[发明专利]非水电解质组合物以及非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解质组合物以及非水电解质电池。详细地，本发明涉及一种其中在非水电解质中包含特定的陶瓷粉末的非水电解质电池。

背景技术

电池作为便携型电子设备的电源占据了重要的位置。为了实现设备的尺寸减小和重量减轻，需要减轻电池的重量，并且另外，需要能够有效利用设备内的容纳空间的电池。为了应付这样的需求的目的，具有较大的能量密度和输出密度的锂二次电池是最适合的。虽然锂二次电池具有上述高性能，但需要它们具有更高的伴随设备的高性能的功能。然而，在使用锂金属用于负极的锂二次电池中，当充电时，树枝状锂(树枝状晶体)沉积(析出)在负极的表面上并且由于充电/放电循环而生长。树枝状晶体的生长恶化了二次电池的充电/放电循环特性并且产生了装置的膨胀。

于是，例如，如在JP-A-62-90863中所披露的，提出了这样的二次电池，其中，使用含碳材料诸如焦炭作为负极，并且通过使碱金属离子掺杂和脱掺杂而反复充电/放电。据此，可以抑制反复充电/放电时负极的上述恶化。然而，即使在这种二次电池中，当在长时间期限内反复充电/放电时，也产生了装置的膨胀，并且因此，期望装置膨胀的更大抑制。

发明内容

期望提供一种非水电解质组合物和非水电解质电池，其中每一个能够抑制装置的膨胀。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种包括正极、负极以及电解质的非水电解质电池，其中，电解质包含非水溶剂、电解质盐、基体聚合物(基质聚合物，matrix polymer)以及陶瓷粉末，并且进一步包含多酸和/或多酸化合物。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种包括正极、负极以及电解质的非水电解质电池，其中，电解质包含非水溶剂、电解质盐、基体聚合物以及陶瓷粉末，并且包含含有至少一种多元素的非晶多酸和/或多酸化合物的凝胶状的涂敷膜(涂层膜)形成在至少一部分负极的表面上。

根据本发明的又一个实施方式，提供了一种包含电解质盐、非水溶剂、基体聚合物、陶瓷粉末以及多酸和/或多酸化合物的非水电解质组合物。

在本发明的实施方式中，由于将多酸和/或多酸化合物并入到电池中，所以通过反复充电/放电，包含多酸和/或多酸化合物的涂敷膜形成在负极表面上。据此，可以认为抑制了由于反复充电/放电引起的电池膨胀。而且，通过将陶瓷粉末加入到电解质中，通过陶瓷粉末均匀地覆盖了负极表面。据此，可以认为形成了包含多酸和/或多酸化合物的更稳定的涂敷膜并且更大地抑制了由于反复充电/放电引起的装置膨胀。

如上所述，根据本发明的实施方式，不仅由于将多酸和/或多酸化合物并入到电池中，而且还由于将陶瓷粉末加入到电解质中，所以可以抑制电池膨胀。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第二实施方式的非水电解质电池的构造实例的分解透视图。

图2是沿图1所示的卷绕电极体的I-I线的截面图。

图3是示出了根据本发明的第三实施方式的非水电解质电池的构造的实例的分解透视图。

图4是示出了图3所示的电池装置的外观实例的透视图。

图5是示出了图3所示的电池装置的构造实例的截面图。

图6是示出了正极的构造实例的平面图。

图7是示出了负极的构造实例的平面图。

图8是示出了隔膜的构造实例的平面图。

图9是示出了用于根据本发明的第四实施方式的非水电解质二次电池的电池装置的构造实例的截面图。

图10是示出了在负极表面上形成的凝胶状的涂敷膜的SEM照片。

图11是示出了在其上形成有负极涂敷膜的非水电解质电池的负极表面上通过飞行时间型(time-of-flight)二次离子质谱分析的二次离子谱的实例的示图。

图12是示出了在其上形成有负极涂敷膜的非水电解质电池的负极表面上通过经由X射线吸收微细结构分析的谱的傅里叶变换获得的W-O键的径向结构函数(radial structure function)的实例的示图。

具体实施方式

在下文中通过参照附图来描述根据本发明的实施方式。将以下面的顺序进行描述。

1.第一实施方式(包含陶瓷粉末的非水电解质组合物的实例)

2.第二实施方式(使用包含陶瓷粉末的非水电解质组合物的非水电解质电池的第一实例)

3.第三实施方式(非水电解质电池的第二实例)

4.第四实施方式(非水电解质电池的第三实例)

5.第五实施方式(使用多酸和/或多酸化合物的非水电解质电池的实例)

<1.第一实施方式>

[非水电解质的构成]