[发明专利]非水电解质二次电池用负极及非水电解质二次电池

说明书

本发明要解决的问题是提供一种非水电解质二次电池用负极及包括该非水电解质二次电池用负极的非水电解质二次电池，能够抑制耐久劣化，并能够提高循环耐久性及能量密度，且能够抑制在成为电极合剂的涂布区域与未涂布区域的边界的区域(电极合剂边界区域)产生的由多孔金属体构成的集电体的导电路径的断裂。为了解决上述问题，非水电解质二次电池用负极，包括：集电箔；一对集电体，相接触地配置在前述集电箔的两面，且由多孔金属体构成；及，负极材料，配置在前述多孔金属体的细孔内；并且，前述负极材料包括：由硅系材料构成的负极活性物质、包含具有硅氧烷键的硅酸盐的骨架形成剂、导电助剂及粘合剂。

技术领域

本发明涉及一种非水电解质二次电池用负极及包括该非水电解质二次电池用负极的非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，锂离子二次电池等非水电解质二次电池由于小型、轻量且可获得高输出，所以在汽车等之中的使用有所增加。非水电解质二次电池是如下蓄电设备的总称：是使用在电解质中不以水为主要成分的电解质的电池系统，且能够充放电。例如，已知锂离子电池、锂聚合物电池、锂全固态电池、锂空气电池、锂硫电池、钠离子电池、钾离子电池、多价离子电池、氟化物电池、钠硫电池等。该非水电解质二次电池主要由正极、负极、电解质构成。并且，构成为当电解质具有流动性时，在正极与负极之间进一步介置隔膜。

例如，揭示了如下技术：为了延长电池寿命，使包含具有硅氧烷键的硅酸盐的骨架形成剂至少存在于活性物质的表面，且使骨架形成剂从表面浸透至内部(例如，参考专利文献1)。根据该技术，由于可以在活性物质上形成牢固的骨架，所以能够延长电池寿命。并且，还揭示了如下技术：将上述骨架形成剂应用于包含硅(Si)系活性物质的负极(例如，参考专利文献2)。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本专利第6369818号公报

专利文献2：日本专利第6149147号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

不过，在上述非水电解质二次电池中，要求提高能量密度。为了提高能量密度，认为较为有效的是增厚负极的膜厚、或使负极活性物质的量高密度化。然而，在现有技术中，在负极的制作上，负极的厚度会受限。具体来说，以往，能够将电极合剂层涂布在集电箔上的膜厚的实用厚度小于100μm。当为100μm以上的膜厚时，会产生涂布不均、裂纹、剥离等问题，难以制作高精度的负极。

并且，由于需要平衡粘合剂的粘结力与负极活性物质的膨胀收缩，从耐久性的观点来看，每单位面积的负极活性物质的量会受限。具体来说，每单位面积的负极的活性物质容量的极限为4mAh/cm²(膜厚50μm)左右，若为该值以上，则无法保持充足的循环性。另一方面，若活性物质容量小于4mAh/cm²，则无法期待能量密度的提高。

为了解决上述问题，可考虑将多孔金属体应用于非水电解质二次电池的负极的集电体，且使多孔金属体含浸电极合剂。然而，已知当负极的集电体由多孔金属体构成时，在对非水电解质二次电池充放电时，在集电体上涂布有电极合剂的涂布区域与集电体上未涂布电极合剂的未涂布区域(极耳区域)之间，膨胀收缩的差异较大，会在成为涂布区域与未涂布区域的边界的区域(边界区域)发生断裂。

因此，期望出现一种非水电解质二次电池用负极及包括该非水电解质二次电池用负极的非水电解质二次电池，能够抑制耐久劣化，并能够提高循环耐久性及能量密度，且能够抑制在成为电极合剂的涂布区域与未涂布区域的边界的区域(电极合剂边界区域)产生的由多孔金属体构成的集电体的导电路径的断裂。