專利名稱：二次電池、電子裝置、電動工具和電動車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括正極、負(fù)極和電解液的二次電池，以及使用其的電子裝置，使用其的電動工具(電カ工具，electric power tools),使用其的電動車輛和使用其的電カ存儲糸統(tǒng)(electric power storage systems)。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)廣泛使用了由手機(jī)和個人數(shù)字助理(PDA)代表的電子裝置，并且已經(jīng)強(qiáng)烈需要進(jìn)ー步減小它們的尺寸和重量并實現(xiàn)它們的長壽命。因此，作為用于電子裝置的電源，已經(jīng)開發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且輕質(zhì)的二次電池。近年來，已經(jīng)考慮了將這種二次電池不僅應(yīng)用于上述電子裝置，而且還應(yīng)用于由電動工具如電鋸、電動車輛如電動汽車和電カ存儲系統(tǒng)如家用電カ服務(wù)器代表的各種應(yīng)用。
作為二次電池，已經(jīng)廣泛提議了使用各種充放電原理的二次電池。具體地，認(rèn)為使用鋰離子的插入和提取的鋰離子二次電池是有希望的，因為鋰離子二次電池能夠提供比鉛電池、鎳鎘電池等更高的能量密度。二次電池包括正極、負(fù)極和電解液。所述正極和所述負(fù)極分別包含插入和提取鋰離子的正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)。在二次電池中，為了獲得高電池容量，將含鋰化合物如LiCoO2用作正極活性物質(zhì)，并且將碳材料如石墨用作負(fù)極活性物質(zhì)。在使用碳材料作為負(fù)極活性物質(zhì)的二次電池中，在充放電時負(fù)極活性物質(zhì)易于與電解液發(fā)生反應(yīng)，因此易于促進(jìn)電解液的分解反應(yīng)。在這種情況下，因為負(fù)極的表面被電解液的分解物質(zhì)等覆蓋，因此，當(dāng)重復(fù)充放電時，負(fù)極的電阻易于増大。因此，已經(jīng)提議了使用低反應(yīng)性的含鈦鋰復(fù)合氧化物代替高反應(yīng)性的碳材料作為負(fù)極活性物質(zhì)(例如，參見日本未審查專利申請公開號06-275263)。含鈦的鋰復(fù)合氧化物是含有Li、Ti和其他金屬元素作為元素并具有尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)的氧化物。

發(fā)明內(nèi)容
通過使用含鈦的鋰復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)，抑制了由負(fù)極的反應(yīng)性引起的電解液的分解反應(yīng)。然而，在這種情況下，未抑制由正極的反應(yīng)性引起的電解液的分解反應(yīng)。因此，在其中將提供高容量的含鋰化合物用作正極活性物質(zhì)的情況下，在重復(fù)充放電之后，正極的電阻易于因電解液的分解反應(yīng)而増大。因此，整個電池的電阻仍然増大。期望提供一種即使在重復(fù)充放電之后也能夠抑制電阻上升的二次電池、電子裝置、電動工具、電動車輛和電カ存儲系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了ー種包括正極、負(fù)極和電解液的二次電池。所述負(fù)極包含一種或多種由下式I至式3表示的含鈦鋰復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)。所述電解液包含一種由下式4表示的環(huán)狀ニ磺酸酐或由下式5表示的環(huán)狀ニ磺酸酐或兩者。式ILi [LixMl (卜3x),2Ti (3+x),2] O4. · · (I)
在該式中，Ml是Mg、Ca、Cu、Zn和Sr中的ー種或多種，并且x滿足O彡x彡1/3。式2LitLi^^Ti^lO^ .. (2)在該式中，M2是Al、Sc、Cr、Mn、Fe、Ga和Y中的ー種或多種，并且y滿足O ≤ y ≤1/3。式3Li[Li1/3M3zTi(5/3)J04... (3)在該式中，M3是V、Zr和Nb中的ー種或多種，并且z滿足O彡z彡2/3。式權(quán)利要求
1.ー種二次電池，包括 正極； 負(fù)極；和 電解液， 其中，所述負(fù)極包含由下式I至式3表示的ー種或多種含鈦鋰復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)，并且 所述電解液包含由下式4表示的環(huán)狀ニ磺酸酐或由下式5表示的環(huán)狀ニ磺酸酐或者兩者 式I Li [LixMl (卜3X)/2Ti (3+x)/2]〇4 其中，Ml是Mg、Ca、Cu、Zn和Sr中的ー種或多種，并且x滿足O彡x彡1/3， 式2Li [LiyiCHyTiL2y] O4 其中，M2是Al、Sc、Cr、Mn、Fe、Ga和Y中的ー種或多種，并且y滿足O彡y ( 1/3， 式3 Li [Li1/3M3zTi (5/3)-J O4 其中，M3是V、Zr和Nb中的ー種或多種，并且z滿足O≤z ( 2/3， 式4
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述環(huán)狀ニ磺酸酐是1，2_こニ磺酸酐或1，3_丙ニ磺酸酐或者兩者。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述環(huán)狀ニ磺酸酐在所述電解液中的含量為O. Iwt%以上至5wt%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述電解液包含由下式6表示的鹵代環(huán)狀碳酸酯或由下式7表示的不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯或者兩者 式6
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中，所述鹵代環(huán)狀碳酸酯是4-氟-1，3-ニ氧戊環(huán)-2-酮，并且所述不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯是碳酸亞こ烯酷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述電解液包含碳酸亞丙酯作為環(huán)狀碳酸酷。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述正極和所述負(fù)極利用其間的隔膜層壓，并且所述隔膜包括作為多孔膜的基體材料層以及設(shè)置在所述基體材料層的ー個或兩個表面上的高分子化合物層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池，其中，所述高分子化合物層包含聚偏氟こ烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰離子二次電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述含鈦鋰復(fù)合氧化物涂布有碳。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述電解液包含由下式8表示的羧酸酯 式8
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二次電池，其中，所述電解液包含含有ー個或多個鹵素作為元素的鹵代鏈狀碳酸酯，所述鹵代鏈狀碳酸酯包括碳酸氟甲酯甲酯、碳酸雙(氟甲基)酷和碳酸ニ氟甲酯甲酷。
13.ー種使用根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的二次電池的電子裝置。
14.ー種使用根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的二次電池的電動工具。
15.ー種使用根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的二次電池的電動車輛。
16. ー種使用根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的二次電池的電カ存儲系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二次電池、電子裝置、電動工具和電動車輛。該二次電池甚至在重復(fù)充放電后也能夠抑制電阻上升。所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解液。所述負(fù)極包含含鈦鋰復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)，并且所述電解液包含環(huán)狀二磺酸酐。
文檔編號H01M10/0567GK102694161SQ20121007189
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者井原將之, 井本浩, 坂本卓誠, 川島敦道, 植田直人, 洼田忠彥, 白土友透, 西本淳 申請人:索尼公司