[發明專利]包含微囊的負極及具備其的鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201980015143.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN111758173B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 山本伸司;遠藤裕理
• 申請（專利權）人: 三井化學株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M50/414;H01M10/0525;H01M4/62
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 焦成美

負極，其是在負極集電體的至少一面上涂布負極復合材料層而成的鋰離子二次電池用負極，其中，前述負極復合材料層包含負極活性物質、導電輔助材料、粘結劑、軟化點為70℃以上且150℃以下的聚合物粒子、和具有高于前述聚合物粒子的軟化點的最大體積膨脹溫度的熱膨脹性微囊。

技術領域

本發明涉及包含微囊的負極，更詳細而言，涉及在負極復合材料層中包含負極活性物質、導電輔助材料、粘結劑、軟化點為70℃以上且150℃以下的聚合物粒子、和具有高于前述聚合物粒子的軟化點的最大體積膨脹溫度的熱膨脹性微囊的負極及具備其的鋰離子二次電池。

背景技術

近年來，鋰離子二次電池已作為移動電話、筆記本電腦等電子設備、或電動汽車、電力儲存用的電源而廣泛使用。尤其是，最近，可搭載于混合動力汽車、電動汽車的高容量且高輸出功率并且能量密度高的電池的需求正在快速擴大。對于該鋰離子二次電池而言，雖然具有能量密度高這樣的優點，但另一方面，由于使用鋰金屬及鋰離子，因而需要針對安全性的充分對策。

以往，報道了針對因過放電、過充電等而導致的電池內部的急劇的溫度上升，為了抑制電池內的導電狀態，而將熱膨脹性微囊配置在電池中的方案(參見專利文獻1)。

或者，報道了下述的鋰離子二次電池用電極及使用了其的鋰離子二次電池，對于所述鋰離子二次電池用電極而言，通過在正極或負極活性物質層中包含熔點(Tm)為70℃以上且150℃以下的聚合物粒子，從而具備在溫度上升了的情況下、提高電池的內電阻的功能，在通常工作時，具有優異的電池特性，并且，制造工序也簡單。(例如，參見專利文獻2)。

專利文獻1：日本專利第4727021號公報

專利文獻2：日本特開2015-115168號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明的目的在于：為了阻斷因內部短路等而導致的短路電流、抑制鋰離子二次電池的異常發熱，向電極內賦予PTC功能，在發熱時使電極的電阻上升，從而抑制短路電流。

用于解決課題的手段

用于解決上述課題的手段包括以下的方式。

＜1＞負極，其是在負極集電體的至少一面上涂布負極復合材料層而成的鋰離子二次電池用負極，其中，前述負極復合材料層包含負極活性物質、導電輔助材料、粘結劑、軟化點為70℃以上且150℃以下的聚合物粒子、和具有高于前述聚合物粒子的軟化點的最大體積膨脹溫度的熱膨脹性微囊。

＜2＞如＜1＞所述的負極，其中，前述聚合物粒子的軟化點低于前述熱膨脹性微囊的體積膨脹開始溫度。

＜3＞如＜1＞或＜2＞所述的負極，其中，前述導電輔助材料為平均粒徑為5μm以下且其一次粒徑為0.5μm以下的碳粒子，前述粘結劑的平均粒徑為0.1～0.3μm，而且，前述聚合物粒子的平均粒徑為0.1～5μm。

＜4＞如＜1＞～＜3＞中任一項所述的負極，其中，前述負極復合材料層中，前述導電輔助材料的含量為0.1～3質量％，前述粘結劑與前述聚合物粒子的總含量為0.5～4質量％。

＜5＞如＜1＞～＜4＞中任一項所述的負極，其中，前述熱膨脹性微囊的平均粒徑為50μm以下。

＜6＞如＜1＞～＜5＞中任一項所述的負極，其中，前述負極復合材料層中，前述熱膨脹性微囊的含量為0.1～4質量％。

＜7＞如＜1＞～＜6＞中任一項所述的負極，其中，前述熱膨脹性微囊是在由熱塑性樹脂形成的外殼中封入由具有100℃以下的沸點的烴形成的揮發性膨脹劑而成的。

＜8＞如＜1＞～＜7＞中任一項所述的負極，其中，前述粘結劑為聚丙烯酸、苯乙烯丁二烯橡膠、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、或聚丙烯酰胺。