[发明专利]非水电解质二次电池用电极、非水电解质二次电池和电池包

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用电极、非水电解质二次电池和电池包。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池为高能量密度，因此其被用于从个人电脑、智能手机等小型便携式设备到以电气机动车、功率电平调节电源为首的大型电源的各种领域中，但由于其与镍氢二次电池等水系电解质二次电池相比更为昂贵，所以为了抑制交换频率，要求其长寿命化。

非水电解质二次电池在反复充放电期间劣化的反应机理虽然尚不明确，但例如提出了以下那样的反应机理。

非水电解质二次电池与镍氢二次电池相比为高电压，这是由于非水电解质二次电池的负极的电位低、正极的电位高的缘故。非水电解液的电极通过将活性物质与粘结材料一起混炼并涂布在集电体上来制作，但在充电状态下，活性物质的反应活性高，粘结材料与活性物质反应，由此活性物质与导电材料之间的粘结强度弱，容量有可能会降低。另外，粘结材料通过构成非水电解质的有机溶剂而溶胀，活性物质与导电材料之间的粘结力降低，容量有可能伴随电阻的增大而降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-253081号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供容量维持率优异的非水电解质二次电池用电极、非水电解质二次电池和电池包。

用于解决问题的手段

本发明的非水电解质二次电池用电极具有包含含有活性物质和氟的粘结材料的活性物质层以及与所述活性物质层粘结的集电体，当粘结材料的热裂解开始温度为T1℃、热裂解结束温度为T2℃时，在热裂解温度为(T1+T2)/2℃处的热裂解气相色谱质谱分析中，至少在选自81、100、132、200中的任意一个的质量数的离子色谱图中存在峰，并且将T1℃处的峰面积设定为X，将T2℃处的峰面积设定为Y，X和Y满足2X≥Y的条件，其中，粘结材料的热裂解开始温度是指：当通过热重量分析法来分析粘结材料时，在主要的重量减少过程中减少重量减少过程中的重量减少量的5%的温度；粘结材料的热裂解结束温度是指：当通过热重量分析装置来分析粘结材料时，在主要的重量减少过程中减少重量减少过程中的重量减少量的95%的温度；峰面积是指：在粘结材料单体的热裂解温度(T1+T2)/2℃处的热裂解气相色谱质谱分析中，以质量数81、100、132、200提取出来的离子色谱之中赋予最大面积的质量数的峰面积。

附图说明

图1是实施方式的负极活性物质的概念图。

图2是PVdF的热重量变化曲线图。

图3是(T1+T2)/2处的PVdF的热裂解气相色谱质谱分析的谱图。

图4是实施方式的负极活性物质层的质谱。

图5是实施方式的非水电解质二次电池的概念图。

图6是实施方式的非水电解质二次电池的放大概念图。

图7是实施方式的电池包的概念图。

图8是表示电池包的电路的框图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行说明。

（第一实施方式）

作为本发明的第一实施方式，以电极为负极的情况为例进行以下说明。

如图1的概念图所示，第一实施方式的负极100具有：包含负极活性物质101和对负极活性物质101进行粘结的粘结材料102的层状的负极活性物质层103以及与负极活性物质层103粘结的集电体104。负极活性物质层103形成在集电体104的单面或两面上。下面，除了参照附图的情况以外，省略符号。

实施方式的负极活性物质进行Li的嵌入和脱嵌。作为负极活性物质，可以使用可以在非水电解质二次电池中使用的负极活性物质之中的包含金属元素的那些。作为金属元素，可以列举出选自硅、锡、锑、铝、镁、铋、钛中的一种以上的金属。

在作为金属元素包含硅的情况下，优选金属、合金或者氧化物的形态。作为金属状态的硅，优选最大直径为20μm以下的粒子状、纤维状、鳞片状的形状。在为20μm以上的块状硅时，锂离子的传导距离长，大电流充放电特性有可能降低。作为粒子状金属硅，优选粒径为1μm以下的硅。金属状态的硅在充放电时的体积变化大，当粒径大时，由于充放电时的膨胀收缩而造成微粉化从而由电极脱落，放电容量有可能降低。其中，粒径为20nm以下的硅由于可以抑制因充放电时的膨胀收缩而造成的微粉化，故而优选。特别是，如后所述那样包覆表面的粒径为5nm以下的硅显示优异的循环特性，故而优选。