[發(fā)明專利]非水電解液二次電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210350156.3
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103022551A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷祐兒;宮崎晉也
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/587;H01M4/62
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種將層疊型電極體與非水電解液一起收容在層壓外包裝體內(nèi)的非水電解液二次電池。

背景技術(shù)

近年來，作為攜帶電話、攜帶型個人電腦、攜帶型音樂播放器等攜帶型電子設(shè)備的驅(qū)動電源，多使用以鋰離子二次電池為代表的非水電解液二次電池。此外，基于原油價格飆升和環(huán)境保護運動高漲的背景，正在積極地進行使用了非水電解液二次電池的電動汽車(EV)、混合電動汽車(HEV)、插電式混合電動汽車(PHEV)、電動自行車等電動車輛的開發(fā)。另外，作為以貯存深夜電力或太陽光發(fā)電的電力為目的的大型蓄電系統(tǒng)中所用的二次電池，正在開展中大型的非水電解液二次電池的開發(fā)。

在此種電動車輛或大型蓄電系統(tǒng)等中所用的非水電解液二次電池中，要求高容量、高能量密度，并且由于需要急速充電或高負載放電，因而強烈地要求以大電流進行充放電時的電池特性(高速充放電特性)的提高。另外，電動車輛或大型蓄電系統(tǒng)等中所用的非水電解液二次電池中，重要的是，所要求的電池壽命比小型攜帶機器用的電池長，即使充放電循環(huán)推進，電池特性也不會降低。

專利文獻

專利文獻1日本特開2006-59690

專利文獻2日本特開2001-135356

上述專利文獻1中，涉及以提供充放電循環(huán)使用壽命提高了的非水電解質(zhì)二次電池為目的的技術(shù)，根據(jù)公開內(nèi)容，將進行了球狀化處理的天然石墨90重量份和鱗片狀石墨10重量份混合后使用。另外，根據(jù)公開內(nèi)容，使用了醚化度為0.6～0.8的羧甲基纖維素。

上述專利文獻2中公開了如下內(nèi)容，即，通過使用加工為球狀的鱗片狀天然石墨作為負極活性物質(zhì)，可以得到循環(huán)使用特性優(yōu)異的電池。此外還公開了如下內(nèi)容，即，作為負極活性活物質(zhì)不僅使用了加工為球狀的鱗片狀天然石墨，同時還使用了未加工為球狀的鱗片狀天然石墨。

本發(fā)明人等在進行適于大電流(高速)下的充放電的非水電解液二次電池的開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)如果高速地進行充放電則隨著充放電循環(huán)推進電池容量降低的問題。對于此種問題，即使使用上述專利文獻1及2中公開的技術(shù)也無法充分地解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是解決上述的問題的發(fā)明，其目的在于，提供一種非水電解液二次電池，即使在高速地進行充放電的情況下，也可以抑制電池容量的降低。

本發(fā)明的非水電解液二次電池是將夾隔著間隔件層疊正極極板和負極極板而成的層疊型電極體與非水電解液一起收納在層壓外包裝體中的非水電解液二次電池，其特征在于，所述負極極板在負極芯體的表面形成有負極活性物質(zhì)層，在所述負極活性物質(zhì)層中含有球狀石墨、鱗片狀石墨、以及羧甲基纖維素，所述球狀石墨及所述鱗片狀石墨的平均的比表面積為2.0～4.0m²/g，所述羧甲基纖維素的醚化度為0.8～1.5，所述負極活性物質(zhì)層的填充密度為1.3～1.8g/cc。

根據(jù)本發(fā)明，利用各構(gòu)成的協(xié)同的效果，形成即使在高速地進行充放電的情況下也可以抑制電池容量的降低的非水電解液二次電池。

本發(fā)明中，所謂球狀石墨，是指縱橫比(長徑/短徑)為2.0以下的石墨。另外，所謂鱗片狀石墨，是指縱橫比為5.0以上的石墨。而且，縱橫比例如可以通過使用掃描型電子顯微鏡對粒子進行放大觀察(例如放大為1000倍)來測定。

本發(fā)明中，如下所示地求出球狀石墨及鱗片狀石墨的平均的比表面積。首先，求出球狀石墨及鱗片狀石墨的各自的BET比表面積。此后，在將球狀石墨的BET比表面積設(shè)為A，將鱗片狀石墨的BET比表面積設(shè)為B，將負極活性物質(zhì)層中所含有的球狀石墨的質(zhì)量設(shè)為C，將負極活性物質(zhì)層中所含有的鱗片狀石墨的質(zhì)量設(shè)為D的情況下，利用以下的式子求出。

球狀石墨及鱗片狀石墨的平均的比表面積＝A×(C/(C+D))+B×(D/(C+D))

本發(fā)明中，作為羧甲基纖維素(CMC)，可以使用具有以下面的通式表示的結(jié)構(gòu)的材料。

[化1]

式中，R表示H或CH₂COOX。X是選自Na、NH₄、Ca、K、Al、Mg及H中的一種。在R及X存在多個的情況下，分別既可以相同也可以不同。

負極活性物質(zhì)層中所含有的CMC的含量優(yōu)選相對于負極活性物質(zhì)的總量設(shè)為0.5～4.0質(zhì)量％。這樣，就會形成負極活性物質(zhì)之間、以及負極活性物質(zhì)層與負極芯體之間的密合性優(yōu)異的負極極板。

本發(fā)明中，通過將負極活性物質(zhì)層的填充密度設(shè)為1.3～1.8g/cc，而形成適合高速下的充放電的非水電解液二次電池。