[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本申请发明涉及非水电解液二次电池。

背景技术

近年，便携用电设备的消费电力增加，对于作为电源使用的非水电解液二次电池的高容量化的要求愈加强烈。

作为前述非水电解液二次电池的正极活性物质，目前为止研究了LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂等含锂层状氧化物。然而，例如Li_1-aCoO₂的情况，如果充电至a≥0.6时晶体结构崩解，因此不能利用较高的正极电位范围，在高容量化方面存在问题。其他的正极活性物质也存在同样的问题。

在此情况下，Li₂MnO₃(Li〔Li_1/3Mn_2/3〕O₂)及其固溶体所代表的锂过量型过渡金属氧化物与LiCoO₂一样具有层状结构，除锂层以外，过渡金属层中也含有锂，因此参与充放电的Li较多，作为高容量正极材料受到瞩目(专利文献1)。

然而，使用锂过量型过渡金属氧化物作为正极活性物质的非水电解液二次电池存在得不到较高循环特性的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利公报6,677,082号

发明内容

发明要解决的问题

本申请发明的目的在于提供高容量且循环特性优异的非水电解液二次电池。

用于解决问题的方案

本申请发明的非水电解液二次电池为具备含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、含有非水溶剂的非水电解液的非水电解液二次电池，其特征在于，所述正极活性物质含有以通式(1)Li_1+xMn_yM_zO₂(其中，x、y和z满足：0＜x＜0.4、0＜y＜1、0＜z＜1和x+y+z＝1；M为1种以上的金属元素且至少含有Ni或Co)表示的含锂过渡金属氧化物，所述非水溶剂含有碳酸酯环上直接键合有2个以上的氟原子的氟代环状碳酸酯。

根据本申请发明的构成，在正极活性物质表面上形成覆膜。其结果，能够抑制正极活性物质与电解液的反应，因此循环特性提高。

前述x优选满足0.12＜x＜0.40。进一步优选的是前述y满足0.4＜y＜1、前述z满足0＜z＜0.6。

前述含锂过渡金属氧化物优选为以通式

(2)Li_1+xMn_yNi_z1Co_z2O₂(其中，x、y、z1和z2满足：0＜x＜0.4、0.4＜y＜1、0≤z1＜0.4、0≤z2＜0.4、0＜z1+z2和x+y+z1+z2＝1)表示的含锂过渡金属氧化物。特别是，z2在上述范围内时，可抑制由正极活性物质与氟代环状碳酸酯反应而导致的气体的产生。

相对于前述非水电解液总量，前述氟代环状碳酸酯的优选量为5体积％～50体积％，更加优选10体积％～40体积％。前述氟代环状碳酸酯的含量比前述范围少时，前述抑制正极活性物质与电解液反应的效果变小。另外，氟代环状碳酸酯的含量比前述范围过多时，形成于负极的覆膜变得过厚，因此循环特性的提高效果变小。

优选前述氟代环状碳酸酯中的至少1种为二氟代碳酸亚乙酯，进一步优选为4，5-二氟代碳酸亚乙酯。4，5-二氟代碳酸亚乙酯有顺式异构体和反式异构体，使用哪一种都可以。此外，前述氟代环状碳酸酯可以仅使用一种，也可以将多种组合使用。

前述非水溶剂优选至少含有碳酸甲乙酯、2，2，2-三氟代碳酸甲乙酯或3，3，3-三氟代丙酸甲酯。

前述正极活性物质颗粒的表面上至少附着有含硼氧化物或含硼氢氧化物时，可抑制高充电电压下的电解液的分解。其结果，循环特性进一步提高。