[发明专利]锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池

说明书

本发明提供锂离子二次电池用负极，所述负极包含负极活性物质、微小石墨材料、导电助剂和粘结剂，其中，微小石墨材料的含量相对于导电助剂在等量至10倍量(质量比)的范围内，微小石墨材料的平均粒径(中位径D₅₀)比负极活性物质的平均粒径小，在1~15μm的范围内。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有高能量密度和优异的充电/放电循环特性，因此被广泛用作集成移动设备(例如便携式电话和微型计算机)用电源。另外，在电动汽车、混合电动汽车、电力蓄积等领域，近年来环境顾虑的增加和节能意识的增长促进了具有大电容和长寿命的大型电池的需求。

通常，锂离子二次电池主要包含：负极，所述负极包含能够嵌入或脱嵌锂离子的碳材料的负极活性物质；正极，所述正极包含能够嵌入和脱嵌锂离子的锂复合氧化物的正极活性物质；隔板，所述隔板分隔上述负极和上述正极；和非水性电解质溶液，所述非水性电解质溶液通过在非水性溶剂中溶解锂盐来制备。

将无定形碳或石墨用于用作上述负极活性物质的上述碳材料，在要求高能量密度的用途中代表性地使用石墨。

例如，专利文献1记载了用于非水性电解质二次电池用负极的碳材料，所述碳材料包含50:50~80:20 (质量比)的人造石墨粒子和天然石墨粒子的混合物，其中，上述人造石墨粒子在X射线衍射图中具有0.3354~0.3360nm的(002)面的平面间距d₀₀₂，且具有1~5的平均纵横比，上述天然石墨粒子在X射线衍射图中具有0.3354~0.3357nm的(002)面的平面间距d₀₀₂，具有10~25μm的中位径(D₅₀)，且D₅₀、10累积%直径(D₁₀)和90累积%直径(D₉₀)之间的关系，特别是D₉₀/D₅₀和D₅₀/D₁₀分别为1.6以下。该文献记载了该发明的目的在于，通过使用如上所述的碳材料，提供在低温环境下充电/负荷特性优异的非水性电解质二次电池。

专利文献2记载了非水性电解质二次电池用负极，所述负极包含能够电化学地嵌入和脱嵌锂离子的第一碳和能够电化学地嵌入和脱嵌锂离子或实质上不能嵌入锂离子的第二碳，其中，所述第二碳粒子的凝聚物主要集中在所述第一碳的多个粒子间的空隙中，所述第二碳的平均粒径为所述第一碳的平均粒径的15%以下。该专利文献记载了该发明的目的在于，提供具有如上所述的负极的非水性电解质二次电池，所述非水性电解质二次电池可防止因充电/放电循环导致的混合物层的剥离，且提供高电容。

专利文献3记载了非水性电解质溶液二次电池用负极材料，所述负极材料包含石墨粒子(A)和碳材料(B)，其中，在使用广角X射线衍射法进行测定时，所述石墨粒子(A)具有3.37Å (0.337nm)以下的002面的平面间距(d₀₀₂)，且具有0.9以上的平均圆度，所述碳材料(B)具有3.37Å (0.337nm)以下的002面的平面间距(d₀₀₂)，在使用氩离子激光器的拉曼光谱中具有0.18~0.7的拉曼R值(1360cm^-1附近峰强度/1580cm^-1附近峰强度)，具有4以上的纵横比，且具有2~12μm 的平均粒径(d₅₀)，所述碳材料(B)相对于所述石墨粒子(A)和所述碳材料(B)的总量的质量分数为0.5~15质量%。该文献记载了具有如上所述的负极材料的非水性电解质溶液二次电池表现出低不可逆电容，且在充电/放电效率方面表现出优异的性质。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP2009-026514A

专利文献2：JP2012-014838A

专利文献3：JP2012-084519A。