[发明专利]集电体、负极、以及电池

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含与2005年11月14日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-328545有关的主题，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及包含铜(Cu)作为构成元素的集电体、使用该集电体的负极、和使用该集电体的电池。

背景技术

近年来，随着移动设备已复杂化和多功能化，已要求作为用于这些移动设备的电源的二次电池的更高容量。作为满足这种要求的二次电池，有锂离子二次电池。但是，由于目前在实际应用中石墨用于锂离子二次电池的负极，其电池容量处于饱和状态且因此难以获得其非常高的容量。因此，考虑使用硅等用于负极。近来，已报道了通过气相沉积法等在集电体上形成活性材料层。硅等由于充电和放电而大幅膨胀和收缩，且因此有这样的缺点：循环特性由于粉化而降低。但是，当使用气相沉积法等时，可防止这种粉化，且集电体和活性材料层可一体化。结果，负极中的电子传导率变得非常有利，且预期在容量和循环寿命两方面都有良好性能。

但是，即使在集电体和活性材料层一体化的负极中，还有如下缺点。即，当重复充电和放电时，通过活性材料层的剧烈膨胀和收缩在集电体和活性材料层之间施加应力，导致活性材料层的分离等和集电体的变形，且由此循环特性降低。因此，已报道设定集电体的拉伸强度为给定的值或更大，或设定集电体的伸长为给定的值或更大(例如，参考国际公开No.WO01/029912和日本未审专利申请公开No.2005-135856)。

发明内容

但是，由循环引起的活性材料的膨胀和收缩微观地进行。因此，在集电体的宏观物理特性如拉伸强度和伸长率与循环特性之间的相关性低。结果，有这样的缺点：即使当控制这种宏观物理特性时，也未充分改善特性。

考虑到以上所述，在本发明中，期望提供能够松弛应力、防止变形、和由此改善特性的集电体，使用该集电体的负极，和使用该集电体的电池。

根据本发明的实施方式，提供包含铜作为构成元素的集电体，其中通过X射线衍射得到的由铜的(220)晶面产生的峰面积为I₂₂₀，和通过X射线衍射得到的由铜的(200)晶面产生的峰面积为I₂₀₀，至少在一部分中作为峰面积I₂₂₀对峰面积I₂₀₀的比的比率I₂₂₀/I₂₀₀为2.5或更小。

根据本发明的实施方式，提供在集电体上设置有活性材料层的负极，其中该集电体包含铜作为构成元素，且其中通过X射线衍射得到的由铜的(220)晶面产生的峰面积为I₂₂₀，和通过X射线衍射得到的由铜的(200)晶面产生的峰面积为I₂₀₀，至少在一部分中作为峰面积I₂₂₀对峰面积I₂₀₀的比的比率I₂₂₀/I₂₀₀为2.5或更小。

根据本发明的实施方式，提供包括正极、负极和电解质的电池，其中该负极具有集电体和活性材料层，该集电体包含铜作为构成元素，且其中通过X射线衍射得到的由铜的(220)晶面产生的峰面积为I₂₂₀，和通过X射线衍射得到的由铜的(200)晶面产生的峰面积为I₂₀₀，至少在一部分中作为峰面积I₂₂₀对峰面积I₂₀₀的比的比率I₂₂₀/I₂₀₀为2.5或更小。

根据本发明实施方式的集电体，至少在一部分中作为峰面积I₂₂₀对峰面积I₂₀₀的比的比率I₂₂₀/I₂₀₀为2.5或更小。因此，可使由于膨胀和收缩的应力松弛，且可防止变形。因此，根据本发明的实施方式的负极和电池，可防止分离等，且可改善电池特性如容量和循环特性。

本发明的其他和进一步的目的、特征和优点将从以下说明中更充分地体现。

附图说明

图1为显示根据本发明实施方式的负极的结构的横截面；

图2为显示使用图1所示负极的二次电池的结构的横截面；

图3为显示使用图1所示负极的二次电池的另一结构的分解透视图；和

图4为显示沿图3所示二次电池的线I-I的结构的横截面。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。