[发明专利]非水电解质二次电池和电池组

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及非水电解质二次电池和具有该非水电解质二次电池的电池组。

背景技术

负极含有在比0.5V vs Li/Li⁺高的电位进行锂的吸藏释放反应的钛复合氧化物的非水电解质二次电池与负极使用碳材料的非水电解质二次电池相比，伴随充放电的活性物质的体积变化小且充放电时的工作电位高，因此，具有充放电循环特性优异的特征。

另一方面，由于负极含有钛复合氧化物的非水电解质二次电池的工作电位高，因此，存在可形成于碳负极表面的抑制副反应的膜（所谓的固体电解质界面（SEI）膜）难以形成于钛复合氧化物负极表面的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-53083号公报

专利文献2：日本特开2008-91327号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种充放电循环特性优异的非水电解质二次电池和具有该非水电解质二次电池的电池组。

解决课题的手段

实施方式的非水电解质二次电池具备：正极、负极、配置于正极和负极之间的隔膜、和非水电解质，所述负极含有在比0.5V vs Li/Li⁺高的电位进行锂的吸藏释放反应的钛复合氧化物作为活性物质，所述非水电解质含有选自B和S的至少1种元素。所述负极中，对于由X射线光电子能谱测定的表面的元素组成，Li/C组成比为0.20～0.50，Li/Ti组成比为0.5～5.0。

附图说明

图1是截断地表示实施方式的非水电解质二次电池的一部分的主视图。

图2是另一实施方式的电池组的立体图。

图3是表示另一实施方式的电池组的连接状态的电路图。

具体实施方式

以下说明实施方式。

实施方式的非水电解质二次电池中，负极含有在比0.5V vs Li/Li⁺高的电位进行锂的吸藏释放反应的钛复合氧化物作为活性物质，非水电解质含有选自B和S的至少1种元素，对于由X射线光电子能谱测定的表面的元素组成，负极满足：Li/C组成比为0.20～0.50、且Li/Ti组成比为0.5～5.0的条件，从而大幅改善充放电循环特性。

作为X射线光电子能谱分析装置，例如可举出岛津制作所制的AXIS系列，但没有特殊限定。

在负极表面的元素组成满足上述条件的情况下，对于碳负极，认为处于形成相当于论述的所谓SEI的膜的状态。

当Li/C组成比小于0.20时，电阻过大，难以得到循环特性的改善效果。当Li/C组成比大于0.50时，伴随循环进行的电阻增加变大，难以得到循环特性的改善效果。

Li/Ti组成比小于0.5时，伴随循环进行的电阻增加变大，难以得到循环特性的改善效果。当Li/Ti组成比大于5时，电阻过大，难以得到循环特性的改善效果。当Li/Ti组成比更优选为0.6～4.5的范围。

非水电解质中的B或S的含有率优选为1×10^-5～2wt％的范围内。当B或S的含有率小于1×10^-5wt％时，难以将负极表面的状态设为上述的Li/C组成比为0.20～0.50且Li/Ti的组成比为0.5～5.0的范围内。当B或S的含有率大于10wt％时，具有电解液本身的电阻变大、且Li/C的组成比变得比0.20小或Li/Ti的组成比变得比5.0大的倾向，难以得到循环特性的改善效果。

作为负极活性物质即在比0.5V vs Li/Li^＋高的电位进行锂的吸藏释放反应的钛复合氧化物，例如可举出由化学式Li_4+xTi₅O₁₂表示的钛酸锂。优选负极活性物质的平均粒径为0.05～2μm的范围内，比表面积为2～25m²/g的范围内。当平均粒径小于0.05μm时，活性物质本身的结晶性降低，当大于2μm时，活性物质内的锂离子扩散距离过大，因此，难以得到循环特性的改善效果。当比表面积小于2m²/g时，电池本身的电阻变高，当大于25m²/g时，伴随循环进行的电阻增加变大，因此，难以得到循环特性的改善效果。

本说明书中，负极活性物质的平均粒径与50％频度直径同义。其可以由例如激光衍射/散射式粒径/粒度分布测定装置进行测定。作为上述装置，例如可举出日机装制的Microtrac。