[发明专利]锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及作为例如电动汽车、混合电动汽车等的发动机驱动用电源使用的锂离子二次电池，更具体地涉及能够提高该二次电池的容量特性和循环特性的电极活性材料与支持电解质的组合。

背景技术

近年，作为大气污染、地球温暖化对策，呼吁降低CO₂排放量；在汽车方面，期待着通过混合化、电动汽车化来削减CO₂排放量，而作为这些车辆的发动机驱动用电源，高性能二次电池的开发成为当务之急。

作为这样的发动机驱动用二次电池，特别需要高容量、循环特性良好，因而在各种二次电池之中，具有高理论能量的锂离子二次电池受到关注。

一般地，锂离子二次电池具备下述结构：在正极集电体的两面涂布正极活性材料等而成的正极与在负极集电体的两面涂布负极活性材料等而成的负极通过电解质层连接，并被收纳电池壳体内。

人们已经认识到，为了提高这样的锂离子二次电池的容量特性、输出特性等特性，构成所述正极、负极的正极和负极活性材料的选定具有极其重要的意义。

因而，提议作为锂离子二次电池的正极活性材料，使用xLi[Mn_1/2Ni_1/2]O₂·yLiCoO₂·zLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂(x+y+z=1、0<x<1、0≦y<0.5、0<z<1)，作为负极活性材料，使用碳材料(参照专利文献1)。

作为所述正极活性材料使用的复合氧化物可以用例如aLi[Li_1/3M1_2/3]O₂·(1-a)LiM2O₂这样的通式表示，具有200mAh/g的高放电容量，且循环特性、热稳定性良好，可以期待作为正极活性材料的良好性能。

另一方面，为了作为电池整体实现高容量特性，不仅是正极，对于负极活性材料也希望使用高容量的。因而，作为能够实现高容量的负极活性材料，与碳材料等相比容量高很多的硅(Si)系的负极活性材料受到关注。

然而，在作为正极活性材料使用如上述的复合氧化物，并与之组合硅系的负极活性材料而得到电池的情况下，存在的问题点是：为了提高充电电位而能够适用电解液的种类受到限制。这归因于电解液中的锂盐在正极側发生了氧化分解。

此外，在作为支持电解质使用最为一般的含六氟磷酸锂(LiPF₆)的电解液的情况下，因LiPF₆的水解而产生氟化氢(HF)，其与负极的硅反应，有些情况下会出现负极性能的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-287445号公报

发明内容

本发明的目的在于解决在锂离子二次电池中、当以如上述的含有锂的复合氧化物作为正极活性材料、并组合由硅系材料制成的负极活性材料时所面临的上述课题。于是，本发明的目的是提供即使在分别组合如上述的高容量正极活性材料与负极活性材料的情况下，也不仅能够实现高容量，而是还能够实现高循环特性(高容量保持率)的锂离子二次电池。

本发明人为实现所述目的进行了深入研究，结果发现：通过作为非水电解液中使用的支持盐，适用具有指定成分构成的锂盐，能够实现所述目的，从而完成了本发明。

即，本发明基于上述认识，本发明的锂离子二次电池的特征是在具备能够嵌入和脱出锂的正极和负极、以及非水电解质组合物的锂离子二次电池中，所述负极含有含硅的负极活性材料，所述正极含有组成式(1)、即aLi[Li_1/3M1_2/3]O₂·(1-a)LiM2O₂(式中的M1表示选自Mn、Ti、Zr和V中的1种以上金属元素，M2表示选自Ni、Co、Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg和Zn中的1种以上金属元素，0<a<1)所表示的正极活性材料，所述非水电解质组合物包含化学式(2)、即(C_nF_2n+1SO₂)(C_mF_2m+1SO₂)NLi(式中的m，n分别表示2以上的整数)所表示的锂盐。