[发明专利]锂离子二次电池用负极材料、锂离子二次电池用负极和锂离子二次电池

说明书

一种锂离子二次电池用负极材料，其包含满足下述(1)和(2)的碳材料。(1)基于体积基准的粒径的D90/D10大于2.0且小于4.3。(2)将总测定粒子数10000个中的基于个数基准的当量圆直径小于或等于5μm的粒子个数N除以通过77K时的氮吸附测定所求出的比表面积S所得的值即N/S大于或等于750(个·g/cm²)。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用负极材料、锂离子二次电池用负极和锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池利用小型、轻量、且高能量密度这样的特性，一直以来被广泛用于笔记本型个人计算机(PC)、手机、智能手机、平板型PC等电子设备。近年来，以由CO₂排放引起的全球变暖等环境问题为背景，仅利用电池进行行驶的清洁型电动汽车(EV)、组合了汽油发动机与电池的混合电动汽车(HEV)、插电式混合电动汽车(PHEV)等电动汽车逐渐普及，正在推进作为搭载于这些电动汽车的电池的锂离子二次电池(车载用锂离子二次电池)的开发。

锂离子二次电池的负极材料的性能对锂离子二次电池的特性有较大影响。作为锂离子二次电池用负极材料的材料，广泛使用碳材料。负极材料中使用的碳材料大致分为石墨和结晶性低于石墨的碳材料(非晶质碳等)。石墨具有由碳原子的六角网面有序地层叠而成的结构，制成锂离子二次电池的负极材料时，从六角网面的端部进行锂离子的插入和脱离反应，进行充放电。

非晶质碳的六角网面的层叠不规则、或不具有六角网面。因此，使用非晶质碳的负极材料中，锂离子的插入和脱离反应在负极材料的整个表面进行。因此，与使用石墨作为负极材料的情况相比，容易获得输入输出特性优异的锂离子电池(例如，参照专利文献1和专利文献2)。另一方面，非晶质碳由于结晶性低于石墨，因此能量密度低于石墨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-370662号公报

专利文献2：日本特开平5-307956号公报

专利文献3：国际公开第2012/015054号

发明内容

发明要解决的课题

考虑到上述那样的碳材料的特性，也提出了如下的负极材料：将非晶质碳与石墨复合化而在维持高的能量密度的同时提高输入输出特性，且通过设为用非晶质碳被覆石墨的状态从而降低表面的反应性，在良好地维持初期的充放电效率的同时提高了输入输出特性(例如，参照专利文献3)。

对于EV、HEV等中使用的锂离子二次电池而言，从驾驶舒适性、连续行驶的长距离化等的观点考虑，要求高能量密度化。高能量密度化的锂离子二次电池要求缩短充电时间。为了缩短锂离子二次电池的充电时间，需要使电流密度上升。但是，在为了短时间内填充锂离子二次电池而使电流密度上升的情况下，存在负极中容易发生锂析出，输入特性、循环特性等恶化的倾向。

由于通过增加能够充放电的锂离子的量而能够实现锂离子二次电池的高能量密度化，因此对负极的厚膜化进行了研究。但是，在想要通过负极的厚膜化来实现锂离子二次电池的高能量密度化的情况下，充放电的循环初期为高容量，但通过反复充放电，SEI(固体电解质相界面，Solid Electrolyte Interphase)被膜逐渐生长。由此，负极中的空隙堵塞而使锂离子的移动性受损，其结果，循环特性容易降低。

本发明的一个方式的目的在于提供一种能够制造输入输出特性和循环特性优异的锂离子二次电池的锂离子二次电池用负极材料和锂离子二次电池用负极。

进一步，本发明的一个方式的目的在于提供一种输入输出特性和循环特性优异的锂离子二次电池。

用于解决课题的方法

用于解决上述课题的具体方法包含以下方式。