[发明专利]锂离子二次电池用负极和包含所述负极的锂离子二次电池

说明书

提供一种具有高能量密度和优异循环特性的锂离子二次电池。本发明涉及一种锂离子二次电池用负极，所述负极包含负极集电器和负极混合物层，所述负极混合物层包含负极活性材料和负极粘合剂，其中所述负极活性材料包含含硅的合金(Si合金)。所述Si合金是结晶的并且其中值粒径(D50粒径)为小于或等于1.2μm，并且所述负极混合物层中包含的所述负极粘合剂的比率按重量计为12～50重量％。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用负极、包含所述负极的锂离子二次电池等。

背景技术

锂离子二次电池具有诸如高能量密度、低自放电、优异的长期可靠性等优势，因此它们已经在笔记本型个人电脑、移动电话等中投入实际使用。此外，近年来，在电子装置的高功能性的基础上，由于电动车辆和混合动力电动车辆等电动机驱动的车辆的市场的扩大，以及家用和工业用蓄电系统的加速开发，需要开发一种循环特性和储存特性等电池特性优异且容量和能量密度进一步改善的高性能锂离子二次电池。

作为提供高容量锂离子二次电池的负极活性材料，金属类活性材料如硅、锡以及含有它们的合金和金属氧化物已经引起了关注。然而，尽管这些金属类负极活性材料提供高容量，但是在吸收和解吸锂离子期间活性材料的膨胀和收缩大。因为膨胀和收缩造成体积变化，所以负极活性材料粒子在重复的充电和放电期间瓦解，导致露出新的活性表面。该活性表面具有分解电解液的溶剂和劣化电池的循环特性的问题。为了改善锂离子二次电池的电池特性，已经进行了各种研究。例如，专利文献1描述了一种电极，所述电极包含含有硅氧化物的负极活性材料和包含海藻酸盐的粘合剂。

引用列表

专利文献

专利文献1：WO2015/141231

发明内容

技术问题

需要一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池的电极的能量密度高于专利文献1中所述的电极的能量密度。然而，因为硅由于吸收和解吸锂而具有大的体积变化，所以仍然存在以下问题：如果负极中硅的含量大，则在充电和放电期间循环特性劣化。由此，需要进一步的改善。

解决问题的方案

本示例性实施方式的一个方面涉及如下内容。

一种锂离子二次电池用负极，所述负极包含：

(i)包含负极活性材料和负极粘合剂的负极混合物层；和

(ii)负极集电器，其中

所述负极活性材料包含含有硅的合金(Si合金)，

所述Si合金是结晶的并且具有1.2μm以下的中值粒径(D50粒径)，并且

基于所述负极混合物层的重量，所述负极粘合剂的量为12重量％以上且50重量％以下。

有益效果

根据本示例性实施方式，能够提供具有高能量密度和优异循环特性的锂离子二次电池。

附图说明

图1是根据本发明一个示例性实施方式的二次电池的截面图。

图2是显示根据本发明一个示例性实施方式的堆叠层压型二次电池的电极元件的结构的示意性截面图。

图3是显示膜包装电池的基本结构的分解透视图。

图4是示意性显示图3中的电池的截面的截面图。

图5是显示实施例13、比较例1和比较例2中的充放电循环次数与容量保持率之间的关系的图。

具体实施方式