[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池，尤其涉及对高速放电的耐久性得到提高的锂二次电池。

背景技术

近年来，作为车辆搭载用电源、或者个人电脑和便携终端的电源，锂离子电池、镍氢电池以及其他的二次电池的重要性正在提高。特别是能以轻重量获得高能量密度的锂离子电池作为优选用作车辆搭载用高输出电源的电池而受到期待。在这种锂离子电池的一个典型结构中，通过锂离子在正极与负极之间往返移动，从而进行充电和放电。作为与锂离子电池相关的现有技术，例如举出专利文献1。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2005-158623号公报

发明内容

但是，在锂离子电池的用途中，存在预想在反复进行高速的放电(快速放电)的方式下使用的情况。用作车辆的动力源的锂离子电池(例如搭载于混合动力车辆的锂离子电池，该混合动力车辆并用锂离子电池和如内燃机等工作原理不同的其他动力源来作为动力源)是预想为这样的使用方式的锂离子电池的代表例。但是，众所周知，现有的普通锂离子电池即使对低速的充放电循环展现出较高的耐久性，但在反复进行高速放电的充放电模式下，也容易引起性能劣化(内部电阻上升等)。

在专利文献1记载了一种技术，通过将正极复层材料层内的空孔体积的比例设为25％～35％，从而使浸透到正极复层材料层内的非水电解液的量变得适当，由此谋求提高电池的输出。但是，在该技术中，即使能够谋求提高电池的输出，也无法提高对反复进行高速放电(例如，在车辆动力源用的锂离子电池等中所要求的程度的快速放电)的充放电模式的耐久性。

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，主要目的在于提供一种对高速充放电的耐久性得到提高的锂二次电池。

根据本发明所提供的锂二次电池是包括具有正极和负极的电极体、以及非水电解液的锂二次电池。其特征在于，上述正极具有在正极集电体保持有包含正极活性物质的正极复层材料层的构造。在此，上述正极复层材料层内的总细孔容积处于0.13cm³/g～0.15cm³/g的范围，并且，总细孔容积的75％以上为细孔直径0.3μm以下的细孔。

正极复层材料层的总细孔容积与其中由细孔直径0.3μm以下的细孔所形成的容积的比例能够通过利用水银孔率计进行的细孔分布测量来获得。利用水银孔率计进行的细孔分布测量例如可以使用市场上出售的岛津制作所公司制造的“オ一トポアIV”装置来进行测量。

对于细孔直径为0.3μm以下的细孔，其由于毛细管现象等而非水电解液的吸收力高，在锂离子的扩散性方面表现优异。因此，通过将直径0.3μm以下的细孔的比例设为总细孔容积的75％以上，即使因高速充放电而非水电解液的一部分移动到正极复层材料层的外部，当停止持续这样的高速充放电时，也会发生如下作用，即由于毛细管现象等而要使正极复层材料层内的非水电解液的分布补充(恢复)到初始的状态。即，因高速充放电而移动到正极复层材料层的外部的非水电解液被再次吸收到正极复层材料层内，均匀地浸透到正极复层材料层内。由此，能够消除或缓解因高速充放电引起的非水电解液的分布偏移(不均)，能够提高对高速充放电循环的耐久性。

当正极复层材料层内的总细孔容积远小于0.13cm³/g时，浸透到正极复层材料层内的非水电解液的量减少，因此锂离子量不足。当锂离子量不足时，放电时的过电压变大，因此会出现作为电池整体的高速放电性能降低的情况。另外，由于非水电解液的分布变得不均匀，在电池反应中会产生局部偏离，会出现对高速充放电循环的耐久性降低的情况。另一方面，当总细孔容积远大于0.15cm³/g时，正极活性物质的填充量减少，有可能导致能量密度降低、初始电阻增大。通过使总细孔容积处于0.13cm³/g～0.15cm³/g的范围，能够高水平地同时实现对高速充放电循环的耐久性和高能量密度化。

在此公开的的锂二次电池的一个优选方式中，上述正极是在长片状的正极集电体上具有正极复层材料层的正极片，上述负极是在长片状的负极集电体上具有负极复层材料层的负极片。并且，上述电极体是上述正极片和上述负极片隔着长片状的分隔片而在长度方向上卷绕而成的卷绕电极体。在具有这样的卷绕型电极体的锂二次电池中，由于容易产生因高速充放电引起的电解液保持量的偏移(不均)，因此应用本发明是特别有益的。