[發(fā)明專利]電池、用于電池的負(fù)極、電池組、電子裝置以及電動車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310095260.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103367709A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松井貴昭;增子彩;松下忠史;石井武彥
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/587;C01B31/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池和用于電池的負(fù)極。此外，本發(fā)明涉及使用電池的電池組、電子裝置、電動車輛、電力存儲裝置和電力系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

近年來，隨著諸如移動電話、攝像機(jī)、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)等的便攜式電子信息裝置的普及，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這些裝置的高性能、小型化和重量降低。作為裝置的電源，使用了一次性原電池或可再利用的二次電池，但是對非水電解質(zhì)電池，尤其是鋰離子二次電池的需求增加，這是因?yàn)槠湫阅堋⒊叽纭⒅亓俊⒊杀镜鹊牧己玫恼w平衡。此外，隨著逐步實(shí)現(xiàn)了這樣的裝置的另外的高性能、小型化等，甚至關(guān)于非水電解質(zhì)電池諸如鋰離子二次電池期望新的高能量密度。?

在由鋰離子二次電池表示的二次電池中，石墨材料被廣泛用作負(fù)極活性物質(zhì)，并且因?yàn)樾枰呷萘浚谑牧现校梢允褂镁哂写罄碚撊萘康奶烊皇蚓哂信c天然石墨相同形式的人造石墨。?

在日本未審查專利申請公開號8-180869中，在使用纖維狀碳作為負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，描述了一種使用電極來解決由于顯著高的取向性而引起的結(jié)構(gòu)各向異性強(qiáng)，并且由于取決于方向嵌入的不同可能性而引起的容量并不增加的缺陷的方法。具體地，描述了其中可以使用碳質(zhì)材料來提供二次電池的電極的方法，所述碳質(zhì)材料具有不大于5mm的平均長度并且可由具有70%≤P≤85%的取向度P和通過X射線衍射的的結(jié)晶厚度Lc的碳本體（carbon?body）獲得。因此，可以實(shí)現(xiàn)具有高容量的二次電池。?

在日本未審查專利申請公開號2006-286427中，描述了一種用于非水電解質(zhì)二次電池的電極板，其包括在集電體的至少一個(gè)表面上的兩個(gè)或更多個(gè)電極活性物質(zhì)層和一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層，并且具有通過交替層壓電極活性物質(zhì)層和導(dǎo)電層而構(gòu)造的能夠進(jìn)行充電和放電的層壓結(jié)構(gòu)。在用于非水?電解質(zhì)二次電池的電極板中，每個(gè)導(dǎo)電層是具有空隙的離子可透過多孔物質(zhì)，并且與集電體直接導(dǎo)電（導(dǎo)通）或者通過其他導(dǎo)電層與集電體間接導(dǎo)電（導(dǎo)通）。因此，每單位面積電極的活性物質(zhì)的量可能增加，而不會降低輸出特性，并且電極板的重量能量密度和體積能量密度可能會提高。因此，可以降低集電體和隔膜的數(shù)目，由此降低材料成本。?

在日本未審查專利申請公開號2003-68301中，描述了一種使用包括負(fù)極混合物層的負(fù)極以便解決當(dāng)使用鱗片狀石墨顆粒時(shí)電池的負(fù)荷特性劣化的問題的方法，所述負(fù)極混合物層包含平均圓度為至少0.93的石墨顆粒作為負(fù)極活性物質(zhì)和其他石墨顆粒。描述了一種提供具有優(yōu)異的負(fù)荷特性的非水電解質(zhì)二次電池的方法，其中通過負(fù)極混合物層的X射線衍射獲得的石墨顆粒的取向度為至少0.001。?

此外，在日本未審查專利申請公開號2009-238584中，描述了一種使用碳顆粒的負(fù)極，所述碳顆粒具有0.6至0.9的顆粒截面的圓度、通過X射線衍射測量獲得的以下的石墨晶體的層間距離d（002）、以及以上的在C軸方向上的結(jié)晶尺寸Lc（002）。在日本未審查專利申請公開號2009-238584中，描述了一種在負(fù)極中使用碳顆粒從而獲得高容量和優(yōu)異的循環(huán)特性的電池的方法，在該碳顆粒中，通過X射線衍射測量的碳002面和碳110面的峰值強(qiáng)度比率為600以下。?

發(fā)明內(nèi)容

然而，在相關(guān)技術(shù)的負(fù)極中，除了鱗片狀天然石墨會易于在電極的縱向方向上取向的問題以外，在循環(huán)中隨時(shí)間變化負(fù)極的穩(wěn)定性仍然不足，因此有必要實(shí)現(xiàn)電極的長壽命。尤其是，當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度比相關(guān)技術(shù)中的厚度更厚以便實(shí)現(xiàn)電極的高容量時(shí)，循環(huán)特性可能會更顯著劣化。關(guān)于這些問題，在上述專利文獻(xiàn)中披露的技術(shù)中，穩(wěn)定性依然保持不足。?

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種電池，包括：正極；負(fù)極，其中在負(fù)極集電體的至少一個(gè)表面上形成包含含有天然石墨的負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層；以及電解質(zhì)，其中負(fù)極集電體的每一個(gè)表面的負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為50μm以上且100μm以下，并且在從負(fù)極集電體直到在負(fù)極活性物質(zhì)層的表面方向中負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度的1/2的負(fù)極活性物質(zhì)層中，表示為作為通過X射線衍射法測量的碳002面和碳110面的峰值強(qiáng)度比率的（碳002面的峰值強(qiáng)度/碳110面的峰值強(qiáng)度）的取向度A為100以上且500以下。?