[发明专利]锂二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池，尤其是该锂二次电池的负极板的构成及其制造方法。

背景技术

近年来，电子设备的便携化、无绳化急速推进，作为它们的驱动用电源，迫切期望得到小型且轻量、具有高能量密度的二次电池。因此，对于具有高电压和高能量密度的非水电解质二次电池、尤其是锂二次电池的期待越来越大。

通常，用作锂二次电池的负极活性物质的碳材料，已知有晶质的碳材料和非晶质的碳材料，但是，最近，晶质的石墨正成为主流。由于石墨具有层状的晶体结构，因此，导电性具有各向异性，根据粒子彼此的接触情况，粒子间的接触电阻增加，从而招致循环特性变差。

进而，如果接触电阻增加，则在低温环境下的碳材料的极化变大，其结果是，导致了下述问题：如果碳材料的反应电位达到锂的析出电位，则在低温充电时，金属锂大量析出到负极板的表面上(专利文献1)。

对于这样的问题，在专利文献1中记载了在碳材料粉末的表面上实施金属镀覆的方法。形成在碳材料粉末的表面上的金属镀层具有高的电导率和各向同性的导电性，因此，能够防止因碳材料的粉末间的接触电阻或石墨的各向异性产生的导电性的降低。由此，在循环特性提高的同时，能够防止金属锂的析出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-45548号公报

发明内容

发明所要解决的课题

作为负极活性物质的碳材料与粘结剂等混合而制作负极合剂，将该负极合剂涂布在负极集电体上并干燥后，进行压延，形成负极板。因此，即使利用专利文献1中记载的方法在碳材料粉末的表面上形成金属镀覆，在其后的压延工序中，镀层剥离，负极板的导电性降低。

本发明鉴于上述课题而作出，其目的在于提供具备导电性高的负极板的循环特性良好的锂二次电池。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明采用在负极板的负极合剂层整体中散布有从负极集电体中溶解的金属粒子的构成。该金属粒子是通过将锂二次电池反向充电后进行充电、使从负极集电体中溶解下来的金属析出到负极合剂层中而成的金属粒子。

即，本发明的一个方面的锂二次电池的特征在于，其是通过将电极组与非水电解液一起封入电池壳而成的锂二次电池，该电极组通过将正极板和负极板经由多孔质绝缘层卷绕或层叠而成，该正极板和负极板在集电体的表面上形成有含有活性物质的合剂层，在负极板的负极合剂层整体中散布有从负极集电体中溶解的金属粒子。

根据这样的结构，通过在负极合剂层整体中散布金属粒子，能够使负极板的导电性增加。该金属粒子由于是通过将锂二次电池反向充电后进行充电、使从负极集电体中溶解的金属析出到负极合剂层中而成的金属粒子，因此，即使在压延工序后也能够维持高的导电性。另外，不用追加在负极活性物质的表面形成金属镀层的特别的制造工序，仅通过将完成的锂二次电池反向充电后进行充电，就能够使金属粒子散布在负极合剂层中，因此能够容易地得到导电性高的负极板。由此，能够廉价地得到循环特性良好的锂二次电池。

在本发明的其它方面中，优选上述金属粒子散布在负极板的负极活性物质的表面或/和负极集电体与负极活性物质的界面。由此，能够进一步使负极板的导电性增加。

本发明的其它方面中的锂二次电池的制造方法的特征在于，其具有下述工序：将正极板和负极板经由多孔质绝缘层卷绕或层叠而形成电极组的工序，该正极板和负极板在集电体的表面上形成有含有活性物质的合剂层；将电极组与非水电解液一起封入电池壳的工序；对正极板和负极板施加反向电位的电压进行反向充电的工序；以及，在反向充电工序后对正极板和负极板施加正向电位的电压进行充电的工序；在反向充电工序中，构成负极集电体的金属从负极集电体中溶解；在充电工序中，溶解的金属析出到负极板的负极合剂层中。

根据这样的方法，制成锂二次电池后，通过在规定的控制下将锂二次电池反向充电后进行充电，能够容易地使从负极集电体中溶解的金属散布在负极合剂层中。

在本发明的其它方面中，上述反向充电工序优选相对于锂二次电池的额定容量，反向充电0.08～3.2％的范围的容量。由此，能够在不损害锂二次电池的特性的情况下使负极板的导电性显著增加。

发明效果

根据本发明，能够使从负极集电体中溶解的金属粒子散布在负极合剂层整体中，因此，能够得到具备导电性高的负极板的循环特性良好的锂二次电池。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一个实施方式中的锂二次电池的构成的截面图。