[發(fā)明專利]鋰離子二次電池用負(fù)極以及鋰離子二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710463878.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107546366A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 脇一平;丹上雄兒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汽車能源供應(yīng)公司
• 主分類號(hào): H01M4/133
• 分類號(hào): H01M4/133;H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11290
• 代理人: 王玉玲,李雪春

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求于2016年06月29日向日本特許廳提交的日本專利申請(qǐng)2016-128900號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及被用于非水電解質(zhì)電池、尤其是鋰離子二次電池的負(fù)極。

背景技術(shù)

非水電解質(zhì)電池作為包括混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)車等的汽車用電池而被付諸實(shí)用化。作為此種車載電源用電池，使用鋰離子二次電池。對(duì)鋰離子二次電池要求同時(shí)具備輸出特性、能量密度、容量、壽命及高溫穩(wěn)定性等各種特性。尤其為了改善電池的輸入輸出特性，而試圖對(duì)電極進(jìn)行各種改良。

在日本特開2001－229914號(hào)中提出具有高容量且抑制充電時(shí)產(chǎn)生氣體的二次電池用的碳質(zhì)負(fù)極、以及使用該負(fù)極的二次電池。日本特開2001－229914號(hào)的特征為使用以下所示的非晶質(zhì)碳包覆石墨作為負(fù)極的活性物質(zhì)。該非晶質(zhì)碳包覆石墨的以熱重分析(TG)取得的、基于規(guī)定的測(cè)定方法得到的第一階段重量減少量為升溫前的重量的3～20％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的鋰離子二次電池用負(fù)極，具備負(fù)極集電體和配置于上述負(fù)極集電體且包含碳材料及水系粘合劑的鋰離子二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)，該碳材料是具有重量為該碳材料的總重量的5％以下的非晶質(zhì)碳的包覆層的石墨粒子。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的鋰離子二次電池用負(fù)極的示意性剖視圖。

圖2A及2B為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的鋰離子二次電池用負(fù)極的碳材料的示意圖。

圖3為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的鋰離子二次電池的示意性剖視圖。

具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)說明中，出于說明的目的，為了提供對(duì)所公開的實(shí)施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細(xì)節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)施一個(gè)或更多的實(shí)施方式。在其它的情況下，為了簡(jiǎn)化制圖，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置。

使用非晶質(zhì)碳包覆石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)中的碳材料的日本特開2001－229914號(hào)的二次電池，可以抑制充電時(shí)產(chǎn)生氣體。但是，若以大量的非晶質(zhì)碳包覆石墨，則容易從配置有負(fù)極活性物質(zhì)層的金屬箔等的集電體剝離負(fù)極活性物質(zhì)層。

為此，本發(fā)明的目的之一在于，通過優(yōu)化用于負(fù)極活性物質(zhì)的碳材料中非晶質(zhì)碳與石墨的比例來提高鋰離子二次電池用負(fù)極的耐久性。

本發(fā)明的實(shí)施方式的鋰離子二次電池用負(fù)極具備負(fù)極集電體和配置于上述負(fù)極集電體且包含碳材料及水系粘合劑的鋰離子二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)，上述碳材料是具有包覆層的石墨粒子，所述包覆層包含相對(duì)于碳材料的總重量為5重量％以下的非晶質(zhì)碳。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的鋰離子二次電池用負(fù)極，其負(fù)極活性物質(zhì)層與金屬箔的粘接力較高，因此具有優(yōu)異的耐久性。使用該鋰離子二次電池用負(fù)極的鋰離子二次電池具有優(yōu)異的耐久性且壽命長(zhǎng)。

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，鋰離子二次電池在封裝體內(nèi)部包含發(fā)電元件，所述發(fā)電元件包含正極、負(fù)極、隔膜和電解液。在此，鋰離子二次電池用負(fù)極(以下也簡(jiǎn)稱為“負(fù)極”。)包含負(fù)極集電體和配置于負(fù)極集電體的負(fù)極活性物質(zhì)層。具體而言，負(fù)極為包含負(fù)極集電體和負(fù)極活性物質(zhì)層的薄板狀或片狀的電池構(gòu)件。負(fù)極活性物質(zhì)層通過將包含負(fù)極活性物質(zhì)、粘合劑和需要時(shí)添加的導(dǎo)電助劑的混合物涂布于負(fù)極集電體而形成。

在此，負(fù)極活性物質(zhì)優(yōu)選包含碳材料。碳材料特別優(yōu)選為具有相對(duì)于碳材料的總重量為5重量％以下的非晶質(zhì)碳的包覆層的石墨粒子。在此，“具有非晶質(zhì)碳的包覆層的石墨粒子”是指表面被非晶質(zhì)碳包覆的石墨粒子。在“具有非晶質(zhì)碳的包覆層的石墨粒子”中，只要使石墨粒子的表面的一部分被非晶質(zhì)碳包覆即可，無需使石墨粒子的整個(gè)表面被非晶質(zhì)碳包覆。另外，提及“包覆層”的表述未必是指具有均勻厚度的層。在本實(shí)施方式中，石墨粒子被相對(duì)于碳材料的總重量為5重量％以下的非晶質(zhì)碳包覆較為重要。

若使各實(shí)施方式中使用的石墨(石墨粒子)包含于負(fù)極活性物質(zhì)層，則在電池的剩余容量(SOC)低時(shí)也具有能夠提高電池的輸出的優(yōu)點(diǎn)。石墨為六方晶系六角板狀晶體的碳材料，有時(shí)被稱作黑鉛或石墨(graphite)等。石墨優(yōu)選為粒子形態(tài)。