[发明专利]负极、电池及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含于2007年11月28日向日本专利局提交的日本专 利申请JP 2007-307436涉及的主题，将其全部内容并入本文作为参 考。

技术领域

本发明涉及一种在负极集电体上具有负极活性物质层的负极， 包括该负极的电池，以及制造该负极和电池的方法。

背景技术

近年来，已经广泛使用便携式电子装置，例如组合摄像机(磁 带录像机)、移动电话以及笔记本式个人计算机，并且非常需要减 少它们的尺寸和重量以及实现它们的长寿命。因此，已经开发了作 为电源的电池，尤其是能够提供高能量密度的轻量化二次电池。

特别地，利用锂(Li)的嵌入和脱嵌进行充电和放电反应的二 次电池(所谓的锂离子二次电池)是极其有前景的，因为与铅电池 和镍镉电池相比，这样的二次电池能够提供更高的能量密度。锂离 子二次电池具有正极、负极以及电解液。负极在负极集电体上具有 负极活性物质层。

作为包含在负极活性物质层中的负极活性物质，已经广泛使用 诸如石墨的碳材料。近年来，随着高性能和多功能的便携式电子装 置的开发，要求进一步改善电池容量。因此，已经考虑使用硅、锡 等代替碳材料。由于硅的理论容量(4199mAh/g)和锡的理论容量 (994mAh/g)显著高于石墨的理论容量(372mAh/g)，因此期待 可以由此大大地改善电池容量。

然而，在锂离子二次电池中，嵌入锂的负极活性物质在充放电 时被高度活化，电解液易于分解，并且锂易于被钝化。因此，很难 获得充足的循环特性。此外，二次电池由于受在电解液分解中产生 的气体的影响而易于膨胀。因此，膨胀特性可能劣化。前一缺点在 使用具有高理论容量的硅等作为负极活性物质的情况下很明显。后 一缺点在电池结构是使用膜包装件的层压膜型的情况下很明显。

因此，为了克服锂离子二次电池的各种缺点，已经进行了各种 考虑。具体地说，为了改善负荷特性和低温特性，已经提出了在电 解液中包含苯磺酸金属盐的技术(例如，参考日本未审查专利申请 公开第2002-056891号)。而且，为了改善电池特性，已经提出了在 电解液中包含有机碱土金属盐的技术(例如，参考日本未审查专利 申请公开第2000-268863号)。而且，为了改善保存特性和循环特性， 已经提出了在电解液中包含羟基羧酸的技术(例如，参考日本未审 查专利申请公开第2003-092137号)。此外，为了防止电池容量降低， 已经提出了用醇锂化合物涂覆作为负极活性物质的碳材料的技术 (例如，参考日本未审查专利申请公开第08-138745号)

发明内容

近年来，愈来愈多地开发高性能和多功能的便携式电子装置， 并且电力消耗倾向于增加。因此，频繁重复二次电池的充电和放电， 由此循环特性倾向于容易被降低。此外，便携式电子装置在各种领 域被广泛普及。因此，在运输、使用、携带等时候，二次电池可能 被暴露在高温气氛下，因此二次电池处于易膨胀状态。因此，期望 进一步改善二次电池的循环特性和膨胀特性。

考虑到上述问题，在本发明中，期望提供一种能够改善循环特 性和膨胀特性的负极、电池以及制造该负极和电池的方法。

根据本发明的实施方式，提供了一种在设置在负极集电体上的 负极活性物质层上具有涂层的负极，其中，所述涂层包含化学式1 所示的金属盐。

化学式1

在该式中，R1是(a1+b1+c1)价基团。M1是金属元素。a1、 d1、e1以及f1是1以上的整数。b1和c1是0以上的整数，并且 (b1+c1)≥1。

根据本发明的实施方式，提供了一种制造负极的方法，该负极 在设置在负极集电体上的负极活性物质层上具有涂层，其中，所述 涂层通过使用包含化学式1所示的金属盐的溶液而形成在负极活性 物质层上。

化学式1

在该式中，R1是(a1+b1+c1)价基团。M1是金属元素。a1、 d1、e1以及f1是1以上的整数。b1和c1是0以上的整数，并且 (b1+c1)≥1。

根据本发明的实施方式，提供了一种包括正极、负极以及电解 液的电池，其中，负极在设置在负极集电体上的负极活性物质层上 具有涂层，并且所述涂层包含化学式1所示的金属盐。

化学式1