[发明专利]锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年06月29日向日本特许厅提交的日本专利申请2016-128900号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及被用于非水电解质电池、尤其是锂离子二次电池的负极。

背景技术

非水电解质电池作为包括混合动力汽车及电动车等的汽车用电池而被付诸实用化。作为此种车载电源用电池，使用锂离子二次电池。对锂离子二次电池要求同时具备输出特性、能量密度、容量、寿命及高温稳定性等各种特性。尤其为了改善电池的输入输出特性，而试图对电极进行各种改良。

在日本特开2001－229914号中提出具有高容量且抑制充电时产生气体的二次电池用的碳质负极、以及使用该负极的二次电池。日本特开2001－229914号的特征为使用以下所示的非晶质碳包覆石墨作为负极的活性物质。该非晶质碳包覆石墨的以热重分析(TG)取得的、基于规定的测定方法得到的第一阶段重量减少量为升温前的重量的3～20％。

发明内容

本发明的实施方式涉及的锂离子二次电池用负极，具备负极集电体和配置于上述负极集电体且包含碳材料及水系粘合剂的锂离子二次电池用负极活性物质，该碳材料是具有重量为该碳材料的总重量的5％以下的非晶质碳的包覆层的石墨粒子。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式的锂离子二次电池用负极的示意性剖视图。

图2A及2B为表示本发明的一个实施方式的锂离子二次电池用负极的碳材料的示意图。

图3为表示本发明的一个实施方式的锂离子二次电池的示意性剖视图。

具体实施方式

在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。

使用非晶质碳包覆石墨作为负极活性物质中的碳材料的日本特开2001－229914号的二次电池，可以抑制充电时产生气体。但是，若以大量的非晶质碳包覆石墨，则容易从配置有负极活性物质层的金属箔等的集电体剥离负极活性物质层。

为此，本发明的目的之一在于，通过优化用于负极活性物质的碳材料中非晶质碳与石墨的比例来提高锂离子二次电池用负极的耐久性。

本发明的实施方式的锂离子二次电池用负极具备负极集电体和配置于上述负极集电体且包含碳材料及水系粘合剂的锂离子二次电池用负极活性物质，上述碳材料是具有包覆层的石墨粒子，所述包覆层包含相对于碳材料的总重量为5重量％以下的非晶质碳。

本发明的实施方式涉及的锂离子二次电池用负极，其负极活性物质层与金属箔的粘接力较高，因此具有优异的耐久性。使用该锂离子二次电池用负极的锂离子二次电池具有优异的耐久性且寿命长。

以下对本发明的实施方式进行说明。本实施方式中，锂离子二次电池在封装体内部包含发电元件，所述发电元件包含正极、负极、隔膜和电解液。在此，锂离子二次电池用负极(以下也简称为“负极”。)包含负极集电体和配置于负极集电体的负极活性物质层。具体而言，负极为包含负极集电体和负极活性物质层的薄板状或片状的电池构件。负极活性物质层通过将包含负极活性物质、粘合剂和需要时添加的导电助剂的混合物涂布于负极集电体而形成。

在此，负极活性物质优选包含碳材料。碳材料特别优选为具有相对于碳材料的总重量为5重量％以下的非晶质碳的包覆层的石墨粒子。在此，“具有非晶质碳的包覆层的石墨粒子”是指表面被非晶质碳包覆的石墨粒子。在“具有非晶质碳的包覆层的石墨粒子”中，只要使石墨粒子的表面的一部分被非晶质碳包覆即可，无需使石墨粒子的整个表面被非晶质碳包覆。另外，提及“包覆层”的表述未必是指具有均匀厚度的层。在本实施方式中，石墨粒子被相对于碳材料的总重量为5重量％以下的非晶质碳包覆较为重要。

若使各实施方式中使用的石墨(石墨粒子)包含于负极活性物质层，则在电池的剩余容量(SOC)低时也具有能够提高电池的输出的优点。石墨为六方晶系六角板状晶体的碳材料，有时被称作黑铅或石墨(graphite)等。石墨优选为粒子形态。