[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池。

背景技术

以往，已知使用硅、硅合金作为负极活性物质的锂二次电池。硅、硅合金例如与石墨等相比，表现出高的理论容量。因此，通过使用硅、硅合金作为负极活性物质，能够使锂二次电池高容量化。

但是，硅、硅合金等能与锂合金化的负极活性物质在充放电时体积变化。因此，在充放电时，对集电体负荷应力，存在集电体变形的问题。

鉴于这种问题，专利文献1中提出了使用拉伸强度为400N/mm²以上、比例极限为160N/mm²以上、弹性模量为1.1N/mm²以上、且集电体的表面粗糙度Ra处于0.01μm～1μm范围内的由铜合金形成的集电体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-7305号公报

发明内容

发明要解决的问题

使用专利文献1中记载的集电体时，在充放电时锂二次电池有可能变形。

本发明的主要目的在于，提供在充放电时不易变形的锂二次电池。

用于解决问题的方案

本发明的锂二次电池具备旋涡状的电极体、和圆筒形的电池容器。电池容器容纳电极体。电极体具有负极、正极和分隔件。负极具有负极集电体和负极活性物质层。负极活性物质层配置在负极集电体上。负极活性物质层含有能与锂合金化的负极活性物质。正极与负极对置。分隔件配置在负极与正极之间。将负极集电体的延伸强度(proof stress)与负极集电体的厚度相乘得到的值设为A、将负极的单位面积所充电的容量设为B时，满足A≥0.075×B-3。

发明的效果

根据本发明，可以提供在充放电时不易变形的锂二次电池。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的锂二次电池的略剖视图。

图2为本发明的一实施方式的负极的略剖视图。

图3为实验例11中制作的锂二次电池的一部分的充放电试验后的侧面照片。

图4为实验例12中制作的锂二次电池的一部分的充放电试验后的侧面照片。

图5为表示实验例1～14中的负极的单位面积所充电的容量、与负极集电体的延伸强度和厚度之乘积(延伸强度×厚度)的关系的图。

图6为表示实验例15～19中的负极集电体的表面中的Cu的存在比例与延伸强度变化率的关系的图。

图7为实验例20中的负极的一部分的截面照片。

图8为实验例22中的负极的一部分的截面照片。

图9为表示用于说明屈服伸长率的形变量与应力的关系的图。

图10为表示实验例27～32中的负极集电体的涂覆层的NiCo量与焊接集电[Ni]时的焊接性合格品率的关系的图。

图11为表示实验例33～36中的负极集电体的涂覆层中的NiCo量与锂二次电池的初始放电容量的关系的图。

具体实施方式

以下对实施本发明的优选方式的一例进行说明。但是，下述实施方式仅为例示。本发明不被下述实施方式任何限定。

实施方式等中参照的附图进行示意性的记载，附图中描绘的物体的尺寸比率等有可能与现实的物体的尺寸比率等不同。附图相互之间，物体的尺寸比率等也有可能不同。具体的物体的尺寸比率等应该参考以下说明来判断。

(第一实施方式)

如图1所示，锂二次电池1为圆筒形的二次电池。锂二次电池1具备旋涡状的电极体10和电极容器20。电池容器20为圆筒形状，因此，电池容器20对电极体10提供的对径向的施力不易集中于一部分、变得均匀，因此，负极11、正极12不易产生皱折、挠曲。即，负极集电体11a不能完全耐负极活性物质的体积变化伴随的应力时，负极11在厚度方向不会形成弯曲形状，而存在相对于面在水平方向笔直地伸长的倾向。需要说明的是，电池容器20的形状为圆筒以外的形状、例如扁平形状时，负极11、正极12容易产生皱折、挠曲，因此为了抑制电池变形，负极集电体11a所需要的强度与本发明不同。

(电极体10)