提供一种锂离子电池，其具备：具有包含正极活性物质的正极合剂层的正极、具有包含负极活性物质的负极合剂层的负极，并且通过锂离子在正极和负极间移动来进行充放电。负极合剂层包含：通式M3Me2X7(式中，M包含La、Ca中的至少1者，Me包含Mn、Ni、Fe、Co中的至少1者，X包含Ge、Si、Sn、Al中的至少1者)所示的负极活性物质；和含有氰基的粘结剂，负极合剂层中的粘结剂的比率为0.5质量％以上且7.0质量％以下。率为0.5质量％以上且7.0质量％以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池
[0001]本公开涉及锂离子电池，其具备：具有包含正极活性物质的正极合剂层的正极、具有包含负极活性物质的负极合剂层的负极，并且通过锂离子在前述正极和前述负极间移动来进行充放电。
技术介绍
[0002]通过锂离子(Li离子)在负极和正极间移动来进行充放电的锂离子电池广泛普及。该锂离子电池中的负极合剂层的负极活性物质大多使用石墨系的物质。石墨系的负极活性物质有时与Si一同使用，此时充放电时的体积变化大，容量维持特性容易恶化，另外成本也较高。
[0003]在此，也提出了非石墨系的负极活性物质，例如专利文献1中，记载了利用具有La3Co2Sn7型晶体结构的合金作为负极活性物质的方案。
[0004]另外，为了抑制剥离、裂纹的发生，负极合剂层中使用粘结剂，但该粘结剂增多时，负极活性物质的电池反应的效率会降低，因此也有减少粘结剂的量的要求。专利文献2中，记载了将粘结剂的含量设为0.5质量％以上且5.0质量％以下的方案。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第4127692号公报
[0008]专利文献2：日本特开2007
‑
258127号公报
技术实现思路
[0009]专利文献1中，使用聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，但发现使用La3Ni2Sn7作为实验的负极活性物质，使用PVDF作为粘结剂时，通过两者的反应，负极合剂层的形成中使用的合剂浆料会凝胶化，涂布容易变困难。为了降低La3Ni2Sn7与PVDF的反应性而使涂布成为可能，需要增大负极活性物质的颗粒尺寸。然而，增大负极活性物质的颗粒尺寸时，负极活性物质与Li的反应性会下降，容量容易降低。
[0010]本公开的锂离子电池具备：具有包含正极活性物质的正极合剂层的正极、和具有包含负极活性物质的负极合剂层的负极，并且通过锂离子在前述正极和前述负极间移动来进行充放电，前述负极合剂包含：通式M3Me2X7(式中，M包含La、Ca中的至少1者，Me包含Mn、Ni、Fe、Co中的至少1者，X包含Ge、Si、Sn、Al中的至少1者)所示的负极活性物质、和含有氰基的粘结剂，前述负极合剂层中的前述粘结剂的比率为0.5质量％以上且7.0质量％以下。
[0011]本公开中，作为负极合剂层，使用通式M3Me2X7所示的负极活性物质、和含有氰基的粘结剂，将粘结剂的添加量设为0.5质量％以上且7.0质量％以下。由此，负极合剂层的涂布成为可能，并且可以使粘结剂的添加量较少，从而抑制容量的减少。
附图说明
[0012]图1是作为实施方式的一例的圆筒型的二次电池10的纵向截面图。
[0013]图2为示出实施例1～5、比较例1的初始效率的图表。
[0014]图3为实施例1～5的初始放电容量的图表。
具体实施方式
[0015]以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。需要说明的是，本公开并不限定于此处记载的实施方式。
[0016]“关于负极材料”[0017]锂离子电池的负极材料优选满足高能量密度、低膨胀的材料。因此，进行各种的研究开发，提出了使用La3Ni2Sn7等M3Me2X7(M＝La、Ca，Me＝Mn、Ni、Fe、Co，X＝Ge、Si、Sn、Al)所示的金属间化合物作为负极活性物质的方案。这样的金属间化合物通过插层反应进行Li的吸储释放，因此为低膨胀率，认为可以实现长寿命化。
[0018]然而，发现该材料在实际使用时需要进一步的改良。首先，如上所述，使用PVDF作为粘结剂时，负极合剂浆料会凝胶化，负极合剂层的涂布变困难。另外，通过增大粘结剂的粒径来抑制凝胶化时，电池反应有可能被阻碍。
[0019]本公开中，通过使用含有氰基的物质、例如聚丙烯腈(PAN)作为粘结剂，可以抑制负极合剂浆料的凝胶化。此时，可以将负极合剂层中的粘结剂的添加量设为2.0质量％以上且5.0质量％以下。
[0020]这样，通过使用具有M3Me2X7型晶体结构的负极活性物质、且使用含有氰基的粘结剂，使负极合剂层的涂布成为可能，并且可以得到高能量密度的电池。
[0021]“实施方式的构成”[0022]图1是作为实施方式的一例的圆筒型的二次电池10的纵向截面图。图1示出的二次电池10中，电极体14及非水电解质被收纳于外壳体15。电极体14具有正极11及负极12借助分隔件13卷绕而成的卷绕型的结构。作为非水电解质的非水溶剂(有机溶剂)，可以使用碳酸酯类、内酯类、醚类、酮类、酯类等，这些溶剂可以混合使用2种以上。对2种以上溶剂进行混合并使用时，优选使用包含环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合溶剂。例如作为环状碳酸酯，可以使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等，作为链状碳酸酯，可以使用碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、及碳酸二乙酯(DEC)等。作为非水电解质的电解质盐，可以使用LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3等及它们的混合物。电解质盐相对于非水溶剂的溶解量例如可以设为0.5～2.0mol/L。需要说明的是，以下为了方便说明，以封口体16侧为“上”、外壳体15的底部侧为“下”进行说明。
[0023]外壳体15的开口端部被封口体16封堵，由此二次电池10的内部被密闭。电极体14的上下分别设置绝缘板17、18。正极引线19通过绝缘板17的贯通孔向上方延伸，并焊接于作为封口体16的底板的局部开口的金属板22的下表面。二次电池10中，与局部开口的金属板22电连接的作为封口体16的顶板的盖26成为正极端子。另一方面，负极引线20通过绝缘板18的贯通孔，向外壳体15的底部侧延伸，并焊接于外壳体15的底部内表面。二次电池10中，外壳体15成为负极端子。需要说明的是，负极引线20设置于终端部时，负极引线20通过绝缘板18的外侧，向外壳体15的底部侧延伸，并焊接于外壳体15的底部内表面。
[0024]外壳体15例如为有底圆筒形状的金属制外装罐。在外壳体15与封口体16之间设置垫片27，确保二次电池10的内部的密闭性。外壳体15例如具有：从外侧加压侧面部而形成的、支撑封口体16的带槽部21。带槽部21优选沿外壳体15的周方向形成为环状，由其上表面借助垫片27支撑封口体16。
[0025]封口体16具有从电极体14侧起依次层叠的局部开口的金属板22、下阀体23、绝缘构件24、上阀体25、及盖26。构成封口体16的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件24外的各构件彼此被电连接。下阀体23与上阀体25在各自的中央部彼此连接，在各自的周缘部之间夹设有绝缘构件24。电池的内压因异常发热而上升时，例如下阀体23会断裂，由此上阀体25向盖26侧膨胀并远离下阀体23，由此两者的电连接被阻断。内压进一步上升时，上阀体25断裂，气体从盖26的开口部26a排出。
[0026]以下，对构成电极体14的正极11、负极12、及分隔件13、特别是对构成负极12的负极活性物质进行说明。
[0027]正极11具有正极芯体、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】1.一种锂离子电池，其具备：具有包含正极活性物质的正极合剂层的正极、和具有包含负极活性物质的负极合剂层的负极，并且通过锂离子在所述正极和所述负极间移动来进行充放电，所述负极合剂层包含：通式M3Me2X7所示的负极活性物质，式中，M包含La、Ca中的至少一者，Me包含Mn、Ni、Fe、Co中的至少一者，X包含Ge、Si、Sn、Al中的至少一者；和含有氰基的粘结剂，所述负极合剂层中的所述粘结剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：浅野和子，冲雪寻，竹田菜菜美，日比野光宏，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：
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