[發明專利]鋰二次電池

有效

• 申請號: 201780003194.2
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN108028388B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 宇治原徹;石川晃平
• 申請（專利權）人: 松下控股株式會社
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/134;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李照明;段承恩

一種鋰二次電池，具有正極、含有鋰離子的電解液、和負極集電體，所述負極集電體具有鋰金屬或鋰合金在其上進行溶解和析出的表面，所述負極集電體具有晶體結構。按照以下方式將所述負極集電體的所述表面的多個區域分成3個或4個組，所述方式為：各自具有1個主晶面、或相對于所述1個主晶面具有20°以內的偏離角的偏離面的1個以上區域，相應于各所述主晶面而被分成屬于同一組，在如此分組時，在所述負極集電體的所述表面中，以密排面作為所述主晶面的組在所述多個組中占據最大的面積。

技術領域

本公開涉及鋰二次電池。

背景技術

金屬鋰的標準電極電位為-3.01V，這是在標準狀態下所有的金屬元素中最低的值。由于正極和負極之間的電極電位之差會成為電池的電動勢，所以金屬鋰負極是理論上能夠構成具有最大電動勢的電池的材料。而且，金屬鋰在所有金屬元素中最輕，單位質量的電荷量大，所以金屬鋰負極也是能夠構成單位重量蓄積的電荷量提高了的電池的材料。由于從電池取出的能量是由電動勢和蓄積的電荷量之積求出的，所以金屬鋰負極是實現高能量密度的理想材料。基于這樣的情況，金屬鋰負極作為搭載于難以減輕動力源重量的電動汽車上的二次電池的材料備受期待。

金屬鋰負極，由于通過放電反應(氧化)而被溶解的鋰離子在充電反應(還原)時變回金屬鋰，所以潛在性的成為蓄電池負極。但是在鋰離子通過充電反應變回金屬鋰之際，在作為生長基的負極集電體上金屬鋰以樹枝狀析出，該樹枝狀析出的金屬鋰存在引起短路的問題。而且，由于金屬鋰是禁水性的，所以盡管作為電解液使用有機溶劑，但通常有機溶劑是可燃性的，有短路造成電池熱失控的危險，在安全性和可靠性方面有問題。

面對在這樣的負極集電體上金屬鋰以樹枝狀析出的問題，過去研究了通過各種技術來解決。例如在專利文獻1中公開了例如使用JIS B0601中定義的10點平均粗糙度(Rz)為10μm以下的金屬作為負極集電體的技術。例如專利文獻2中公開了使用非晶金屬作為負極集電體的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2001-243957號公報

專利文獻2:日本特開2001-250559號公報

發明內容

發明要解決的課題

本公開提供了能夠抑制金屬鋰以樹枝狀析出的現象的負極集電體和鋰二次電池。

解決課題的手段

本公開的一方案涉及的鋰二次電池，具有正極、含有鋰離子的電解液、和負極集電體，所述負極集電體具有鋰金屬或鋰合金在其上進行溶解和析出的表面，所述負極集電體具有晶體結構，按照以下方式將所述負極集電體的所述表面的多個區域分成3個或4個組，所述方式為：各自具有密勒指數中的3個分別用0或1表示的一個主晶面、或相對于所述1個主晶面具有20°以內的偏離角的偏離面的1個以上區域，相應于各所述主晶面而分成屬于同一組，

在如此分組時，在所述負極集電體的所述表面中，以所述晶體結構的密排面(mostdense plane)作為所述主晶面的組在所述多個組中占據最大的面積。

發明效果

本公開的一方案涉及的鋰二次電池能夠抑制在負極集電體上金屬鋰以樹枝狀析出。

附圖說明

圖1是電解室的分解圖。

圖2是電解室的平面圖。

圖3是電解室的縱切側面圖。

圖4是顯示正極集電體、負極集電體和參比電極的配置的圖。

圖5是顯示步驟的流程圖。

圖6是顯示通過短時間充電進行電解實驗的電壓-時間曲線圖。