[发明专利]锂离子二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种循环特性优异的锂离子二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池。其特征在于，本发明的锂离子二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池具备集电体和设置在集电体上的含活性物质层，上述含活性物质层具有由碳材料构成的第一负极活性物质、包含可以与锂形成合金的金属元素或半金属元素作为组成元素的第二负极活性物质以及粘合剂，上述第一负极活性物质含有球状石墨，上述粘合剂含有丙烯酸树脂。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池与镍镉电池、镍氢电池等比较，轻量且高容量，因此，作为移动电子设备用电源被广泛应用。另外，作为搭载于混合动力汽车或电动汽车用的电源也成为有力的候补。而且，随着近年来的移动电子设备的小型化、高功能化，期待对成为这些电源的锂离子二次电池的进一步的高容量化。

锂离子二次电池的容量主要依赖于电极的活性物质。负极活性物质通常利用石墨。但是，石墨的理论容量是372mAh/g，在实用化的电池中，已经利用约350mAh/g的容量。因此，作为将来的高功能移动设备的能源，为了获得具有足够的容量的非水电解质二次电池，需要实现进一步的高容量化。

作为该负极活性物质的一例，期待含有Si或Sn等合金系化合物。这些合金系化合物可以电化学地吸藏及释出锂离子，与石墨比较可以进行非常大的容量的充放电。另外，通过相对于目前使用的石墨混合合金系化合物，实现进一步的高容量化。

但是，在将这样的合金系化合物作为负极活性物质使用时，随着充放电引起锂离子的插入脱离，负极活性物质的膨胀收缩变得显著，因此，因负极活性物质层内或集电体的导电路径的断开而产生集电不良，难以获得具有足够的循环特性的锂离子二次电池。这在混合石墨和合金系化合物的情况下也是相同的，当为了多地获得容量而增加合金系化合物的含量时，同样难以获得足够的循环特性。

针对上述的问题，例如，在专利文献1中提案有使用聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺等粘合剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-60701号公报

发明内容

发明所要解决的问题

尽管如此，在专利文献1记载的技术中，不能获得足够的循环特性。因此，本发明的目的在于，提供一种循环特性优异的锂二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池。

本发明是为了解决上述现有的问题而做出的，其目的在于，提供一种循环特性优异的锂二次电池用负极及使用其的锂离子二次电池。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的锂离子二次电池用负极具备集电体和设置在所述集电体上的含活性物质层，其特征在于，所述含活性物质层具有由碳材料构成的第一负极活性物质、包含能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素作为构成元素的第二负极活性物质、以及粘合剂，所述第一负极活性物质含有球状石墨，所述粘合剂含有丙烯酸树脂。

根据该结构，能够获得循环特性优异的锂二次电池用负极。尽管其原因未必清楚，但推测是因为丙烯酸树脂相对于第一负极活性物质和第二负极活性物质的吸附性不同。且推测为，作为第一负极活性物质的球状石墨在更接近点接触的状态下粘结，第二负极活性物质以面覆盖的方式粘结，由此，能够抑制过度的粘合剂对球状石墨的附着，并且，能够抑制随着第二负极活性物质的充放电的膨胀收缩。因此，推测为通过含有丙烯酸树脂作为粘合剂，获得优异的循环特性。

优选的是，所述第二负极活性物质包含选自Si、Sn中的至少一种作为构成元素。

根据该结构，循环特性进一步提高。推测为这是因为包含选自Si、Sn中的至少一种作为构成元素的第二负极活性物质和丙烯酸树脂的亲和性高，有效地获得抑制充放电时的膨胀收缩的效果。