本发明专利技术涉及非水电解质二次电池用负极及非水电解质二次电池，非水电解质二次电池用负极具备负极集电体、第1负极活性物质层和第2负极活性物质层。第1负极活性物质层形成于负极集电体上。第1负极活性物质层包含石墨作为第1负极活性物质。第2负极活性物质层形成于第1负极活性物质层上。第2负极活性物质层包含钛酸锂复合氧化物作为第2负极活性物质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非水电解质二次电池用负极及具备该负极的非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，作为手机、笔记本型个人电脑、PDA (Personal Digital Assistant)等移动信息终端等的驱动电源，大多使用非水电解质二次电池。非水电解质二次电池具备电极体和含浸于电极体中的非水电解质，所述电极体具有正极、负极及隔膜。最近，作为负极中所用的负极活性物质，通常使用锂离子的脱嵌 (deinsertion)电位低、电池能够高容量化的石墨(例如参照日本特开2010_1四192号公报)。
技术实现思路
然而，对于非水电解质二次电池，在要求高容量、充放电循环特性优异的同时，还要求即使在高温气氛中放电容量也不易降低、即高温保存特性优异。但是，对于使用石墨作为负极活性物质的非水电解质二次电池而言，存在难以获得十分良好的高温保存特性的问题。本专利技术是鉴于所述问题而进行的，其目的在于改善非水电解质二次电池的高温保存特性，且不会使容量降低。本专利技术的非水电解质二次电池用负极具备负极集电体、第1负极活性物质层和第 2负极活性物质层。第1负极活性物质层形成于负极集电体上。第1负极活性物质层包含石墨作为第1负极活性物质。第2负极活性物质层形成于第1负极活性物质层上。第2负极活性物质层包含钛酸锂复合氧化物作为第2负极活性物质。这样，本专利技术中，在包含天然石墨、人造石墨等石墨作为负极活性物质的第1负极活性物质层上，形成包含钛酸锂复合氧化物作为负极活性物质的第2负极活性物质层。因此，能够实现优异的高温保存特性。另外认为，本专利技术中能够实现优异的高温保存特性的原因在于以下的原因。首先认为，使用具有包含石墨作为负极活性物质的单一的负极活性物质层的负极时，高温保存特性变低的原因在于，在负极活性物质层上形成了堆积层，锂离子向负极活性物质层中的脱嵌受到阻碍。详细而言，从正极溶出到非水电解质中的各种物质堆积在负极活性物质层上。非水电解质二次电池的温度越高，则负极活性物质层上的堆积量越发增大， 形成越厚的堆积层。形成较厚的堆积层时，该堆积层使得锂离子向负极活性物质层中的脱嵌受到阻碍。其结果是，在高温气氛中保存后的放电特性降低。这里，本专利技术中，如上所述，在包含石墨作为负极活性物质的第1负极活性物质层上，形成包含钛酸锂复合氧化物作为负极活性物质的第2负极活性物质层。因此，抑制了堆积层直接堆积在包含石墨作为负极活性物质的第1负极活性物质层的上面。因此认为，可获得优异的高温保存特性。另外，堆积层堆积在第2负极活性物质层上。然而，第2负极活性物质层所包含的作为负极活性物质的钛酸锂复合氧化物与石墨不同，不具有层状结构，而具有丰富的锂离子的脱嵌位点。因而，即使在第2负极活性物质层上形成堆积层，第1负极活性物质层中的锂离子的脱嵌也不易受到阻碍。因此认为，即使在第2负极活性物质层上形成堆积层，高温保存特性也不会怎么恶化。例如，从获得优异的高温保存特性的观点出发，还考虑了在负极集电体上仅形成包含钛酸锂复合氧化物作为负极活性物质的第2负极活性物质层。然而，钛酸锂复合氧化物与石墨相比，锂离子的脱嵌电位较高。因而，负极的工作电位变高，非水电解质二次电池的容量降低。与此相对，本专利技术中，形成了包含锂离子的脱嵌电位较低的石墨作为负极活性物质的第1负极活性物质层。因此，能够增大非水电解质二次电池的容量。即，根据本专利技术， 能够改善非水电解质二次电池的高温保存特性，且不会使容量降低。另外，本专利技术中，没有必要使整个第1负极活性物质层被第2负极活性物质层完全覆盖，部分第1负极活性物质层可以从第2负极活性物质层露出。不过，从获得更优异的高温保存特性的观点出发，优选实质上整个第1负极活性物质层被第2负极活性物质层包覆， 更优选整个第1负极活性物质层被第2负极活性物质层完全包覆。本专利技术中，如上所述，第2负极活性物质层具有抑制堆积层直接堆积在第1负极活性物质层的上面的功能。因此，第2负极活性物质层没有必要那么厚。此外，第2负极活性物质层的厚度变厚、第1负极活性物质层的厚度变薄时，锂离子的脱嵌电位较低的石墨的含有率变低，存在电池的容量降低的倾向。因此，第1负极活性物质层的厚度优选大于第2 负极活性物质层的厚度，更优选为第2负极活性物质层的厚度的2倍以上。此外，锂复合氧化物相对于石墨与钛酸锂复合氧化物的总量的含有率，即(锂复合氧化物)/ ((石墨)+ (锂复合氧化物))优选为10质量％以下且1质量％以上。锂复合氧化物的含有率，即(锂复合氧化物)/ ((石墨)+ (锂复合氧化物))更优选为5质量％以上。本专利技术中，钛酸锂复合氧化物没有特别限定，优选为例如锂离子的接受性优异的尖晶石型钛酸锂Li4Ti5O12。本专利技术中，第1负极活性物质层只要包含石墨作为主要负极活性物质，则可以进一步包含除石墨以外的负极活性物质。此外，第2负极活性物质层只要包含钛酸锂复合氧化物作为主要负极活性物质，则可以进一步包含除钛酸锂复合氧化物以外的负极活性物质。本专利技术中，第1及第2负极活性物质层除了分别包含负极活性物质以外，各自也可以包含导电剂、粘合剂等。第1及第2负极活性物质层各自包含粘合剂时，优选第1负极活性物质层中所含的粘合剂与第2负极活性物质层中所含的粘合剂种类互不相同。这是由于，在第1负极活性物质层中所含的粘合剂与第2负极活性物质层中所含的粘合剂为相同种类的情况下，形成第1及第2负极活性物质层时，有时粘合剂从一个负极活性物质层向另一活性物质层渗透。从更有效地抑制粘合剂的渗透的观点出发，更优选第1负极活性物质层中所含的粘合剂与第2负极活性物质层中所含的粘合剂的相容性低。例如，优选第1负极活性物质层包含水系粘合剂、第2负极活性物质层包含非水系的粘合剂。具体而言，优选第1负极活性物质层包含乳胶系树脂作为粘合剂、第2负极活性物质层包含聚偏氟乙烯作为粘合剂。本专利技术中，负极集电体只要具有导电性，则没有特别限定。负极集电体例如可以由导电性金属箔构成。作为导电性金属箔的具体例子，例如可列举出由铜、镍、铁、钛、钴、锰、 锡、硅、铬、锆等金属或包含这些金属中的一种以上的合金形成的箔。这些当中，由于导电性金属箔优选含有容易扩散至活性物质颗粒中的金属元素，所以导电性金属箔优选由铜薄膜构成或由包含铜的合金形成的箔构成。负极集电体的厚度没有特别限定，例如可以设定为ΙΟμπι ΙΟΟμπι左右。本专利技术的非水电解质二次电池具备电极体和含浸于电极体中的非水电解质，所述电极体具有负极、正极和配置在正极与负极之间的隔膜。本专利技术中，负极由上述本专利技术的非水电解质二次电池用负极构成。因此，本专利技术的非水电解质二次电池具有高容量，且高温保存特性优异。本专利技术中，正极、隔膜及非水电解质各自没有特别限定，例如可以使用公知的正极、隔膜及非水电解质。正极通常具备由导电性金属箔等构成的正极集电体和形成于正极集电体上的正极合剂层。正极合剂层包含正极活性物质。正极活性物质只要在电化学上可嵌入、脱嵌锂，则没有特别限定。作为正极活性物质的具体例子，可列举出Co-Ni-Mn的锂复合氧化物、 Ni-Mn-Al的锂复合氧化物、Ni-Co-Al的复合氧化物等含钴或锰的锂复合氧化物，以磷酸铁锂LiFePO4为代表的橄榄石型磷酸锂等。非水电解质中所用的溶剂也没有特别限定。作为非水电解质中所用的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种非水电解质二次电池用负极，其具备：负极集电体，形成于所述负极集电体上、且包含石墨作为第１负极活性物质的第１负极活性物质层，和形成于所述第１负极活性物质层上、且包含钛酸锂复合氧化物作为第２负极活性物质的第２负极活性物质层。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：横井麻衣，南博之，井町直希，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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