[发明专利]非水电解质二次电池用负极及其制造方法、以及非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池，尤其涉及其中使用的负极的改良。

背景技术

一直以来，作为便携电子设备的电源，广泛使用具有高的电动势及能量密度的非水电解质二次电池。此外，非水电解质二次电池作为车载用电池使用，正在进行以提高输出特性等适于车载用的性能为目的的研究。

非水电解质二次电池的电极通常具有金属制的集电体、及形成于集电体的表面的包含活性物质的合剂层。

以提高电极的集电效率及改善合剂层的保持性为目的，研究了在集电体中使用多孔质基材(专利文献1及2)或具有多数贯穿孔的金属箔(专利文献3及4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-45334号公报

专利文献2：日本特开2008-41971号公报

专利文献3：日本特开平11-67218号公报

专利文献4：日本特开2008-59765号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1～4的方法中，伴随着充放电的反复进行，由于填充于集电体的孔内的合剂层中的活性物质的膨胀及收缩，容易产生集电体的变形、断裂及合剂层的剥离。若合剂层发生剥离，则电极电阻上升，充放电循环特性降低。

针对此，考虑了将在充放电时基本不产生膨胀及收缩的具有尖晶石结构的晶体结构的含锂钛复合氧化物(以下记为钛系活性物质)用于活性物质中。

但是，由于钛系活性物质缺乏热传导性，所以在充放电循环时容易在电池内部产生热不均，充放电循环特性的改善依然不充分。

因此，本发明的目的在于提供充放电循环特性优良的非水电解质二次电池。

用于解决问题的手段

本发明的一个方面涉及一种非水电解质二次电池，其具备：

具有多数贯穿孔的片材状的集电体、

形成于上述集电体的表面及上述贯穿孔内的碳层、

和形成于上述碳层的表面的合剂层，

上述合剂层包含活性物质及导电剂，

上述活性物质包含具有尖晶石型的晶体结构的含锂钛复合氧化物，

上述集电体的空隙率为20～60％，

上述碳层的平均密度为0.05～0.4g/cm³。

本发明的另一方面涉及一种非水电解质二次电池，其具备正极、上述负极、配置在上述正极与上述负极之间的隔膜、及非水电解质。

本发明的又一方面涉及一种非水电解质二次电池用负极的制造方法，其包括以下工序：

(a)在具有多数贯穿孔、空隙率为20～60％的片材状的集电体的表面涂布包含碳材料的第1糊剂并使其干燥，从而在上述集电体的表面及上述贯穿孔内形成碳层的工序；

(b)在上述碳层的表面涂布包含作为活性物质的具有尖晶石型的晶体结构的含锂钛复合氧化物及导电剂的第2糊剂并使其干燥，形成合剂层，从而得到负极前体的工序；

(c)对上述负极前体进行压缩，从而得到上述碳层的平均密度为0.05～0.4g/cm³的负极的工序。

发明的效果

根据本发明，能够改善非水电解质二次电池的充放电循环特性。

本发明的新颖的特征记载于所附的权利要求书中，有关本发明的构成及内容这两方面，连同本发明的其它目的及特征一起，通过参照附图进行的以下的详细说明可以更好地得到理解。

附图说明

图1是表示本发明的非水电解质二次电池用负极的一个例子的概略纵向剖视图。

图2是本发明的实施例中制作的圆筒型非水电解质二次电池的一部分的截面的正视图。

具体实施方式

本发明的非水电解质二次电池用负极具有下述的i)～iv)的特征。

i)负极具备具有多数贯穿孔的片材状的集电体、形成于上述集电体的表面及上述贯穿孔内的碳层、和形成于上述碳层的表面的合剂层。

ii)合剂层包含作为活性物质的具有尖晶石型的晶体结构的含锂钛复合氧化物(以下记为钛系活性物质)及导电剂。

iii)集电体的空隙率为20～60％。

iV)碳层的平均密度为0.05～0.4g/cm³。

上述i)的形成于集电体的表面的碳层是指覆盖集电体的主表面的碳层。上述i)的形成于贯穿孔内的碳层是指覆盖集电体的主表面的碳层的一部分进入贯穿孔内的部分。该部分占贯穿孔内的空间的一部分。