本发明专利技术提供一种锂二次电池，其具有高容量、生产性优异的特性。本发明专利技术的锂二次电池，其为具有在负极集电体的单面或双面上形成含有碳质材料的负极合剂层的负极的锂二次电池，其特征在于，所述负极合剂层的密度为１．７ｇ／ｃｍ↑［３］以上，并且，根据水银孔度计测定的细孔径的众数为０．９μｍ以上。作为所述碳质材料，优选使用碳质材料（Ａ）和碳质材料（Ｂ），所述碳质材料（Ａ）的Ｄ↓［５０］为１５～２５μｍ、压缩强度为１６ＭＰａ以上，所述碳质材料（Ｂ）的Ｄ↓［５０］为１５～２５μｍ、压缩强度为１５ＭＰａ以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高容量、生产性优异的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池由于是高电压、高能量(energy)密度，因此，作为便携式设 备等的驱动电源等的需求具有增大的倾向。现在，作为该锂离子(lkhiumion) 二次电池的负极活性物质，主要使用容量大、可逆性也好的碳质材料。现在的锂离子二次电池，随着应用设备的改良而要求更高的容量。因此， 一直在研究提高电极密度、填充活性物质、增大电池的容量密度的方法(例如， 专利文献l)。如专利文献1公开所示，通过使电极高密度化，可以实现锂二 次电池的高容量化。专利文献1:日本特开2007-95402号公报
技术实现思路
可是，专利文献l所公开的锂二次电池中，作为负极， 一直使用将含有碳 质材料等活性物质与粘合剂(binder)的多孔质的负极合剂层形成于集电体表 面的电极等。并且，这样的锂二次电池可以经过如下工序来制造例如，将所述那样的 负极与正极(例如，具有多孔质的正极合剂层的正极)夹着隔膜(separator) 进行重合来构成层叠电极体，或进一步将其巻绕成螺旋状构成巻绕电极体等， 将这样的电极体装填入封装体内之后，在注入电解液的工序中，向封装体内注 入非水电解液，使电解液浸透到负极的负极合剂层内和正极的正极合剂层内、 隔膜的空孔内，然后密封封装体。可是，在为了电池的高容量化而高密度化的电极中，由于非水电解液的浸 透速度慢，因此，制造电池时的电解液注液工序中需要花费较多时间，降低了 电池的生产速度。本专利技术是鉴于前述情况而研究的专利技术，其目的是提供一种高容量、生产性优异的锂二次电池。可实现所述目的的本专利技术的锂二次电池具有在负极集电体的单面或双面 上形成含有碳质材料的负极合剂层而得的负极，其特征在于，所述负极合剂层的密度为1.7g/cn^以上，并且，根据水银孔度计测定的细孔径的众数为0.9(im 以上。本专利技术的锂二次电池，通过使含有碳质材料的负极合剂层的密度为 1.7g/cm3以上来实现高容量化。另一方面，如果使负极合剂层为1.7g/cn^以上的高密度，则减少作为多孔 质的负极合剂层所具有的空孔，因此，会降低非水电解液(以下，简称"电解 液")向负极合剂层内的浸透速度。因此，本专利技术的锂二次电池中，通过使负 极合剂层的细孔径的众数为0.9pm以上，增大负极合剂层所具有的细孔，可以 提高电解液向负极合剂层的浸透速度，实现电池制造时的电解液注入工序的短 时间化，提高其生产性。根据本专利技术，可以提供高容量、生产性优异的锂二次电池。 附图说明图1是示意地表示本专利技术的锂二次电池的一个例子的图，图1 (a)是其 俯视图，图1 (b)是其部分纵向断面图。图2是图1所示的锂二次电池的斜视图。符号说明1正极2负极3隔膜具体实施方式本专利技术的锂二次电池涉及的负极是，在负极集电体的单面或双面上形成含了作为负极活性物质的碳质材料之外，还含有粘合该材料的粘合剂等的多孔质 层。负极合剂层的密度为1.7g/cn^以上，优选为1.73g/cn^以上。在本专利技术的 电池中，通过使负极合剂层为这样的高密度，可提高作为活性物质的碳质材料的负极合剂层的填充量，实现负极的高容量化，即电池的高容量化。如果负极 合剂层的密度如果过高，则经常会在负极表面析出金属锂，引起充放电容量或充放电循环(cycle )特性的降低，因此优选为1.85g/cm3以下，更优选为1.82g/cm3 以下。本说明书中所述的负极合剂层的密度是通过以下的方法测定的值。将负极 切下一定的面积，用最小刻度lmg的电子天平测定其质量，减掉集电体的质 量算出负极合剂层的质量。另一方面，用最小刻度l|im的千分尺(micrometer) 测定IO次所述负极的整体厚度，从由这些测定值减去集电体的厚度的值的平 均值、面积来算出负极合剂层的体积。并且，通过用所述负极合剂层的质量除 以所述体积来算出负极合剂层的密度。另外，负极合剂层的由水银孔度计得到的细孔径的众数为0.9lim以上，优 选为0.92jim以上。在本专利技术中，如前述那样使负极合剂层为高密度，同时如 上所述地增大负极合剂层所具有的细孔径，使得提高电解液的浸透速度，实现 电池的生产性的提高。负极合剂层的细孔径的众数为越大越优选，但是本专利技术 中，由于使负极合剂层的密度为1.7g/cn^以上，使得其细孔径的众数的上限也 受到自身的限制。具体来讲，例如，5pm左右就是细孔径的众数的上限值。本说明书中所述的负极合剂层的细孔径的众数是指，使用水银孔度计 (Micromeritic公司制造的"Poresizer 9310")，将负极切成2x4cm，将其放入 直接电池(cell)进行测定，来求出的Log微分细孔容积分布曲线中的最大峰 (peak)的细孔径(细孔直径)。如前述那样的高密度且细孔径的众数大的负极合剂层，例如可以采用下述的构成来形成。在本专利技术的锂二次电池中，作为负极活性物质使用碳质材料，但作为所述 碳质材料，优选至少使用下述的碳质材料(A)和碳质材料(B)。这些碳质材 料在制造负极时不含有锂，但作为负极活性物质发挥作用时，通过化学手段、 电化学的手段等使其成为含有锂的状态。碳质材料(A)的Dso优选为15pm以上，更有选为17|im以上，优选为 25pm以下，更有选为23pm以下，压缩强度优选为16MPa以上，更有选为 18MPa以上。另外，碳质材料(B)的Dso优选为15pm以上，更有选为16imn以上，优 选为25pm以下，更有选为22(im以下，并且优选具有低于碳质材料(A)的 压缩强度，压缩强度更有选为15MPa以下，进一步优选为14MPa以下。通过组合所述的碳质材料(A)和碳质材料(B)来形成负极合剂层，可 以制成如前所述的高密度，并且如以所述的细孔径的众数所表示的那样，可以 增大其细孔径。本专利技术涉及的负极经过如下工序来制作，例如，调制含有所述碳质材料、将其涂布于集电体干燥后，实施加压(press)处理来调整负极合剂层的厚度和 密度。有人认为在该加压处理之时，如果为了使负极合剂层高密度化而施加高 压，负极合剂层中的碳质材料会产生变形，同时进行填充则负极合剂层的密度 会增大，并且会减小负极合剂层的细孔径。但是，如前所述，将高压缩强度的碳质材料(A)与压缩强度比其低的碳 质材料(B)进行组合来构成负极合剂层，使得在所述加压处理时，可以调节 碳质材料的变形和填充的程度，以确保大的细孔径的状态来提高负极合剂层的 密度。如果碳质材料(A)的压缩强度过小，则有时难以如前述那样增大细孔径 的众数。另夕卜，碳质材料(A)的压缩强度优选为50MPa以下，更优选为30MPa 以下。通过使用这样的压缩强度的碳质材料(A)，不仅提高电池的高容量化 和生产性，还可提高电池的负荷特性。此外，碳质材料(B )的压缩强度更有选为3MPa以上，进一步优选为5MPa 以上，如前所述，更优选为15MPa以下，进一步优选为14MPa以下。如果碳 质材料(B)的压缩强度过小，有时难以如前述那样增大细孔径的众数，如果 过大，则有时降低电池的负荷特性。例如，将负极合剂层的密度设定成比较低 的情形中，即使将压缩强度比较低的材料用于碳质材料(B)中，也容易将细 孔径的众数像前述那样增大。另一方面，将负极合剂层的密度设定成比较高的 情形中，优选将压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂二次电池，其具有的负极在负极集电体的单面或双面上形成含有碳质材料的负极合剂层，其特征在于，所述负极合剂层的密度为１．７ｇ／ｃｍ↑［３］以上，并且，根据水银孔度计测定的细孔径的众数为０．９μｍ以上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：舆石真弓，石川卓志，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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