[发明专利]非水电解质电池用无机颗粒和非水电解质电池

说明书

非水电解质电池用无机颗粒包含层状化合物，所述层状化合物在晶体结构中包含电负性比锰小的金属元素，层间距离为0.40nm以上且2.0nm以下，且在层间具有氢离子以外的交换性阳离子。

技术领域

本发明涉及一种寿命特性或安全性优异的非水电解质电池。

背景技术

随着近年来电子技术的发展以及对环境技术的关心程度的提高，使用了各种各样的电化学设备。特别是对节能化的要求较多，对于能够有助于节能化的电化学设备的期待也日益提高。

作为蓄电设备代表例、同时也是非水电解质电池代表例的锂离子二次电池以往主要用作小型装置用电源，但近年来，其也作为混合动力车辆和电动车辆用电源而受到关注。

随着设备的高性能化，锂离子二次电池的高能量密度化也在不断发展，而确保可靠性则变得重要。此外，与小型装置相比，车载用电源等中型或大型锂离子二次电池中更需要确保可靠性。

在锂离子二次电池中，锂(Li)离子在正极-负极间移动从而完成充放电，但已知当电池内存在除Li离子以外的微量金属离子时，其在负极表面析出，成为电池寿命降低的原因，或者析出的金属割破分隔件到达正极，从而成为短路的原因或致使安全性降低。这样的金属离子源自于电池构成材料的杂质，除此之外，还源自于正极活性物质所含的金属随着电池内的副反应(例如非水电解质的分解反应等)溶出到非水电解质中。且指出在电池暴露于高温下时，这一金属溶出会变得更加显著。因此，对捕捉金属离子等杂质的捕捉剂进行了研究(例如参见专利文献1、2)。

另外，近年来，为了进一步提高能量密度，要求锂离子电池以4.35V以上的高电压进行充电。并且，特别是用作电动汽车用电源时，锂离子电池的使用环境温度有时会达到50℃以上。被指出在这样的高电压·高温环境下，促进了上述金属从正极活性物质溶出，电池寿命的降低变得更显著，希望一种即使在这种环境下重复充电和放电也能维持容量的锂离子电池。

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2012-146477号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，以往的捕捉剂无法获得能够经受实际使用的寿命特性或安全性。因此，本发明的目的在于，提供一种寿命特性或安全性优异的非水电解质电池。

用于解决问题的方案

本发明 发明人等针对可以消除从电极或电极活性物质溶出的金属离子的不良影响的材料进行了深入研究，其结果，首次发现了通过在电池内适当配置具有特定的晶体结构和元素、且其中具有特定的原子配置的无机化合物，可以有效地消除金属离子的不良影响，从而完成了本发明。

进而，完成本发明的一个主要因素还在于，发现了具有特定的晶体结构和构成元素的无机化合物不会对作为决定电池性能主体的Li离子产生任何影响。

即，本发明为如下。

[1]

一种非水电解质电池用无机颗粒，其包含层状化合物，所述层状化合物在晶体结构中包含电负性比锰小的金属元素，层间距离为0.40nm以上且 2.0nm以下，且在层间具有氢离子以外的交换性阳离子。

[2]

根据[1]所述的非水电解质电池用无机颗粒，其中，所述交换性阳离子选自由碱金属离子、碱土金属离子、铵离子、有机阳离子和它们的任意混合物组成的组。

[3]