[发明专利]非水电解液电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液电池，特别涉及具有含有正极活性物质的正极合剂层的正极和具有含有负极活性物质的负极合剂层的负极浸润于非水电解液的非水电解液电池。

背景技术

以锂离子电池为代表的非水电解液电池为高电压、高能量密度，且贮藏性能或低温操作性能优异，因此，可以进行电源的小型化或轻量化。因此，广泛用于民生用的携带型电气制品。另外，关于不仅携带用的小型电源、而且电动汽车用的电源或家庭用的夜间电力贮藏装置、进而太阳光或风力等自然能量的有效活用、电力使用的平衡化、无停电电源装置及建设机械中使用的产业用的电源，也展开了开发。

但是，在用于非水电解液电池的电解液中含有二甲醚等有机溶剂。由于有机溶剂具有可燃性，因此，如短路等电池异常时或火中投下时那样，达到以充电状态暴露于异常的高温环境时的过充电状态且电池温度上升时，有时引起非水电解液等电池构成材料进行燃烧的现象。另外，通过电池温度的上升，隔离正负极板的隔板溶解并发生内部短路时，引起电池温度的进一步上升，同时，通过非水电解液的分解引起的气体发生，电池内压上升，招致从设置于电池容器或电池盖的开裂阀向外部的气体喷出。而且，温度上升继续时，有可能通过正极活性物质进行热分解而引起热失控，电池举动变激烈。

为了避免这种情况并确保电池的安全性，提出了各种安全化技术。例如，公开有在非水电解液中使阻燃剂(难燃性赋予物质)溶解而将非水电解液进行难燃化的技术(参照日本国特开平4-184870号公报)、在隔板中使阻燃剂分散而将隔板进行难燃化的技术(参照日本国特开2006-127839号公报)。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在特开平4-184870号公报、特开2006-127839号公报的技术中，为将含有阻燃剂的非水电解液或隔板的电池构成材料本身进行难燃化的技术，将电池本身进行难燃化有困难。例如，在特开2006-127839号公报的技术中，可以利用隔板中含有的阻燃剂的量对隔板自身赋予难燃性。将该技术适用于锂离子电池的情况，正极活性物质的热分解反应引起的发热增大，为了抑制温度上升，需要大量的阻燃剂。在较多地含有阻燃剂的隔板中，作为隔板，难以保持本来要求的强度。另一方面，在非水电解液中添加阻燃剂时，有时非水电解液中的离子传导不充分，使输出功率特性或放电容量降低。换句话说，通过谋求电池的安全性提高，有时招致电池性能的降低。另外，在用于家庭用或产业用的电源的电池中，从期望稳定输出功率的观点考虑，例如要求抑制放电终期的电压降低、即电压特性的平坦化。而且，从长期间稳定地供给电力的观点出发，也期望正极活性物质或负极活性物质的稳定化。因此，在开发家庭用或产业用的电源方面，使安全性和电池性能并存是重要的。

本发明鉴于上述情况，其课题在于，提供可以将电压特性平坦化并确保电池异常时的安全性的非水电解液电池。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明为非水电解液电池，其是将具有含有正极活性物质的正极合剂层的正极和具有含有负极活性物质的负极合剂层的负极浸润于非水电解液的非水电解液电池，其特征在于，所述正极活性物质为含有锂及锰且锰位置的一部分被锰以外的过渡金属置换的锂锰过渡金属复合氧化物，且所述负极活性物质为以石墨为主体的碳材料，同时，在所述非水电解液中含有作为锂盐的四氟硼酸锂，所述正极在一面或两面的所述正极合剂层的表面配置含有阻燃剂的磷腈化合物的阻燃剂层。

在本发明中，锂锰过渡金属复合氧化物的结晶中的锰位置的一部分被镁置换，可以具有尖晶石晶体结构。此时，锂锰过渡金属复合氧化物的化学式由LiMn_2-xMg_xO₄表示，可以将化学式中的镁的置换比例x设定为0＜x≤0.1的范围。另外，在碳材料中，石墨的表面可以由热分解碳包覆。碳材料可以具有各向同性。此时，可以将碳材料设定为球状。可以将正极合剂层的厚度相对于阻燃剂层的厚度的之比设定为0.075～0.2的范围。另外，在非水电解液中，作为使锂盐溶解的有机溶剂，可以使用至少含有碳酸亚乙酯及碳酸二甲酯的混合溶剂。此时，在非水电解液中，将四氟硼酸锂以0.8摩尔/升～1.0摩尔/升的范围的比例添加至碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的混合溶剂中。非水电解液可以还含有阻燃剂的磷腈化合物。

发明效果