[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

作为本发明的实施方式一例的非水电解质二次电池，具备：含有第1正极活性物质和第2活性物质的正极，所述第1正极活性物质是由Li₂MnO₃‑LiMO₂固溶体表示的含有锂的过渡金属氧化物，所述第2正极是至少具有Ni，且Ni相对于除Li以外的金属元素的摩尔总量的比例为50摩尔％以上，具有层状结构的含有锂的过渡金属氧化物；和非水电解质，所述非水电解质含有由结构式1表示的氟化链状羧酸酯。R是碳原子数为1～4的烷基，X是F、H、碳原子数为1～4的烷基、将该烷基的H的至少一部分替换为F的基团、或它们的组合。[结构式1]

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

背景技术

Li₂MnO₃(Li〔Li_1/3Mn_2/3〕O₂)及其固溶体所代表的富锂型的过渡金属氧化物，由于在Li层以外的过渡金属层也含有Li，参与充放电的Li多，因此作为高容量正极材料受到关注(例如，参照专利文献1)。另外，作为高电压用的电解质溶剂，提出了使用氟代丙酸甲酯等的氟化链状羧酸酯(例如，参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献1：美国专利公报6,677,082号

专利文献2：日本特开2012-104335号公报

发明内容

但是，以往的非水电解质二次电池，能量密度低，且耐久性不充分。

本发明涉及的非水电解质二次电池，其特征在于，具备：含有第1正极活性物质和第2正极活性物质的正极，所述第1正极活性物质是由Li₂MnO₃-LiMO₂固溶体(M是选自Ni、Co、Fe、Al、Mg、Ti、Sn、Zr、Nb、Mo、W、和Bi中的至少1种)表示的含有锂的过渡金属氧化物，所述第2正极是至少具有Ni，且Ni相对于除Li以外的金属元素的摩尔总量的比例为50摩尔％以上，具有层状结构的含有锂的过渡金属氧化物；和非水电解质，其含有由结构式1表示的氟化链状羧酸酯。

[结构式1]

(R是碳原子数为1～4的烷基，X是F、H、碳原子数为1～4的烷基、将该烷基的H的至少一部分替换为F的基团、或它们的组合)。

根据本发明，能够提供一种能量密度高、耐久性优异的非水电解质二次电池。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式一例的非水电解质二次电池中的金属溶出量(高温充电时的保存特性)的图。

图2是表示作为本发明的实施方式一例的非水电解质二次电池中的循环特性的图。

具体实施方式

(成为本发明的基础的见解)

然而，在使用氟代丙酸甲酯等的氟化链状羧酸酯作为电解质的情况下，在正极表面氟化链状羧酸酯氧化分解产生氢氟酸(HF)。该HF使构成正极活性物质的金属溶出，因此成为使循环特性和保存特性恶化的原因。该不良情况，在电池电压高的情况下、以及使用了还含有大量Mn的富锂型的正极活性物质的情况下体现得更显著。

本发明人为了开发一种抑制在使用了氟化链状羧酸酯的情况下成为问题的金属溶出的、能量密度高且耐久性优异的非水电解质二次电池而进行了认真研讨。其结果，发现了作为正极活性物质，通过使含有大量Mn的富锂型的正极活性物质(第1正极活性物质)、和Ni相对于除Li以外的金属元素的摩尔总量的比例成为50摩尔％以上的正极活性物质(第2正极活性物质)共存，能够大幅地抑制金属溶出量。可得到这样的特别效果的理由、以及由HF导致的电池劣化的机制尚未明确，但本发明人考虑如下。