[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种将层叠型电极体与非水电解液一起收容在层压外包装体内的非水电解液二次电池。

背景技术

近年来，作为携带电话、携带型个人电脑、携带型音乐播放器等携带型电子设备的驱动电源，多使用以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池。此外，基于原油价格飙升和环境保护运动高涨的背景，正在积极地进行使用了非水电解液二次电池的电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)、插电式混合电动汽车(PHEV)、电动自行车等电动车辆的开发。另外，作为以贮存深夜电力或太阳光发电的电力为目的的大型蓄电系统中所用的二次电池，正在开展中大型的非水电解液二次电池的开发。

在此种电动车辆或大型蓄电系统等中所用的非水电解液二次电池中，要求高容量、高能量密度，并且由于需要急速充电或高负载放电，因而强烈地要求以大电流进行充放电时的电池特性(高速充放电特性)的提高。另外，电动车辆或大型蓄电系统等中所用的非水电解液二次电池中，重要的是，所要求的电池寿命比小型携带机器用的电池长，即使充放电循环推进，电池特性也不会降低。

专利文献

专利文献1日本特开2006-59690

专利文献2日本特开2001-135356

上述专利文献1中，涉及以提供充放电循环使用寿命提高了的非水电解质二次电池为目的的技术，根据公开内容，将进行了球状化处理的天然石墨90重量份和鳞片状石墨10重量份混合后使用。另外，根据公开内容，使用了醚化度为0.6～0.8的羧甲基纤维素。

上述专利文献2中公开了如下内容，即，通过使用加工为球状的鳞片状天然石墨作为负极活性物质，可以得到循环使用特性优异的电池。此外还公开了如下内容，即，作为负极活性活物质不仅使用了加工为球状的鳞片状天然石墨，同时还使用了未加工为球状的鳞片状天然石墨。

本发明人等在进行适于大电流(高速)下的充放电的非水电解液二次电池的开发中，发现如果高速地进行充放电则随着充放电循环推进电池容量降低的问题。对于此种问题，即使使用上述专利文献1及2中公开的技术也无法充分地解决。

发明内容

本发明是解决上述的问题的发明，其目的在于，提供一种非水电解液二次电池，即使在高速地进行充放电的情况下，也可以抑制电池容量的降低。

本发明的非水电解液二次电池是将夹隔着间隔件层叠正极极板和负极极板而成的层叠型电极体与非水电解液一起收纳在层压外包装体中的非水电解液二次电池，其特征在于，所述负极极板在负极芯体的表面形成有负极活性物质层，在所述负极活性物质层中含有球状石墨、鳞片状石墨、以及羧甲基纤维素，所述球状石墨及所述鳞片状石墨的平均的比表面积为2.0～4.0m²/g，所述羧甲基纤维素的醚化度为0.8～1.5，所述负极活性物质层的填充密度为1.3～1.8g/cc。

根据本发明，利用各构成的协同的效果，形成即使在高速地进行充放电的情况下也可以抑制电池容量的降低的非水电解液二次电池。

本发明中，所谓球状石墨，是指纵横比(长径/短径)为2.0以下的石墨。另外，所谓鳞片状石墨，是指纵横比为5.0以上的石墨。而且，纵横比例如可以通过使用扫描型电子显微镜对粒子进行放大观察(例如放大为1000倍)来测定。

本发明中，如下所示地求出球状石墨及鳞片状石墨的平均的比表面积。首先，求出球状石墨及鳞片状石墨的各自的BET比表面积。此后，在将球状石墨的BET比表面积设为A，将鳞片状石墨的BET比表面积设为B，将负极活性物质层中所含有的球状石墨的质量设为C，将负极活性物质层中所含有的鳞片状石墨的质量设为D的情况下，利用以下的式子求出。

球状石墨及鳞片状石墨的平均的比表面积＝A×(C/(C+D))+B×(D/(C+D))

本发明中，作为羧甲基纤维素(CMC)，可以使用具有以下面的通式表示的结构的材料。

[化1]

式中，R表示H或CH₂COOX。X是选自Na、NH₄、Ca、K、Al、Mg及H中的一种。在R及X存在多个的情况下，分别既可以相同也可以不同。

负极活性物质层中所含有的CMC的含量优选相对于负极活性物质的总量设为0.5～4.0质量％。这样，就会形成负极活性物质之间、以及负极活性物质层与负极芯体之间的密合性优异的负极极板。

本发明中，通过将负极活性物质层的填充密度设为1.3～1.8g/cc，而形成适合高速下的充放电的非水电解液二次电池。