[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池。提供含有金属锂作为负极活性物质的锂二次电池，该锂二次电池能抑制内部短路并抑制充放电容量的下降。本公开的锂二次电池具有将正极活性物质层、分隔体层和负极活性物质层依次层叠的构成，负极活性物质层含有金属锂，分隔体层具有关断层和一个以上的固体电解质层，固体电解质层的一个与负极活性物质层邻接，并且关断层含有与金属锂进行反应以生成电子绝缘体的锂离子传导性液体。

技术领域

本公开涉及锂二次电池。

背景技术

锂二次电池与其它二次电池相比，具有能量密度高、可进行高电压下的工作这样的特征。因此，作为容易实现小型轻量化的二次电池而用于移动电话等信息设备，近年来，作为电动汽车、混合动力车用等大型的动力用的需求也正在高涨。

已知的是，在锂二次电池中，根据电池的构成和使用模式等，有时由于充放电的反复等，金属锂的枝晶在负极活性物质层中生长，到达正极活性物质层，发生内部短路。

以该金属锂的枝晶的生长为原因的内部短路不限于非水系锂二次电池，已知在全固体锂二次电池中也会发生。

例如，非专利文献1公开了在全固体锂二次电池中，有时金属锂的枝晶在存在于固体电解质层内的略微缺陷或晶体晶界等强度相对低的部分生长，以及有时在固体电解质层内生长了的金属锂的枝晶突破固体电解质层而伸长至正极活性物质层侧。

专利文献1～3公开了作为用于解决以金属锂的枝晶的生长为原因的内部短路的技术。

专利文献1公开了在将固体电解质的粉末成型而成的粉末成型体的固体电解质层中存在与金属锂进行反应以生成成为电子绝缘体的物质的液状物质的全固体锂二次电池。该文献记载了：通过全固体锂二次电池具有这样的构成，即使金属锂的枝晶穿过固体电解质层的粉末间的间隙而生长，金属锂与液状物质也进行反应，从而金属锂成为电子绝缘体，因此能可靠地防止电池的内部短路。

专利文献2公开了具备将第一固体电解质的粉末成型而成的粉末成型体部以及通过气相法将第二固体电解质堆积于正极活性物质层侧或负极活性物质层侧的至少一者的表面而成的表面蒸镀膜的全固体锂二次电池。该文献记载了：具有这种构成的全固体锂二次电池通过固体电解质层具备表面蒸镀膜，能抑制金属锂的枝晶的生长，能防止电池的内部短路。

专利文献3公开了电解液中的锂盐浓度为0.37～0.75mol/kg的锂二次电池用电解液。该文献记载了：具备具有这种构成的电解液的液系锂二次电池在充电时能将锂离子充分地供给至负极活性物质层附近，其结果，能抑制以锂离子的缺乏为主要原因之一的金属锂的枝晶的产生。

再有，作为在锂二次电池中使用了离子液体的技术，例如公开了以下的专利文献4～6。

专利文献4涉及通过对锂二次电池的负极活性物质预先掺杂锂离子来抑制负极活性物质的不可逆容量的预掺杂技术。该文献公开了一种稳定化锂粉末，其特征在于，在锂粒子的表面具有被膜的稳定化锂粉末中，在被膜中含有能构成离子液体的阴离子的锂盐。该文献记载了：通过使用具有这种构成的稳定化锂粉末，能得到具有高电池特性的锂二次电池。

专利文献5公开了具备含有锂或吸留放出锂的负极活性物质和正极活性物质、分隔体、以及含有锂盐的离子液体而成的非水电解质电池。

专利文献6公开了含有硫、导电助剂、粘合剂和离子液体或溶剂化离子液体的锂硫固体电池用正极合材。该文献记载了：通过在锂硫固体电池中使用具有这种构成的正极合材，能减小固体电解质与正极活性物质之间的界面电阻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-211910号公开

专利文献2：日本特开2009-301959号公开

专利文献3：日本特开2012-113929号公开