[发明专利]蓄电元件及蓄电装置

说明书

技术分野

本发明涉及具有正极、负极、配置于该正极与负极之间的隔膜、和非水电解质的蓄电元件、以及具备多个该蓄电元件的蓄电装置。

背景技术

近年来，作为世界性的对环境问题的对策，正在推进从汽油车到混合动力车或电动车的转换、或者电动车的普及等，锂离子二次电池等各种蓄电元件被广泛利用。因此，在这样的蓄电元件中，越来越追求高输出功率化。

因此，以往，提出了通过在负极活性物质中使用难石墨化性碳而实现高输出功率化的蓄电元件（例如，参照专利文献1）。在该蓄电元件中，通过使用平均粒径D50为1～20μm（优选为4～15μm）的难石墨化性碳来作为在负极形成的负极活性物质，从而实现了高输出功率化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2005/098998号

发明内容

发明要解决的问题

此处，本申请发明人等发现：若将难石墨化性碳小粒径化至平均粒径D50达到数μm左右，则虽然可有效实现高输出功率化，但存在耐久性降低这样的问题。即，在上述以往的蓄电元件中，在为了实现高输出功率化而使用该小粒径的难石墨化性碳来作为负极活性物质时，存在耐久性降低这样的问题。

本发明为了解决上述问题而实施，目的在于提供可实现高输出功率化且高耐久性的蓄电元件及蓄电装置。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的蓄电元件具有正极、负极、配置于上述正极与上述负极之间的隔膜、和非水电解质，上述负极具有含有难石墨化性碳作为负极活性物质的负极活性物质层，上述负极活性物质的每单位体积的重量（密度）为0.92g/cc以上且1.13g/cc以下，在粒径的粒度分布中累积体积达到90%的粒径D90为4.3μm以上且11.5μm以下。

因此，本申请发明人等进行深入研究和实验，结果发现：在使用难石墨化性碳作为负极活性物质，使负极活性物质的密度为0.92g/cc以上且1.13g/cc以下，且使粒径D90为4.3μm以上且11.5μm以下时，可实现高输出功率化且高耐久性。即，若使负极活性物质的密度过度降低，则由劣化引起的容量及输出功率的降低变大，耐久性降低，若使负极活性物质的密度过度提高，则在负极发生褶皱，电极体的制作变得困难。另外，在负极发生褶皱时，即使使用利用该负极制作出的电极体，耐久性也降低。因此，通过使负极活性物质的密度落入适当范围，从而可以在维持高容量及高输出功率的同时实现高耐久性。另外，若使负极活性物质过度小粒径化，则由劣化引起的容量及输出功率的降低变大，耐久性降低，在负极活性物质中粗大粒子多时，将正极、负极、隔膜层叠并进行按压以使电极厚度变薄时，该粗大粒子成为支柱从而小粒径的负极活性物质之间的接触变得不充分，输出功率降低。因此，通过使负极活性物质的粒径D90落入适当范围，从而可以在维持高容量及高输出功率的同时实现高耐久性。

另外，将上述负极活性物质的每单位体积的重量（密度）设为A1g/cc，将上述负极活性物质的粒径D90设为B1μm时，可以使其满足A1=-0.014×B1+C1（其中，4.3≤B1≤8.5、1.04≤C1≤1.20）的关系。

由此，本申请发明人等进行深入研究和实验，结果发现：在负极活性物质的密度和粒径D90满足上述关系时，可进一步实现高输出功率化且高耐久性。即，负极活性物质的粒径D90在4.3μm以上且8.5μm以下的范围内，在该粒径D90为4.3μm时，负极活性物质的密度为0.98g/cc以上且1.13g/cc以下，在该粒径D90为6.5μm时，该密度为0.95g/cc以上且1.10g/cc以下，该粒径D90为8.5μm时，该密度为0.92g/cc以上且 1.07g/cc以下，从而可以在维持高容量及高输出功率的同时进一步实现高耐久性。

另外，就上述负极活性物质而言，可以使在粒径的粒度分布中累积体积达到50%的粒径D50为2.7μm以上且5.9μm以下。

由此，由于在负极活性物质的粒径D90为4.3μm以上且11.5μm以下时粒径D50为2.7μm以上且5.9μm以下，因此在该粒径D50在该范围内时，可实现高输出功率化且高耐久性。

另外，将上述负极活性物质的每单位体积的重量（密度）设为A2g/cc，将上述负极活性物质的粒径D50设为B2μm时，可以使其满足A2=-0.003×B2+C2（其中，2.7≤B2≤4.6、1.05≤C2≤1.21）的关系。