[发明专利]锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种具有高能量密度和优异的循环特性的锂离子二次电池。本发明涉及一种锂离子二次电池，其设有：负极，包含含有超过25重量％硅合金的负极活性材料；和非水电解液，其含有大于10重量％的由LiN(SO₂C_nF_2n+1)₂(其中n表示0以上的整数)表示的化合物和10重量％以上的氟代碳酸亚乙酯(FEC)。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有诸如能量密度高、自放电低、长期可靠性优异等优点，因此它们已经在笔记本型个人电脑、移动电话等中投入实际使用。此外，近年来，除了电子设备的高功能性之外，由于电动机驱动车辆例如电动车辆和混合动力车辆的市场的扩大、以及家用和工业用蓄电系统的加速发展，需要开发电池特性例如循环特性和储存特性优异并且容量和能量密度进一步改善的高性能锂离子二次电池。

作为提供高容量锂离子二次电池的负极活性材料，金属类活性材料例如硅、锡、其合金、以及包含它们的金属氧化物已经引起了关注。然而，虽然这些金属类负极活性材料提供高容量，但在吸收和放出锂离子期间活性材料的膨胀和收缩大。通过膨胀和收缩的体积变化，当反复充放电时，负极活性材料粒子瓦解并暴露出新的活性面。存在的问题在于该活性面分解电解液溶剂并降低电池的循环特性。为了改善具有高容量的锂离子二次电池的电池特性，已经进行了各种研究。例如，专利文献1描述了一种非水电解质电池，其包含负极和具有氟磺酰基结构的化合物，所述负极包含的负极活性材料含有能够与Li形成合金的金属粒子和石墨粒子。

为了获得具有优异循环特性的锂离子二次电池，已经对电解液的组成进行了许多研究。例如，专利文献2描述了一种锂二次电池，其包含由预定的式表示的磺酰亚胺锂盐。专利文献3描述了包含内酯和双氟磺酰亚胺锂的非水电解质二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2014/157591

专利文献2：日本特开2014-029840号公报

专利文献3：日本特开2004-165151号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1描述的二次电池的负极中，能够与Li形成合金的金属粒子的含量在负极活性材料中为25质量％以下，因此与负极活性材料仅由石墨构成的情况相比，难以将所述二次电池的能量密度(每单位重量的电能)改善20％以上。在专利文献2和3中，没有详细研究具有含硅合金的负极的锂离子二次电池。

因此，本发明的目的是提供具有高能量密度和优异循环特性的锂离子二次电池。

解决问题的手段

本发明的一个实施方式涉及以下事项。

一种锂离子二次电池，包含：

负极，包含含有硅合金的负极活性材料；和

非水电解液，包含由LiN(SO₂C_nF_2n+1)₂(其中n为0以上的整数)表示的化合物和氟代碳酸亚乙酯(FEC)，其中

所述负极活性材料中硅合金的含量大于25重量％，并且

在所述非水电解液中，由LiN(SO₂C_nF_2n+1)₂(其中n为0以上的整数)表示的化合物的含量大于10重量％，FEC的含量为10重量％以上，且LiPF₆的含量为10重量％以下。

发明的效果