[发明专利]锂二次电池用电极及锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池用电极及使用了该电极的锂二次电池。

背景技术

使用可进行锂离子的吸藏、放出的材料形成了负电极的锂二次电池与使用金属锂形成了负电极的锂电池相比，可抑制枝晶的析出，作为提高了安全性的电池而投入于市场中。近年来，逐渐将该锂二次电池开发为车载用途，再生能力、即快速充电性成为课题。作为其对策，考虑了(1)将电池电阻降低、(2)在锂离子的嵌入·脱嵌反应中不会产生金属锂的析出反应地且迅速地进行嵌入·脱嵌反应。对于上述(1)，提出有将正、负电极的电极厚度减薄、此外设计集电箔来降低电极的电阻(专利文献1)、增加电极内的导电材料而降低电阻、进而将间隔件的电阻降低等。另一方面，对于上述(2)，提出有将正、负电极活性物质的比表面积增大、或较大地取得电极面积而降低电池的充放电电流密度、进而特别是将负极活性物质从石墨材料变更为非晶质碳材料、此外钛酸锂等。

但是，虽然可通过这些设计提高快速充电性能，但特别是上述(2)的负电极材料的变更对高容量化而言不利。但是，对于车载用的电池这一目的，些许的性能提高并不充分，认为应以能够进行1分钟以内的快速满充电的电池为目标。这是因为车载用的电池为了获得以电动驱动行进的距离，期望大容量或高容量的电池，但作为电池重量增加的结果，难以将车的行进距离延长。因此，若能够不使电池重量、容量增大而将再生能力极端地提高，能够以1分钟以内的时间成为满充电状态，若即使进行放电而使容量耗尽也能够以极短的时间再生，则又可进行电动驱动。这也有助于使电动车的充电在充电站瞬间结束，成为极大的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2011/049153号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了应对如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够使电池的快速充电在极短时间内、例如在1分钟以内成为满充电状态，并且作为车载用途特别是能够进行在低温下驱动使用的锂二次电池用正电极及负电极、以及使用了这些锂二次电池用电极的锂二次电池。

用于解决课题的技术方案

本发明为一种锂二次电池用电极，其用于锂二次电池，所述锂二次电池使有机电解液浸透或浸渍在正电极及负电极之间隔着间隔件并卷绕或层叠而成的电极组，且重复进行锂离子的吸藏·放出。

在该锂二次电池用电极中，上述正电极由正极集电箔和该正极集电箔上所形成的正极活性物质层形成，上述负电极由负极集电箔和该负极集电箔上所形成的负极活性物质层形成。本发明的锂二次电池用电极的特征在于，形成上述正极及负极活性物质层的活性物质为具有选自石墨烯相及非晶相中的至少一种相作为表面层的活性物质，在集电箔上所形成的这些正以及负极活性物质层的表面进一步形成有活性炭的层。特别是，其特征在于，该活性炭的比表面积为1000m²/g以上。

其特征在于，构成本发明的锂二次电池用电极的上述正极集电箔和/或负极集电箔形成有贯通该集电箔、且具有在集电箔的至少一方的箔面侧突出的突出部的多个贯通孔。

本发明的锂二次电池的特征在于，使用上述锂离子二次电池用正电极及负电极，并使有机电解液浸透或浸渍在该电极之间隔着间隔件并卷绕或层叠而成的电极组，且重复进行锂离子的吸藏·放出。

发明效果

本发明的锂二次电池用电极由于在正·负极活性物质层的表面形成活性炭的层，此外特别优选形成比表面积为1000m²/g以上的活性炭的层，相对于未形成这些活性炭的层的电极，能够在一分钟以内这样的极短的充电时间成为满充电且可以得到锂二次电池。此外，该锂二次电池可以防止超快速充电时特别是负极活性物质层表面上金属锂枝晶的析出。

附图说明

图1为实施例的负极板的剖面图。

具体实施方式

对本发明的锂二次电池中所使用的电极的一个例子进行说明。

图1为由具备具有突出部的多个贯通孔的箔状集电体、活性物质层及活性炭的层构成的1片负极板的剖面图。

箔状集电体1a设有在贯通孔周围具有突出部1b的突出孔1c。而且，在该箔状集电体1a的表面形成有活性物质层1d，在该活性物质层1d的表面形成有活性炭的层1e。活性炭的层1e可以为活性物质层1d的整个表面，或者也可以为形成于一部分的面上的情况。

形成活性物质层1d的活性物质可以举出：具有选自石墨烯相及非晶相中的至少一种相作为表面层的碳材料。