发明名称 非水系蓄电池及使用于其之分离器
摘要 本发明系以锂可掺杂、去掺杂材料做为阴极活性物质之阴极,以含锂之过渡金属氧化物做为阳极活性物质之阳极,使用非水系电解液之非水系蓄电池;分离器将网孔状支撑体内包,于电解液中膨胀,保持该电解液之有机高分子而成之多孔膜所成;网孔状支撑体平均膜厚10~30μm,单位面积重量6~20公克/平方公分,凯勒值(JIS-P8117)为10秒/100cc以下,25℃下麦克米兰数在10以下,麦克米兰数×膜厚为200μm以下;分离器为平均膜厚10~35μm,单位面积重量10~25公克/平方公分,凯勒值(JIS P8117)为60秒/100cc以下或超过60秒/100cc在500秒/100cc以下;阳极活性物质中所含锂中,利用于充放电反应之锂量,换算电气量之值为 Qpr(mAh/亳克),阴极活性物质中可掺杂之锂量,换算电气量之值为Qn(mAh/亳克),分离器之防止过充电功能特性值为qm(mAh/平方公分),阳极活性物质之重量为Wp(亳克/平方公分),阴极活性物质之重量为Wn(亳克/平方公分)时,必须满足下列之关系。QprWp<qm+QnWn<1.3QpWp。
申请公布号 TWI291777 申请公布日期 2007.12.21
申请号 TW092123207 申请日期 2003.08.22
申请人 帝人股份有限公司 发明人 西川聪;本元博行;大道高弘
分类号 H01M2/16(2006.01) 主分类号 H01M2/16(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种电池,其系以使用可掺杂.去掺杂锂之材料为 阴极活性物质的阴极,以含锂过渡金属氧化物为阳 极活性物质之阳极,以非水系电解液作为电解液使 用之非水系蓄电池;其特征为, (1)分离器内包网孔状支撑体,对于电解液产生膨胀 ,由保持该电解液之有机高分子所构成之多孔膜所 成, (2)该网孔状支撑体为平均膜厚10~30m,单位面积重 量6~20公克/平方公尺,凯勒値(JIS-P8117)为10秒/100cc以 下,25℃之麦克米兰数10以下,麦克米兰数膜厚在200 m以下, (3)该分离器系平均膜厚10~35m ,单位面积重量10~25 公克/平方公尺,凯勒値(JIS-P8117)60秒/100cc以下;而且 (4)阳极活性物质中所含之总锂量换算电气量之値 为Qp(mAh/亳克),阳极活性物质所含锂中,利用于充放 电反应所换算电气量之锂量値为Qpr(mAh/亳克),可掺 杂于阴极活性物质中之锂量换算电气量之値为Qn( mAh/亳克),分离器之防止过度充电功能特性値为qm( mAh/平方公分),阳极活性物质之重量为Wp(亳克/平方 公分),阴极活性物质之重量为Wn(亳克/平方公分)时 ,满足下述式(I)之关系的电池 QprWp<qm+QnWn<1.3QpWp (I)。 2.如申请专利范围第1项之电池,其中 QprWp/QnWn=0.7~1.05。 3.如申请专利范围第1项之电池,其中阳极活性物质 为以LiMO2所示之含锂之过渡金属氧化物;M为至少一 种选自钴、镍、锰、铝、铁、钛、钒所成群之金 属元素,M之原子比组成的1/3以上为钴或镍。 4.如申请专利范围第1项之电池,其中阳极活性物质 为以LiM2O4代表之含锂之过渡金属氧化物;M为至少 一选自锰、镁、镍、钴、铬、铜、铁、硼所成群 之金属元素,M之原子比组成的1/3以上为锰。 5.如申请专利范围第1项之电池,其中该阳极活性物 质为镍酸锂(LiNiO2)。 6.如申请专利范围第1项之电池,其中该阳极活性物 质为锰酸锂(LiMn2O4)。 7.如申请专利范围第1项之电池,其中该阳极活性物 质为由锰酸锂(LiMn2O4)与镍酸锂(LiNiO2)所成。 8.如申请专利范围第1项之电池,其中该网孔状支撑 体为不织布。 9.如申请专利范围第8项之电池,其中构成该不织布 之纤维为至少一种选自聚烯烃、聚苯硫醚、芳香 族聚醯胺、及聚酯所成群之高分子聚合物所成。 10.如申请专利范围第1项之电池,其中该网孔状支 撑体为编织物。 11.如申请专利范围第10项之电池,其中该网孔状支 撑体为玻璃编织物。 12.如申请专利范围第1~11任一项之电池,其中该分 离器之防止过度充电功能特性値qm在0.1~1.5mAh/平方 公分之范围。 13.如申请专利范围第12项之电池,其中该分离器之 防止过充电功能特性値qm在0.1~1.0mAh/平方公分之范 围。 14.一种电池,其系将锂可掺杂去掺杂锂之材料作 为阴极活性物质用于阴极,以含锂之过渡金属氧化 物作为阳极活性物质用于阳极,以非水系电解液作 为电解液之使用的非水系蓄电池;其特征为, (1)分离器内包网孔状支撑体,对于电解液产生膨胀 ,保持该电解液之有机高分子所成之多孔膜所成, (2)该网孔状支撑体系平均膜厚10~30m,单位面积重 量6~20公克/平方公尺,凯勒値(JIS-P8117)为10秒/100cc以 下,25℃之麦克米兰数在10以下,麦克米兰数平均膜 厚在200m以下, (3)该分离器系平均膜厚为10~35m ,单位面积重量10 ~25公克/平方公尺,凯勒値(JIS-P8117)为超过60秒/100cc 、在500秒/100cc以下;而且 (4)阳极活性物质中所含之总锂量,换算电气量之値 为Qp(mAh/亳克),阳极活性物质所含之锂中,利用于充 放电反应之换算电气量之锂量値Qpr(mAh/亳克),可掺 杂于阴极活性物质中可之锂量换算电气量之値为 Qn(mAh/亳克),分离器之防止过度充电功能特性値为 qm(mAh/平方公分),阳极活性物质之重量为Wp(亳克/平 方公分),阴极活性物质之重量为Wn(亳克/平方公分) 时,满足下述式(I)之关系的电池 QprWp<qm+QnWn<1.3QpWp (I)。 15.如申请专利范围第14项之电池,其中 QprWp/QnWn=1.05~4.0。 16.如申请专利范围第14项之电池,其中阴极活性物 质为以LiMO2所示之含锂之过渡金属氧化物;M为至少 一种选自钴、镍、锰、铝、铁、钛、钒所成群之 金属元素,M之原子比组成的1/3以上为钴或镍。 17.如申请专利范围第14项之电池,其中阳极活性物 质为以LiM2O4所示之含锂之过渡金属氧化物;M为至 少一选自锰、镁、镍、钴、铬、铜、铁、硼所成 群之金属元素,M之原子比组成的1/3以上为锰。 18.如申请专利范围第14项之电池,其中该阳极活性 物质为镍酸锂(LiNiO2)。 19.如申请专利范围第14项之电池,其中该阳极活性 物质为锰酸锂(LiMn2O4)。 20.如申请专利范围第14项之电池,其中该阳极活性 物质为由锰酸锂(LiMn2O4)与镍酸锂(LiNiO2)所成者。 21.如申请专利范围第14项之电池,其中该网孔状支 撑体为不织布。 22.如申请专利范围第21项之电池,其中构成该不织 布之纤维为,至少一种选自聚烯烃、聚苯硫醚、芳 香族聚醯胺、及聚酯所成群之高分子聚合物所成 。 23.如申请专利范围第14项之电池,其中该网孔状支 撑体为编织物。 24.如申请专利范围第23项之电池,其中该网孔状支 撑体为玻璃编织物。 25.如申请专利范围第14~24任一项之电池,其中该分 离器之防止过度充电功能特性値qm在1.0~5.0mAh/平方 公分之范围。 26.如申请专利范围第25项之电池,其中该分离器之 防止过充电功能特性値qm在1.5~3.0mAh/平方公分之范 围。 图式简单说明: 图1为评估2中,◎所示过充电时电压变化参考图。 图2为评估2中,○所示过充电时电压变化参考图。 图3为评估2中,所示过充电时电压变化参考图。
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