电池、用于电池的负极、电池组、电子装置以及电动车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供了电池、用于电池的负极、电池组、电子装置以及电动车辆。所述电池包括：正极；负极，其中在负极集电体的至少一个表面上形成包含含有天然石墨的负极活性物质的负极活性物质层；以及电解质。负极集电体的每一个表面的负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下，并且在从负极集电体直到在负极活性物质层的表面方向中的所述层的厚度的1/2的负极活性物质层中，表示为作为通过X射线衍射法测量的碳002面和碳110面的峰值强度比率的（碳002面的峰值强度/碳110面的峰值强度）的取向度A为100以上且500以下。

【技术实现步骤摘要】
电池、用于电池的负极、电池组、电子装置以及电动车辆
本专利技术涉及电池和用于电池的负极。此外，本专利技术涉及使用电池的电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。
技术介绍
近年来，随着诸如移动电话、摄像机、膝上型个人计算机等的便携式电子信息装置的普及，已经实现了这些装置的高性能、小型化和重量降低。作为装置的电源，使用了一次性原电池或可再利用的二次电池，但是对非水电解质电池，尤其是锂离子二次电池的需求增加，这是因为其性能、尺寸、重量、成本等的良好的整体平衡。此外，随着逐步实现了这样的装置的另外的高性能、小型化等，甚至关于非水电解质电池诸如锂离子二次电池期望新的高能量密度。在由锂离子二次电池表示的二次电池中，石墨材料被广泛用作负极活性物质，并且因为需要高容量，在石墨材料中，可以使用具有大理论容量的天然石墨或具有与天然石墨相同形式的人造石墨。在日本未审查专利申请公开号8-180869中，在使用纤维状碳作为负极活性物质时，描述了一种使用电极来解决由于显著高的取向性而引起的结构各向异性强，并且由于取决于方向嵌入的不同可能性而引起的容量并不增加的缺陷的方法。具体地，描述了其中可以使用碳质材料来提供二次电池的电极的方法，所述碳质材料具有不大于5mm的平均长度并且可由具有70%≤P≤85%的取向度P和通过X射线衍射的的结晶厚度Lc的碳本体（carbonbody）获得。因此，可以实现具有高容量的二次电池。在日本未审查专利申请公开号2006-286427中，描述了一种用于非水电解质二次电池的电极板，其包括在集电体的至少一个表面上的两个或更多个电极活性物质层和一个或多个导电层，并且具有通过交替层压电极活性物质层和导电层而构造的能够进行充电和放电的层压结构。在用于非水电解质二次电池的电极板中，每个导电层是具有空隙的离子可透过多孔物质，并且与集电体直接导电（导通）或者通过其他导电层与集电体间接导电（导通）。因此，每单位面积电极的活性物质的量可能增加，而不会降低输出特性，并且电极板的重量能量密度和体积能量密度可能会提高。因此，可以降低集电体和隔膜的数目，由此降低材料成本。在日本未审查专利申请公开号2003-68301中，描述了一种使用包括负极混合物层的负极以便解决当使用鳞片状石墨颗粒时电池的负荷特性劣化的问题的方法，所述负极混合物层包含平均圆度为至少0.93的石墨颗粒作为负极活性物质和其他石墨颗粒。描述了一种提供具有优异的负荷特性的非水电解质二次电池的方法，其中通过负极混合物层的X射线衍射获得的石墨颗粒的取向度为至少0.001。此外，在日本未审查专利申请公开号2009-238584中，描述了一种使用碳颗粒的负极，所述碳颗粒具有0.6至0.9的颗粒截面的圆度、通过X射线衍射测量获得的以下的石墨晶体的层间距离d（002）、以及以上的在C轴方向上的结晶尺寸Lc（002）。在日本未审查专利申请公开号2009-238584中，描述了一种在负极中使用碳颗粒从而获得高容量和优异的循环特性的电池的方法，在该碳颗粒中，通过X射线衍射测量的碳002面和碳110面的峰值强度比率为600以下。
技术实现思路
然而，在相关技术的负极中，除了鳞片状天然石墨会易于在电极的纵向方向上取向的问题以外，在循环中随时间变化负极的稳定性仍然不足，因此有必要实现电极的长寿命。尤其是，当负极活性物质层的厚度比相关技术中的厚度更厚以便实现电极的高容量时，循环特性可能会更显著劣化。关于这些问题，在上述专利文献中披露的技术中，稳定性依然保持不足。根据本专利技术的实施方式，提供了一种电池，包括：正极；负极，其中在负极集电体的至少一个表面上形成包含含有天然石墨的负极活性物质的负极活性物质层；以及电解质，其中负极集电体的每一个表面的负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下，并且在从负极集电体直到在负极活性物质层的表面方向中负极活性物质层的厚度的1/2的负极活性物质层中，表示为作为通过X射线衍射法测量的碳002面和碳110面的峰值强度比率的（碳002面的峰值强度/碳110面的峰值强度）的取向度A为100以上且500以下。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种用于电池的负极，其中在负极集电体的至少一个表面上形成包含含有天然石墨的负极活性物质的负极活性物质层，负极集电体的每一个表面的负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下，并且在从负极集电体直到在负极活性物质层的表面方向中的负极活性物质层的厚度的1/2的负极活性物质层中，表示为作为通过X射线衍射法测量的碳002面和碳110面的峰值强度比率的（碳002面的峰值强度/碳110面的峰值强度）的取向度A为100以上且500以下。根据本专利技术的又一个实施方式，提供了一种包括上述电池的电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置（electricitystorageapparatus）和电力系统。在本专利技术中，在其中负极集电体的每一个表面的负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下的负极中，在从负极集电体直到在负极活性物质层的表面方向中的负极活性物质层的厚度的1/2的负极活性物质层中包含天然石墨的碳材料的取向度可以被用作预定值。因此，可以确保电池反应性易于劣化的内部负极活性物质层中的导电性。根据本专利技术，可以获得具有高循环特性的电池和在循环中随着时间变化具有高稳定性的用于电池的负极。此外，可以获得具有包括高循环特性的电池的电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。附图说明图1是示出了根据本专利技术第一实施方式的负极的第一构造例的截面图；图2A和2B是示出了根据本专利技术第一实施方式的负极的负极活性物质层的X射线衍射的测量结果的图；图3是示出了根据本专利技术第二实施方式的孔体积相对于通过利用压汞仪（mercuryporosimeter）测量负极的负极活性物质层而获得的孔径的图；图4是示出了根据本专利技术第二实施方式的圆柱形电池的第一构造例的截面图；图5是示出了根据本专利技术第二实施方式的圆柱形电池的电极层压结构的第一构造例的截面图；图6是示出了根据本专利技术第三实施方式的薄型电池的第一构造例的分解透视图；图7是示出了根据本专利技术第三实施方式的薄型电池的第一构造例的截面图；图8A至8C是示出了根据本专利技术第三实施方式的薄型电池的其他构造例的分解透视图；图9是示出了根据本专利技术第四实施方式的硬币型电池的第一构造例的截面图；图10是示出了根据本专利技术第五实施方式的电池组的电路构造例的框图；图11是示出了根据本专利技术第六实施方式的用于房屋的电力存储系统的实例的示意图；图12是示出了根据本专利技术第六实施方式的采用串联混合动力系统的混合车辆的构造的实例的示意图；以及图13A和13B是示出了根据本专利技术的实施方式的负极活性物质层的XRD测量方法的说明图。具体实施方式在下文中，将描述本专利技术的优选实施方式（下文中，称作“实施方式”）。此外，将如下进行描述。1.第一实施方式（本专利技术的负极的实例）2.第二实施方式（使用本专利技术的负极的圆柱形电池的实例）3.第三实施方式（使用本专利技术的负极的薄型电池的实例）4.第四实施方式（使用本专利技术的负极的硬币型电池的实例）5.第五实施方式（使用本专利技术的电池的电池组的实例）6.第六实施方式（使用本专利技术的电池的电力存储系统等的实例）1.第一实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：正极；负极，其中在负极集电体的至少一个表面上形成包含含有天然石墨的负极活性物质的负极活性物质层；以及电解质，其中所述负极集电体的每一个表面的所述负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下，并且在从所述负极集电体直到在所述负极活性物质层的表面方向中所述负极活性物质层的厚度的1/2的所述负极活性物质层中，表示为作为通过X射线衍射法测量的碳002面和碳110面的峰值强度比率的（碳002面的峰值强度/碳110面的峰值强度）的取向度A为100以上且500以下。

【技术特征摘要】
2012.03.30 JP 2012-0821951.一种电池，包括：正极；负极，其中在负极集电体的至少一个表面上形成包含含有天然石墨的负极活性物质的负极活性物质层；以及电解质，其中所述负极集电体的每一个表面的所述负极活性物质层的厚度为50μm以上且100μm以下，并且在从所述负极集电体直到在所述负极活性物质层的表面方向中所述负极活性物质层的厚度的1/2的所述负极活性物质层中，表示为通过X射线衍射法测量的碳002面的峰值强度比碳110面的峰值强度的比率的取向度A为100以上且500以下，其中取向度B比所述取向度A的比率为1.5以上且2.0以下，其中在整个负极活性物质层中，所述取向度B表示为通过X射线衍射法测量的碳002面的峰值强度比碳110面的峰值强度的比率。2.根据权利要求1所述的电池，其中，在整个负极活性物质层中，所述取向度B为150以上且1000以下。3.根据权利要求1所述的电池，其中，在从所述负极集电体直到在所述负极活性物质层的表面方向中的层厚度的1/2的所述负极活性物质层中，表示为孔体积B[ml/g]比孔体积A[ml/g]的比率的孔体积比率为1.4以上且3.4以下，所述孔体积A[ml/g]在通过压汞仪测量的孔径的0.001μm以上且0.4μm以下的范围内，并且所述孔体积B[ml/g]在所述孔径的0.4μm以上且10μm以下的范围内。4.根据权利要求1所述的电池，其中，所述负极活性物质层的体积密度为1.40g/cm3以上且1.65g/cm3以下。5.根据权利要求1所述的电池，其中，所述负极活性物质层中包含的粘结剂是丁苯橡胶。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井贵昭，增子彩，松下忠史，石井武彦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：