[發明專利]負極及使用該負極的電池

無效

• 申請號: 200710087388.3
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101051684A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 廣瀨貴一;川瀨賢一;小西池勇;巖間正之;松元浩一
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M10/40
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請交叉參考

本發明包括于2006年4月4日向日本專利局提交的與JP2006-102814號日本專利申請有關的主題，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種包含硅(Si)和錫(Sn)中的至少一種作為元素的負極以及一種使用該負極的電池。

背景技術

近年來，由于移動裝置已經高度發展并多功能化，要求作為這些移動裝置的電源的二次電池(secondary?battery蓄電池)具有較高容量。作為滿足這種需求的二次電池，出現了鋰離子二次電池。但是，由于在目前的實際應用中石墨被用作鋰離子二次電池的負極，其電池容量處于飽和狀態，因此難以達到其極高的容量。因此，考慮使用硅、錫等作為負極。近年來，已經報導了通過氣相沉積法等在負極集電體上形成負極活性物質層(例如，參考日本未審查的專利申請文獻第8-50922號和第11-135115號，以及日本專利文獻第2948205號)。

但是，由于充電或放電，使得硅或錫膨脹和收縮較大。因此，具有如下缺點。即，例如，負極活性物質層脫落，并且循環特性降低。此外，負極集電體變形并且在負極中產生褶皺，進而電池腫脹。因此，考慮通過在負極活性物質層中形成溝槽或者在負極集電體中形成狹縫，緩和由膨脹和收縮產生的應力，并且提高了特性(例如，參考日本未審查專利申請文獻第2003-17040號和第2003-17069號)。

發明內容

但是，在負極活性物質層中形成溝槽的方法中，如果嘗試獲得充分的效果則容量降低。在負極集電體中形成狹縫的方法中，難以獲得均勻膜厚度的負極活性物質層，導致鋰(Li)等沉淀，并且不能獲得充分的循環特性。

考慮到上述問題，在本發明中，期望提供一種負極和使用該負極的電池，其中該負極能夠緩和由于膨脹和收縮產生的應力。

根據本發明的實施例，提供了一種負極，在該負極中，包含硅和錫中的至少一種作為元素的負極活性物質層設置在帶狀負極集電體的兩面上，其中，在負極集電體和負極活性物質層中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量(longitudinalcomposition)而延伸。

根據本發明的實施例，提供了一種包括正極、負極、以及電解質的電池，其中，負極具有帶狀負極集電體和負極活性物質層，所述負極活性物質層設置在負極集電體的兩面上并且包含硅和錫中的至少一種作為元素，并且在負極集電體和負極活性物質層中，形成有至少一個穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量而延伸。

根據本發明實施例的負極，形成有穿透部，該穿透部貫穿負極集電體和負極活性物質層而被切掉或切開，并且以包括負極集電體的縱向分量而延伸。因此，由于負極活性物質層的膨脹和收縮而在負極集電體上產生的應力被緩和，并且能夠避免產生褶皺。結果，能夠防止負極活性物質層的分離以及負極厚度的增加。因此，根據使用這種負極的本發明實施例的電池，能夠提高電池特性(諸如循環特性)，并且能夠防止電池腫脹。

特別地，當穿透部的延伸方向平行于負極集電體的縱向方向時，當穿透部的延伸方向與負極集電體的縱向方向的夾角是60度或更小時，當沿穿透部縱向分量的一個長度是負極活性物質層的長度的25％或更多(優選地是50％或更多，且更優選地是70％或更多)時，當設置有多個穿透部時，或者當穿透部的寬度是0.1mm至5mm時，可以獲得更好的效果。

本發明的其它和進一步的目的、特征和優點將從以下的描述中更全面地呈現。

附圖說明

圖1是示出了根據本發明第一實施例的二次電池的結構的橫截面；

圖2A至圖2G是示出了圖1所示的負極的展開狀態的平面圖；

圖3A至圖3C是示出了圖1所示的正極的結構的橫截面；

圖4是示出了根據本發明第二實施例的二次電池的結構的分解透視圖；

圖5是示出了沿圖4所示二次電池的線I-I截取的結構的橫截面；以及

圖6A和圖6B是示出了本發明的改進的視圖。

具體實施方式

以下，將參考附圖詳細描述本發明的實施例。

[第一實施例]