[发明专利]非水二次电池用负极及使用该负极的非水二次电池

说明书

本发明提供二次电池用负极，其通过将混合组合物挤压来形成，所述混合组合物包含：以A:B为90:10~99:1的重量比计，以2kN/cm²挤压造粒时具有1.50g/cm³以下的密度的被覆无定形碳的石墨活性物质A和在同样条件下挤压造粒时具有1.65 g/cm³以上的密度的碳类活性物质B作为阳极活性物质，由此抑制被覆无定形碳的石墨的破裂，改善高温寿命特性。

技术领域

本发明涉及非水二次电池用负极及使用该负极的非水二次电池。

背景技术

作为锂离子二次电池用负极物质，常使用碳材料(例如石墨或无定形碳)。在使用碳材料作为负极物质时，由于碳材料具有比金属负极活性物质(例如Si类或Sn类的材料)低的理论容量，所以对于高容量电池需要密实地填充负极活性物质。在为了高容量而密实地填充含有负极物质的活性物质层时，石墨会因材料破坏而导致初始循环时的充电-放电不可逆容量增加，因而有达不成更高容量的问题。

为了解决上述的问题，专利文献1提出了使用含有通过特定的方法由球形天然石墨和碳化材料前体制备的复合碳材料(A)和天然石墨粒子(B)的碳材料作为负极活性物质。

另外，也知道用于通过密实地填充具有小平均粒径的碳材料和具有大平均粒径的碳材料的组合来制备负极的方法。在专利文献2中，在非水电解质二次电池中，含有碳类材料的负极活性物质通过将具有5~25μm的平均粒径的第1石墨粒子和具有20μm~45μm的平均粒径的第2石墨粒子混合来形成，所述第1石墨粒子在粒子中具有0.1μm~10μm的微孔。在这种情况下，第1石墨粒子为具有1.60 g/cm³以上的填充密度，即粒子的硬度软的石墨，第2石墨粒子为具有1.20g/cm³以下的填充密度，即粒子的硬度硬的石墨。在填充这些粒子的混合物的情况下，作为软粒子且具有小粒径的第1石墨粒子进入作为硬粒子且具有更大粒径的第2石墨粒子之间，由此可防止这些粒子因压缩力而被破坏，可改善吸液性。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP 2012-33375 A

专利文献2：JP 2005-108611 A。

发明内容

技术课题

虽然专利文献1和2公开了初始循环的特性值和数次循环后的特性值，但在实际的电池中，重要的是数百次循环的特性值、例如超过500次循环的特性值。另外，由于产热，电池的使用条件常暴露于比室温高的温度下，可改善高温寿命特性也重要。

在使用被覆天然石墨的常规的无定形碳作为负极活性物质的情况下，由于用无定形碳覆盖，所以不至于碳材料破碎，不可逆容量的增加少。但是，在挤压负极时发生破裂，暴露出天然石墨的内部。天然石墨易与电解质反应，特别是在比室温高的温度下，随着重复充电-放电循环，容量的降低变得明显。

本发明的目的在于：在通过高压挤压被覆无定形碳的石墨来形成负极的非水二次电池用负极中，通过抑制被覆无定形碳的石墨的破裂来改善高温寿命特性。

解决课题的手段

根据解决上述问题的本发明的一个方案，提供：

非水二次电池用负极，其通过将混合组合物挤压来形成，所述混合组合物包含：以A:B为90:10~99:1的重量比计，以2kN/cm²挤压造粒时具有1.50g/cm³以下的密度的被覆无定形碳的石墨活性物质A和在同样条件下挤压造粒时具有1.65 g/cm³以上的密度的碳类活性物质B作为阳极活性物质。

发明的有益效果

本发明的一个方案的非水二次电池用负极至500次循环仍具有高容量维持率，特别是可达成高温下的高容量维持率。