[发明专利]非水电解质二次电池用负极板及使用该负极板的非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及包含碳材料和硅氧化物的非水电解质二次电池用负极板、及使用该负极板的非水电解质二次电池。

背景技术

近年，非水电解质二次电池作为智能手机、平板电脑、笔记本电脑和便携型音乐播放器等便携型电子设备的驱动电源被广泛使用。伴随这些便携型电子设备的小型化和高性能化的进展，非水电解质二次电池被要求进一步高容量化。

作为非水电解质二次电池的负极活性物质，大量使用石墨等碳材料。碳材料具有与锂金属相匹敌的放电电位，并且能够抑制充电时的锂的枝晶成长。因此，通过将碳材料用作负极活性物质，可以提供安全性优异的非水电解质二次电池。例如石墨能够吸藏锂离子直至成为LiC₆的组成，其理论容量显示出372mAh/g。

但是，现在使用的碳材料已经显示接近理论容量的容量，碳材料的高容量化变难。因此，近年来，具有高于碳材料的容量硅或其氧化物等硅材料作为非水电解质二次电池的负极活性物质受到关注。例如，硅能够吸藏锂离子直至成为Li_4.4Si的组成，其理论容量显示出4200mAh/g。因此，通过将硅材料用作负极活性物质，可以使非水电解质二次电池高容量化。

硅材料和碳材料同样，能够抑制充电时的锂的枝晶成长。然而，硅材料与碳材料相比，伴随充放电的膨胀收缩大，因此具有如下课题：负极活性物质的微粉化、从导电网络的脱落而导致极板阻抗上升，循环特性容易降低。

专利文献1公开了一种非水电解质二次电池，其使用了包含作为负极活性物质的SiO和作为粘结剂的聚丙烯酸的负极合剂。该技术的目的在于，通过将聚丙烯酸用作粘结剂，使负极合剂彼此的密合性、以及负极合剂和负极集电体的密合性提高，抑制电池的劣化。

专利文献2公开了一种非水电解质二次电池，其使用了包含使催化剂元素担载于表面而使碳纳米纤维成长的、作为负极活性物质的SiO、和作为粘结剂的聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的负极合剂。该技术的目的在于，不仅确保SiO粒子间的导电网络，而且解决将聚丙烯酸等丙烯酸聚合物用于粘结剂时丧失极板的可挠性的课题。

专利文献3公开了一种非水电解质二次电池，其具备：具有以通式SiO_x(0.5≤x≤1.5)表示的硅氧化物和石墨的负极板、和具有至少包含Ni和Mn的锂过渡金属复合氧化物的正极板。专利文献3中记载，通过使SiO_x的含量相对于SiO_x和石墨的合计质量为20质量％以下，伴随充放电的SiO_x的体积膨胀引起的电池特性的降低被抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-348730号公报

专利文献2：日本特开2006-339093号公报

专利文献3：日本特开2010-212228号公报

发明要解决的问题

硅氧化物与硅相比，充放电时的膨胀收缩量小。然而，仅以专利文献1和专利文献2中记载的技术，使用硅氧化物代替碳材料时，难以得到充分的循环特性。

专利文献3中记载的那样，通过将石墨和SiO_x混合使用，能够抑制SiO_x带来的对循环特性的影响。然而，仅以该手段难以解决容量和循环特性之间的权衡关系。

发明内容

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，使包含碳材料和硅氧化物作为负极活性物质的非水电解质二次电池的循环特性提高。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明涉及的非水电解质二次电池用负极板具有如下特征，其具备：包含碳材料和硅氧化物的负极活性物质、羧甲基纤维素、用氢氧化钠或氨进行了部分中和的聚丙烯酸、和包含选自苯乙烯、丁二烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈中的至少2种以上作为构成单元的共聚物。

本发明中，聚丙烯酸被氢氧化钠或氨进行部分中和。聚丙烯酸的中和度没有特别限定，优选为0.2以上且0.8以下。

另外，为了解决上述课题，本发明涉及的非水电解质二次电池可以使用具有上述的构成的负极板、正极板、间隔件、非水电解质和外包装体而构成。

发明效果

根据本发明，可以提供高容量且循环特性优异的非水电解质二次电池用负极板、和非水电解质二次电池。

附图说明

图1是实施例和比较例中使用的袋型非水电解质二次电池的立体图。

具体实施方式