[发明专利]锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池，详细地讲，涉及具有石墨系负极活性物质的锂离子二次电池。

背景技术

近年，锂二次电池作为车辆搭载用电源或个人电脑和便携式终端等的电源，其重要性在日益提高。尤其是重量轻且能够得到高能量密度的锂离子二次电池，被期待着作为可优选用作为车辆搭载用高输出功率电源的电池。锂离子二次电池的一种典型的构成，是通过锂离子在含有正极活性物质的正极合剂层与含有负极活性物质的负极合剂层之间往来而进行充电和放电。作为负极活性物质，可优选使用至少一部分具有石墨结构的碳材料。作为涉及锂二次电池的技术文献，可举出专利文献1～4。

专利文献1：日本国专利申请公开平5-41251号公报

专利文献2：日本国专利申请公开2006-303118号公报

专利文献3：日本国专利申请公开2002-110250号公报

专利文献4：日本国专利申请公开平6-338345号公报

发明内容

然而，在锂离子二次电池的用途之中，存在被置于从低温到高温的宽范围的温度条件下的可能性，并且，存在假定以反复进行高速率下的充电(急速充电)的方式使用的电池。作为车辆的动力源使用的锂离子二次电池(例如，作为动力源，搭载在将锂离子二次电池与如内燃机等那样工作原理不同的其他的动力源并用的混合动力车辆上的锂离子二次电池)，是假定这样的使用方式的锂离子二次电池的一例。对于面向这样的用途的锂离子二次电池，要求即使是在上述宽范围的温度条件下在长期不使用的状态下放置，容量的降低也少(即，容量维持性高)，并且，即使反复进行高速率下的充电，电池性能的降低也少(例如，内阻的上升少)。

然而，一般地容量维持性与高速率特性是相反的特性，因此难以同时地以高水平实现这些特性。鉴于所述状况，本发明的主要的目的在于提供即使在高温条件下保存也显示高的容量维持性，并且，即使是在低温条件下反复地进行包含高速率充电在内的充放电图案，性能劣化也少的锂离子二次电池。

根据本说明书所公开的技术，提供一种锂离子二次电池，其形态为：具备电极体，且该电极体与含有锂离子的非水电解液一起收容于容器中，所述电极体为在正极集电体上具有正极合剂层的片状正极(正极片)和在负极集电体上具有负极合剂层的片状负极(负极片)隔着隔板而重合的构成。上述负极合剂层，含有至少一部分具有石墨结构的碳材料来作为该合剂层的主成分即负极活性物质。上述电池，其特征在于，在将上述负极合剂层之中的与上述正极合剂层对向配置的区域中含有的上述负极活性物质的总表面积(参与锂离子出入的面积，即反应面积)按该电池的每1Ah容量换算后的值设为S[m²](以下，也有时称为“单位电池容量的负极活性物质反应面积”)，将该述负极合剂层之中的上述区域中含有的空隙的总体积按该电池的每1Ah容量换算后的值设为V(以下，也有时称为「单位电池容量的负极合剂层内空隙体积」)，将上述体积V的上述非水电解液中含有的锂离子数设为N(个)(以下，也有时称为「单位电池容量的负极合剂层空隙内锂离子数)时，由下式(A)：

α＝S×N    (A)

算出的α为1×10²⁵～2.5×10²⁵。具有这样的构成的锂离子二次电池，可以成为对于在高温下的保存显示高的容量维持性，并且对于包括在低温(典型的为0℃以下，例如-15℃左右或其以下)下的高速率充电在内的充放电循环也能够抑制内阻上升的锂离子二次电池。

在此所公开的技术的优选的一个方式中，上述α为1.5×10²⁵以上(典型地，α为1.5×10²⁵～2.5×10²⁵)。根据这样的方式，能够实现对于在高温下的保存显示高的容量维持性，并且，对于包括在低温下的高速率充电在内的充放电循环能够高度地抑制内阻上升的锂离子二次电池。

在此所公开的技术的优选的另一方式中，上述单位电池容量的负极活性物质反应面积S为18m²以上。根据这样的方式，能够实现对于在高温下的保存显示高的容量维持性，并且，对于包括在低温下的高速率充电在内的充放电循环高度地抑制了内阻上升的锂离子二次电池。进一步优选上述S为18m²以上，并且上述α为1.2×10²⁵以上(典型地，α为1.5×10²⁵～2.5×10²⁵)。