专利名称：锂离子二次电池及电池组系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子二次电池，更详细而言，涉及一种用于电动汽车和蓄电系统的大容量的锂离子二次电池。
背景技术：
在专利文献I 3中，公开有一种确保对过充电的安全性的技术。在专利文献I 3中，公开有如下技术使用在电解液中溶解有环己基苯、联苯、3-R-噻吩、3-氯噻吩、或呋喃等过充电抑制添加剂的溶液，利用在过充电时在电池内使气体产生并使内部电切断装置工作的方法或使导电性聚合物生成的方法等抑制电池的过充电。[专利文献I]日本专利第3275998号公报[专利文献2]日本特开平9-171840号公报[专利文献3]日本特开平10-321258号公报由于含有非水电解液的锂离子二次电池具有高电压(工作电压4. 2V)、高能量密度的特征，因此，在便携信息设备的领域等中被广泛利用，其需要快速地扩大。目前，已确立作为以便携电话、笔记本电脑为代表的移动信息化设备用的标准电池的地位。
锂离子二次电池以正极、负极、及非水电解液为构成要素。尤其是通常使用将以LiMO2 (M包含选自Co、Ni及Mn中的I种以上的金属元素)为代表的锂复合金属氧化物作为正极、将包含碳材料或Si、Sn等的金属间化合物作为负极、将非水溶剂(有机溶剂)中溶解有电解质盐的非水溶液作为电解液的锂二次电池。作为该非水溶剂,通常使用碳酸乙烯酯(EC :Ethylene Carbonate)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)等碳酸酯类。在这种锂离子二次电池中，在进行高于通常的作用电压(例如，LiCoO2的情况，满充电时为4. 2V)的过充电的情况下，与从正极放出过量的锂同时，在负极中产生过量的锂的析出，产生树枝状晶体。因此，正负极的两极在化学上变得不稳定，不久与非水电解液中的碳酸酯类反应，通过分解等发生急剧的放热反应。由此，产生如下问题整个电池异常地发热，损害电池的安全性。通常，以保护电路等防止过充电而不引起内部短路的方式作为对策，因此，达不到异常的状态。但是，设想充电器或保护电路的故障等，因此，要求在电池自身的过充电中也安全。就用于电动汽车或蓄电系统的大容量的锂离子二次电池而言，由于进行大电流下的充放电且输入输出的电能量变大，因此，对过充电需要更进一步的安全对策。即，就溶解于非水电解液的过充电抑制添加剂而言，在大的过电压被施加于电池的情况下，要求快速地引起化学反应，避免由异常充电引起的不稳定状态的化学特性。就现有的过充电抑制添加剂而言，对过电压的响应性差，不能充分地避免异常充电引起的不稳定状态。为此，现有的锂离子二次电池存在如下问题在进行过充电的情况下，整个电池异常地发热，担心电池的安全性。
本发明的目的在于，提供一种在非水电解液(有机电解液)中添加对过电压的响应性良好的过充电抑制添加剂、且对过充电安全性高的大容量的锂离子二次电池。
发明内容
本发明的锂离子二次电池的特征在于，具备隔板、夹持所述隔板而配置且可逆地吸藏放出锂离子的正极和负极、及溶解有包含所述锂离子的电解质的有机电解液，所述有机电解液含有下述通式(I)表示的芳香族系化合物，所述芳香族系化合物的浓度为0. lmol/L以下。通式(I)中，Rl表示烷基，R2 R5分别表示氢、卤基、烷基、芳基、烷氧基及叔胺基中的任一种。R2 R5可以完全相同，也可以至少一个不同。
权利要求
1.锂离子二次电池，其具备隔板、夹持所述隔板而配置且可逆地吸藏放出锂离子的正极和负极、及溶解有包含所述锂离子的电解质的有机电解液，其特征在于， 所述有机电解液含有下述通式(I)表示的芳香族系化合物，所述芳香族系化合物的浓度为0. lmol/L以下，通式(I)中，Rl表示烷基，R2 R5分别表示氢、卤基、烷基、芳基、烷氧基及叔胺基中的任一种，
2.如权利要求I所述的锂离子二次电池，其中， 所述通式(I)的R2及R5的至少一个为相对于芳香族环的电子供给性基团。
3.如权利要求2所述的锂离子二次电池，其中， 所述芳香族系化合物为3，4-二甲氧基苯甲腈。
4.如权利要求I 3任一项所述的锂离子二次电池，其中， 所述有机电解液包含分子内具有C = C不饱和键的有机化合物。
5.如权利要求4所述的锂离子二次电池，其中， 所述有机化合物的添加量为0. 5 5wt%。
6.如权利要求I 5任一项所述的锂离子二次电池，其中， 所述负极的负极活性物质为石墨质碳材料， 就所述石墨质碳材料而言，石墨层间距离cU为0. 337nm以上0. 338nm以下的范围，及利用使用氮气的BET法得到的比表面积为2m2/g以下， 所述负极的初次锂吸藏放出反应中的不可逆容量按所述负极中的所述石墨质碳材料的重量换算为45mAh/g以上51mAh/g以下。
7.如权利要求I 6任一项所述的锂离子二次电池，其中， 所述有机电解液含有在以锂金属基准计为4. 3V以上5. 5V以下的范围内进行电解聚合的芳香族系化合物。
8.如权利要求7所述的锂离子二次电池，其中， 在以所述锂金属基准计为4. 3V以上5. 5V以下的范围内进行电解聚合的芳香族系化合物的添加量为0. 5 5wt%。
9.如权利要求I 8任一项所述的锂离子二次电池，其中， 所述正极的正极活性物质用通式Li1+aNibMnc;C0dN' e02表示，其中，N'含有Al、Mg、Mo、Ti、Ge及W中的至少一种，0. 05 彡 a彡 0. 1、0. 33 彡 b 彡 0. 6、0. 2 彡 c 彡 0. 33,0. I 彡 d彡 0. 33及0彡e彡0. I。
10.电池组系统，其使用有多个权利要求I 9任一项所述的锂离子二次电池。
全文摘要
本发明涉及锂离子二次电池及电池组系统，目的在于提供在非水电解液中添加对过电压的响应性良好的过充电抑制添加剂、且对过充电安全性高的大容量的锂离子二次电池。所述锂离子二次电池具备隔板、夹持隔板而配置且可逆地吸藏放出锂离子的正极和负极、及溶解有包含锂离子的电解质的有机电解液，其中，有机电解液含有以下述通式(1)表示的芳香族系化合物，所述芳香族系化合物的浓度为0.1mol/L以下。通式(1)中，R1表示烷基，R2～R5分别表示氢、卤基、烷基、芳基、烷氧基及叔胺基中的任一种。
文档编号H01M10/0525GK102751532SQ20121011418
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月18日 优先权日2011年4月22日
发明者吉川正则, 本棒英利, 菅野正义 申请人:株式会社日立制作所