JP2013037934A - リチウム二次電池およびその負極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】集電体層と、集電体層上に積層された活物質層とを有するリチウム二次電池の負極であって、活物質層が、NixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)を有する負極は、優れた充放電サイクル特性を示す。
【選択図】なし
Description
[1] 集電体層と、集電体層上に積層された活物質層とを有するリチウム二次電池の負極であって、活物質層が、NixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)を有することを特徴とする負極。
[2] 活物質層が、さらにCu3Snからなる層を有し、Cu3Snからなる層が、集電体層とNixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)との間に存在する上記[1]に記載の負極。
[3] 集電体層が、銅箔である上記[2]に記載の負極。
[4] 集電体層は、開口部が形成されていない層状構造であり、活物質層は、開口部が形成された網目状構造である上記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の負極。
[5] 平面視における開口部の形状が、五角形以上の略正多角形および/または略円形である上記[4]に記載の負極。
[6] 平面視における開口部の形状が、略正六角形である上記[5]に記載の負極。
[7] 上記[1]〜[6]のいずれか一つに記載の負極を含むリチウム二次電池。
[8] 集電体層と、集電体層上に積層された活物質層とを有するリチウム二次電池の負極用シートであって、活物質層が、NixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)を有することを特徴とするシート。
また、本発明において「活物質層の開口部」とは、活物質が存在しない部分を意味し、「平面視における開口部の形状」とは、活物質層を垂直方向から見たときの開口部の形状を意味する。また、活物質層における「開口部が形成された網目状構造」とは、活物質層を垂直方向から見たときに、複数の開口部が規則的に配列し、個々の開口部の周囲が集電体層を被覆する被覆部(活物質が存在する部分)となっていることを意味する。
電解銅箔(厚さ:20μm)に、ネガ型レジスト膜(厚さ:25μm)を積層した後、図3に示す形状のフォトマスク(図3中、符号3は透光部を示し、符号4は遮光部を示す。a1:0.30mm、b1:0.05mm、c1:0.31mm、d1:0.54mm)を用いて露光および現像して、フォトマスクに対してパターンが反転した現像レジスト膜(被覆部の形状:正六角形)を形成した。
(1)電池の製造
実施例1〜4並びに比較例1および2で製造した負極用シートを16mmφの大きさに打ち抜いて、評価用の負極を作製した。この負極に真空中70℃で1時間乾燥処理を施した後、アルゴン雰囲気下のグローブボックスに負極を移動させた。グローブボックス中のアルゴン雰囲気下で、この負極を用いて2016サイズのコインセル型電池を製造した。
正極用シートとして、アルミ箔を集電体層とし、コバルト酸リチウムを活物質層としたシートを使用し、これを15mmφに打ち抜いたものを電池の対極(正極)として使用した。また、セパレーターとして、ポリエチレン製微多孔膜(厚さ:25μm、空孔率:40体積%、空孔の平均径:0.1μm)を使用し、電解液として、1.4MのLiPF6溶液(溶媒:エチレンカーボネート(EC)およびジエチルカーボネート(DEC)、EC:DECの体積比=1:2)を使用した。
上記のようにして製造した電池を25℃の恒温器中に入れて、以下のような充放電レートで合計60サイクルの充放電を行った。
(i)0.2CmAの充放電レートで5サイクルを1回(合計5サイクル)
(ii)1CmAの充放電レートで10サイクル、その後0.2CmAの充放電レートで1サイクルの組合せを5回(合計55サイクル)
2 活物質層
2A 開口部
2B 被覆部
3 透光部
4 遮光部
10 負極
Claims (8)
- 集電体層と、集電体層上に積層された活物質層とを有するリチウム二次電池の負極であって、活物質層が、NixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)を有することを特徴とする負極。
- 活物質層が、さらにCu3Snからなる層を有し、Cu3Snからなる層が、集電体層とNixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)との間に存在する請求項1に記載の負極。
- 集電体層が、銅箔である請求項2に記載の負極。
- 集電体層は、開口部が形成されていない層状構造であり、活物質層は、開口部が形成された網目状構造である請求項1〜3のいずれか一項に記載の負極。
- 平面視における開口部の形状が、五角形以上の略正多角形および/または略円形である請求項4に記載の負極。
- 平面視における開口部の形状が、略正六角形である請求項5に記載の負極。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の負極を含むリチウム二次電池。
- 集電体層と、集電体層上に積層された活物質層とを有するリチウム二次電池の負極用シートであって、活物質層が、NixCu6-xSn5からなる層(式中、xは0.30〜2.0である)を有することを特徴とするシート。
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