[发明专利]锂离子二次电池

说明书

提供一种具备优异的能量密度和输出密度且具备优异的充放电循环特性的锂离子二次电池。锂离子二次电池(1)中，正极(2)和负极(3)交替地隔着隔膜(4、5)相邻。正极(2)包括由金属多孔体构成的正极集电体、保持于正极集电体的一个面上的第1正极活性物质(21)、和保持于另一个面上的第2正极活性物质(22)。负极(3)包括由金属多孔体构成的负极集电体、保持于负极集电体的一个面上的第1负极活性物质(31)、和保持于另一个面上的第2负极活性物质(32)。第1正极活性物质(21)与第1负极活性物质(31)相对，正极活性物质(22)与第2负极活性物质(32)相对。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。

背景技术

以往已知如下锂离子二次电池，在集电体上具备电极，该电极具备活性物质的粒径为0.1μm以上且小于5μm的第1活性物质层、和活性物质的粒径为5～20μm的第2活性物质层，各活性物质层的厚度为20～30μm(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，根据具备上述电极的锂离子二次电池，能够不使能量密度降低地提高输出密度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-151055号公报

发明内容

但是，根据专利文献1所记载的锂离子二次电池，尽管不会使能量密度降低，但存在无法提高能量密度和输出密度双方的问题。

为了解决上述问题，本发明申请人提出过如下锂离子二次电池，其正极具备形成于集电体上的包含高容量型活性物质的第1正极活性物质层、和形成于该第1正极活性物质层上的包含高输出型活性物质的第2正极活性物质层(参照日本特愿2017-101887号)。根据上述锂离子二次电池，能够通过使第1正极活性物质层包含高容量型活性物质而增大能量密度，能够通过使第2正极活性物质层包含高输出型活性物质而增大输出密度。

于是，为了进一步提高锂离子二次电池的能量密度及输出密度，考虑设为如下锂离子二次电池，将正极和负极双方设为具备在由金属箔构成的集电体的两面形成的包含高容量型活性物质的第1活性物质层和形成于该第1活性物质层上的包含高输出型活性物质的第2活性物质层的结构，且该锂离子二次电池具备多个该正极和多个该负极交替地隔着隔膜相邻的构造。

然而，在具备在由金属箔构成的集电体的两面形成的包含高容量型活性物质的第1活性物质层、和形成于该第1活性物质层上的包含高输出型活性物质的第2活性物质层的正极或负极中，存在该集电体妨碍锂离子的移动的问题。

因此，例如在放电时，在第1负极活性物质层及第2负极活性物质层中生成的锂离子经由夹在正极与负极之间的隔膜向正极侧移动时，其大部分在第2正极活性物质层被消耗，到达第1正极活性物质层且与高容量型正极活性物质发生反应的仅是残余的锂离子。其结果为，第2正极活性物质层成为针对锂离子移动的阻力，第1正极活性物质层中的输出降低。

另外，在正极及负极双方具备在由金属箔构成的集电体的两面形成的包含高容量型活性物质的第1活性物质层、和形成于该第1活性物质层上的包含高输出型活性物质的第2活性物质层的锂离子二次电池中，各活性物质层通过在上述集电体的表面涂布包含各活性物质的糊料并使其干燥而形成。因此，上述活性物质层的厚度最大为150μm左右，存在无法得到充分的能量密度的问题。

而且，在正极及负极双方具备在由金属箔构成的集电体的两面形成的包含高容量型活性物质的第1活性物质层、和形成于该第1活性物质层上的包含高输出型活性物质的第2活性物质层的锂离子二次电池中，由于第1活性物质层与第2活性物质层的膨胀收缩率不同，所以若以高频率反复充放电，则容易产生第1活性物质层与第2活性物质层的界面层的滑落，也存在无法得到充分的充放电循环特性的问题。