锂二次电池及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种锂二次电池及其制造方法。详细而言，涉及一种可应用于车辆搭 载用电源的锂二次电池及其制造方法。
[0002] 本申请要求于2012年8月16日提交的日本专利申请2012-180466号的优先权， 该申请的全部内容作为参考被引入本说明书中。
【背景技术】
[0003] 锂二次电池由于轻量且可得到高能量密度，所以被优选作为电脑或便携终端等所 谓的便携式电源、车辆驱动用电源而使用。特别是作为电动汽车、混合动力汽车等车辆的驱 动用高输出电源的重要性高。在这样的锂二次电池中，出于抑制充放电循环时的内部电阻 上升等目的，提出了在非水电解液中添加环状或链状的硅氮烷的方案。作为公开有这种现 有技术的文献，可以举出专利文献1和2。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利申请公开2010-086681号公报
[0007] 专利文献2 :日本专利第3348344号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 然而，使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池，根据充放电 的条件等，存在过渡金属从正极溶出的情况。该溶出了的过渡金属，由于会使用于充放电的 锂失活，所以认为可能成为循环特性降低的原因。本发明人进行了悉心研宄，结果发现可抑 制由上述溶出了的过渡金属引起的锂的失活的化合物，以至于完成了本发明。
[0010] 本发明涉及对使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池的改 良，其目的在于，提供一种循环特性提高了的锂二次电池。另外，另一目的在于，提供一种具 有这样的性能的锂二次电池的制造方法。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 为了实现上述目的，根据本发明，提供一种使用锂过渡金属复合氧化物作为正极 活性物质的锂二次电池。在构成所述锂二次电池的负极附近存在环状硅氮烷系化合物和/ 或其反应生成物。另外，所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含 有Si-N键，且该环状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。
[0013] 根据所述构成，具有乙烯基的环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物至少在负 极附近发挥抑制由从正极溶出的过渡金属引起的循环特性降低的作用。因此，根据本发明， 可提供一种循环特性提高了的锂二次电池。
[0014] 这里所公开的锂二次电池的优选的一个方案中，所述环状硅氮烷系化合物为式 (1)所示的含有乙烯基的环状硅氮烷。
[0015]
【主权项】
1. 一种锂二次电池，其使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质， 在构成所述锂二次电池的负极附近存在环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物， 所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含有Si-N键，且该环 状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。
2. 根据权利要求1所述的锂二次电池，所述环状硅氮烷系化合物为式（1)所示的含有 乙烯基的环状硅氮烷，
式⑴中，R1和R2相同或不同，R1和R2均为碳原子数1?12的有机基团，R1和R2中 的至少一者含有乙烯基，R3为氢原子、或碳原子数1?12的有机基团，n为2?10的整数。
3. 根据权利要求1或2所述的锂二次电池，，所述正极活性物质的工作上限电位，以金 属锂基准计为4. 35V以上。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的锂二次电池，所述正极活性物质为含有Li、和 过渡金属元素Ni和Mn的尖晶石结构的锂过渡金属复合氧化物。
5. -种锂二次电池的制造方法，包含以下工序： 准备正极和负极，所述正极含有锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质；以及 至少向所述负极供给环状硅氮烷系化合物， 所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含有Si-N键，且该环 状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。
6. 根据权利要求5所述的锂二次电池的制造方法，所述环状硅氮烷系化合物的供给包 含以下步骤： 准备含有所述环状硅氮烷系化合物的非水电解质；以及 将准备的所述非水电解质供给至具有所述正极和所述负极的电极体。
7. 根据权利要求5或6所述的锂二次电池的制造方法，使用式（1)所示的含有乙烯基 的环状硅氮烷作为所述环状硅氮烷系化合物，
式⑴中，R1和R2相同或不同，R1和R2均为碳原子数1?12的有机基团，R1和R2中 的至少一者含有乙烯基，R3为氢原子、或碳原子数1?12的有机基团，n为2?10的整数。
8. 根据权利要求5?7中任一项所述的锂二次电池的制造方法，作为所述正极活性物 质，使用工作上限电位以金属锂基准计为4. 35V以上的正极活性物质。
9. 根据权利要求5?8中任一项所述的锂二次电池的制造方法，作为所述正极活性物 质，使用含有Li、和过渡金属元素Ni和Mn的尖晶石结构的锂过渡金属复合氧化物。
10. -种车辆，其搭载有权利要求1?4中任一项所述的锂二次电池。
【专利摘要】本发明提供一种锂二次电池，其使用锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。在构成该锂二次电池的负极附近存在环状硅氮烷系化合物和/或其反应生成物。另外，所述环状硅氮烷系化合物在构成该环状硅氮烷系化合物的环中含有Si-N键，且该环状硅氮烷系化合物具有至少一个乙烯基。
【IPC分类】H01M4-525, H01M10-058, H01M4-505, H01M10-052, H01M10-0567
【公开号】CN104584308
【申请号】CN201380043069
【发明人】山口裕之
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年5月27日
【公告号】US20140052447, US20150188142, WO2014027492A1