非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提高非水电解质二次电池的输出特性和容量保持率这两者。本发明专利技术的非水电解质二次电池在以下方面具有特征：负极含有作为粘合剂的水性粘合剂和作为负极活性物质的非晶碳，将非晶碳的平均粒径设为小于某特定的平均粒径的7μm以下。通过采用该特征构成，能够提高非水电解质二次电池的输出特性和容量保持率这两者。

Nonaqueous electrolyte two cell

The object of the present invention is to improve the output characteristics and the capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte two cell. Nonaqueous electrolyte secondary battery two of the invention is characterized in the following aspects: as a negative electrode containing water-based adhesive binder and amorphous carbon as cathode active material, the average grain size of non carbon is less than certain the average particle size of less than 7 M. By adopting the characteristic, the output characteristics and capacity retention rate of the two cell of the non-aqueous electrolyte can be improved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，随着便携式电话、便携式音频设备等电子设备的小型化·高性能化，正在积极进行高性能电池的开发，通过充电而可以反复使用的二次电池的需要正在扩大。特别是显示高能量密度和高动作电压的锂离子二次电池等非水电解质二次电池受到关注，得到广泛地利用。在这样的非水电解质二次电池中，各电极含有担载于由导电性材料构成的集电体上的活性物质作为主要构成成分。正极含有担载于正极集电体上的正极活性物质，负极含有担载于负极集电体上的负极活性物质。并且，为了使正极活性物质、负极活性物质粘合，分别在各电极中使用粘合剂。然而，非水电解质二次电池需要高的输入输出特性的情况下，有时像日本特开2009-193924号公报(专利文献1)中记载的那样使用非晶碳作为负极活性物质的一部分(参照段落0016等)。此时，作为使作为负极活性物质的非晶碳彼此粘合的粘合剂，以往，大多使用聚偏氟乙烯(PVdF)等以氟系高分子为代表的溶剂系粘合剂(参照段落0049等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-193924号公报
技术实现思路
一般，减小活性物质的平均粒径时，存在电池的输出特性提高的趋势。但是，另一方面，如果减小活性物质的平均粒径，则随着活性物质的比表面积的增加而活性物质与非水电解质的反应面积增加，产生更多的非水电解质的分解反应，因此有可能产生电池的容量保持率降低的问题。例如，负极活性物质使用非晶碳的情况下，通过减小非晶碳的平均粒径，输出特性提高，但另一方面，容量保持率也会降低。因此，在负极活性物质使用非晶碳的情况下，为了确保能够承受实用的容量保持率，不得不将非晶碳的平均粒径设定为达到一定程度的值。其结果，用于确保预先定好的容量保持率的粒径的设定成为了瓶颈，成为了无法期待输出特性大幅度提高的状况。因此，在使用非晶碳作为负极活性物质的非水电解质二次电池中，希望将输出特性和容量保持率这两者均提高。对本专利技术的构成和作用效果结合技术思想进行说明。其中，作用机理包括推断，其正确与否，不限制本专利技术。应予说明，本专利技术可以在不脱离其精神或主要特征的情况下以其它各种形式实施。因此，后述的实施方式或实验例在所有方面只是例示，并非限定地进行解释。此外，属于权利要求的范围的同等范围的变形、变更全部是本专利技术的范围内的内容。本专利技术的第一方式是一种非水电解质二次电池，具备含有作为负极活性物质的非晶碳和粘合剂的负极，上述粘合剂包含水性粘合剂，上述非晶碳的平均粒径为7μm以下。采用这样的构成，能够提供一种输出特性和容量保持率优异的非水电解质二次电池。即，如后所述，本专利技术人等进行深入研究，结果发现了在具备含有作为负极活性物质的非晶碳的负极的电池中，作为负极中含有的粘合剂使用水性粘合剂的情况与使用溶剂系粘合剂的情况不同，随着非晶碳的平均粒径变小，输出特性提高，且容量保持率以特定的平均粒径为边界从降低转为上升，这是根据以往的技术常识无法预料的惊人的现象进而，发现了成为边界的特定平均粒径存在于约10～20μm的范围内。即，本专利技术的非水电解质二次电池的特征在于，组合了使负极含有作为粘合剂的水性粘合剂和将作为负极活性物质的非晶碳的平均粒径设为小于上述的特定平均粒径的7μm以下，通过采用该特征构成，从而输出特性提高，且与以往的技术常识相反地容量保持率提高。特别是与并用作为负极活性物质的非晶碳和溶剂系粘合剂的情况相比，能够大幅提高容量保持率。根据本专利技术，能够提供一种输出特性和容量保持率优异的非水电解质二次电池。附图说明图1是本专利技术的非水电解质二次电池的一个方式的示意截面图。图2是表示具备本专利技术的非水电解质二次电池的蓄电装置的示意图。图3是表示设置了具备本专利技术的非水电解质二次电池的蓄电装置的汽车的示意图。具体实施方式本专利技术的第二方式是在第一方式的非水电解质二次电池中，水性粘合剂含有选自能溶解或分散于水系溶剂的橡胶状高分子和树脂系高分子中的至少1种。如果采用这样的构成，则输出特性和容量保持率进一步提高，因而优选。本专利技术的第三方式是在第一或第二方式的非水电解质二次电池中，非晶碳的由广角X射线衍射法确定的层间距离d002为以上。如果采用这样的构成，则输出特性进一步提高，因而优选。本专利技术的第四方式是在第一～第三方式的非水电解质二次电池中，负极含有增稠剂，增稠剂含有纤维素系高分子。本专利技术的第五方式是在第四方式的非水电解质二次电池中，纤维素系高分子包含羧甲基纤维素。本专利技术的第六方式是在第四或第五方式的非水电解质二次电池中，纤维素系高分子的醚化度为1以下。本专利技术的第七方式是一种组合电池，具备多个第一～第六中任一方式的非水电解质二次电池。本专利技术的第八方式是一种蓄电装置，具备第七方式的组合电池。本专利技术的第九方式是一种汽车，具备第八方式的蓄电装置。对于本专利技术的非水电解质二次电池的实施方式，参照附图进行说明。在本实施方式中，对非水电解质中含有的锂离子承担导电的作用的锂离子二次电池将本专利技术应用的例子进行说明。另外，在本实施方式中，将本专利技术应用于角型的锂离子二次电池的例子进行说明。应予说明，在以下的说明中，作用机理的说明包含推断，其正确与否不限制本专利技术。如图1所示，非水电解质二次电池1具备发电构件2、非水电解质(未图示)和收容它们的电池壳体6。发电构件2是作为放电和充电的核心发挥功能的构件，包含正极3、负极4和隔离件5而构成。在本实施方式中，发电构件2将正极3和负极4隔着隔离件5卷绕而构成。负极4包含负极集电体和形成于该负极集电体上的负极合剂层。负极合剂层可以含有负极活性物质和粘合剂。负极合剂层可以根据需要含有导电助剂。负极合剂层例如可以将根据粘合剂的性状使用适当的溶剂混合而成的负极合剂(负极糊料)涂布于负极集电体，使其干燥而形成。此时，可以利用辊压等调整厚度、多孔度。负极集电体使用导电性材料而构成。负极集电体可以使用例如铜、镍、不锈钢、镀镍钢等金属材料而构成。另外，作为其形状，可以采用片(箔或薄膜)、板、柱状体、线圈、发泡体、多孔体和网栅格等各种形状。负极活性物质只要能够将锂离子可逆地嵌入和脱嵌，就没有特别限制。作为负极活性物质，例如可举出金属锂；Li4Ti5O12等钛酸锂；石墨；和软碳(易石墨化性碳)，硬碳(难石墨化性碳)等非晶碳等。本专利技术中，为了实现具有高输入输出特性的非水电解质二次电池1，在负极活性物质中含有非晶碳。各碳材料可以由通过广角X射线衍射法确定的层间距离d002的值特定。本专利技术中的非晶碳是层间距离d002为以上的碳材料。层间距离d002优选为另外，作为负极活性物质的非晶碳随着上述层间距离d002变得大于碳网面变小，且其层叠变为乱层。由此，锂离子向层间容易脱插入，从而电池的输出特性提高。因此，作为负极活性物质的非晶碳的层间距离d002更优选为作为本专利技术的负极活性物质的非晶碳的平均粒径为7μm以下。如果非晶碳的平均粒径超过7μm变得过大，则在实用时，有可能会难以确保充分的输出特性。因此，通过将非晶碳的平均粒径设为7μm以下，能够充分地保证实用性。应予说明，当非晶碳的平均粒径小于2μm、即过小的情况下，有可能材料的可获得性降低而成本上升。非晶碳的平均粒径以7μm以下作为限度没有特别限制，优选为6μm以下，更优选为5μm以下，进一步优选为4.5μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，具备负极，所述负极含有作为负极活性物质的非晶碳和粘合剂，所述粘合剂包含水性粘合剂，所述非晶碳的平均粒径为7μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 JP 2014-0921461.一种非水电解质二次电池，具备负极，所述负极含有作为负极活性物质的非晶碳和粘合剂，所述粘合剂包含水性粘合剂，所述非晶碳的平均粒径为7μm以下。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述水性粘合剂含有选自能溶解或分散于水系溶剂的橡胶状高分子和树脂系高分子中的至少1种。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，所述非晶碳的由广角X射线衍射法确定的层间...

【专利技术属性】
技术研发人员：北嶋宏行，青木寿之，降矢博，远藤裕章，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本;JP