锂离子电池以及使用该锂离子电池的电子设备的制造方法

文档序号:10699186
锂离子电池以及使用该锂离子电池的电子设备的制造方法
【专利摘要】非水系电解液型锂离子电池(E)具有正极端子(1)以及负极端子(2)和电池壳体(3),在电池壳体(3)的内部收纳有电极体(10)。电极体(10)具有正极集电体(11)以及正极用电极板(12)和负极集电体(13)以及负极用电极板(14),正极用电极板(12)和负极用电极板(14)分别具有通过隔膜(15)层叠的结构。在所述锂离子电池(E)的电池壳体(3)内设置CO和CO2吸附材料。作为所述吸附材料,可使用LSX型、X型或者A型的沸石。特别地,在即使气体吸收材料吸收水分,气体吸收性能降低也能再生的点上,优选进行了Ca离子交换的A型的沸石。通过本发明的锂离子电池,能缓和与异常时、长时间的使用时由在电池内部产生的CO、CO2等气体成分导致的内压上升相伴的气密容器的变形。
【专利说明】
锂离子电池以及使用该锂离子电池的电子设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种在气密容器内封入有浸渍了非水系电解液的电极片和隔膜的层 叠体的锂离子电池,特别地涉及一种具备抑制由在电池内部产生的COXO 2等气体成分导致 的内压上升的功能的锂离子电池。另外,本发明涉及一种使用所述锂离子电池的电子设备。
【背景技术】
[0002] 近年来,大容量、高输出类型的锂离子电池被投入实际使用中。所述锂离子电池由 于大容量、高输出,所以需要比现有的二次电池更高的安全性、稳定性。
[0003] 对于所述锂离子电池而言,一般具有以下结构:将正极体以及负极体与电解液一 起封入至气密容器内,电解液中的锂离子发挥导电的作用,在方型的情况下,电极片与隔膜 的层叠体形成为夹层状,在圆筒型的情况下,电极片与隔膜的层叠体形成为卷状,将作为集 电体的正极体以及负极体的引线部与各端子连接。然后,将如上所述的各种形态的层叠体 收容至各自的对应的形状的气密容器内之后,从气密容器的开口部注入电解液,用电解液 浸渍层叠体,以正极体以及负极体的前端露出到外部的状态封入电池容器。
[0004] 作为用于所述锂离子电池的电解液,可使用含有碳酸亚乙酯等的非水系电解液, 但从为了提高锂离子电池的能量密度,提高能使用的电压是有效的这一点出发,特别地广 泛使用能以高电压充放电的碳酸酯系电解液。
[0005] 在使用如上所述的非水系电解液的锂离子电池中,非水系电解液中含有的碳酸酯 在长期的使用中重复地充放电,引起过度充电、或者短路等异常状况时的电池内部的温度 上升,导致劣化、电分解。由此,存在产生在电池内部产生C0、C0 2等气体、内压上升、气密容 器变形、内部电阻增大等缺陷的可能性。在此,提出了各种用于吸收或抑制所述气体的技 术。
[0006] 作为用于吸收、抑制如上所述的气体的技术,在专利文献1~3中,公开了在电解液 中添加用于减少气体的产生的添加剂的技术。另外,在专利文献4中,提出了一种具有采用 以氢氧化锂等氢氧化物作为主要成分的吸收材料吸收C〇2的结构的双电层电容器。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开2005-235591号公报;
[0010] 专利文献2:日本特开平06-267593号公报;
[0011] 专利文献3:日本再表2010/147236号公报;
[0012] 专利文献4:日本特开2003-197487号公报。

【发明内容】

[0013] 发明要解决的问题
[0014] 然而,在专利文献1~3中记载的在电解液中添加添加剂的技术中,存在CO、C〇2等 气体的产生的抑制效果不充分的问题点。另外,在专利文献4中记载的技术中,具有一定程 度的吸收CO2等的效果,但是存在不能期待CO的吸收性的问题点。另外,存在使氢氧化锂等 碱性氢氧化物和非水系电解液接触时,氢氧化物在非水系电解液中溶解的问题点。进一步 地,存在碱性氢氧化物与CO2反应时,生成水分、腐蚀性增大的可能性。
[0015] 本发明是基于上述问题而得到的,其目的在于提供一种锂离子电池,其具有吸收 在异常时、长时间的使用时在电池内部产生的COXO 2等气体成分的功能,且性能维持特性 优异。另外,本发明的目的在于提供一种内置所述锂离子的安全性优异的电子设备。
[0016] 解决问题的技术方案
[0017] 为了解决所述问题,第一,本发明提供一种锂离子电池,其是将浸渍了非水系电解 液的正极、负极以及隔膜的层叠体封入气密容器内,所述非水系电解液中的锂离子发挥导 电作用的锂离子电池,所述锂离子电池的特征在于,在所述气密容器内填充有CO和CO 2吸附 材料(发明1)。
[0018] 根据上述发明(发明1),由于CO和CO2吸附材料迅速地、且以高的吸收率吸收OKCO 2 等气体成分,所以能抑制电池容量的减少,并且能缓和锂离子电池异常时等与由所述气体 成分的产生导致的内压上升相伴的气密容器的变形,并能抑制电池的内部电阻的增加。
[0019] 在所述发明(发明1)中,优选所述CO和CO2吸附材料通过电绝缘性的气液分离膜而 与所述非水系电解液隔离(发明2)。
[0020] 根据上述发明(发明2),通过气液分离膜分离从锂离子电池中产生的⑶、CO2等气 体成分和非水系电解液,通过在气体成分侧配置CO和CO 2吸附材料,从而能选择性地吸收 COXO2等气体成分,能够将非水系电解液的减少保持于最小限度。其结果是能抑制锂离子 电池的容量的降低。进一步地,由于非水系电解液与CO和CO 2吸附材料不直接接触,所以能 够保持CO和CO2吸附材料的气体吸收性能。
[0021] 在上述发明(发明1、2)中,所述CO和CO2吸附材料优选为有机系材料、无机系材料、 或者有机-无机复合材料(发明3)。
[0022] 根据上述发明(发明3),由于所述CO和⑶2吸附材料迅速、且以高的吸收率吸收CO 和CO2等气体成分,所以能缓和锂离子电池异常时等与由所述气体成分导致的内压上升相 伴的气密容器的变形,并能抑制电池的内部电阻的增加。
[0023]在上述发明(发明1~3)中,所述CO和CO2吸附材料优选为无机多孔材料、碳系材 料、有机主体化合物(有機本只卜化合物)、多孔有机金属复合材料、或者碱性材料(发明4)。 特别地,所述CO和CO2吸附材料优选为沸石(发明5)。
[0024] 根据上述发明(发明4、5),由于所述⑶和⑶2吸附材料迅速、且以高的吸收率吸收 C0、C02等气体成分,所以能缓和锂离子电池异常时等与由所述气体成分导致的内压上升相 伴的气密容器的变形,并能抑制电池的内部电阻的增加。此外,由于C 0和C 0 2吸附材料的量 可以较少,所以能实现锂离子电池的紧凑化。
[0025] 在上述发明(发明4、5)中,优选所述CO和CO2吸附材料具有100~3000m 2/g的比表面 积(发明6)。
[0026]根据上述发明(发明6),由于能充分地确保⑶和⑶2吸附材料与⑶、CO2等气体成分 的接触面积,所以能维持高的吸收率。
[0027]在上述发明(发明4~6)中,优选所述⑶和CO2吸附材料具有3人~10人的孔径(发 明7)。
[0028]根据上述发明(发明7),C0和CO2吸附材料能在细孔内捕捉C0、C02等气体成分,能更 迅速地吸收所述气体。
[0029]在上述发明(发明5)中,优选所述CO和CO2吸附材料具有Si /Al比为1~5的范围的 元素构成比(发明8)。另外,所述CO和CO2吸附材料可以使用A型、X型或者LSX型沸石(发明 9)。特别是,所述CO和CO 2吸附材料优选为使用Li进行离子交换的LSX型沸石(发明10)。
[0030] 根据上述发明(发明8~10),能够更迅速地、且以高的吸收率吸收电解液的蒸汽、 其他的分解气体等。
[0031] 在上述发明(发明5、8、9)中,所述CO和CO2吸附材料优选为使用Ca进行离子交换的 A型沸石(发明11)。
[0032] 根据上述发明(发明11),如果沸石吸收水分,则CO和CO2的吸收性能大幅地降低, 但是Ca交换的A型沸石通过加热干燥等再生,从而能大幅地恢复CO和CO 2的吸收性能,并能 提尚耐久性。
[0033]第二,本发明提供一种电子设备,其特征在于,内置有发明1~101中任一项所述的 锂离子电池(发明12)。
[0034]根据上述发明(发明12),能得到在控制锂离子电池的容量降低,并且降低由非水 系电解液的分解产生的CO和CO2等气体的量来抑制电池容器的变形,排除由锂离子电池导 致的不良影响的电子设备。
[0035]发明效果
[0036] 根据本发明,由于在锂离子电池的所述电池容器内填充有⑶和⑶2吸附材料,所以 能减少在从用于锂离子电池的非水电解液中产生的气体中产生量多的C0、C0 2,得到性能维 持率高的锂离子电池。
【附图说明】
[0037] 图1是简要地表示本发明的一个实施方式的非水系电解液型锂离子电池的内部结 构的剖面图。
【具体实施方式】
[0038]以下,参考说明书附图对本发明的实施方式进行详细的说明。但是所述实施方式 只是示例,本发明并不限定于所述实施方式。
[0039]图1是表示本实施方式的锂离子电池的纵截面图。在图1中,锂离子电池 E具备正极 端子1以及负极端子2、作为气密容器的电池壳体(框体)3、根据需要在所述电池壳体3的外 周面形成的防爆阀(未图示),在电池壳体3的内部收纳有电极体10。电极体10具有正极集电 体11以及正极用电极板12和负极集电体13以及负极用电极板14,正极用电极板12和负极用 电极板14分别具有通过隔膜15层叠的结构。而且,正极端子1电连接于正极用电极板12,负 极端子2电连接于负极用电极板14。作为框体的电池壳体3是例如,铝制或者不锈钢制的方 型电池槽盒,具有气密性。
[0040]正极用电极板12是在两面保持有正极合剂的集电体。例如,其集电体为厚度约20μ m的铝箱,膏状的正极合剂是在作为含有过渡金属的锂氧化物的锂钴氧化物(LiCoO2)中添 加作为粘合材料的聚偏氟乙烯和作为导电材料的乙炔黑后进行混炼的物质。而且,正极用 电极板12是以将所述膏状的正极合剂涂布于铝箱的两面后进行干燥、压延、切割成带状的 顺序而得的。
[0041]负极用电极板14是在两面保持有负极合剂的集电体。例如,所述集电体是厚度为 IOMi的铜箱,膏状的负极合剂是在石墨粉末中添加作为粘合材料的聚偏氟乙烯后进行混炼 的物质。而且,负极用电极板14是以将所述膏状的负极合剂涂布于铜箱的两面后进行干燥、 压延、切割成带状的顺序而得的。
[0042]使用多孔膜作为隔膜15。例如,隔膜15可以使用聚乙烯制微多孔膜。另外,作为浸 渍隔膜的非水系电解液,优选具有锂离子的传导性的非水系有机电解液,例如,优选碳酸丙 烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)等环状碳酸酯与碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙 酯(DEC)等链状碳酸酯的混合溶液,根据需要,可以是溶解有作为电解质的六氟化磷酸锂等 锂盐的物质。例如,可以使用将lmol/L的六氟化磷酸锂添加至将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙 酯(EMC)以及碳酸二甲酯(DMC)以1:1:1的比例混合的混合液或者将碳酸丙烯酯(PC)、碳酸 乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)以1: 1:1的比例混合的混合液的物质。
[0043] 在如上所述的锂离子电池 E的电池壳体(框体)3内的空隙部,设置⑶和⑶2吸附材 料。在本实施方式中,对于CO和CO2吸附材料而言,只要是具有吸附由电解液的分解产生的 CO和/或CO2的功能的物质即可,也可以仅作用于任一方的特定的气体。另外,也可以是在细 孔内部对COXO 2等气体成分进行物理吸附的物质、通过分子间相互作用、晶格的间隙的影 响包接C0、C02等气体成分的物质。
[0044] 作为在本实施方式中使用的CO和CO2吸附材料的具体例,可举例无机多孔材料等 无机系材料、碳系材料、有机主体化合物、多孔有机金属复合材料等有机系材料。
[0045] 作为无机多孔材料,优选多孔二氧化硅、金属多孔结构体、硅酸钙、硅酸镁、偏硅酸 铝酸镁、沸石、活性氧化铝、氧化钛、磷灰石、多孔玻璃、氧化镁、硅酸铝等。
[0046] 作为碳系材料,优选粒状活性炭、纤维状活性碳、片状活性炭、石墨、碳纳米管、富 勒稀、纳米碳等。
[0047] 作为有机主体化合物,优选α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、杯芳烃类、尿素、脱氧 胆酸、胆酸、1,1,6,6_四苯基己-2,4-二炔-1,6-二醇等炔醇类、1,1_双(4-羟苯基)环己烷等 双酚类、1,1,2,2_四(4-羟苯基)乙烷等四苯酚类、双-β-萘酚等萘酚类、联苯甲酸双(二环己 基酰胺)等羧酸酰胺类、2,5-二-t-丁基氢醌等氢醌类、甲壳质、壳聚糖等。
[0048] 这些有机主体化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,上述有机 主体化合物可以作为负载在无机系多孔物质上的有机-无机复合材料使用。在所述情况下, 作为负载有机主体化合物的多孔物质,除了二氧化硅类、沸石类、活性碳类以外,可举例黏 土矿物类、蒙脱石类等层间化合物等,但是,不限定于上述物质。
[0049] 作为多孔有机金属络合物,优选被称作金属有机框架(Metal-Organic Framwork, MOF)的多孔有机金属络合化合物、有机羧酸盐、有机硼化合物、有机磷化合物、有机铝化合 物、有机钛化合物、有机硅化合物、有机锌化合物、有机镁化合物、有机铟化合物、有机锡化 合物、有机碲化合物、有机镓化合物等。
[0050] 这些CO和CO2吸附材料可以单独使用,也可以组合使用2种以上的材料,沸石特别 地有效。
[0051] 如上所述的⑶和CO2吸附材料优选具有100~3000m2/g的比表面积。比表面积小于 100m2/g时,与C0、C02等气体成分的接触面积小,不能发挥充分的吸附性能。另一方面,即使 比表面积超过3000m2/g,也不能得到提高COXO2的吸附性能的效果,而且CO和CO 2吸附材料 的机械强度降低,所以不优选。
[0052] 另外,CO和CO2吸附材料优选为具有3人以上IOA以下的孔径。在细孔容积不足3A 的情况下,C0、C02等气体成分向细孔内的侵入变得困难。另一方面,如果细孔容积超过 l〇A,则co、co2的吸附力变弱,不能在细孔内最紧密地吸附,其结果是吸附量降低,所以不 优选。
[0053] 进一步地,在⑶和CO2吸附材料是沸石的情况下,优选使用具有Si/Al比为1~5的 范围的元素构成比的物质。Si/Al比低于1的沸石在结构上不稳定,另一方面,Si/Al比超过5 的沸石的阳离子含有率低,C0、C02的吸附量降低,所以不优选。
[0054] 另外,作为沸石,优选使用A型、X型或者LSX型的沸石。特别地优选沸石的阳离子部 分是使用Li进行离子交换的LSX型或者A型的沸石、沸石的阳离子部分是使用Ca进行离子交 换的A型的沸石,更优选为使用Ca进行离子交换的A型的沸石。
[0055] 在电池壳体3内收纳的⑶和⑶2吸附材料可以根据锂离子电池的组装阶段中的环 境中的湿度来吸收水分。而且,对于沸石而言,吸收水分时,存在CO和CO 2的吸收性能大幅地 降低,即使之后通过加热干燥等而再生,CO和⑶2的吸收性能也难以完全恢复的问题点。然 而,对于使用Ca进行离子交换的A型的沸石而言,通过含有水分后的加热除去水分,从而能 使吸收性能再生,作为耐久性提高的锂离子电池而优选。
[0056] 另外,在希望主要地吸收CO2的情况下,可以使用具有中和地吸收CO2的功能的碱性 的材料。作为所述碱性的材料,具体地,可举例碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙等金属碳酸盐、碳酸 氢钠、碳酸氢镁、碳酸氢钙等金属碳酸氢盐、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钙等碱性氢氧化 物、其他的碱性的矿物、有机物、多孔材料等。
[0057] 对于如上所述的本实施方式的CO和CO2吸附材料的形状没有特别的限定,可以使 用粉末状、颗粒状、块状、片剂状等任何形态。然而,考虑到操作性,优选使用在对气体吸附 性能没有影响的范围内成型的物质。
[0058] 另外,作为抑制由水分导致的气体吸收材料的性能下降的目的,相对于100容积% 的⑶和⑶2吸附材料,可以混合25~75容积%左右的吸水材料。作为所述吸水材料,可以使 用分子筛等沸石、硅胶、活性氧化铝、氯化钙、五氧化二磷等,但是,由于多孔从而吸收量多, 所以优选分子筛。
[0059] 对于所述CO和CO2吸附材料而言,与在电池壳体(框体)3内直接填充相比,优选设 置为通过气液分离膜隔离,从而使非水系电解液与CO和CO 2吸附材料不直接接触。通过如上 所述地使用气液分离膜将非水系电解液与CO和CO2吸附材料隔离,从锂离子电池产生的C0、 CO2等气体成分透过气液分离膜,但是液体状态的非水系电解液不透过,所以能选择性地吸 收CXKCO 2等气体成分,能够将非水系电解液的减少保持于最小限度。
[0060] 对于具有上述结构的锂离子电池,说明其作用。锂离子电池 E通过长时间使用,包 含于锂离子电池 E中的非水系电解液分解,产生CO、C〇2等气体成分。所述CO、C〇2等气体成分 有引起电池壳体(框体)3的内压上升的风险,但是在本实施方式中,由于在电池壳体(框体) 3内配置有CO和CO 2吸附材料,OKCO2被吸收,所以电池壳体(框体)3的内压不会过度地上升。 由此,能实现锂离子电池的安全性的提高和长寿命化。
[0061]以上,参考说明书附图对本发明进行说明,但是本发明不受所述实施方式的限定, 可以是各种的变形实施。例如,锂离子电池 E可以是圆筒形状,也可以进一步地将锂离子电 池另外收容在能将其收容的电池壳体内,在所述电池壳体内设置气体吸收材料。
[0062] 实施例
[0063] 基于以下的具体的实施例对本发明进一步地进行详细的说明,但是本发明不限定 于以下的实施例。
[0064] (实施例1)
[0065] 使用经过Li离子交换的LSX型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法,测 定在25 °C、760mmHg中的CO2以及CO的平衡吸附量。其结果是:CO2吸附量为130mL/g,CO吸附量 为52mL/g〇
[0066] (实施例2)
[0067] 使用经过Ca离子交换的X型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法,测定 在25°C、760mmHg中的CO 2以及CO的平衡吸附量。其结果是:C02吸附量为130mL/g,C0吸附量为 38mL/g〇
[0068] (实施例3)
[0069]使用经过Na离子交换的X型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法,测定 在25°C、760mmHg中的CO2以及CO的平衡吸附量。其结果是:C02吸附量为132mL/g,C0吸附量为 27mL/g〇
[0070] (实施例4)
[0071] 使用经过Ca离子交换的A型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法,测定 在25°C、760mmHg中的CO 2以及CO的平衡吸附量。其结果是:C02吸附量为105mL/g,C0吸附量为 31mL/g〇
[0072] (实施例5)
[0073]使用经过Na离子交换的A型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法,测定 在25°C、760mmHg中的⑶2以及CO的平衡吸附量。其结果是:C02吸附量为70mL/g,C0吸附量为 19mL/g 〇
[0074] (实施例6)
[0075] 使用经过H离子交换的Y型的沸石作为CO和CO2吸附材料,通过氮气吸附法,测定在 25°C、760mmHg中的⑶ 2以及⑶的平衡吸附量。其结果是:CO2吸附量为15mL/g,C0吸附量为 2mL/g 〇
[0076] (实施例7)
[0077]使用经过Ca离子交换的ZSM-5型的沸石作为⑶和⑶2吸附材料,通过氮气吸附法, 测定在25°C、760mmHg中的CO2以及CO的平衡吸附量。其结果是:C02吸附量为56mL/g,C0吸附 量为 10mL/g。
[0078] 由上述实施例1~5可知,通过使用LSX型、X型、A型的沸石,可以吸收比实施例6、7 更多量的CO2以及C0。
[0079] (实施例8~12)
[0080] (与电解液的反应性试验)
[0081] 在本发明的锂离子电池中,由于CO和⑶2吸附材料设置于电池壳体内,所以不优选 与电解液有反应性而产生气体、或发热。在此,以以下的顺序进行各种沸石与电解液的反应 性试验。另外,作为电解液,准备以1:1:1的比例混合碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳 酸二乙酯(DEC)的混合液。
[0082]在干燥氮气环境中,将5g的试样(由表1所示的各种沸石)加入50mL的气体收集瓶, 与真空栗连接,排气3分钟后在减压状态下进行密封。然后,在干燥氮气环境中,用注射器从 所述气体收集瓶的隔离盖添加 IOmL的电解液,确认有无发热以及气泡的产生。进一步地,在 干燥氮气环境中储存18小时后,在干燥氮气环境中打开气体收集瓶,通过气相色谱(GC)分 析气体收集瓶内部的气体,确认有无二氧化碳以及乙烯。结果表示于表1。
[0083]另外,将对实施例8~12的各试样的25 °C、760mmHg中的CO2的吸附量进行测试的结 果合并表示于表1。另外,通过以下的减压试验法测定CO2的吸附量。
[0084] (1)使用器具
[0085] <a>真空干燥器(容积1.37L)
[0086] <b>真空栗
[0087] <c>压力容器(与真空干燥器容积相同,附有压力计)
[0088] <d>压力传感器(能表示减压,安装于<a>的真空干燥器。)
[0089] <e>数据记录器
[0090] <f>培养皿(金属制)
[0091] <g>C02 气体
[0092] <h>电子天平
[0093] (2)测定操作
[0094]首先,在经氮气排气的手套箱内,采用约5g的各试样,使用电子天平测量正确的质 量,在培养皿中分装。将所述分装的试样迅速地放入干燥器内,用盖子盖住干燥器,用真空 栗减压至以表压计lOOkPa。另一方面,用CO 2气体完全地置换压力容器的内部,再填充至以 表压计lOOkPa,此时,开始进行干燥器中的数据记录器的记录。然后,连接真空干燥器与压 力容器,将CO 2气体送入至真空干燥器内,至压力容器的计数为OkPa,将该时刻设为吸收开 始时间。然后,通过读取一定时间经过后的数据记录器的数值,计算CO 2气体的吸附量。
[0095] 在此,对于CO2气体的吸附量而言,在1.37L的容器内充满CO2气体的情况下,考虑到 吸收了 一半的CO2气体时的情况,则变成吸收了685mL的CO2气体。此时,压力变成一半,所以 压力传感器的值为真空与大气压的中间(101.3/2kPa),即,50.56kPa,将CO 2气体吸收量设 为y(mL)、压力传感器的值设为x(kPa),导出下述数学式,基于此而算出。
[0096] y = -13.62x (1)
[0097] [表1]
[0099] 如表1所表明的,实施例8(Ca离子交换A型沸石)以及实施例10(Li离子交换A型沸 石)具有良好的二氧化碳吸附能力,并且缺乏与电解液的反应性。相对于此,实施例9、11以 及12的沸石虽然具有良好的二氧化碳吸附能力,但是会与电解液反应,并发热、产生气泡、 气体等。从其结果可知,对于锂离子电池用而言,更优选Ca离子交换A型沸石以及Li离子交 换A型沸石。
[0100] (实施例13、14)
[0101](水分吸收后的再生特性的确认试验)
[0102] 将所述实施例8~12中得到良好的结果的Ca离子交换A型沸石(实施例13)以及Li 离子交换A型沸石(实施例14)作为试样,分别在不锈钢制的棒上铺设成5mm左右的厚度,用 电子天平测量正确的质量。在25°C、50%RH的恒温槽内将所述试样放置、加湿12小时以上, 至能确认试样重量增加10%以上。将用与所述实施例8~12相同的方法测量此时的CO 2气体 的吸附量的结果,与预先测定的初期的各试样的CO2气体的吸附量一同表示于表2。另外,在 此10%以上的试样重量的增加是指含水分20重量%以上。
[0103] 然后,将所述试样投入经氮气排气(每分钟10L)的电炉中,在300°C条件下加热1小 时,使其干燥,取出后在经氮气排气的手套箱内冷却至常温,将试样再生。将用与所述实施 例8~12相同的方法测量所述再生试样的CO 2气体的吸附量的结果表不于表2。
[0104] [表 2]
[0106]如表2所表明的,使用Ca离子交换A型沸石的实施例13与使用Li离子交换A型沸石 的实施例14相比,初期CO2吸附量高,再生后CO2吸附能力基本上恢复。相对于此,实施例14的 再生后的CO2吸附能力稍有恢复。另外,可知通过加湿,沸石几乎失去CO2吸附能力。由此,能 确认在重视加湿后的再生能力的情况下,优选Ca离子交换A型沸石。
[0107] 工业实用性
[0108] 如上所述的本发明的锂离子电池由于具备能吸收在电池内部产生的CO2以及⑶而 减小其容积的气体吸附材料,所以能大幅地提高锂离子电池的安全性,其工业上的实用性 极大。另外,内置有如上所述的锂离子电池的电子设备具有优异的安全性。
[0109] 附图标记的说明
[0110] 1正极端子(正极)
[0111] 2负极端子(负极)
[0112] 3电池壳体(框体)(气密容器)
[0113] 11正极集电体(正极)
[0114] 13负极集电体(负极)
[0115] E锂离子电池
【主权项】
1. 一种锂离子电池,其中,正极、负极以及隔膜的层叠体封入气密容器内且被非水系电 解液浸渍,所述非水系电解液中的锂离子发挥导电作用,所述锂离子电池的特征在于, 在所述气密容器内填充有吸附C0和c〇2的吸附材料。2. 如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料通过电绝缘性 的气液分尚膜与所述非水系电解液隔尚。3. 如权利要求1或者2所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料是有机 系材料、无机系材料或者有机-无机复合材料。4. 如权利要求1~3中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料 是无机多孔材料、碳系材料、有机主体化合物、多孔有机金属复合材料或者碱性材料。5. 如权利要求1~4中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料 是沸石。6. 如权利要求4或5所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料具有100~ 3000m 2/g的比表面积。7. 如权利要求4~6中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述CO和C02的吸附材料 具有3人~10人的孔径。8. 如权利要求5所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料是具有Si/Al 比为1~5的范围的元素构成比的沸石。9. 如权利要求5或8所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料是A型、X型 或者LSX型的沸石。10. 如权利要求5、8或9所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料是使用 Li进行离子交换的LSX型的沸石。11. 如权利要求5、8或9所述的锂离子电池,其特征在于,所述C0和C02的吸附材料是使用 Ca进行离子交换的A型的沸石。12. -种电子设备,其特征在于,内置有所述权利要求1~11中任一项所述的锂离子电 池。
【文档编号】H01M10/058GK106068576SQ201480076959
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年6月11日 公开号201480076959.1, CN 106068576 A, CN 106068576A, CN 201480076959, CN-A-106068576, CN106068576 A, CN106068576A, CN201480076959, CN201480076959.1, PCT/2014/65439, PCT/JP/14/065439, PCT/JP/14/65439, PCT/JP/2014/065439, PCT/JP/2014/65439, PCT/JP14/065439, PCT/JP14/65439, PCT/JP14065439, PCT/JP1465439, PCT/JP2014/065439, PCT/JP2014/65439, PCT/JP2014065439, PCT/JP201465439
【发明人】野末满
【申请人】栗田工业株式会社
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