[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

相关申请的引用

本申请包含涉及在于2009年2月27日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-046651中披露的主题，将其全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种非水电解质二次电池。

背景技术

在非水电解质电池中，锂离子二次电池作为诸如移动电话和便携式个人计算机的便携式电子设备的电源正快速发展。在用于这样的便携式电子设备的电源中，能量密度，即每单位体积的能量存储容量，是最必要的特性，并且人们关注便携式设备可以使用多长时间。

JP-A-2004-22336披露了一种使用磺酸酐被包含在非质子有机溶剂中的电解液来获得不仅具有优异的能量密度、电动势等的特性而且具有优异的循环寿命和安全性的锂二次电池。

JP-A-2002-134170披露了在使用含钴正极活性物质的非水电解液二次电池中，将能够与钴形成络合物的化合物加入到电解液中时，电解液中溶出的钴离子被稳定化，并且其在负极上的析出被抑制，从而减小了负极的反应面积，并且抑制了由于钴的催化反应所引起的气体的产生；因此，可以提供高温保存特性以及高温充电和放电循环特性优异的非水电解液二次电池。

然而，例如，当允许便携式个人计算机与电源处于持续连接的状态下时，电池组中的电池处于充电状态(浮动状态)中，并且电池容量被急剧劣化。这是由于以下事实而引起的，即，包含在正极活性物质中的钴等在氧化气氛中很容易溶出，同时，当界面电阻增加时，容量由于层状结构的变化而降低。此外，伴随驱动便携式个人计算机，环境温度的升高是加速劣化的因素。

而且，涉及这样的问题，即，当电池处于充电状态(浮动状态)中时，由于电解液与正极活性物质之间的反应生成了气体，从而使电池起泡(膨胀，blister)，导致质量下降。

作为改善措施，存在这样的一种技术，其中，即使当Co从锂钴复合氧化物中溶出时，也能通过电解液的添加剂使电池稳定，从而避免对负极的不利影响。然而，尽管可以避免由于Co的溶出引起的对负极的不利影响，但是正极电阻也会由于正极结构的变化而升高，并且容量被劣化。即，除非Co的本身溶出被抑制，否则不能获得具有高可靠性的电池。不仅在锂钴复合氧化物中，而且在镍氧化物、锰氧化物、铁橄榄石磷酸盐等中，金属离子的溶出现象都是普遍的。

即，期望浮动特性(floating characteristic)更优异的非水电解质二次电池。

发明内容

期望提供一种浮动特性优异的非水电解质二次电池。

根据本发明的实施方式，提供了一种非水电解质二次电池，包括：正极，具有设置在正极集电体上的正极活性物质层；负极，具有设置在负极集电体上的负极活性物质层；以及非水电解质，其中非水电解质包含选自由下式(1)和(2)表示的砜化合物组成的组中的至少一种；并且由下式(3)表示的无机磷化合物存在于正极活性物质的表面上。

在上述式(1)～(3)中，R1表示C_mH_2m-n1X_n2；X表示卤素；m表示2～7的整数；n1和n2各自独立地表示0～2m的整数；R2表示C_jH_2j-k1Z_k2；Z表示卤素；j表示2～7的整数；k1和k2各自独立地表示0～2j的整数；R3、R4和R5各自独立地表示H或OH；并且a为0或1。

本申请的说明书中提及的术语“非水电解质”包括液体形式的非水电解质和凝胶形式的非水电解质。

在根据本发明的实施方式中，需要由式(3)表示的无机磷化合物至少存在于正极活性物质的表面上。关于这种存在模式，无机磷化合物至少存在于正极活性物质表面的一部分上就足够了，并且无机磷化合物可以存在于正极活性物质的整个表面上。而且，无机磷化合物可以存在于除了正极活性物质的表面之外的其它地方。

根据本发明的实施方式，由于非水电解质包含前述的砜化合物，所以在初始充电时，在正极活性物质的表面上形成有利的保护膜，使得即使在充电情况下，材料的自身溶出也可以被抑制。而且，由于无机磷化合物被包含在正极活性物质的表面上，所以即使在充电情况下，也可以防止由于在活性物质的表面上非水电解质的二次分解所引起的气体的生成。据此，可以获得在实际便携式个人计算机等的实际使用环境中劣化很低的锂离子二次电池。

附图说明

图1是示出了根据本发明的实施方式的二次电池的构成的截面图。

图2是放大地示出了在图1所示的二次电池中的卷绕电极体的一部分的截面图。

具体实施方式