物作為主成分。這里，尖晶石型氧化物是指具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化物。此外，上述支持鹽是含有氟作為構(gòu)成元素的鋰鹽 (下文中也稱作“含氟鋰鹽”。)。這里含有氟作為構(gòu)成元素的鋰鹽指的是，在通常的鋰離子二次電池中作為支持鹽使用的、與水反應(yīng)后會(huì)生成HF的通常鋰鹽。上述電解液中還含有以下化學(xué)式(I)所示的化合物作為添加劑，
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池，是通過將電極體和非水電解液裝入殼體中而成的鋰離子二次電池，所述電極體包括具有正極活物質(zhì)的正極、具有負(fù)極活物質(zhì)的負(fù)極和隔膜作為構(gòu)成部件，所述非水電解液是通過在有機(jī)溶劑中含有作為支持鹽的鋰鹽而成的，所述正極活物質(zhì)以含有鋰和過渡金屬作為金屬構(gòu)成元素的尖晶石型氧化物作為主成分，所述支持鹽是含有氟作為構(gòu)成原子的鋰鹽，所述電解液含有以下化學(xué)式(I)所示的化合物作為添加劑，
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，所述支持鹽是選自LiPF6、LiBF4,LiAsF6和 LiSbF6中的至少1種。
3.一種鋰離子二次電池的制造方法，是制造權(quán)利要求1或2所述的鋰離子二次電池的方法，包括以下步驟步驟(a)，準(zhǔn)備作為所述電池的構(gòu)成部件的所述正極、所述負(fù)極、所述隔膜和初始電解液，其中，所述初始電解液以含有氟作為構(gòu)成原子的鋰鹽作為支持鹽，通過將該支持鹽以規(guī)定濃度溶解在有機(jī)溶劑中而成；步驟(b)，基于所述步驟(a)中準(zhǔn)備的所述正極、所述負(fù)極、所述隔膜和所述初始電解液中所含的水分量，來掌握因這些構(gòu)成部件混入到所述殼體內(nèi)的水分總量的摩爾換算值 α ；步驟(c)，將所述α的值代入所述數(shù)學(xué)式(A)中，計(jì)算出滿足該數(shù)學(xué)式(A)的所述β 的數(shù)值范圍；步驟(d)，向所述初始電解液中添加所述步驟(c)計(jì)算出的β的數(shù)值范圍內(nèi)的摩爾數(shù)的所述添加劑，調(diào)制最終電解液；以及步驟(e)，使用所述正極、所述負(fù)極、所述隔膜和所述最終電解液，在露點(diǎn)為-10°C以下的環(huán)境下組裝鋰離子二次電池。
4.一種車輛，具有權(quán)利要求1或2所述的鋰離子二次電池、或通過權(quán)利要求3所述的方法制造出的鋰離子二次電池。
全文摘要
本發(fā)明提供充放電循環(huán)特性優(yōu)異的鋰離子二次電池。因而提供了一種鋰離子二次電池，其通過將電極體和非水電解液裝入殼體中而成，所述電極體包括具有正極活物質(zhì)的正極、具有負(fù)極活物質(zhì)的負(fù)極和隔膜，所述正極活物質(zhì)是尖晶石型結(jié)構(gòu)的鋰過渡金屬氧化物。所述電解液相對(duì)于混入到所述電池內(nèi)的水分總量α摩爾，含有β摩爾的化學(xué)式(I)所示的化合物。其中，β滿足-0.8≤log(β/α)≤1.5。
文檔編號(hào)H01M4/50GK102473967SQ200980160769
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者岡田行廣, 高畑浩二 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社