CN1661845A - 锂离子二次电池和锂离子二次电池的充电方法 - Google Patents

锂离子二次电池和锂离子二次电池的充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种二次电池装置，该二次电池装置包括在表面形成含有正极活性物质的正极活性物质层的正极集电体、在表面形成含有负极活性物质的负极活性物质层的负极集电体、电绝缘性且多孔性的隔膜、和含有锂盐并且与正极活性物质层、负极活性物质层及隔膜相接触的电解质。而且，负极活性物质是具有石墨结构的碳材料，负极活性物质中的碳材料的载持量为2.0～4.0mg/cm2，碳材料的X射线衍射图案中的石墨结构的(101)面的峰强度P101与(100)面的峰强度P100之比(P101/P100)为2.0～2.8。

Description

锂离子二次电池和锂离子二次电池的充电方法
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池和锂离子二次电池的充电方法。
背景技术
近年来，伴随着便携式设备越来越普及和发展，当然希望锂离子二次电池降低成本和提高性能。希望提高的性能之一是快速充电性能。现在锂离子二次电池的充电方法主要有定电流充电法、定电流-定电压充电法和定电压充电法(例如参照特开平5-111184号公报、特开平7-296853号公报、特开平8-45550号公报和特开平5-21093号公报)。
定电流充电法是为了形成一定的充电电流而控制充电电压、当充电电压达到预定的满充电电压(例如4.2V)后、停止向二次电池充电的方法。在定电流充电法中，当充电电压接近满充电电压后，IR降低和极化作用的影响，充电效率恶化，所以充电量容易不足。特别是进行快速充电的话，这种倾向就更显著。此外，在使用这样的定电流充电法的情况下，要补充充电量，在达到满充电电压后，还要在比该满充电电压更高的电压下进行定电流充电的情况下，在二次电池的正极和负极内变成为部分过充电状态，存在着电解质的分解和产生气体的问题。
另一方面，在锂离子二次电池的充电中通常使用的定电流-定电压法是，在使充电电压达到满充电电压之前进行定电流充电，然后切换到以该满充电电压进行的定电压充电，当充电电流成为规定值以下后，终止充电。这样的话，与定电流充电相比，可以容易解决充电量不足的问题，但充电器的电路变得复杂，成为成本高的原因。
另一方面，定电压充电法是把一定的充电电压供给至二次电池的方法，通过适当地设定充电电压，不必担心使二次电池成为过充电状态，而且，通过设定适当的充电时间和充电停止电流值，可以得到充分的充电量，也可以快速充电。此外，与定电流定电压充电相比，充电器电路变得简单，可以期待成本的降低。
可是，进行定电压充电法的话，在充电初期非常大的充电电流流过锂离子二次电池。而这样的充电电流流过锂离子二次电池的话，有时会产生锂离子没有完全插入在负极活性物质中的问题。在锂离子没有完全插入负极活性物质中的情况下，会析出锂离子而产生树枝状结晶，成为随着充放电循环的进行而引起大的容量恶化的原因。
另一方面，从使设备小型化的观点来看，也希望充分地提高锂离子二次电池的体积能量密度。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种即使在定电压充电的情况下也难以引起随着充放电循环的进行而造成的大的容量恶化而且具有充分的体积能量密度的锂离子二次电池。
本发明人专心研究的结果发现，使集电体上的负极活性物质载持量比现有情况大幅度减少，同时，把规定的具有石墨结构的碳材料用作负极活性物质，由此可以达到本申请的目的。
本发明的锂离子二次电池，包括在表面形成含有正极活性物质的正极活性物质层的正极集电体、在表面形成含有负极活性物质的负极活性物质层的负极集电体、电绝缘性且多孔性的隔膜、和含有锂盐并且与正极活性物质层、负极活性物质层及隔膜相接触的电解质，正极集电体和负极集电体配置成使上述正极活性物质层和负极活性物质层隔着隔膜。而且，负极活性物质是具有石墨结构的碳材料，负极活性物质中的上述碳材料的载持量为2.0～4.0mg/cm2，上述碳材料的X射线衍射图案中的石墨结构的(101)面的峰强度P101与(100)面的峰强度P100之比(P101/P100)为2.0～2.8。
这样的锂离子二次电池，即使在定电压充电的情况下，也难以引起随着充放电循环的进行而造成的大的容量恶化，并且，具有充分的体积能量密度值。
关于得到这样特性的理由还不清楚，但例如可以认为是如下这样。
当使作为负极活性物质的碳材料的载持量成为远低于现有载持量的4.0mg/cm2以下的话，与现有的相比，负极活性物质的厚度变得非常薄。因此，与现有的相比难以引起负极活性物质中的Li浓度极化，即使利用定电压充电法把大的电流供给至锂离子二次电池，也不妨碍锂离子向负极活性物质中的插入，难以引起容量恶化。
另一方面，碳材料的载持量低于2.0mg/cm2的话，在负极活性物质和电解液的分界面的锂离子插入过程就会成为决定速率的过程，因为比其更低的载持量不能实现高速充电，同时，负极活性物质层变得过薄，在锂离子二次电池中与负极活性物质相比，集电体所占的体积过大，所以体积能量密度变得不充分。
此外，X射线衍射图案中的峰值比(P101/P100)为2.0以上的碳材料的石墨化程度高，把这样的碳材料作为负极活性物质使用的话，即使充电时供给大的电流，也可以用充分的速度进行插入。
另一方面，得到峰值比(P101/P100)超过2.8的碳材料很困难。
而在这样的锂离子二次电池中，正极活性物质层中的正极活性物质的载持量为4.0～7.0mg/cm2是合适的。
将具有正极集电体、负极集电体和隔膜的二次电池单元层叠多层的话，可以适于增大容量。
对于这样的锂离子二次电池，若进行4.2V的定电压充电的话，可适于进行快速充电。
采用本发明的话，可以实现即使在进行定电压充电的情况下也难以引起随着充放电循环的进行而造成的大的容量恶化且具有充分的体积能量密度的锂离子二次电池。
附图说明
图1是表示实施方式的锂离子二次电池的部分剖面立体图。
图2是沿着图1的锂离子二次电池的YZ平面的剖面图。
图3是沿着图1的锂离子二次电池的XZ平面的矢向图。
图4是表示图1的锂离子二次电池的制作工序的剖面图。
图5是表示锂离子二次电池制造方法的立体图。
图6是表示实施例1～4、比较例1、2的条件及结果的表。
图7是表示实施例1、5、6、比较例3、4的条件及结果的表。
标号说明：10阴极(正极活性物质层)，15正极集电体，16负极集电体，20阳极(负极活性物质层)，40隔膜，50壳体，61、62、63、64二次电池单元，85层叠结构体，87电解质溶液，100锂离子二次电池。
具体实施方式
(第一实施方式)
首先，对本发明的锂离子二次电池的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明第一实施方式的锂离子二次电池100的部分剖面立体图。此外，图2是图1的YZ面的剖面图。图3是图1的层叠结构体85、导线12和导线22的ZX剖面矢向图。
如图1～图3所示，本实施方式的锂离子二次电池100主要由层叠结构体85、以密闭状态容纳层叠结构体85的壳体(外包装体)50、用于将层叠结构体85和壳体50的外部连接的导线12和导线22构成。层叠结构体85从上面开始顺序具有正极集电体15、二次电池单元61、负极集电体16、二次电池单元62、正极集电体15、二次电池单元63、负极集电体16、二次电池单元64和正极集电体15，分别呈板状。
(二次电池单元)
如图2所示，二次电池单元61、62、63、64分别由相互对置的板状阴极(正极活性物质层)10、板状阳极(负极活性物质层)20、在阴极10和阳极20之间相邻配置的板状电绝缘性的隔膜40、含有电解质并含于阴极10、阳极20和隔膜40中的电解质溶液(图中没有表示)构成。
在此，在负极集电体16的表面上形成各二次电池单元61～64的阳极20，在正极集电体15的表面上形成各二次电池单元61～64的阴极10。其中为了便于说明，阳极和阴极是以锂离子二次电池100放电时的极性为基准确定的。在锂离子二次电池100充电时，由于电荷流动方向与放电时相反，所以阳极和阴极相互改换。
(阳极)
阳极20是含有负极活性物质、导电助剂、粘接剂等的层。下面对阳极20进行说明。
负极活性物质是具有石墨结构的碳材料，能够可逆地进行锂离子的吸收和释放、锂离子的脱离和插入、或者、锂离子和该锂离子的对应阴离子(例如ClO4 -)的掺杂和脱掺杂。
该碳材料满足X射线衍射图案中的石墨结构的(101)面的衍射峰强度P101和(100)面的衍射峰强度P100之比(P101/P100)为2.0～2.8。下面把该比值称为峰强度比P101/P100。在X射线衍射法中，可以以CuKα作为X射线源。所谓峰强度是峰的高度。
作为这样的碳材料来说，可以例举的例如有天然石墨、人造石墨等。
而且，阳极20中的碳材料的载持量为2.0～4.0mg/cm2。其中所谓载持量是负极集电体16的单位表面积具有上述石墨结构的碳材料的重量。
导电助剂，只要是使阳极20的导电性良好，就没有特别的限定，可以使用众所周知的导电助剂。可以例举的有炭黑类、碳材料、铜、镍、不锈钢、铁等的金属微粉、碳材料及金属微粉的混合物、ITO等导电性氧化物。
粘接剂，只要是可以把上述负极活性物质颗粒和导电助剂颗粒粘接在负极集电体16上，就没有特别的限定，可以使用众所周知的粘接剂。可以例举的有聚偏氟乙烯(PVEF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PEA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等的氟树脂和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等。
与阳极20粘接的负极集电体16的材料，只要是一般常用用锂离子二次电池的阳极用集电体的金属材料，就没有特别的限定，可以例举的有铜和镍等。如图1和图3所示，在负极集电体16的端部，各集电体分别形成向外侧延伸的舌状部16a。
(阴极)
阴极10是含有正极活性物质、导电助剂、粘接剂等的层。下面对阴极10进行说明。
正极活性物质只要是能够可逆地进行锂离子的吸收和释放、锂离子的脱离和插入、或者、锂离子和该锂离子的对应阴离子(例如ClO4 -)的掺杂和脱掺杂，就没有特别的限定，可以使用众所周知的电极活性物质。可以例举的有钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)和用通式LiNixCoyMnzO2(x+y+z＝1)表示的复合金属氧化物、锂钒化合物(LiV2O5)、橄榄石型LiMPO4(其中M表示Co、Ni、Mn或Fe)、钛酸锂(Li4Ti5O12)等复合金属氧化物。
正极集电体15的单位表面积的正极活性物质的载持量，可以对应于阳极20的负极活性物质的载持量来任意适当地设定，但优选为4.0～7.0mg/cm2。
除了含于阴极10中的正极活性物质以外的各构成要素，可以使用与构成阳极20相同的要素。此外，优选在阴极10中也含有与阳极20相同的电子传导性的颗粒。
与阴极10粘接的正极集电体15，只要是一般常用作锂离子二次电池的阴极用集电体的金属材料，就没有特别的限定，可以例举的有铝等。如图1和图3所示，在正极集电体15的端部，各集电体分别形成向外侧延伸的舌状部15a。
(隔膜)
配置在阳极20和阴极10之间的隔膜40只要是由电绝缘性的多孔体构成，就没有特别的限定，可以使用在众所周知的二次电池单元中用的隔膜。例如作为电绝缘性的多孔体来说，可以例举的有由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的薄膜层叠体或上述树脂混合物的拉伸膜、或由选自纤维素、聚酯和聚丙烯中的至少1种的构成材料构成的纤维无纺布。
如图3所示，对于各二次电池单元61～64，按隔膜40、阳极20、阴极10的顺序面积变小，阳极20的端面伸到阴极10端面的外侧，隔膜40的端面伸到阳极20和阴极10端面的外侧。
这样，在因制造时的误差造成各层在层叠方向和交叉方向即使产生一些位置偏差的情况下，在各二次电池单元61～64中，也容易使阴极10的整个面与阳极20相对向。因此，从阴极10释放的锂离子通过隔膜40可以充分被阳极20获取。在阳极20不能充分获取锂离子的情况下，由于没有被阳极20获取的锂离子会析出，电能的载流子减少，所以有时会出现电池能量容量恶化的情况。而且，由于隔膜40比阴极10和阳极20大，从阴极10和阳极20的端面伸出，所以也可以减少因阴极10和阳极20接触造成的短路。
(电解质溶液)
电解质溶液含于阳极20和阴极10以及隔膜40的孔内部。对电解质溶液没有特别的限定，可以使用众所周知的锂离子二次电池单元中使用的含锂盐的电解质溶液(电解质水溶液、使用有机溶剂的电解质溶液)。但是，由于电解质水溶液的电化学分解电压低，充电时的耐用电压低而受到限制，所以优选为使用有机溶剂的电解质溶液(非水电解质溶液)。作为二次电池单元的电解质溶液来说，适于使用把锂盐溶解在非水溶剂(有机溶剂)中的电解质溶液。作为锂盐可以使用LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiCF3、CF2SO3、LiC(CF3SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(CF3CF2SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiN(CF3CF2CO)2等的盐。再有，这些盐可以单独使用1种，也可以2种以上一起使用。
此外，作为有机溶剂来说，可以使用众所周知的二次电池单元中使用的溶剂。可以例举的优选是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯等。它们可以单独使用，也可以把2种以上以任意比例混合使用。
在本实施方式中，电解质溶液除了液态以外，也可以是利用添加凝胶化剂所得到的凝胶状电解质。此外也可以含有固体电解质(固体高分子电解质或由离子传导性无机材料构成的电解质)来替代电解质溶液。
(导线)
如图1所示，导线12和导线22以条带状外形从壳体50内通过密封部50b伸到外部。
导线12用金属等导体材料作成。作为该导体材料来说，例如可以采用铝等。如图3所示，导线12的壳体50内的端部用电阻焊接等与各正极集电体15、15、15的各舌状部15a、15a、15a焊接，导线12通过各正极集电体15与各阴极10进行电连接。
另一方面，导线22也用金属等导体材料作成。作为该导体材料来说，例如可以利用铜和镍等导电材料。导线22的壳体50内的端部与负极集电体16、16的舌状部16a、16a焊接，导线22通过各负极集电体16与各阳极20进行电连接。
此外，如图1和图3所示，在导线12、22中夹于壳体50的密封部50b中的部分，为了提高密封性，用树脂等绝缘体14包覆。对绝缘体14的材质没有特别的限定，但优选例如分别由合成树脂作成。导线12和导线22在层叠结构体85的层叠方向和垂直方向分开。
(壳体)
壳体50只要是将层叠结构体85密封、能够防止空气和水进入到壳体内部，就没有特别的限定，可以使用众所周知的二次电池单元中用的壳体。例如可以使用将环氧树脂等合成树脂或铝等金属片进行树脂层压而得到的制品。如图1所示，壳体50是把矩形可弯曲性的片51C在长度方向大体中间部位折成2折后形成的，从层叠方向(上下方向)两侧夹住层叠结构体85。在折成2折的片51C端部之中，除了折叠部分50a的三个边密封部50b用热密封或粘接剂粘接，把层叠结构体85密封在内部。此外，壳体50通过在密封部50b与绝缘体14粘接，把导线12、22密封。
(制造方法)
下面，对上述的锂离子二次电池100的制作方法的一个示例进行说明。
首先，分别调整涂敷液(浆料)，该涂敷液含有用于成为阳极20和阴极10的电极层的构成材料。阳极用涂敷液是具有上述的负极活性物质、导电助剂、粘接剂的溶剂，阴极用涂敷液是具有上述的正极活性物质、导电助剂、粘接剂的溶剂。作为在涂敷液中使用的溶剂来说，只要是可以使粘接剂溶解、可以使活性物质及导电助剂分散，就没有特别的限定，例如可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺等。
然后，准备铝等的正极集电体15和铜、镍等的负极集电体16。如图4所示，在正极集电体15的单面上涂敷阴极用涂敷液后干燥，形成阴极10，同时剪成有舌状部15a的矩形形状后，得到2个图4所示的两端用的2层层叠体120。同样地，在正极集电体15的两面涂敷阴极用涂敷液后干燥，在两面形成阴极10，同时，剪成有舌状部15a的矩形形状后，得到1个阴极用的3层层叠体130。此外，在负极集电体16的两面涂敷阳极用涂敷液后干燥，在两面形成阳极20，同时，剪成有舌状部16a的矩形形状后，得到2个阳极用的3层层叠体140。其中，对在集电体上涂敷涂敷液时的方法没有特别的限定，可以根据集电体用金属板的材质和形状等进行适当确定。例如可以例举的有金属掩模印刷法、静电涂装法、浸渍涂装法、喷涂法、辊涂法、刮刀片法、凹版涂装法、丝网印刷法等。涂敷后，根据需要用平版压制、碾光辊等进行压延处理。其中，优选涂敷阳极用涂敷液，使得阳极20的负极活性物质的载持量满足2.0～4.0mg/cm2。此外，涂敷阴极用涂敷液，使得阴极10的正极活性物质的载持量满足4.0～7.0mg/cm2。此外，在舌状部15a、16a的两面不形成阴极10和阳极20。
如图3和图4所示，这些2层层叠体120和3层层叠体130的阴极10的矩形尺寸做得比3层层叠体140中的阳极20的矩形尺寸小。
接着，准备隔膜40。把绝缘性多孔质材料剪切成比3层层叠体140的阳极20的矩形大的矩形，作成隔膜40。
然后，按图4的顺序将2层层叠体120、3层层叠体130、3层层叠体140进行层叠，并将隔膜40挟在各间隔中，即，层叠成2层层叠体120/隔膜40/3层层叠体140/隔膜40/3层层叠体130/隔膜40/3层层叠体140/隔膜40/2层层叠体120，夹住层叠方向两侧的面内中央部分后进行加热，由此得到图3所示的层叠结构体85。此时，如图4所示，配置成阴极10接触于各隔膜40的一个面、阳极20接触于另一面。
而且，把2层层叠体120、3层层叠体140、3层层叠体130、隔膜40配置成阳极用3层层叠体140的端面比2层层叠体120和3层层叠体130的端面向外侧伸出、隔膜40的端面比3层层叠体140的端面向外侧伸出。
然后，准备图3所示的导线12、22，分别用树脂等绝缘体14包覆长度方向中央部。
接着，如图3所示，把各舌状部15a和导线12端部焊接，各舌状部16a和导线22的端部焊接。
这样，就完成了将导线12和导线22连接的层叠结构体。
下面，对壳体50的制作方法的一个示例进行说明。首先，如图5(a)所示，准备用热粘接性树脂层层压铝而成的矩形状的片51B。
然后，按照片51B中央的虚线折叠重合，如图5(b)所示，利用例如密封机等在规定的加热条件下仅把2个边的密封部50b、50b按需要的密封宽度进行热密封。这样，可以得到用于把层叠结构体85放入的开口部50c的袋状壳体50f。
然后，把连接有导线12和导线22的层叠结构体85插入至具有开口部50c的壳体50f内。随后，在真空容器内向壳体50f内注入电解质溶液，把层叠结构体85浸渍在电解质溶液中。此后，分别把导线12、导线22的一部分从壳体50f内引到外部，用热密封机把壳体50f的开口部50c密封住。此时，在开口部50c把导线12、22的绝缘体14所覆盖的部分夹住后进行密封。这样，就完成了锂离子二次电池100的制作。
采用这样的锂离子二次电池100，即使在进行定电压充电的情况下，也难以引起随着充放电循环的进行而造成的大的容量恶化，而且体积能量密度也具有足够的值。
再有，本发明不限定于上述实施方式，可以采用各种各样的变形方式。
例如，在上述实施方式中，层叠结构体85是有4个作为单电池的二次电池单元61～64的层叠结构体，但也可以具有多于4个的二次电池单元，或者可以有3个以下例如1个二次电池单元。
[实施例]
下面例举实施例和比较例对本发明进行更详细地说明，而本发明不限定于这些实施例。
首先，在把相同的石墨材料作为负极活性物质的锂离子二次电池中，改变负极活性物质载持量。在此，作成具有22层的二次电池单元的锂离子二次电池。
(实施例1)
首先，用以下顺序制作了阴极层叠体。首先，准备作为正极活性物质的LiMn0.33Ni0.33Co0.34O2(下标数字是原子比)、作为导电助剂的乙炔炭黑、作为粘接剂的聚偏氟乙烯(PVdF)，以它们的重量比为正极活性物质∶导电助剂∶粘接剂＝90∶6∶4用行星式搅拌机混合分散后，在其中适量混合作为溶剂的NMP后，调整粘度，调整了浆料状的阴极用涂敷液(浆料)。
然后，准备铝箔(厚度为20μm)，在该铝箔上用刮刀片法涂敷阴极用涂敷液，使活性物质载持量为5.5mg/cm2，进行干燥。然后用碾光辊压制，使涂敷的阴极层的孔隙率为28％，将其冲切成阴极面为17×32mm的大小、而且具有规定舌状端子的形状，作成了阴极层叠体。在此，作成了仅在单面形成阴极的阴极层叠体和在两面形成阴极的阴极层叠体。
然后，用以下顺序制作了阳极层叠体。首先，准备作为负极活性物质的天然石墨(BTR制、MSG)、作为粘接剂的PVdF，配置成它们的重量比为负极活性物质∶粘接剂＝95∶5，用行星式搅拌机混合分散后，在其中适量投入作为溶剂的NMP后，调节粘度，由此，调整成浆料状的阳极用涂敷液。再有，BTR制MSG的峰强度比P101/P100为2.4。
然后，准备作为集电体的铜箔(厚度：15μm)，在该铜箔两面上用刮刀片法涂敷阳极用涂敷液，使得阳极活性物质载持量为3.0mg/cm2，干燥后得到了阳极层叠体。然后，用碾光辊进行压制，使得阳极层的孔隙率为30％，冲切成阳极面的大小为17×32mm、而且具有舌状端子的形状，作成了阳极层叠体。在此，作成了在两面形成阳极的阳极层叠体。
然后，把聚烯烃制的多孔膜(厚度为25μm，格利通气时间为100s)冲切成18mm×33mm的大小，作成了隔膜。
然后，层叠成将隔膜夹在阳极层叠体和阴极层叠体之间，作成具有22层二次电池单元的层叠结构体，从两端面热压后进行了固定。在此，层叠成在层叠结构体的最外层在单面担持阴极的阴极层叠体。
随后，如下述这样调整了非水电解质溶液。体积比按照2∶1∶7将碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)混合后作为溶剂。然后把LiPF6溶解在溶剂中，使得浓度为1.5mol/dm3。而且，相对于100重量份该溶液，添加3份重量份的1，3-丙烷磺内酯，作成了非水电解质溶液。
然后准备把铝层压薄膜作成袋状的壳体，将层叠结构体插入，在真空槽中注入非水电解质溶液，把层叠结构体浸在非水电解质溶液中。此后，在减压的状态下以一部分舌状端子伸到外包装体外面的方式密封外包装体的入口部，通过进行初期充放电得到了层叠型锂离子二次电池。
然后，把所得到的锂离子二次电池在室温下用4.2V的定电压进行充电，进行了循环试验。此外，在电流值缩小到0.05C时使充电终止，以10C进行放电，端子电压变为2.5V后终止放电。
(实施例2)
除了使负极活性物质载持量为3.3mg/cm2、正极活性物质载持量为6.0mg/cm2以外，其余与实施例1相同。
(实施例3)
除了使负极活性物质载持量为3.8mg/cm2、正极活性物质载持量为7.0mg/cm2以外，其余与实施例1相同。
(实施例4)
除了使负极活性物质载持量为2.2mg/cm2、正极活性物质载持量为4.0mg/cm2以外，其余与实施例1相同。
(比较例1)
除了使负极活性物质载持量为4.1mg/cm2、正极活性物质载持量为7.5mg/cm2以外，其余与实施例1相同。
(比较例2)
除了使负极活性物质载持量为1.9mg/cm2、正极活性物质载持量为3.5mg/cm2以外，其余与实施例1相同。
图6表示此时的100个循环后的容量维持率、充电结束时间、能量密度。如实施例1～4所示，在负极活性物质载持量为2.2～3.8mg/cm2范围内，100个循环后的容量维持率在90％以上，而且，能量密度也在160Wh/L以上。另一方面，如比较例1那样，当负极活性物质载持量为4.1mg/cm2的话，100个循环后的容量维持率恶化，变为84.3％。此外，如比较例2那样，在负极活性物质载持量为1.9mg/cm2时，能量密度不充分，变为154Wh/L，并且，与负极活性物质载持量为2.2mg/cm2的实施例4相比，没有发现充电结束时间缩短。
然后，使负极活性物质载持量与实施例1相同，使用了峰强度比P101/P100不同的碳材料作为负极活性物质。
(实施例5)
除了把负极活性物质换成X射线衍射的峰强度比P101/P100为2.6的天然石墨(日立粉末制GP870)以外，其余与实施例1相同。
(实施例6)
除了把负极活性物质换成X射线衍射的峰强度比P101/P100为2.7的人造石墨(SEC制SGB-R)以外，其余与实施例1相同。
(比较例3)
除了把负极活性物质换成X射线衍射的峰强度比P101/P100为1.2的人造石墨(大阪ガス制MCMB)以外，其余与实施例1相同。
(比较例4)
除了把负极活性物质换成X射线衍射的峰强度比P101/P100为1.5的人造石墨(ペトカ制MCF)以外，其余与实施例1相同。
如实施例1、5、6那样，在峰强度比P101/P100为2.4～2.7时，100个循环后的容量维持率超过了95％。此外，能量密度也很充分。
另一方面，如比较例3、4那样，在峰强度比P101/P100为1.5以下时，100个循环后的容量维持率变成了72.2％以下。

Claims (4)

1.一种锂离子二次电池，其特征在于：
包括：在表面形成含有正极活性物质的正极活性物质层的正极集电体；
在表面形成含有负极活性物质的负极活性物质层的负极集电体；
电绝缘性且多孔性的隔膜；和
含有锂盐并且与所述正极活性物质层、所述负极活性物质层及所述隔膜相接触的电解质；
所述正极集电体及所述负极集电体配置成使所述正极活性物质层及所述负极活性物质层隔着所述隔膜，
所述负极活性物质是具有石墨结构的碳材料，
所述负极活性物质中的所述碳材料的载持量为2.0～4.0mg/cm2，
所述碳材料的X射线衍射图案中的石墨结构的(101)面的峰强度P101与(100)面峰强度P100之比(P101/P100)为2.0～2.8。
2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述正极活性物质层中的所述正极活性物质的载持量为4.0～7.0mg/cm2。
3.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：层叠了多层具有所述正极集电体、所述负极集电体和所述隔膜的二次电池单元。
4.一种锂离子二次电池的快速充电方法，其特征在于：对权利要求1所述的锂离子二次电池进行4.2V定电压充电。
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