[發明專利]二次電池

在審

• 申請號: 202080066560.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN114424374A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 飯田一博;竹內正信
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01M10/02
• 分類號: H01M10/02;H01M10/38
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

二次電池具備：正極、負極和電解液，電解液含有：包含水的溶劑、和鋰鹽，負極具有包含碳材料的負極活性物質，對于前述碳材料，由拉曼光譜法得到的拉曼光譜中，D譜帶與G譜帶的峰強度比(D/G值)為0.9～1.5，在前述碳材料的表面形成有覆膜，對于前述覆膜，以X射線光電子能譜法測得的XPS光譜中，將在結合能為685eV附近出現的、F原子的1s電子軌道的峰的強度設為P1，在結合能為532eV附近出現的、O原子的1s電子軌道的峰的強度設為P2時，前述峰強度P1相對于前述峰強度P2之比(P1/P2值)為0.6～3.0。

技術領域

本公開涉及二次電池。

背景技術

作為高功率、高能量密度的二次電池，廣泛利用有如下鋰離子二次電池：其具備正極、負極和電解液，使鋰離子在正極與負極之間移動而進行充放電。現有的二次電池中，為了實現高能量密度，使用了有機溶劑系的電解液。

然而，有機溶劑通常為可燃性，確保安全性成為重要的課題。另外，有機溶劑的離子傳導率低于水溶液的離子傳導率，在急速的充放電特性不充分的方面也成為問題。

鑒于這種問題，進行了使用含有水的電解液(以下，有時稱為水系電解液)的二次電池的研究。例如，專利文獻1中，作為二次電池的水系電解液，提出了使用包含高濃度的堿鹽的水溶液的方案，另外，專利文獻2中提出了使用在包含高濃度的堿鹽的水溶液中添加有機碳酸酯而得的水系電解液的方案。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第6423453號公報

專利文獻2：日本特開2018-73819號公報

發明內容

具有水系電解液的二次電池中，如果使用碳材料作為負極活性物質，則充放電效率非常低。

作為本公開的一個方式的二次電池具備：正極、負極和電解液，前述電解液含有：包含水的溶劑、和鋰鹽，前述負極具有包含碳材料的負極活性物質，對于前述碳材料，由拉曼光譜法得到的拉曼光譜中，D譜帶與G譜帶的峰強度比(D/G值)為0.9～1.5，在前述碳材料的表面形成有覆膜，對于前述覆膜，以X射線光電子能譜法測得的XPS光譜中，將在結合能為685eV附近出現的、F原子的1s電子軌道的峰的強度設為P1，在結合能為532eV附近出現的、O原子的1s電子軌道的峰的強度設為P2時，前述峰強度P1相對于前述峰強度P2之比(P1/P2值)為0.6～3.0。

此處，685eV附近是指684eV～686eV的范圍，532eV附近是指530eV～534eV的范圍。另外，本說明書中，“數值(1)～數值(2)”的記載是指數值(1)以上且數值(2)以下。

通過本公開的二次電池，可以改善充放電效率。

附圖說明

圖1為示出本實施方式的二次電池的一例的示意剖視圖。

具體實施方式

通常，在自以Li基準計為大致2V附近到低于該電位的電位之間引起含有包含水的溶劑和鋰鹽的水系電解液的還原分解，在水系電解液的還原分解電位或低于其的電位下引起碳材料的充放電反應。因此充電過程中，水系電解液的還原分解如果盛行，則該反應會消耗充電電流，因此會妨礙負極活性物質的充電反應的進行，進而電池的充放電效率降低。本發明人等進行了深入研究，結果發現：通過碳材料(負極活性物質)的結晶性和形成于碳材料的表面的覆膜，可以改善二次電池的充放電效率，至此想到了以下所示的方式的二次電池。