[发明专利]锂离子二次电池

说明书

本发明提供能够提高电极的复合材料层的充放电反应的均一性而提高循环特性的锂离子二次电池。锂离子二次电池100具备正极11、负极12、隔膜13及非水电解液14，非水电解液中的锂离子的扩散电阻、非水电解液的欧姆电阻、正极/负极复合材料层的欧姆电阻、正极/负极活性物质的表面的反应电阻、正极/负极复合材料层中的锂离子的扩散电阻中的至少三个电阻的电阻值，相比复合材料层的靠近隔膜的位置，靠近集电体的位置的一方较小。在以1C的电流从SOC0％到达到规定的上限电压进行恒电流充电时，靠近隔膜的位置和靠近集电体的位置之间的固相中的锂离子浓度的差Δc在0.1以下。上述至少三个电阻在将复合材料层的厚度方向上的结构设为大致均匀的情况下，包括电阻值较大的前三个电阻，该情况下的锂离子浓度的差Δc比0.1大。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。

背景技术

已知一种锂离子二次电池，具备：正极，具有正极集电体及在正极集电体的表面形成的正极复合材料层；负极，具有负极集电体及在负极集电体的表面形成的负极复合材料层；隔膜，位于正极和负极之间；以及非水电解液。

在这种锂离子二次电池中，例如为了提高能量密度和降低制造成本，考虑了通过增加电极的复合材料层的厚度，来增大每单位电极面积的容量的结构。

然而，在增加复合材料层的厚度时，在电池的充放电时，相比靠近集电体的位置，靠近隔膜的位置的活性物质的使用频率变高，复合材料层内部的反应均一性下降。因此，随着电池的充放电循环的进行，发生靠近隔膜的位置的活性物质的劣化，电池的循环特性恶化。

因此，专利文献1中记载了如下电极：在复合材料层的厚度方向上，相比外侧表面部分，通过将内部的结构设置为高密度或低气孔率，从而实现了厚度方向的反应均一化。

另外，专利文献2中记载了一种在复合材料层的厚度方向上，相比靠近隔膜的位置，通过增大靠近集电体的位置的活性物质粒子的比表面积，从而实现了厚度方向的反应均一化的电极。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-138650号公报

专利文献2：日本特开平11-25956号公报

在上述的专利文献1及专利文献2中记载的电极中，关于电极的多个电阻分量中的一个电阻分量，是相比靠近隔膜的位置，靠近集电体的位置的电阻值较小的结构。

然而，由于电极中存在多个电阻分量，如果只是针对一个电阻分量，相比靠近隔膜的位置，使靠近集电体的位置的电阻值较小，则反应均一化的效果会受到限制。

另外，由于作为复合材料层内部的反应均一性下降的主要原因的电阻分量因电池结构的差异等而不同，因此与作为反应均一性下降的主要原因的电阻分量不同的电阻分量，即使是相比靠近隔膜的位置，靠近集电体的位置的电阻值较小的结构，也无法实现复合材料层内部的有效的反应均一化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高电极的复合材料层的厚度方向的充放电反应的均一性，提高循环特性的锂离子二次电池。