[发明专利]锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池相比于之前的铅蓄电池或者镍氢电池具有小型化质量轻、单电池的电压高，能量密度高，记忆效果小，自放电少的特征。由于这些特征，锂离子二次电池被装载于手机、笔记本等携带的小型机器上，并且开始用于一部分混合动力汽车上。

为了提高电池的能量密度需要分别增加正极、负极的容量，关于负极，在现在的电池中使用的石墨的实际容量约为360mAhg^-1，基本相当于理论容量（372mAhg^-1）的值。因此，为了增加负极的容量需要改变材料。

作为容量高放电电位低的负极材料有硅（以下记为Si）。但是Si充放电时的体积变化大，在重复充放电循环中粒子开始微细化，与集电体或者导电助剂的接触性降低从而容易引起特性变差。

因此，为了抑制Si的充放电循环时的特性变差而提出有各种方法。例如，可以列举如专利文献1中记载的限制Si的利用率的方法。但是限制Si的利用率实际上使放电容量降低了，不能防止重复充放电循环时的性能变差。另外，至今还没有以提高使用Si的电池的安全性为目的而进行的探讨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-108915

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供在负极使用硅，且循环特性足够高的锂离子二次电池。

解决技术问题的手段

本发明的锂离子二次电池的特征在于，具备正极、负极和电解液，所述负极含有硅，并且在满充电时用差示扫描量热仪在210℃～380℃的范围内测量的发热量为850J/g以下，电解液具有链状碳酸酯和环状碳酸酯，链状碳酸酯是由化学式R₁-O-CO-OR₂表示的化合物，其中R₁和R₂为碳原子数为2以上的烷基，环状碳酸酯含有碳酸亚乙酯。

通过使用上述构成的锂离子二次电池，可以提高循环特性以及热稳定性。这被推测为是因为链状碳酸酯中使用由化学式R₁-O-CO-OR₂所表示的，其中R₁和R₂为碳原子数为2以上的烷基的化合物，从而负极稳定。

本发明的锂离子二次电池中链状碳酸酯优选为碳酸二乙酯。

本发明的锂离子二次电池进一步优选负极在惰性气氛下进行了热处理。

发明效果

通过本发明，能够提供在负极使用硅，且循环特性足够高的锂离子二次电池。

附图说明

图1为锂离子二次电池的模式化截面图。

符号说明：

10……正极电极、20……负极电极、12……正极集电体、14……正极活性物质层、18……隔离物、22……负极集电体、24……负极活性物质层、30……层叠体、50……箱体、52……金属箔、54……高分子膜、60,62……引线、100……锂离子二次电池

具体实施方式

以下根据必要参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，图上的尺寸比例不限定于图示的比例。

[锂离子二次电池]

锂离子二次电池100主要具备层叠体30、以密封状态收纳层叠体30的箱体50、以及连接于层叠体30的一对引线60、62。

层叠体30由一对正极10、负极20夹着隔离物18而相对配置。正极10为在板状（膜状）的正极集电体12上设置有正极活性物质层14而形成的。负极20为在板状（膜状）的负极集电体22上设置有负极活性物质层24而形成的。正极活性物质层14和负极活性物质层24分别接触于隔离物18的两侧。在正极集电体12和负极集电体22的端部分别连接有引线60、62，引线60、62的端部延伸到箱体50的外部。

以下，将正极10和负极20总称为电极10、20，将正极集电体12和负极集电体22总称为集电体12、22，将正极活性物质层14和负极活性物质层24总称为活性物质层14、24。

[电极]

针对电极10、20进行具体说明。电极10、20具备集电体12、22、以及形成于集电体12、22的表面上的含有活性物质以及粘结剂的活性物质层14、24。

（正极10）

正极集电体12只要是导电性的板材即可，例如，可以使用铝、铜、镍箔的金属薄板。