非水电解质充电电池以及使用该非水电解质充电电池的蓄电电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及非水电解质充电电池 W及使用该非水电解质充电电池的蓄电电路，详 细而言，设及一种具有将正极层、负极层、设置成夹在上述正极层与上述负极层之间的间隔 物、W及非水类电解液封入在外包装材料中的结构的非水电解质充电电池 W及使用该非水 电解质充电电池的蓄电电路。
【背景技术】
[0002] W往，在W裡离子充电电池等为代表的高能量密度的蓄电设备中，使卷绕成漉状 的片状集电锥(侣锥或铜锥等)通过模涂机、逗号涂布机等，在集电锥上涂布活性物质(裡复 合氧化物、碳等），来制作片状的电极。
[0003] 为了防止片状电极之间因接触引起的短路，在电极之间设置间隔物，并卷绕或层 叠多层电极W及间隔物来制作电极组，并且利用超声波焊接等方法W和电极导通连接的方 式在电极上焊接侣片或儀片，来作为外部端子电极。
[0004] 然后，将由此制作出的、由电极、间隔物等构成的元件收纳在侣罐、侣层合膜等构 成的袋状的外包装材料等中，并注入电解液，然后进行密封，从而制作出蓄电设备。
[0005] 运种蓄电设备已经有了令人瞩目的进步，然而近年来，W混合动力汽车用的蓄电 池为代表，对蓄电设备的循环特性的高可靠性化、W及低电阻化带来的充放电率特性的提 高有了更高的要求。
[0006] 作为运种蓄电设备，对使用裡铁氧化物作为负极活性物质的电池进行了探讨。已 知负极活性物质的裡铁氧化物伴随充放电产生的晶格体积变化较少，因此结晶构造的膨胀 收缩引起的劣化较少，而且裡离子的吸收?释放电位在Li/Li+基准下高达+1.55,因此负极 与电解液的反应得W抑制，与使用石墨那样的碳作为负极活性物质的情况相比，循环特性 等可靠性得W提高。
[0007] 此外，作为进一步提高高溫可靠性的技术，专利文献1提出了一种非水电解质裡充 电电池，其基本结构包括W尖晶石型裡铁氧化物为主体的负极、电位比尖晶石型裡铁氧化 物要高的正极、W及有机电解液，并使负极所具有的电容量小于正极所具有的可充放电区 域的电容量。即，专利文献1示出了通过使负极容量(mAh)小于正极容量(mAh)来提高高溫可 靠性的非水电解质裡充电电池。
[000引此外，专利文献2提出了一种非水电解质电池，与上述专利文献1相反，通过使负极 容量(mAh)大于正极容量(mAh)来提高高溫可靠性(循环特性）。
[0009] 然而，W往，已知像专利文献1的非水电解质裡充电电池那样使用尖晶石型晶体结 构的裡铁氧化物作为负极活性物质并使用层状晶体结构的裡过渡金属氧化物作为正极活 性物质的电池存在高溫下的循环特性特别差的问题。
[0010] 另一方面，专利文献2中记载了若使正极容量比大于负极容量比，则负极与正极相 比，伴随溫度上升产生的实际电容量的增加幅度较大，因此若负极的实际电容量达到正极 的实际电容量W下，则在高溫环境下，正极W及负极的实际电容量平衡会被破坏，即使是通 常的充放电循环，正极也会变为过充电状态，循环特性显著变差(专利文献2,0020段）。
[0011]并且，该专利文献2示出了通过使正极容量小于负极容量来改善高溫循环特性。例 如，专利文献2示出了在60°C的环境下反复进行5C充电/1C放电的情况下，进行300次循环的 充放电循环试验，结果在最好的情况下，容量维持率为88 % (专利文献2，表1)。
[001^ 然而，裡铁氧化物的填充密度（3.5g/cc)较低，LiCo02、LiCoi/3Nii/3Mm/302那样的层 状晶体结构的正极活性物质的填充密度较高(4.6~5.Og/cc)。
[0013] 此外，正极材料的容量、裡铁氧化物的容量均表示近似值（例如LiCo化、LiCoi/ 3Nii/3Mm/3〇2那样的层状晶体结构的裡过渡金属氧化物在W4.3V充电2.7V放电时(VS丄i/Li + )的容量为150~170mAh/g，裡铁氧化物在W2.0V充电1.0V放电时（vs丄i/Li + )的容量为 166mAh/邑。
[0014] 因此，若制作专利文献2所记载的电池，为了提高负极的容量，需要减小正极层的 厚度，并提高负极层的厚度。
[0015] 在采用运种结构的情况下，尖晶石型裡铁复合氧化物与负极活性物质中使用的碳 类物质、正极活性物质中使用的裡钻复合氧化物（例如LiCo化）相比，离子导电性降低两个 数量级，因此正极上伴随充(放)电反应的局部负载与负极上伴随放(充）电反应的局部负载 会产生偏差。因此，难W提高蓄电设备在85°C那样的高溫环境下的可靠性，并难W通过低电 阻化来提高充放电率特性。
[0016] 此外，即使如专利文献1所记载那样使正极容量大于负极容量，在使负极层的厚度 为例如40wiiW上的情况下，负极层与集电体层的距离变长，如上所述，由于尖晶石型裡铁复 合氧化物的离子导电性低了两个数量级，因此正极上伴随充(放)电反应的局部负载与负极 上伴随放(充）电反应的局部负载会产生偏差，难W提高蓄电设备在85°C那样的高溫环境下 的可靠性，并难W通过低电阻化来提高充放电率特性。 现有技术文献 专利文献
[0017] 专利文献1:日本专利特开平10-69922号公报 专利文献2:日本专利特开2007-273154号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0018] 本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种在高溫环境下可靠性也较 高、并且通过低电阻化而获得优异的充放电率特性的非水电解质充电电池 W及使用该非水 电解质充电电池的可靠性较高的蓄电电路。 解决技术问题所采用的技术手段
[0019] 为了解决上述问题，本发明的非水电解质充电电池中， 在正极集电体上形成正极活性物质层而成的正极、在负极集电体上形成负极活性物质 层而成的负极、设置成夹在所述正极与所述负极之间的间隔物、W及非水类电解液封入在 外包装材料中，其特征在于， 所述正极活性物质层包含层状晶体结构的裡过渡金属氧化物， 所述负极活性物质层包含具有尖晶石型晶体结构的裡铁氧化物， 所述负极活性物质层的厚度在20.0 wiiW上，33.4wiiW下，并且 所述正极活性物质层的厚度与所述负极活性物质层的厚度的比率满足下式（1)的条 件： 0.59含（正极活性物质层的厚度/负极活性物质层的厚度）含1.50……(1)。
[0020] 此外，本发明的另一非水电解质充电电池中， 在正极集电体上形成正极活性物质层而成的正极、在负极集电体上形成负极活性物质 层而成的负极、设置成夹在所述正极与所述负极之间的间隔物、W及非水类电解液封入在 外包装材料中，其特征在于， 所述正极活性物质层包含层状晶体结构的裡过渡金属氧化物， 所述负极活性物质层包含具有尖晶石型晶体结构的裡铁氧化物， 所述负极活性物质层的厚度在25. OwiiW上，33.4wiiW下，并且 所述正极活性物质层的厚度与所述负极活性物质层的厚度的比率满足下式（2)的条 件： 0.59含（正极活性物质层的厚度/负极活性物质层的厚度）含1.14……（2)。
[0021] 此外，本发明的蓄电电路的特征在于并联连接有上述本发明的非水电解质充电电 池、W及双电层电容器。 发明效果
[0022] 本发明的非水电解质充电电池包括:在正极集电体上形成包含层状晶体结构的裡 过渡金属氧化物的正极活性物质层而成的正极；W及在负极集电体上形成包含具有尖晶石 型晶体结构的裡铁氧化物的负极活性物质层而成的负极，负极活性物质层的厚度在20.OMi W上、33.4WHW下的范围内，并且正极活性物质层的厚度与负极活性物质层的厚度的比率 满足下式(1)的条件： 0.59含（正极活性物质层的厚度/负极