[发明专利]锂离子二次电池用负极及其制造方法、以及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池的负极，具体而言，涉及锂离子二次电池用负极的包括负极活性物质颗粒的负极合剂层的改良。

背景技术

锂离子二次电池具备吸藏释放锂离子的正极和负极、夹在它们之间的分隔件以及非水电解质。通常负极包括铜箔等负极芯材片材和被其表面支承的负极合剂层。这种负极如下形成：在负极芯材的片材的表面涂布含有负极活性物质和粘结剂的负极合剂浆料后，进行干燥，进而用压延辊进行压延，由此形成上述负极。通过这种压延，负极合剂层被高密度化。负极合剂浆料例如通过在水等分散介质中分散负极活性物质颗粒和粘结剂来制造。

对于锂离子二次电池而言，已知为了解决各种问题，而在活性物质层的表面形成槽、杯状的凹部。

例如，专利文献1公开了通过向活性物质层的表面推压模具来形成槽、杯状的凹部。并且公开了，根据这种方法，在高温下连续使用锂离子二次电池时，通过分隔件的软化、该表面的凹凸变形而保持非水电解液的空间减少，由此可以改善高输出特性降低的问题。

另外，专利文献2中，为了改善制造时非水电解液对电极组的浸渗性，公开了在活性物质层的表面形成延长至周缘部的槽。专利文献3中，在为了改善非水电解液对电极组的浸渗性而设置槽的情况下，为了解决电极的强度降低等问题，公开了在活性物质层的表面形成格子状的槽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-10253号公报

专利文献2：日本特开平11-154508号公报

专利文献3:日本特开2007-311328号公报

发明内容

发明要解决的问题

关于用压延辊压延了的负极合剂层，由于负极活性物质被高密度化，因此可以以某种程度提高负极容量。但是，由于负极活性物质的填充密度提高，而非水电解质的浸渗性容易降低。

专利文献1～3中，在负极合剂层的表面形成凹部、槽。这种凹部、槽虽然可以以某种程度确保负极合剂层的表面的非水电解质的保持性，但是对于提高对内部的浸渗性而言不充分。另外，凹部、槽通过挤压等形成时，负极活性物质的填充密度进一步提高，因此非水电解质对负极合剂层内部的浸渗性容易降低。由此，输入输出特性(或放电负荷特性)容易降低。

进而，负极合剂层中，若紧密地填充负极活性物质，则由于压延、挤压等而对负极活性物质施加的应力难以得到缓和。对于施加了大的应力的状态的负极活性物质，在电池的充放电时，进一步施加锂离子的吸藏以及释放伴随的应力。其结果，负极活性物质颗粒破裂、压碎、或者负极合剂层脱落，而充放电特性容易受损。

另外，近年，随着装载锂离子二次电池的机器的小型化、高功能化，要求锂离子二次电池的小型化和高容量化。为了实现这种电池，对影响到电池容量的负极活性物质的进一步高密度化进行了研究。

具体而言，具备负极芯材片材、和被其表面支承的含有作为负极活性物质的碳质材料的负极合剂层的负极的情况下，以往尝试进一步提高1.3～1.4g/cm³程度的负极合剂层的填充密度(表观密度)。需要说明的是，锂离子二次电池中，通常正极容量大于负极容量，因此负极容量限制电池容量。

但是，进一步提高负极合剂层的填充密度的情况下，非水电解质对负极合剂层中的浸渗性进一步降低，输入输出特性受损。

用于解决问题的方案

本发明的目的在于，提供非水电解质对于负极合剂层的浸渗性提高、能够提高输入输出特性的锂离子二次电池用负极。

本发明的一方案涉及一种锂离子二次电池用负极，其包括负极芯材片材和被负极芯材片材支承的负极合剂层，负极合剂层含有负极活性物质颗粒和粘结剂，负极合剂层具有散布于表面和内部的多个空孔，空孔的平均最大直径R为45～125μm，空孔的个数密度是负极合剂层的表面每1cm²或面方向的截面每1cm²为8～17个。

本发明的另一方案涉及一种锂离子二次电池用负极的制造方法，其包括下述工序：制造含有负极活性物质颗粒、粘结剂、和至少含有水的分散介质的负极合剂浆料的工序；将负极合剂浆料涂布于负极芯材片材而形成涂膜的工序；通过加热干燥涂膜的工序；和通过对干燥了的涂膜进行压延、形成被负极芯材片材支承的负极合剂层的工序，粘结剂含有羧甲基纤维素的钠盐，羧甲基纤维素的钠盐具有0.23～0.7的醚化度、和20～1600的平均聚合度。