[发明专利]电池

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包括于2006年6月29日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-179575相关的主题，并将其全部内容合并于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种包括正极、负极和电解液的电池，其中负极具有负极活性物质层。

背景技术

近年来，例如组合摄像机(磁带录像机)、数码照相机、移动电话、个人数字助理、和笔记本个人电脑这样的多种便携式电子设备已经得到了广泛的使用，并且在它们的体积和重量减少的同时实现了高性能和多功能化。相应地，作为用于这些电子设备的便携式电源，电池的高容量，尤其是可再充电的二次电池的高容量是令人期待的，而且为了提高二次电池的能量密度的研发已经在活跃地进行着。

特别是，其中用如石墨这样的碳素材料作为负极，并用锂(Li)和过渡金属的复合氧化物作为正极的二次电池(所谓的锂离子二次电池)已经被广泛地实际应用，因为这样的锂离子二次电池与现有的铅电池和镍镉电池相比能够提供更高的能量密度。然而，由于锂离子二次电池的容量已经接近饱和状态，期望未来大量增加其容量是极其困难的。

为了得到二次电池的高容量，可以考虑使用通过用锂金属作为负极用溶解和析出的锂金属进行充电和放电反应的二次电池(所谓的锂金属二次电池)。然而，在锂金属二次电池中，当可以得到高容量时，锂的溶解和析出效率是不充分的。另外，在充电时锂金属容易以枝晶状态析出。

因此，近来作为改进的锂离子二次电池，使用硅(Si)或锡(Sn)的单质、合金、或化合物作为负极的电池已经被积极地关注。该电池系统的理论容量是2000mAh或更高。特别是，当使用单质硅时，其理论容量达到约4000mAh。因此，预期这种锂离子二次电池在未来具有大量增加的容量。

在二次电池的开发领域中，以不同的方式不仅对负极结构而且对各电池元件的结构加以考虑。例如，建议用聚醚砜作为正极的粘合剂(例如，参见日本未审查专利申请第2002-298915号)。而且，建议用包括碱性固体颗粒和复合粘合剂(主粘合剂和次粘合剂)的多孔膜作为隔离片的结构，并用聚醚砜作为主粘合剂(例如，参见日本未审查专利申请第2004-273437号)。

发明内容

当二次电池的容量增加时，当电池破损时其安全性趋向于降低。尤其是在充电状态下进行安全测试(高温试验、短路试验、冲击试验或类似的试验)时，快速产生热量。在一些实施例中，出现气体喷出、或着火。而且，当反复进行充电和放电时，由于负极活性物质层的某些组分物质的因素，将产生剧烈的膨胀或收缩。结果，负极活性物质层被压碎并成为粉末。在这种情况下，负极的集电特性降低，因此使循环特性劣化。

由上文所述可知，在本发明中希望提供一种当电池破损时能够提高安全性能同时保证循环特性的电池。

根据本发明的实施例，提供一种包括正极、负极和电解液的电池，其中负极包括具有含硫(S)树脂的负极活性物质层，所述负极活性物质层进一步含有至少一种选自由硅Si或锡Sn的单质、合金、和化合物构成的组中的物质，且厚度为30μm或更小，其中所述含硫树脂是粘合剂，并且所述负极活性物质层与负极集电体在其界面处部分是合金。

根据本发明实施例的电池，负极的负极活性物质层具有含硫树脂。因此，在保证循环特性时，可以提高电池破损时的安全性能。而且，当负极活性物质层含有碳素材料时，当负极活性物质层的厚度(在负极集电体的一个面上的负极活性物质层的厚度)是40μm以下时，即使在具有含硫树脂的情况下，也可以保证电极强度。另外，当含硫树脂的含量是10wt％以下时，可以得到更高的循环特性。在负极活性物质层含有硅或锡的单质、合金、和化合物中的至少一种的情况下，只要负极活性物质层的厚度是30μm以下且含硫树脂的含量是20wt％或更少时，也可以得到这样的效果。

本发明其它的和进一步的目的、特点和优点将从下面的描述中更充分地显示出来。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例的电池结构的截面图。

图2是示出了图1中所示的螺旋卷绕电极体的放大部分的截面图。

图3是示出了根据本发明第三实施例的电池结构的分解透视图；以及

图4是示出了沿图3中所示的螺旋卷绕电极体的I-I线截取的结构的截面图。

具体实施方式

本专利的实施方式将参照附图在下文中予以详细描述。

第一实施方式