[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解质二次电池，特别涉及非水电解质二次电池中所用的隔膜与非水电解质的改良。 

背景技术

现在，在非水电解质二次电池中，正在积极地进行具有高电压、高能量密度的锂离子二次电池的研究。在锂离子二次电池中，一般来说，作为正极活性物质使用LiCoO₂等含锂过渡金属氧化物，作为负极活性物质使用碳材料，作为隔膜使用由聚乙烯或聚丙烯制成的多孔膜。非水电解质一般来说含有非水溶剂和溶解于其中的溶质。作为非水溶剂，可以使用环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯等，作为溶质，可以使用六氟化磷酸锂(LiPF₆)、四氟化硼酸锂(LiBF₄)等。 

以往，出于提高电池特性的目的，尝试过改良正极活性物质、负极活性物质、隔膜及非水电解质的做法。就隔膜而言，例如进行过如下的改良。 

在专利文献1中，为了进一步提高短路时或异常使用时的电池的安全性，提出过使用将聚四氟乙烯(PTFE)等多孔氟树脂膜、和聚乙烯膜或聚丙烯膜重叠而成的隔膜的方案。在专利文献1中，由于隔膜含有熔点高的氟树脂膜，因而可以防止异常发热时隔膜的熔融。因此，可以进一步提高电池的安全性。 

在专利文献2中，为了进一步提高以金属锂为负极活性物质的电池的安全性，提出过使用具备细孔直径不同的两个层的隔膜的方案。细孔直径小的一方的层可以抑制金属锂的树枝状生长，由此就可以抑制充放电时的内部短路和与之相伴的着火。此外，在专利文献2中，公开了将聚四氟乙烯膜和由聚丙烯制成的细孔直径小的膜层叠而成的隔膜。 

另一方面，对于非水电解质，例如进行过如下的改良。 

在专利文献3中，通过向非水电解质中添加氟化苯类来提高循环特性。 

在专利文献4中，提出过作为非水电解质的非水溶剂，使用碳酸单氟代亚乙酯的方案。在专利文献4中，由于在负极上形成来源于碳酸单氟代亚乙酯的稳定的覆盖膜，因而可以提高循环特性。 

在将含锂过渡金属氧化物在特别高的电压和温度下保存时，则会剧烈地引起构成它的金属的溶出。因此，从含锂过渡金属氧化物中溶出的金属原子就会在负极上析出，负极的阻抗上升，或引起隔膜堵塞。这样，作为正极活性物质含有含锂过渡金属氧化物的电池在保存后的速率特性就会降低。 

另外，即使在非水溶剂含有专利文献3中所提出的氟化苯类或专利文献4中所提出的碳酸单氟代亚乙酯的情况下，也无法抑制如前所述的金属原子从含锂过渡金属氧化物中的溶出。因此，与所述情况相同，保存后的速率特性降低。 

专利文献1：日本特开平5-205721号公报 

专利文献2：日本特开平5-258741号公报 

专利文献3：日本特开2005-340026号公报 

专利文献4：日本特开2004-063432号公报 

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种非水电解质二次电池，其可以减少保存时、特别是减少在高电压和高温下保存时的速率特性的降低。 

本发明的非水电解质二次电池具有：含有嵌入和脱嵌锂离子的活性物质的正极，含有嵌入和脱嵌锂离子的活性物质的负极，配置于正极和负极之间的隔膜，以及非水电解质。其中，隔膜含有包含吸电子性的取代基的材料。非水电解质含有非水溶剂以及溶解于所述非水溶剂中的溶质。非水溶剂包含选自含氟芳香族系溶剂、含氟环状碳酸酯以及含氟环状羧酸酯之中的至少一种第一溶剂。非水溶剂优选包含选自含氟芳香族系溶剂以及含氟环状碳酸酯之中的至少一种。所述包含 吸电子性的取代基的材料优选含有氟原子。另外，所述材料优选为聚四氟乙烯。隔膜优选的是还含有无机填料。 

优选在所述隔膜与负极之间，设有耐还原性的膜或含有无机填料的耐还原性的层。 

第一溶剂的量优选为非水溶剂的10体积％以上。 

所述正极中所含的活性物质优选包含Li[Ni_1/2Mn_3/2]O₄。 

另外，本发明涉及一种系统，其具有上述的非水电解质二次电池、以及用于对所述非水电解质二次电池进行充电的充电器，而且充电器的充电终止电压被设定为4.3～4.6V。