[发明专利]非水电解液二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备压敏式的电流遮断机构的非水电解液二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，作为携带电话、携带型个人电脑、携带型音乐播放器等携带型电子机器的驱动电源，多使用以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池。此外，基于环境保护运动高涨的背景，二氧化碳气体等的排出限制受到强化，因此在汽车工业领域中，不仅是使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的汽车，还有使用了锂离子二次电池的电动汽车(EV)或混合电动车(HEV)的开发正在积极地进行之中。

此种锂离子二次电池是如下的电池，即，作为负极活性物质使用能够吸贮、放出锂离子的碳系材料等，作为正极活性物质使用LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等锂过渡金属复合氧化物等，并使用在有机溶剂中作为溶质溶解有锂盐的电解液。

一旦此种锂离子二次电池达到过充电状态，就会从正极提取过多的锂，在负极产生锂的过多的插入，正、负极两极在热力学上变得不稳定。一旦正、负极两极在热力学上变得不稳定，就会立即以分解电解液的有机溶剂的方式作用，产生急剧的放热反应而使电池异常地放热，从而产生损害电池的安全性的问题。

为了解决此种问题，例如提出过如下的锂离子二次电池，即，通过向电解液中作为添加剂添加联苯、环己基苯、以及二苯基醚中的至少一种来防止过充电时的温度上升(参照专利文献1)。

另外，还提出过如下的锂离子二次电池，即，通过在电解液的有机溶剂中含有具有与苯基相邻的叔碳的烷基苯衍生物或环烷基苯衍生物，而不会有对低温特性或保存特性等电池特性造成不良影响的情况，并且对于过充电确保安全性(参照专利文献2)。

该锂离子二次电池中，一旦锂离子二次电池达到过充电状态，异丙基苯、1，3-二异丙基苯、1，4-二异丙基苯、1-甲基丙基苯、1，3-双(1-甲基丙基)苯、1，4-双(1-甲基丙基)苯、环己基苯、环戊基苯等添加剂就开始分解反应而产生气体。与此同时开始聚合反应而产生聚合热。如果在该状态下进一步继续过充电，则气体的产生量增大，从开始过充电起15～19分钟后电流遮断封口板工作而遮断过充电电流。这样，电池温度也会慢慢地降低。

另外，非专利文献1中，公开有如下的内容，即，在电解液中含有环己基苯的锂离子二次电池达到过充电状态的情况下，电解液中所含的环己基苯就会变为联苯、环己基苯的低聚物、或者环己基苯的聚合物。还公开有如下的内容，即，因反应进一步推进，它们发生交联，而产生环己基苯的改性物。

专利文献1日本特开2004-134261号公报

专利文献2日本特开2001-015155号公报

非专利文献1K.Shima et al./Journal of Power Sources 161(2006)P1264-1274

如上述专利文献2所示，通过使电解液中含有环己基苯等添加剂，在电池达到过充电状态的情况下，就会因添加剂的分解反应而产生气体，使压敏式的电流遮断机构工作，从而可以提高电池的安全性。但是，从电池达到过充电状态到压敏式的电流遮断机构工作需要一定程度的时间。另外，有时根据电池的使用状况，例如在以低温状态使用电池的情况下，电流遮断机构的工作会延迟。由此，有可能在电流遮断机构工作之前的期间，电池温度急剧地上升，隔膜因熔融而破膜，正极极板与负极极板短路，导致热失控。

发明内容

本发明以解决上述的问题为目的，提供在电池达到过充电状态的情况下可以在短时间内使压敏式的电流遮断机构工作的安全性优异的非水电解液二次电池及其制造方法。

<第一发明>

用于实现上述目的的第一发明的非水电解液二次电池的特征在于，具有：电极体，其具有正极极板、负极极板、和夹设于所述正极极板与所述负极极板之间的隔膜；外包装体，其收纳所述电极体及非水电解液，并且在从所述正极极板向电池外部导出电流的导电路径、以及从所述负极极板向电池外部导出电流的导电路径中的至少一个导电路径，具备与所述外包装体内部的压力的上升对应地遮断电流的电流遮断机构，其中，在所述正极极板的表面，存在选自具有环己基及苯基的化合物的低聚物、具有环己基及苯基的化合物的聚合物、具有环己基及苯基的化合物的低聚物的改性物、以及具有环己基及苯基的化合物的聚合物的改性物中的至少一种。

第一发明的非水电解液二次电池是在达到过充电状态的情况下能够在短时间内使压敏式的电流遮断机构工作的安全性高的非水电解液二次电池。