鋰二次電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋰二次電池及其制造方法。詳細(xì)而言，涉及一種可應(yīng)用于車(chē)輛搭 載用電源的鋰二次電池及其制造方法。
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年8月16日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2012-180466號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考被引入本說(shuō)明書(shū)中。
【背景技術(shù)】
[0003] 鋰二次電池由于輕量且可得到高能量密度，所以被優(yōu)選作為電腦或便攜終端等所 謂的便攜式電源、車(chē)輛驅(qū)動(dòng)用電源而使用。特別是作為電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)等車(chē)輛的驅(qū) 動(dòng)用高輸出電源的重要性高。在這樣的鋰二次電池中，出于抑制充放電循環(huán)時(shí)的內(nèi)部電阻 上升等目的，提出了在非水電解液中添加環(huán)狀或鏈狀的硅氮烷的方案。作為公開(kāi)有這種現(xiàn) 有技術(shù)的文獻(xiàn)，可以舉出專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2010-086681號(hào)公報(bào)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利第3348344號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 然而，使用鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)的鋰二次電池，根據(jù)充放電 的條件等，存在過(guò)渡金屬?gòu)恼龢O溶出的情況。該溶出了的過(guò)渡金屬，由于會(huì)使用于充放電的 鋰失活，所以認(rèn)為可能成為循環(huán)特性降低的原因。本發(fā)明人進(jìn)行了悉心研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可抑 制由上述溶出了的過(guò)渡金屬引起的鋰的失活的化合物，以至于完成了本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明涉及對(duì)使用鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)的鋰二次電池的改 良，其目的在于，提供一種循環(huán)特性提高了的鋰二次電池。另外，另一目的在于，提供一種具 有這樣的性能的鋰二次電池的制造方法。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種使用鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極 活性物質(zhì)的鋰二次電池。在構(gòu)成所述鋰二次電池的負(fù)極附近存在環(huán)狀硅氮烷系化合物和/ 或其反應(yīng)生成物。另外，所述環(huán)狀硅氮烷系化合物在構(gòu)成該環(huán)狀硅氮烷系化合物的環(huán)中含 有Si-N鍵，且該環(huán)狀硅氮烷系化合物具有至少一個(gè)乙烯基。
[0013] 根據(jù)所述構(gòu)成，具有乙烯基的環(huán)狀硅氮烷系化合物和/或其反應(yīng)生成物至少在負(fù) 極附近發(fā)揮抑制由從正極溶出的過(guò)渡金屬引起的循環(huán)特性降低的作用。因此，根據(jù)本發(fā)明， 可提供一種循環(huán)特性提高了的鋰二次電池。
[0014] 這里所公開(kāi)的鋰二次電池的優(yōu)選的一個(gè)方案中，所述環(huán)狀硅氮烷系化合物為式 (1)所示的含有乙烯基的環(huán)狀硅氮烷。
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰二次電池，其使用鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)， 在構(gòu)成所述鋰二次電池的負(fù)極附近存在環(huán)狀硅氮烷系化合物和/或其反應(yīng)生成物， 所述環(huán)狀硅氮烷系化合物在構(gòu)成該環(huán)狀硅氮烷系化合物的環(huán)中含有Si-N鍵，且該環(huán) 狀硅氮烷系化合物具有至少一個(gè)乙烯基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，所述環(huán)狀硅氮烷系化合物為式（1)所示的含有 乙烯基的環(huán)狀硅氮烷，
式⑴中，R1和R2相同或不同，R1和R2均為碳原子數(shù)1?12的有機(jī)基團(tuán)，R1和R2中 的至少一者含有乙烯基，R3為氫原子、或碳原子數(shù)1?12的有機(jī)基團(tuán)，n為2?10的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，，所述正極活性物質(zhì)的工作上限電位，以金 屬鋰基準(zhǔn)計(jì)為4. 35V以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池，所述正極活性物質(zhì)為含有Li、和 過(guò)渡金屬元素Ni和Mn的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物。
5. -種鋰二次電池的制造方法，包含以下工序： 準(zhǔn)備正極和負(fù)極，所述正極含有鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)；以及 至少向所述負(fù)極供給環(huán)狀硅氮烷系化合物， 所述環(huán)狀硅氮烷系化合物在構(gòu)成該環(huán)狀硅氮烷系化合物的環(huán)中含有Si-N鍵，且該環(huán) 狀硅氮烷系化合物具有至少一個(gè)乙烯基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰二次電池的制造方法，所述環(huán)狀硅氮烷系化合物的供給包 含以下步驟： 準(zhǔn)備含有所述環(huán)狀硅氮烷系化合物的非水電解質(zhì)；以及 將準(zhǔn)備的所述非水電解質(zhì)供給至具有所述正極和所述負(fù)極的電極體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的鋰二次電池的制造方法，使用式（1)所示的含有乙烯基 的環(huán)狀硅氮烷作為所述環(huán)狀硅氮烷系化合物，
式⑴中，R1和R2相同或不同，R1和R2均為碳原子數(shù)1?12的有機(jī)基團(tuán)，R1和R2中 的至少一者含有乙烯基，R3為氫原子、或碳原子數(shù)1?12的有機(jī)基團(tuán)，n為2?10的整數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5?7中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池的制造方法，作為所述正極活性物 質(zhì)，使用工作上限電位以金屬鋰基準(zhǔn)計(jì)為4. 35V以上的正極活性物質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5?8中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池的制造方法，作為所述正極活性物 質(zhì)，使用含有Li、和過(guò)渡金屬元素Ni和Mn的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物。
10. -種車(chē)輛，其搭載有權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種鋰二次電池，其使用鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)。在構(gòu)成該鋰二次電池的負(fù)極附近存在環(huán)狀硅氮烷系化合物和/或其反應(yīng)生成物。另外，所述環(huán)狀硅氮烷系化合物在構(gòu)成該環(huán)狀硅氮烷系化合物的環(huán)中含有Si-N鍵，且該環(huán)狀硅氮烷系化合物具有至少一個(gè)乙烯基。
【IPC分類(lèi)】H01M4-525, H01M10-058, H01M4-505, H01M10-052, H01M10-0567
【公開(kāi)號(hào)】CN104584308
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380043069
【發(fā)明人】山口裕之
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年5月27日
【公告號(hào)】US20140052447, US20150188142, WO2014027492A1