[发明专利]二次电池

说明书

相关申请的引用

本发明包含于2008年3月10日向日本专利局提交的日本专利 申请JP 2008-059498涉及的主题，将其全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及包括一种二次电池，其包括具有负极活性物质层的 负极。

背景技术

近年来，诸如组合型像机(磁带式视频摄像机)、移动电话、 以及笔记本式个人计算机之类的便携式电子装置得到了广泛应用， 非常需要减小其体积和重量并实现延长寿命的目的。因此，已经开 发了电池，尤其是能够提供高能量密度的轻重量的二次电池作为便 携式电子装置的电源。

具体地，利用嵌入和脱嵌用于充放电反应的锂的二次电池(即 所谓的锂离子二次电池)是非常有前景的，因为与铅电池和镍镉电 池相比，二次电池能够提供较高的能量密度。锂离子二次电池包括 正极、负极以及电解液。正极在正极集电体上具有正极活性物质层。 负极在负极集电体上具有负极活性物质层。

对于用于锂离子二次电池的电解液组成，为了改善电池特性 (如循环特性)，已经提出了利用各种有机酸的技术。作为有机酸， 已经使用了甲酸、乙酸、草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、苯甲酸 等(例如，如在日本未审查专利申请公开第2000-012079号和第 2006-351242号中所描述的)。

对于前述的有机酸，除了将有机酸用于电解液的技术之外，还 提出了将有机酸用于正极、负极等的技术。作为有机酸，已经使用 了草酸、琥珀酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、磷酸等，并且还使用 了它们的金属盐(例如，如在日本未审查专利申请公开第09-190819 号、第09-190820号、第2004-335379号、第2005-011594号和第 2006-134584号中所描述的)。

发明内容

近些年来，便携式电子装置的高性能和多功能日益发展，而电 能消耗也趋于增加。因此，二次电池的充放电频繁地重复，并由此 容易使循环特性降低。因此，改善二次电池的循环特性已经迫在眉 睫。在这种情况下，为了获得优异的循环特性，保证初始充放电特 性是重要的。

以前述的观点来看，在本发明中，需要提供一种在保证初始充 放电特性的同时能够改善循环特性的二次电池。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种包括正极、负极以及 电解液的二次电池。负极具有负极活性物质层，该负极活性物质层 含有多个包含硅的负极活性物质颗粒。该负极活性物质层包含覆盖 负极活性物质颗粒的含氧化物膜和不与设置在负极活性物质层中 的间隙中的电极反应物合金化的金属材料中的至少一种。电解液含 有一种溶剂，该溶剂含化学式1表示的有机酸中的至少一种。

化学式1

在化学式1中，X是-(O＝)C-(C(R1)₂)_a-C(＝O)-、 -(R2)₂C-(C(R1)₂)_b-C(＝O)-、-(O＝)₂S-(C(R3)₂)_c-S(＝O)₂-、 -(R4)₂C-(C(R3)₂)_d-S(＝O)₂-或-(O＝)C-(C(R5)₂)_e-S(＝O)₂-。R1～R5 是氢基、烷基、芳基、卤素基团、卤代烷基或卤代芳基。a～e是0～ 4的整数。

根据本发明的实施方式的二次电池，负极的负极活性物质层含 有多个含硅的负极活性物质颗粒，且含有覆盖负极活性物质颗粒的 含氧化物膜和不与设置在负极活性物质层中的间隙中的电极反应 物合金化的金属材料中的至少一种。而且，电解液的溶剂含有化学 式1所示的有机酸中的至少一种。在这种情况下，与负极活性物质 层中不含含氧化物膜和金属材料的情况相比，防止了充放电过程中 负极活性物质层的膨胀和收缩，并且防止了电解液的分解。而且， 与电解液不含化学式1所示的有机酸的情况相比，电解液的化学稳 定性得到了改善并由此防止在充放电过程中电解液发生分解反应。 因此，可以在保证初始充放电特性的同时改善循环特性。

在下文的描述，中本发明的其他的和进一步目的、特征以及优 点将变得更加显而易见。