[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池，详细而言涉及非水电解质二次电池的负极的改良。

背景技术

近年来，手机或笔记本电脑等移动信息终端的小型·轻量化急速发展，作为其驱动电源，广泛地使用具有高的能量密度且高容量的锂离子二次电池等的非水电解质二次电池。而且，非水电解质二次电池正逐渐作为电动机动车(EV)、混合动力电动机动车(HEV)等的需要大电流的设备的驱动电源使用。

作为非水电解质二次电池的负极材料，使用碳材料，天然石墨或人造石墨等石墨质的碳材料由于比非晶质的碳材料的放电容量大，因此被广泛地使用在上述用途中。

然而，作为EV或HEV的驱动电源的电池不仅需要进行急速充电或高负载放电，而且强烈地要求高效率充放电特性的提高。然而，当以高效率对使用了石墨负极的电池进行充放电时，存在石墨负极表面容易析出锂这样的问题。该析出的锂对以后的充放电不起作用，因此循环后的放电容量(残存容量)下降。

其中，专利文献1～6提出了一种使用将多个种类的碳材料混合而成的负极活性物质的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3152226号

专利文献2：日本特开2005-44775号公报

专利文献3：日本特开2003-242977号公报

专利文献4：日本特开2005-294011号公报

专利文献5：日本特开平11-111270号公报

专利文献6：日本特开2002-175810号公报

专利文献1公开了一种如下的技术：负极活性物质由表面被鳞片状的石墨粒子及非晶质碳被覆且至少包含两种不是鳞片状的石墨材料的碳材料构成，负极填充密度处于1.3～1.8g/cc的范围，负极比表面积处于2.1～4.1m²/g的范围。根据该技术，能够实现具有高容量且充放电效率优异的非水电解液二次电池。

专利文献2公开了一种如下的技术：使用由石墨A和石墨B构成的负极活性物质，该石墨A是球状或椭圆状，一次粒子的平均粒径为10μm以上且30μm以下，c轴方向的微晶的尺寸小于100nm，且振实密度为1.0g/cm³以上，该石墨B是扁平状，一次粒子的平均粒径为1μm以上且10μm以下，c轴方向的微晶的尺寸为100nm以上。根据该技术，能够实现高容量且循环特性优异的锂二次电池。

专利文献3公开了一种负极活性物质包含块状碳材料、纤维状碳材料、鳞片状碳材料的技术。根据该技术，能够实现在大电流充放电中使用的、高温下的循环寿命性能良好的非水电解质电池。

专利文献4公开了一种使用由非晶质碳被覆的被覆石墨粒子与表面未由非晶质碳被覆的非被覆石墨粒子混合而成的石墨粒子作为负极活性物质的技术。根据该技术，能够实现一种即使进行高效率充电，在负极也不会析出锂且不会发生循环劣化的非水电解质二次电池。

专利文献5公开了一种使用包含以粉体状进行了石墨化的人造石墨粉末和鳞片状石墨粉末的负极的技术。根据该技术，能够提高锂二次电池的放电容量及循环容量保持率这双方。

专利文献6公开了一种使用含有纵横尺寸比为1.1～2.9的鳞片状碳性物质和球状物质的负极的技术。根据该技术，能够改善负极活性物质层的涂膜强度及与集电体的粘结性，而且能够防止伴随着集电体与活性物质的剥离的循环特性的恶化。

然而，根据专利文献1～6的技术，高效率充放电循环特性还不充分。

发明内容

发明要解决的课题

本发明者们对于使用了石墨负极的非水电解质二次电池的循环特性下降的原因进行了仔细研究，得到了如下的见解。由于与充放电相伴的锂离子的吸留·脱离而负极的体积发生变动，由此在负极产生褶皱。在产生了褶皱的负极中，负极内部的导电性变得不均匀，由此，负极内的充放电反应变得不均匀。由于负极内的充放电反应的不均匀而循环特性下降。该充放电反应的不均匀在进行高效率充放电时或以高温条件进行充放电时容易产生，因此特别是高效率充放电循环特性或高温循环特性会下降。

本发明基于此见解，进一步加以研究而完成，目的在于提供一种高效率充放电循环特性优异的非水电解质二次电池。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的非水电解质二次电池的本发明如下构成。