非水电解质二次电池用的负极及非水电解质二次电池制造技术

作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池用的负极具备：负极芯体、和设置在负极芯体的表面且包含负极活性物质的负极复合材料层。负极复合材料层具有：第1层，其中，作为负极活性物质实质上仅包含BET比表面积为0.5～2.5m2/g的石墨；和第2层，其中，作为负极活性物质实质上仅包含与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中的至少一者。该元素的化合物中的至少一者。该元素的化合物中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用的负极及非水电解质二次电池


[0001]本公开涉及非水电解质二次电池用的负极及使用该负极的非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]已知与石墨等碳材料相比，硅、锡等与锂进行合金化的元素或含有该元素的化合物每单位体积可以吸储更多的锂离子。因此，通过将它们用于负极活性物质，可以实现电池的高容量化。另外，已知还有并用碳材料和硅材料等化合物作为负极活性物质的负极。
[0003]例如，专利文献1、2公开了一种非水电解质二次电池用的负极，其具备由第1层和第2层构成的2层结构的负极复合材料层，所述第1层包含与锂进行合金化的元素或含有该元素的化合物、并设置在负极芯体的表面，所述第2层包含石墨等碳材料、并设置在第1层的表面。碳材料通常使用BET比表面积为3～5m2/g的石墨。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2009
‑
266705号公报
[0007]专利文献2：日本特开2015
‑
069711号公报

技术实现思路

[0008]然而，在锂离子电池等高容量的非水电解质二次电池中，抑制高温保存时的容量降低是重要的课题。然而，在具备如专利文献1、2公开那样的负极的以往的非水电解质二次电池中，高温保存特性仍有改良的余地。
[0009]本公开的目的为：在使用高容量的负极活性物质的非水电解质二次电池中，使高温保存特性提高。
[0010]作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池用的负极具备：负极芯体和设置在前述负极芯体的表面且包含负极活性物质的负极复合材料层，前述负极复合材料层具有：第1层，其包含BET比表面积为0.5～2.5m2/g的石墨作为前述负极活性物质；和第2层，其包含与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中的至少一者作为前述负极活性物质。
[0011]作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池具备上述负极、正极和非水电解质。
[0012]通过本公开的负极，可以提供高温保存特性优异的非水电解质二次电池。
附图说明
[0013]图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的立体图。
[0014]图2是作为实施方式的一个例子的负极的截面图。
具体实施方式
[0015]本专利技术人等为了解决上述的课题，进行了深入研究，结果通过使用具备2层结构的
负极复合材料层的负极，成功地大幅抑制高温保存时的电池容量降低，所述2层结构的负极复合材料层具有：第1层，其包含BET比表面积为0.5～2.5m2/g的石墨；和第2层，其包含与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中的至少一者。认为该效果的主要起因为：通过将石墨的BET比表面积设为比以往更小，负极中的电解液的副反应被抑制。
[0016]另外发现，作为负极活性物质，使第1层中仅存在石墨，并使第2层中仅存在与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中的至少一者，而不使各活性物质混合存在，由此高温保存特性进一步提高。
[0017]以下，对本公开的非水电解质二次电池用的负极及使用该负极的非水电解质二次电池的实施方式的一个例子进行详细说明。图1是示出作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池10的立体图。图1例示的非水电解质二次电池10为具备方形的外装罐12的方形电池，但外装体并不限定于外装罐12，例如可以为圆筒形的外装罐，也可以为由包含金属层及树脂层的层压片构成的外装体。
[0018]非水电解质二次电池10具备电极体11、非水电解质和收纳它们的方形的外装罐12。外装罐12为一面开口的扁平的大致长方体形状的金属制容器。电极体11例如具有正极、负极及分隔件，为正极和负极隔着分隔件卷绕成漩涡状、并成型为扁平状的卷绕型的电极体。另外，电极体11具有：通过焊接等与正极连接的正极引线、和通过焊接等与负极连接的负极引线。需要说明的是，电极体11也可以为多个正极及多个负极借助分隔件1张张交替地层叠而成的层叠型的电极体。
[0019]非水电解质包含非水溶剂和溶解于非水溶剂中的电解质盐。非水溶剂可使用例如酯类、醚类、腈类、酰胺类及这些2种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可含有这些溶剂的氢的至少一部分被氟等卤素原子取代的卤素取代物。需要说明的是，非水电解质并不限定于液体电解质，也可以为使用凝胶状聚合物等的固体电解质。电解质盐可以使用例如LiPF6等锂盐。
[0020]非水电解质二次电池10具有：封堵外装罐12的开口的封口体13、借助正极引线与正极电连接的正极端子14、和借助负极引线与负极电连接的负极端子15。外装罐12及封口体13例如由以铝为主要成分的金属材料构成。正极端子14及负极端子15隔着绝缘构件16固定在封口体13上。通常，在封口体13设置气体排出机构(未图示)。
[0021]以下，对构成电极体11的正极、负极及分隔件、特别是对负极进行详细说明。
[0022][正极][0023]正极具有正极芯体和设置在正极芯体的表面的正极复合材料层。正极芯体可以使用铝、铝合金等在正极的电位范围下稳定的金属的箔、在表层配置有该金属的薄膜等。正极复合材料层优选包含正极活性物质、导电材料及粘结材料，并设置在除作为连接正极引线的部分的芯体露出部外的正极芯体的两面。正极复合材料层的厚度在正极芯体的单侧例如为50μm～150μm。正极可以通过在正极芯体的表面涂布包含正极活性物质、导电材料及粘结材料等的正极复合材料浆料并使涂膜干燥后进行压缩，从而在正极芯体的两面形成正极复合材料层来制作。
[0024]正极活性物质以锂过渡金属复合氧化物为主要成分而构成。作为锂过渡金属复合氧化物中含有的Li以外的金属元素，可举出Ni、Co、Mn、Al、B、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Sr、Zr、Nb、In、Sn、Ta、W等。适宜的锂过渡金属复合氧化物的一个例子为含有Ni、Co、Mn中的至少
1种的复合氧化物。作为具体例，可举出含有Ni、Co、Mn的锂过渡金属复合氧化物，含有Ni、Co、Al的锂过渡金属复合氧化物。
[0025]作为正极复合材料层中包含的导电材料，可例示出炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨等碳材料。作为正极复合材料层中包含的粘结材料，可例示出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等氟树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃树脂等。也可将这些树脂与羧甲基纤维素(CMC)或其盐等纤维素衍生物、聚环氧乙烷(PEO)等并用。
[0026][负极][0027]图2为负极20的截面图。如图2所例示，负极20具有负极芯体21和设置在负极芯体21的表面的负极复合材料层22。负极芯体21可以使用铜、铜合金等在负极的电位范围下稳定的金属的箔、在表层配置有该金属的薄膜等。负极复合材料层22优选设置在除作为连接负极引线的部分的芯体露出部外的负极芯体21的两面。负极复合材料层22的厚度在负极芯体21的单侧例如为50μm～150μm。
[0028]负极复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用的负极，其具备：负极芯体、和设置在所述负极芯体的表面且包含负极活性物质的负极复合材料层，所述负极复合材料层具有：第1层，其含BET比表面积为0.5～2.5m2/g的石墨作为所述负极活性物质；和第2层，其包含与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中的至少一者作为所述负极活性物质。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用的负极，其中，所述第1层中，作为所述负极活性物质，仅包含所述BET比表面积为0.5～2.5m2/g的石墨，所述第2层中，作为所述负极活性物质，仅包含所述与锂进行合金化的元素及含有该元素的化合物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山友嗣，续木康平，正井航平，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：