[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液二次电池。

背景技术

日本特开2006-324235号公报中公开了一种非水电解质二次电池，所述二次电池具备电流切断压为12kgf/cm²以下的封口板、和包含环己基苯(Cyclohexyl benzene：CHB)作为添加剂的非水电解质。

发明内容

一般将二次电池超过规定的额定容量或上限充电电压进行充电称为过充电。非水电解液二次电池如果进行过充电则会劣化。因此通常希望通过保护电路和控制装置来防止过充电。但是，也设想了由于意外的故障、误操作而发生过充电的状况。因此，已开发一种具备电流切断机构(Current Interrupt Device：CID)的非水电解液二次电池，所述电流切断机构即使在万一发生过充电的情况下，也能够使电池功能停止。

日本特开2006-324235号公报中公开了所谓的压力型CID。压力型CID是指如果电池的内压超过规定压力(也称为“工作压”)则物理性地切断导电路径的CID，常与气体产生剂(CHB等)一同使用。CHB等的气体产生剂也被称为过充电添加剂，如果在过充电区域具有氧化电位、且正极电位超过氧化电位，则产生气体来促进内压的上升即CID的工作。但是，在并用这样的气体产生剂的情况下，压力型CID的工作正时(时机，timing)方面仍有改善的余地。

CID的工作正时，例如可以将电池的充电状态(State of Charge：SOC)作为尺度来评价。即在电池的SOC超过100％的区域(过充电区域)中，可以说CID工作时的SOC越低，工作正时越早。如上所述压力型CID依据电池的内压而工作，因此为了使其工作早期化，过充电时必须在早期确保规定的气体产生量。

但是，像车载用的大型电池那样，电池内具有大的空间容积的电池不容易确保气体产生量。目前这样的大型电池尝试通过增加气体产生剂的量而使CID工作早期化，但即使气体产生剂的添加量超过7质量％，CID工作时的SOC仍然限制在160％左右。

另外，有时由于温度的影响也会使压力型CID的工作正时延迟。即高温环境下，与气体产生剂的分解反应竞争的穿梭反应(shuttle reaction)成为优先，气体产生量自身减少而使CID工作延迟。因此如果考虑即使在高温环境下也使压力型CID确实地工作，则不得不进行气体产生剂量的进一步增加。

但是，气体产生剂的量的进一步增加会导致生产成本的上升，并且担心对电池性能的影响。另外，虽然也考虑降低压力型CID的工作压力本身，但担心该情况下由振动、冲击导致的CID的故障(破损)，因此不能说是妥善的解决手段。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种压力型CID确实且在早期工作的非水电解液二次电池。

[1]一种非水电解液二次电池，具备压力型电流切断机构、非水电解液和正极合剂层，该压力型电流切断机构配置于导电路径上，并在内压超过工作压时切断该导电路径，该非水电解液含有在过充电区域产生气体的气体产生剂，该正极合剂层含有第1正极活性物质粒子和第2正极活性物质粒子，该第1正极活性物质粒子包含磷酸铁锂，该第2正极活性物质粒子包含锂镍复合氧化物，在该第1正极活性物质粒子和该第2正极活性物质粒子的总质量之中，该第1正极活性物质粒子所占的比例为5质量％以上20质量％以下。

该非水电解液二次电池通过将2种正极活性物质以特定比率混合，从而促进过充电区域的气体产生，在这方面与以往技术的思想不同。

磷酸铁锂具有过充电区域中的电位高这一特征。本发明人着眼于该特征，获得若使用磷酸铁锂则能够促进过充电时的气体产生这样的构想，进行了为开发这样的非水电解液二次电池的各种验证。其结果，得到了通过使用磷酸铁锂，过充电时的电池电压(正极电位)增高，能够促进过充电时的气体产生这样的确证。

但是，磷酸铁锂具有每单位体积的容量少这样的缺点。因此本发明人对将磷酸铁锂和每单位体积的容量多的锂镍复合氧化物混合了的正极进行了研讨。于是令人惊讶地发现了以特定的混合比率能够抑制容量的减少，并且明显促进过充电时的气体产生，由此能够使CID工作早期化。