[发明专利]锂离子二次电池用离子捕捉剂、电解液、间隔件和锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种锂离子二次电池用离子捕捉剂，其能够高选择性地捕捉由锂离子二次电池的构成部件产生的杂质金属离子，且平均单位质量的吸附能力高，抑制因杂质而发生短路，并且，因赋予中性液体而基本不对电解液造成影响，赋予长寿命的锂离子二次电池。本发明的锂离子二次电池用离子捕捉剂含有磷酸盐，所述磷酸盐是选自(A)特定范围的离子交换基团被锂离子取代的特定组成的α‑磷酸锆、(B)特定范围的离子交换基团被锂离子取代的特定组成的α‑磷酸钛、以及(C)特定范围的离子交换基团被锂离子取代的特定组成的三聚磷酸二氢铝中的至少一种。

技术领域

本发明涉及适合作为锂离子二次电池的构成要素的离子捕捉剂、电解液和间隔件、以及具备它们的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池与镍氢电池、铅蓄电池等其它二次电池相比质量轻且具有高输入输出特性，因此，作为电动汽车、混合动力型电动汽车等中使用的高输入输出用电源而受到关注。

但是，如果构成锂离子二次电池的部件中存在杂质(例如包含铁、镍、锰、铜等的磁性杂质或其离子)，则在充放电时锂金属在负极上析出。并且，在负极上析出的锂枝晶突破间隔件并到达正极，因此会有发生短路的情况。

此外，锂离子二次电池在各种各样的场所中使用，因此，例如会有车内等的温度达到40℃～80℃的情况。此时，锰等金属从作为正极构成材料的含锂金属氧化物中溶出并析出至负极，会有使电池的特性(容量)降低的情况。

针对这样的问题，例如专利文献1记载了一种具有捕捉物质的锂离子二次电池，所述捕捉物质具备通过吸收、键合或吸附来捕捉锂离子二次电池内部产生的杂质或副产物的功能，作为捕捉物质，可列举出活性炭、硅胶、沸石等。

此外，专利文献2公开了一种非水系锂离子二次电池，其是正极与负极在非水电解液内分开配置的非水系锂离子二次电池，所述正极将构成元素中包含Fe或Mn作为金属元素的锂化合物作为正极活性物质，所述负极将能够吸储/释放锂离子的碳材料作为负极活性物质，正极含有相对于正极活性物质为0.5～5wt％的沸石，该沸石的有效孔径大于上述金属元素的离子半径且为0.5nm以下。

进而，专利文献3～5公开了特定组成、结构的铝硅酸盐、使用该铝硅酸盐的锂离子二次电池和部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-77103号公报

专利文献2：日本特开2010-129430号公报

专利文献3：国际公开第2012/124222号

专利文献4：日本特开2013-127955号公报

专利文献5：日本特开2013-127955号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述专利文献中公开的离子吸附剂有时无法高选择性地捕捉杂质，此外，平均单位质量的吸附能力也不充分，有时得不到所要求的寿命特性。进而，即使在离子吸附能力充分的情况下，也会因离子捕捉剂显碱性而存在电解液发生分解、引起电阻升高的问题。

本发明的目的在于，提供高选择性地捕捉由锂离子二次电池的构成部件产生的杂质金属离子且平均单位质量的吸附能力高的锂离子二次电池用离子捕捉剂、以及包含该离子捕捉剂且循环特性和安全性优异的锂离子二次电池。此外，其它目的在于，提供离子捕捉剂为中性且对电解液造成的影响小的锂离子二次电池用离子捕捉剂。进而，其它目的在于，提供赋予抑制了因杂质引起的短路的发生、电阻的升高、为长寿命的锂离子二次电池的电解液和间隔件。

用于解决问题的手段