[发明专利]二次电池

说明书

提供一种容量高的锂离子二次电池。锂离子二次电池包括第一电极以及第二电极，第一电极包括第一电极活性物质，第二电极包括第二电极活性物质及第三电极活性物质，第二电极活性物质的充放电效率高于第一电极活性物质，第三电极活性物质的充放电效率低于第二电极活性物质，第二电极活性物质和第一电极活性物质的充放电效率之间的差异与第二电极活性物质的容量的积大于第一电极活性物质和第三电极活性物质的充放电效率之间的差异与第三电极活性物质的容量的积，第二电极活性物质和第三电极活性物质的总和中的第二电极活性物质的配合比小于第二电极活性物质和第三电极活性物质的总和中的第三电极活性物质的配合比。

技术领域

本发明的一个方式涉及一种锂离子二次电池及其制造方法。

注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组成物(composition of matter)。由此，具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。

背景技术

作为二次电池可以举出镍氢电池、铅蓄电池及锂离子二次电池等。

这些二次电池用作以手机等为代表的便携式信息终端的电源。其中，尤其是锂离子二次电池可以实现高容量化以及小型化，所以对其的开发日益火热。

锂离子二次电池的高容量化实现便携式设备的轻量化或使用时间的延长、汽车的行车距离的增加，所以锂离子二次电池的高容量化是很大的研究开发方针。例如，正极活性物质是决定有助于电池反应的锂离子量的重要要素。因为负极活性物质需要以与在正极起反应的锂离子量相同量起可逆反应，所以负极活性物质也是重要要素。

在锂离子二次电池中，作为正极活性物质材料，例如已知专利文献1所示的磷酸铁锂(LiFePO₄)、磷酸锰锂(LiMnPO₄)、磷酸钴锂(LiCoPO₄)及磷酸镍锂(LiNiPO₄)等具有橄榄石结构且包含锂及铁、锰、钴或镍的磷酸化合物等。在专利文献2中，例如作为负极活性物质材料除了石墨材料之外，还公开了硅、锡及这些的氧化物作为呈现高容量的材料。

现有技术文献

[专利文献1]日本专利申请特开平11-25983号公报

[专利文献2]日本专利申请特开2007-106634号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

锂的标准电极电位(平衡电位)非常小，为-3.045V(vs.SHE)，例如是在负极中大部分的有机溶剂被还原并分解的电位。但是，在一部分的有机溶剂中，随着还原分解，分解物留在表面而成为涂膜，并且抑制再发生有机溶剂的分解。因此，随着涂膜的形成，与可逆反应的锂离子的反应相比不容易起不可逆容量的电解液的分解反应。就是说，主要在初次充放电中起不可逆反应，因此电荷移动，该移动的电荷量相当于可逆反应和不可逆反应电荷总量。

在初次充电中，除了以伴随从正极的锂离子释放的可逆反应时移动的电荷以外，还以不可逆反应时的电荷电荷量增加。将伴随不可逆反应的电荷的移动量称为不可逆容量，另一方面，将伴随可逆反应的电荷的移动量称为可逆容量，不可逆容量和可逆容量的总和为初次充电容量。

另一方面，在初次放电中，由于正极和锂离子所发生的可逆化学反应，发生相当于可逆容量的电荷移动，而没有发生相当于不可逆反应的电荷移动。就是说，可逆容量相当于放电容量。在此，将放电容量与充电容量的比例称为充放电效率。这意味着在不可逆容量大时充放电效率低。