[发明专利]锂离子二次电池用负极活性物质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用负极活性物质和使用了该物质的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有高的能量密度，作为电气汽车用、电力储藏用的电池得到瞩目。特别，作为电气汽车，有未搭载引擎的零排放电气汽车、搭载了引擎和二次电池这两方的混合动力电气汽车、以及从体系电源充电的插入混合动力电气汽车。另外，锂离子二次电池还期待作为储藏电力且在电力体系被切断了的紧急时供给电力的固定式电力储藏系统的用途。

在这样的用途中，要求充放电循环中的优良的耐久性。在充放电循环中，伴随锂离子的吸收·释放，负极活性物质的结晶体积变化。最初紧贴着的负极活性物质的粒子彼此伴随充放电循环数的增加而逐渐开始分离，粒子之间的电子传导性恶化。其结果，负极的容量降低。因此，需要负极内部的电子传导性不易恶化的负极活性物质。

为了抑制高温保存时的容量降低或者循环劣化，开发了高耐久性的电极材料、电解液等，在其中，也提出有多个与负极的电极构造有关的发明。作为其代表例，有(专利文献1)～(专利文献4)。

在(专利文献1)中，示出了在负极混合剂层上滴下了碳酸丙烯酯时，对负极赋予该液滴和负极混合剂层的接触角在100秒以内成为10度以下那样的吸液特性，从而使充放电循环特性提高的技术。

在(专利文献2)中，公开了使导电材料附着到活性物质粉末的表面，使活性物质粉末与导电材料之间的电连接稳定地维持的活性物质。

在(专利文献3)中，作为粘合剂，将弹性率是3.0GPa以上的树脂、优选为聚酰亚胺树脂使用于将锡作为活性物质包含的锂二次电池用负极，使负极的充放电循环特性提高。

在(专利文献4)中，公开了使用弹性率不同的二种粘合剂，使负极的空隙率成为18％～70％，使循环特性提高的发明。

专利文献1：日本特开2004-22507号公报

专利文献2：日本特开2008-277128号公报

专利文献3：日本特开2007-149604号公报

专利文献4：日本特开2009-224239号公报

发明内容

如上所述，在充放电循环时，负极活性物质的体积变化，所以存在负极内部的导电性网络渐渐劣化，其结果，负极的容量降低这样的问题。相对于此，本发明的目的在于，抑制负极的容量降低，实现锂离子二次电池的长寿命化。

为了解决上述课题，本发明者进行了潜心研究的结果，发现了负极活性物质的粒子具有核材和包覆层的二层构造，包覆层具有追随充放电循环时的核材的膨胀收缩那样的机械性的特性是重要的。如果使用这样的负极活性物质，则充放电循环所致的负极的容量的降低被抑制，能够改善电池的寿命。

即，本发明的锂离子二次电池用负极活性物质的特征在于，包括石墨的核材和覆盖该核材的表面的包覆层，包覆层的厚度是1nm～200nm，包覆层的体积弹性率小于核材的体积弹性率。

通过本发明，能够得到充放电循环所致的容量降低被抑制了的负极。通过使用该负极，能够使锂离子二次电池的寿命提高。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将更加明确。

附图说明

图1是示出本发明的锂离子二次电池的一个实施方式的剖面图。

图2是示出电池模块的一个实施方式的图。

(符号说明)

101：锂离子二次电池；110：正极；111：隔板；112：负极；113：电池罐；114：正极集电片；115：负极集电片；116：内盖；117：内压开放阀；118：衬垫；119：正温度系数(PCT)电阻元件；120：带正极端子的电池盖；201：电池模块；202：锂离子二次电池；203：正极端子；204：汇流条；205：电池罐；206：支撑零件；207：正极外部端子；208：负极外部端子；209：运算处理部；210：充放电电路；211：供电负载电源；212：电力线；213：信号线；214：外部电力电缆。

具体实施方式

以下，详细说明本发明。