JP2024523075A - 二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、二次電池（５）、電池モジュール（４）、電池パック（１）及び電力消費装置を提供する。この二次電池（５）において、負極極板（６）の負極活物質層（６２）は、多孔質炭素材料を含み、負極活物質層（６２）は、孔路（６３）を有し、孔路（６３）は、負極活物質層（６２）を貫通し又は貫通せず、孔路（６３）にリチウム金属（６４）がある。

Description

本出願は、二次電池分野に関し、具体的に二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置に関する。

リチウム金属負極系統の二次電池は、負極がリチウム金属単体を含有するため、比較的高いエネルギー密度を有するが、リチウム金属は、堆積中にデンドライトが発生しやすく且つ界面副反応が発生しやすいため、そのサイクル安定性が比較的悪く、サイクル寿命が比較的短い。

上記問題に基づき、本出願は、比較的高いエネルギー密度及び比較的長いサイクル寿命を有する二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を提供する。

一態様によれば、本出願は、二次電池を提供し、この二次電池は、負極極板を含み、
前記負極極板の負極活物質層は、多孔質炭素材料を含み、前記負極活物質層は、孔路を有し、前記孔路は、前記負極活物質層を貫通し又は貫通せず、前記孔路にリチウム金属がある。

上記の二次電池において、負極活物質層は、孔路を有し、且つリチウム金属が孔路に存在し、リチウム金属が負極極板の表面に堆積される従来の負極極板に比べて、リチウム金属が孔路に存在するため、負極極板と電解質界面との間におけるリチウム金属の副反応を減少させ、リチウム源損失を減少させることができ、二次電池は、比較的高いエネルギー密度及び比較的長いサイクル寿命を有する。

そのうちのいくつかの実施例では、前記二次電池は、正極極板をさらに含み、前記負極極板の可逆的リチウム吸蔵容量と前記正極極板の可逆的リチウム放出容量との比は、ＣＢであり、０＜ＣＢ≦１であり、
選択的に、０．４≦ＣＢ≦１である。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極活物質層の厚さは、ｘであり、前記孔路の両端のポートの間の前記負極活物質層に垂直な方向における距離は、ｙであり、ｘとｙが０．１ｘ≦ｙ≦ｘという条件を満たす。

そのうちのいくつかの実施例では、前記孔路の両端のポートの間の孔路内壁に沿う長さは、Ｌであり、Ｌとｙは、Ｌ＞ｙという条件を満たす。

そのうちのいくつかの実施例では、前記孔路は、非直線型孔路である。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極活物質層に垂直な方向に沿う前記孔路内部の前記集電体における投影は、前記孔路の両端のポートと重なり合わない。

そのうちのいくつかの実施例では、前記孔路の数は、複数であり、隣接する二つの前記孔路の間の距離は、ｄであり、ｄ≦１０ｘである。

そのうちのいくつかの実施例では、前記孔路の最大直径分布は、１μｍ～５０μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、前記多孔質炭素材料は、ハードカーボンと、バイオマス炭と、活性炭と、炭素繊維と、カーボンエアロゲルとから少なくとも一つ選択される。

そのうちのいくつかの実施例では、前記多孔質炭素材料のＤｖ５０は、１μｍ～１００μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、前記多孔質炭素材料の二酸化炭素雰囲気での比表面積≧５０ｍ^２／ｇである。

そのうちのいくつかの実施例では、前記多孔質炭素材料の吸油値≧３０ｍＬ／１００ｇであり、前記吸油値は、Ｇａｒｄｎｅｒ－Ｃｏｌｅｍａｎ法によって測定される。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極極板の二酸化炭素雰囲気での比表面積と前記負極極板の窒素ガス雰囲気での比表面積との比≧５である。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極活物質層において、前記多孔質炭素材料の質量百分率は、９０％～９８％である。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極極板の集電体は、銅箔であり、前記銅箔に少なくとも一つのリチウム吸蔵元素が含まれる。

そのうちのいくつかの実施例では、前記銅箔中の前記リチウム吸蔵元素の質量百分率≧５％である。

そのうちのいくつかの実施例では、前記リチウム吸蔵元素は、銀と、亜鉛と、マグネシウムと、アルミニウムと、錫と、ケイ素とのうちの少なくとも一つを含む。

そのうちのいくつかの実施例では、前記銅箔の厚さは、４μｍ～２０μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、前記負極極板の製造方法は、
前記多孔質炭素材料を前処理することで、前記多孔質炭素材料に気体を吸着させるステップと、
前記気体が吸着された多孔質炭素材料を負極スラリーに製造するステップと、
前記負極スラリーを採用して前記集電体の少なくとも一つの表面に前記負極活物質層を製造し、前記気体が前記多孔質炭素材料から脱着して前記孔路を形成するステップとを含む。

第二の態様によれば、本出願は、電池モジュールを提供し、この電池モジュールは、上記の二次電池を含む。

第三の態様によれば、本出願は、電池パックを提供し、この電池パックは、上記の電池モジュールを含む。

第四の態様によれば、本出願は、電力消費装置を提供し、この電力消費装置は、上記の二次電池、上記の電池モジュール及び上記の電池パックから選択される少なくとも一つを含む。

本出願の一つ又は複数の実施例の詳細は、以下の図面と記述において提案され、本出願の他の特徴、目的及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲によって明らかになる。

本出願の一実施例の二次電池の負極極板の構造概略図である。 本出願の一実施の形態の二次電池の概略図である。 図２に示す本出願の一実施の形態の二次電池の分解図である。 本出願の一実施の形態の電池モジュールの概略図である。 本出願の一実施の形態の電池パックの概略図である。 図５に示す本出願の一実施の形態の電池パックの分解図である。 本出願の一実施の形態の二次電池を電源として用いる電力消費装置の概略図である。

ここで開示されたそれらの発明の実施例及び／又は例をより良く記述し説明するために、一枚又は複数枚の図面を参照すればよい。図面を記述するための付加詳細又は例は、開示された発明と、現在記述された実施例及び／又は例と、現在理解されたこれらの発明の最も好ましいモードとのうちのいずれか一つの範囲を限定するためのものだとなされるべきではない。

本出願の理解を容易にするために、以下では、関連図面を参照して本出願をより全面的に記述する。図面において本出願の比較的好ましい実施例が示されている。しかしながら、本出願は、多くの異なる形式によって実現されてもよく、本明細書に記述された実施例に限らない。逆に、これらの実施例を提供する目的は、本出願の開示された内容に対する理解をより徹底的で全面的にすることである。

特に定義されない限り、本明細書に使用されるすべての技術的及び科学的用語は、本出願の技術分野に属する当業者によって一般的に理解される意味と同じである。本明細書では本出願の明細書に使用される用語は、具体的な実施例を記述するためのものに過ぎず、本出願を限定することを意図していない。本明細書に使用される用語である「及び／又は」は、一つ又は複数の関連するリストされた項目の任意の組み合わせとすべての組み合わせを含む。

リチウム金属負極系統の二次電池は、負極がリチウム金属単体を含有するため、比較的高いエネルギー密度を有するが、リチウム金属は、堆積中にデンドライトが発生しやすく且つ界面副反応が発生しやすいため、そのサイクル安定性が比較的悪く、サイクル寿命が比較的短い。従来のリチウム金属負極板は、リチウム金属が一般的には極板の表面に堆積され、堆積中にデンドライトが極めて発生しやすく、且つリチウム金属が極板の表面に堆積され、二次電池の電解質との副反応が極めて起こりやすく、二次電池のエネルギー密度及びサイクル性能が減衰してしまう。

上記課題を解決するために、本出願は、二次電池とこの二次電池を使用する電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を提供する。このような二次電池は、電池を使用する様々な電力消費装置、例えば携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、バッテリ車、電動玩具、電動工具、電気自動車、船舶、宇宙航空機などに適用でき、例えば宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル、宇宙船などを含む。

以下、図面を適切に参照して本出願の二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置を説明する。

本出願の一つの実施の形態では、二次電池を提供する。

一般的には、二次電池は、正極極板と、負極極板と、電解質と、セパレータとを含む。電池の充放電中、活性イオンは、正極極板と負極極板との間で往復して吸蔵及び放出される。電解質は、正極極板と負極極板との間でイオンを伝導する作用を果たす。セパレータは、正極極板と負極極板との間に設置され、主に正負極短絡を防止する作用を果たすとともに、イオンを通過させることができる。

負極極板
負極極板は、負極集電体と、負極集電体の少なくとも一つの表面上に設置される負極活物質層とを含む。例として、負極集電体は、それ自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、負極活物質層は、負極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一方又は両方に設置される。

本出願の実施の形態では、負極極板の負極活物質層は、多孔質炭素材料を含む。図１を参照すると、それは、本出願の一実施例の二次電池の負極極板６の構造概略図である。負極極板６は、集電体６１と負極活物質層６２とを含む。負極活物質層６２は、孔路６３を有し、且つ孔路６３は、負極活物質層６２を貫通し又は貫通せず、孔路６３にリチウム金属６４がある。

上記の二次電池において、負極活物質層は、孔路を有し、且つリチウム金属が孔路に存在し、リチウム金属が負極極板の表面に堆積される従来の負極極板に比べて、リチウム金属が孔路に存在するため、負極極板と電解質界面との間におけるリチウム金属の副反応を減少させ、リチウム源損失を減少させることができ、二次電池は、比較的高いエネルギー密度及び比較的長いサイクル寿命を有する。

そのうちのいくつかの実施例では、負極極板の可逆的リチウム吸蔵容量と正極極板の可逆的リチウム放出容量との比は、ＣＢであり、０＜ＣＢ≦１である。負極極板の可逆的リチウム吸蔵容量は、負極活物質（本出願では、多孔質炭素材料）のグラム容量及び負極極板の塗布重量に関連し、正極極板の可逆的リチウム放出容量は、正極活物質のグラム容量及び正極極板の塗布重量に関連し、正／負極板の活物質のグラム容量及び塗布重量を制御することで、二次電池のＣＢ値を調整できる。二次電池のＣＢ値を制御することで、充電時、二次電池の負極極板にリチウム炭素合金（ＬｉＣ_６）が形成されるほか、孔路にリチウム金属がさらに堆積されることを保証でき、二次電池のエネルギー密度が比較的高く、且つ負極極板のリチウム炭素合金（ＬｉＣ_６）が孔路におけるリチウム金属と配合し、二次電池の動力学性能及びサイクル安定性をさらに改善できる。一般的には、放電プロセスにおいてリチウムイオンは、リチウム金属から優先的に放出され、その後、ＬｉＣ_６から放出される。上記負極極板において、リチウムが負極極板の孔路に堆積されるため、負極極板の表面でのリチウム堆積量を減少させ、放電プロセスでは、一定の過電位で、リチウムイオンは、ＬｉＣ_６から優先的に放出でき、その後、金属リチウムは、Ｃに吸蔵されてＬｉＣ_６の放出容量を補充することによって、サイクル性能を改善する。さらに、０．４≦ＣＢ≦１である。０．４≦ＣＢ≦１に制御することで、負極極板の孔路に多くのリチウム金属を堆積し、二次電池のエネルギー密度を向上させることができる。

理解できるように、上記二次電池は、初めての充電の前に、負極極板の孔路にリチウム金属が堆積されておらず、二次電池のＣＢ値を制御することで、二次電池を初めて充電した後に、負極極板の孔路にリチウム金属を堆積でき、それによって二次電池のエネルギー密度を高める。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層の厚さは、ｘであり、孔路の両端のポートの間の負極活物質層に垂直な方向における距離は、ｙであり、ｘとｙが０．１ｘ≦ｙ≦ｘという条件を満たす。

そのうちのいくつかの実施例では、孔路の両端のポートの間の孔路内壁に沿う長さは、Ｌであり、Ｌとｙは、Ｌ＞ｙという条件を満たす。理解できるように、孔路の両端のポートの間の距離は、負極活物質層の表面に垂直でなくてもよく、又は孔路は、非直線型であり、蛇行分布を呈する。

そのうちのいくつかの実施例では、孔路は、非直線型孔路である。非直線型孔路は、より長い伝送経路を有してもよく、且つ負極極板の比表面積を増大させ、二次電池のサイクル寿命をさらに改善できる。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層に垂直な方向に沿う孔路内部の集電体におけるいずれかの投影は、孔路の両端のポートと重なり合わない。負極活物質層に垂直な方向に沿う孔路内部の集電体における投影は、孔路の両端のポートと完全に重なり合うのではなく、即ち孔路は、蛇行分布を呈するため、負極極板は、比較的長い伝送経路及び比較的大きい比表面積を有する。

そのうちのいくつかの実施例では、孔路の数は、複数であり、隣接する二つの孔路の間の距離は、ｄであり、ｄ≦１０ｘである。負極極板の孔路は、ｄ≦１０ｘの密度範囲で分布し、負極極板が比較的多い孔路数を有することを保証し、リチウム金属の堆積を確保し、二次電池のエネルギー密度とサイクル寿命を高めることができる。

そのうちのいくつかの実施例では、孔路の最大直径分布は、１μｍ～５０μｍである。孔路の最大直径とは、極板表面孔路の長軸直径である。負極極板の孔路最大直径分布が上記範囲である場合、リチウム金属の堆積に有利であり、二次電池のエネルギー密度とサイクル寿命を高める。選択的に、孔路の最大直径分布は、１μｍ～１０μｍ、１０μｍ～２０μｍ、２０μｍ～３０μｍ、３０μｍ～４０μｍ又は４０μｍ～５０μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、多孔質炭素材料は、ハードカーボンと、バイオマス炭と、活性炭と、炭素繊維と、カーボンエアロゲルとから少なくとも一つ選択される。上記多孔質炭素材料は、比較的大きい比表面積を有し、負極極板に用いられると、負極極板の空隙率を改善でき、且つ多孔質炭素材料の空隙における吸着気体が脱着される時、負極極板の孔路構造を形成できる。

そのうちのいくつかの実施例では、多孔質炭素材料のＤｖ５０は、１μｍ～１００μｍである。Ｄｖ５０とは、体積分布における５０％に対応する粒度サイズを指す。例として、Ｄｖ５０は、ＧＢ／Ｔ １９０７７－２０１６粒度分布レーザ回折法を参照し、レーザ粒度分析装置、例えばイギリスのマルバーン計器社のＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００Ｅ型レーザ粒度分析装置を採用して容易に測定してもよい。選択的に、多孔質炭素材料のＤｖ５０は、１μｍ、２μｍ、４μｍ、５μｍ、８μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ又は１００μｍである。さらに、多孔質炭素材料のＤｖ５０は、４．６μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、多孔質炭素材料の二酸化炭素雰囲気での比表面積≧５０ｍ^２／ｇである。多孔質炭素材料は、比較的大きい比表面積を有するため、気体を吸着でき、負極極板に製造プロセスで豊富な孔路構造を発生させ、リチウム金属の孔路での堆積に有利である。

そのうちのいくつかの実施例では、多孔質炭素材料の吸油値≧３０ｍＬ／１００ｇであり、吸油値は、Ｇａｒｄｎｅｒ－Ｃｏｌｅｍａｎ法によって測定され、使用する溶媒は、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）と、亜麻仁油と、脱イオン水と、Ｎ－メチルピロリドンと、無水エタノールと、アセトンとのうちのいずれか一つを含む。多孔質炭素材料の吸油値が上記範囲である場合、多孔質炭素材料の吸着気体の溢れ出しに有利であり、負極極板の孔路構造を形成し、なお、負極極板の電解液浸潤性を高め、二次電池の動力学性能を改善することに有利である。

そのうちのいくつかの実施例では、負極極板の二酸化炭素雰囲気での比表面積と負極極板の窒素ガス雰囲気での比表面積との比（ＢＥＴ_ＣＯ２／ＢＥＴ_Ｎ２と略称する）≧５である。二酸化炭素の分子体積が比較的小さく、多孔質炭素材料及び負極極板孔路に吸着できるため、測定された負極極板の比表面積が比較的大きく、負極極板のＢＥＴ_ＣＯ２／ＢＥＴ_Ｎ２≧５になるように調整することで、負極極板は、比較的豊かな孔路構造及び比較的高い空隙率を有し、リチウム金属の孔路内での堆積に有利であり、二次電池のエネルギー密度及びサイクル寿命を改善する。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層において、多孔質炭素材料の質量百分率は、９０％～９８％である。多孔質炭素材料の質量百分率が上記範囲である場合、負極極板は、比較的に良い電気化学的性能を有する。選択的に、負極活物質層において、多孔質炭素材料の質量百分率は、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％又は９８％である。さらに、負極活物質層において、多孔質炭素材料の質量百分率は、９３％～９６％である。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層は、接着剤をさらに選択的に含む。接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）と、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＡＳ）と、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）と、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と、アルギン酸ナトリウム（ＳＡ）と、ポリメタクリル酸（ＰＭＡＡ）と、カルボキシメチルキトサン（ＣＭＣＳ）とから少なくとも一つ選択されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層は、導電剤をさらに選択的に含む。導電剤は、超伝導カーボンと、アセチレンブラックと、カーボンブラックと、ケッチェンブラックと、カーボンドットと、カーボンナノチューブと、グラフェンと、カーボンナノファイバーとから少なくとも一つ選択されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、負極活物質層は、他の助剤、例えば増粘剤（例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ））などをさらに選択的に含む。

そのうちのいくつかの実施例では、負極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と、高分子材料基材の少なくとも一つの表面上に形成される金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）上に形成することで形成されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、負極極板の集電体は、銅箔であり、銅箔に少なくとも一つのリチウム吸蔵元素が含まれる。リチウム吸蔵元素を導入することで、集電体のリチウム吸蔵能力を改善できる。具体的には、リチウム吸蔵元素とは、リチウムイオンと反応してリチウムイオンを堆積させることができる元素である。そのうちのいくつかの実施例では、リチウム吸蔵元素は、銅箔にドーピングされて銅合金を形成してもよく、又は、リチウム吸蔵元素は、単体又は酸化物、窒素化物などの形式で銅箔の表面にコーティングを形成してもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、リチウム吸蔵元素の銅箔中の質量百分率≧５％である。選択的に、リチウム吸蔵元素の銅箔中の質量百分率は、５％、６％、７％、８％、９％又は１０％である。

そのうちのいくつかの実施例では、リチウム吸蔵元素は、銀と、亜鉛と、マグネシウムと、アルミニウムと、錫と、ケイ素とのうちの少なくとも一つを含む。上記リチウム吸蔵元素は、リチウムとリチウム合金を形成することができ、それによってリチウム吸蔵効果を達成する。

そのうちのいくつかの実施例では、銅箔の厚さは、４μｍ～２０μｍである。選択的に、銅箔の厚さは、４μｍ、５μｍ、６μｍ、８μｍ、１０μｍ、１２μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１８μｍ又は２０μｍである。

そのうちのいくつかの実施例では、以下の方式により負極極板を製造してもよい。上記の、負極極板を製造するための成分、例えば多孔質炭素材料、導電剤、接着剤及びいずれか他の成分を溶媒（例えば脱イオン水）に分散させ、負極スラリーを形成し、負極スラリーを負極集電体に塗布し、乾燥、冷間プレスなどの工程を経た後に、負極極板を得ることができる。

そのうちのいくつかの実施例では、負極極板の製造方法は、
多孔質炭素材料を前処理することで、多孔質炭素材料に気体を吸着させるステップと、
気体が吸着された多孔質炭素材料を負極スラリーに製造するステップと、
負極スラリーを採用して集電体の少なくとも一つの表面に負極活物質層を製造し、気体が多孔質炭素材料から脱着して孔路を形成するステップとを含む。

多孔質炭素材料を前処理することでそれに気体を吸着させ、負極スラリーを塗布して負極活物質層を製造するステップにおいて、特に乾燥、冷間プレスなどの工程において、多孔質炭素材料の吸着気体は、多孔質炭素材料から脱着できるため、負極活物質層の孔路構造を形成する。

正極極板
正極極板は、正極集電体と、正極集電体の少なくとも一つの表面に設置される正極活物質層とを含む。

例として、正極集電体は、それ自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、正極活物質層は、正極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一方又は両方に設置される。

そのうちのいくつかの実施例では、正極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と、高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）上に形成することで形成されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、正極活物質は、当分野において公知の電池用の正極活物質を採用してもよい。例として、正極活物質は、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩と、リチウム遷移金属酸化物と、それぞれの改変化合物とのうちの少なくとも一つを含んでもよい。しかしながら、本出願は、これらの材料に限定されるものではなく、電池の正極活物質として使用できる他の従来材料を使用してもよい。これらの正極活物質は、単独で一つのみを使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。ここで、リチウム遷移金属酸化物の例は、リチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ_２）、リチウムニッケル酸化物（例えばＬｉＮｉＯ_２）、リチウムマンガン酸化物（例えばＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムマンガンコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（例えばＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２（ＮＣＭ_３３３と略称してもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．３Ｏ_２（ＮＣＭ_５２３と略称してもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２５Ｍｎ_０．２５Ｏ_２（ＮＣＭ_２１１と略称してもよい）、ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２（ＮＣＭ_６２２と略称してもよい）、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１Ｍｎ_０．１Ｏ_２（ＮＣＭ_８１１と略称してもよい））、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（例えばＬｉＮｉ_０．８５Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及びその改変化合物などのうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限らない。オリビン構造のリチウム含有リン酸塩の例は、リン酸鉄リチウム（例えばＬｉＦｅＰＯ_４（ＬＦＰと略称してもよい））と、リン酸鉄リチウムと炭素との複合材料と、リン酸マンガンリチウム（例えばＬｉＭｎＰＯ_４）と、リン酸マンガンリチウムと炭素との複合材料と、リン酸マンガン鉄リチウムと、リン酸マンガン鉄リチウムと炭素との複合材料と、のうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限らない。

そのうちのいくつかの実施例では、正極活物質層は、接着剤をさらに選択的に含む。例として、接着剤は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－プロピレン三元共重合体と、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン三元共重合体と、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体と、フッ素含有アクリレート樹脂とのうちの少なくとも一つを含んでもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、正極活物質層は、導電剤をさらに選択的に含む。例として、導電剤は、超伝導カーボンと、アセチレンブラックと、カーボンブラックと、ケッチェンブラックと、カーボンドットと、カーボンナノチューブと、グラフェンと、カーボンナノファイバーとのうちの少なくとも一つを含んでもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、以下の方式により正極極板を製造してもよい。上記の、正極極板を製造するための成分、例えば正極活物質、導電剤、接着剤及びいずれか他の成分を溶媒（例えばＮ－メチルピロリドン）に分散させ、正極スラリーを形成し、正極スラリーを正極集電体に塗布し、乾燥、冷間プレスなどの工程を経た後に、正極極板を得ることができる。

電解質
電解質は、正極極板と負極極板との間でイオンを伝導する作用を果たす。本出願は、電解質の種類に対して具体的に限定せず、需要に応じて選択することができる。例えば、電解質は、液体、ゲル状又は全固体であってもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、電解質として、電解液を採用する。電解液は、電解質塩と溶媒とを含む。

そのうちのいくつかの実施例では、電解質塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウムと、テトラフルオロホウ酸リチウムと、過塩素酸リチウムと、ヘキサフルオロヒ酸リチウムと、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドと、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドと、トリフルオロメチルスルホン酸リチウムと、ジフルオロリン酸リチウムと、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウムと、ビス（オキサラト）ホウ酸リチウムと、ジフルオロビス（オキサラト）リン酸リチウムと、テトラフルオロ（オキサラト）リン酸リチウムとから少なくとも一つ選択されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、溶媒は、エチレンカーボネートと、プロピレンカーボネートと、エチルメチルカーボネートと、ジエチルカーボネートと、ジメチルカーボネートと、ジプロピルカーボネートと、メチルプロピルカーボネートと、エチルプロピルカーボネートと、ブチレンカーボネートと、フルオロエチレンカーボネートと、ギ酸メチルと、酢酸メチルと、酢酸エチルと、酢酸プロピルと、プロピオン酸メチルと、プロピオン酸エチルと、プロピオン酸プロピルと、酪酸メチルと、酪酸エチルと、１，４－ブチロラクトンと、スルホンと、ジメチルスルホンと、エチルメチルスルホンと、ジエチルスルホンとから少なくとも一つ選択されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、電解液は、添加剤をさらに選択的に含む。例えば、添加剤は、負極膜形成添加剤と、正極膜形成添加剤とを含んでもよく、電池のいくつかの性能を改善できる添加剤、例えば電池の過充電性能を改善する添加剤、電池の高温又は低温性能を改善する添加剤などをさらに含んでもよい。

セパレータ
そのうちのいくつかの実施例では、二次電池には、セパレータがさらに含まれる。本出願は、セパレータの種類に対して特に限定せず、良好な化学的安定性と機械的安定性を有する任意の公知の多孔質構造セパレータを選んでもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、セパレータの材質は、ガラス繊維と、不織布と、ポリエチレンと、ポリプロピレンと、ポリビニリデンフルオライドとから少なくとも一つ選択されてもよい。セパレータは、単層フィルムであってもよく、多層複合フィルムであってもよく、特に制限はない。セパレータが多層複合フィルムである場合、各層の材料は同じであっても異なっていてもよく、特に制限されない。

そのうちのいくつかの実施例では、正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスにより電極アセンブリに製造されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、二次電池は、外装体を含んでもよい。この外装体は、上記電極アセンブリ及び電解質をパッケージングするために用いられてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、二次電池の外装体は、硬質ケース、例えば硬質プラスチックケース、アルミニウムケース、鋼製ケースなどであってもよい。二次電池の外装体は、パウチ、例えば袋状パウチであってもよい。パウチの材質は、プラスチックであってもよく、プラスチックとして、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート及びポリブチレンサクシネートなどが挙げられてもよい。

本出願は、二次電池の形状に対して特に限定せず、それは、円筒型、四角形又は他の任意の形状であってもよい。例えば、図２は、一例とする四角形構造の二次電池５である。

そのうちのいくつかの実施例では、図３を参照すると、外装体は、ケース５１とカバープレート５３とを含んでもよい。ここで、ケース５１は、底板と、底板に接続される側板とを含んでもよく、底板と側板が囲んで収容キャビティを形成する。ケース５１は、収容キャビティに連通する開口を有し、カバープレート５３は、開口に覆設できることで、収容キャビティを密閉する。正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスを経て電極アセンブリ５２を形成することができる。電極アセンブリ５２は、収容キャビティ内にパッケージングされる。電解液は、電極アセンブリ５２内に浸潤される。二次電池５に含まれる電極アセンブリ５２の数は、一つ又は複数であってもよく、当業者は、具体的な実際の需要に応じて選択することができる。

そのうちのいくつかの実施例では、二次電池は、電池モジュールに組み立てられてもよく、電池モジュールに含まれる二次電池の数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池モジュールの用途と容量に応じて選択することができる。

図４は、一例とする電池モジュール４である。図４を参照すると、電池モジュール４において、複数の二次電池５は、電池モジュール４の長手方向に沿って順に並べて設置されてもよい。無論、他の任意の方式で配列されてもよい。さらに締め具によりこれらの複数の二次電池５を固定してもよい。

選択的に、電池モジュール４は、収容空間を有するハウジングをさらに含んでもよく、複数の二次電池５は、この収容空間に収容される。

そのうちのいくつかの実施例では、上記電池モジュールは、さらに電池パックに組み立てられてもよく、電池パックに含まれる電池モジュールの数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池パックの用途と容量に応じて選択することができる。

図５と図６は、一例とする電池パック１である。図５と図６を参照すると、電池パック１には、電池ボックスと、電池ボックスに設置される複数の電池モジュール４とが含まれてもよい。電池ボックスは、上部筐体２と下部筐体３とを含み、上部筐体２は、下部筐体３に覆設でき、且つ電池モジュール４を収容するための密閉空間を形成する。複数の電池モジュール４は、任意の方式で電池ボックス内に配列されてもよい。

また、本出願は、電力消費装置をさらに提供し、電力消費装置は、本出願による二次電池、電池モジュール、又は電池パックのうちの少なくとも一つを含む。二次電池、電池モジュール、又は電池パックは、電力消費装置の電源として用いられてもよく、電力消費装置のエネルギー貯蔵ユニットとして用いられてもよい。電力消費装置は、移動体機器（例えば携帯電話、ノートパソコンなど）、電動車両（例えば純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電動自転車、電動スクータ、電動ゴルフカート、電動トラックなど）、電気列車、船舶及び衛星、エネルギー貯蔵システムなどを含んでもよいが、これらに限らない。

電力消費装置として、その使用需要に応じて二次電池、電池モジュール又は電池パックを選択してもよい。

図７は、一例とする電力消費装置である。この電力消費装置は、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車などである。この電力消費装置の二次電池の高パワーと高エネルギー密度に対する需要を満たすために、電池パック又は電池モジュールを採用してもよい。

別の例としての装置は、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコンなどであってもよい。この装置は、一般的には薄型化が要求されており、二次電池を電源として採用してもよい。

実施例
以下では、本出願の実施例を説明する。以下で記述された実施例は、例示的なものであり、本出願を解釈するためのものに過ぎず、本出願に対する制限と理解されるべきではない。実施例では具体的な技術又は条件が明記されていない場合、当分野内の文献に記述された技術又は条件又は製品明細書に従って行われる。使用する試薬又は計器は、メーカーが明記されていない場合、いずれも市販によって取得できる一般的な製品である。

実施例１：
本実施例のリチウムイオン電池は、以下のステップに従って製造される。

（１）正極極板の製造：正極活物質ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１Ｍｎ_０．１Ｏ_２と、導電剤アセチレンブラックと、接着剤ＰＶＤＦとを９６：２：２の質量比でＮＭＰと混合して得られたスラリーをアルミニウム箔に塗布し、乾燥後に冷間プレス、スリットして、正極極板を得る。

（２）負極極板の製造：多孔質炭素材料ハードカーボン（Ｄｖ５０＝４．６μｍ）と、導電剤アセチレンブラックと、接着剤ＳＢＲと、分散剤ＣＭＣとを９５：１：２：２の質量比で脱イオン水に分散させ、得られたスラリーを６ｗｔ％のＡｇを含有する銅箔に塗布し、乾燥後に冷間プレス、スリットして、負極極板を得、乾燥、冷間プレス工程において、多孔質炭素材料中の吸着気体が多孔質炭素材料から脱着し、それによって負極活物質層の孔路を形成する。具体的には、ステップ（１）（２）においてリチウムイオン電池の設計されたＣＢ値に基づいて、予め設定されるＣＢ値に達するようにスラリーの塗布重量を調整する。

（３）リチウムイオン電池の製造：正極極板、ポリエチレンセパレータ、負極極板を順番に畳んでベアセルを得、ベアセルを外装体ケース内に置き、乾燥後に１Ｍ ＬｉＰＦ_６／ＥＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣ（体積比１：１：１）電解液を注入し、真空パッケージング、静置、化成、成形工程を経、リチウムイオン電池を得る。

実施例２：
本実施例のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、多孔質炭素材料の種類及びリチウムイオン電池のＣＢ値が異なることである。多孔質炭素材料のＤｖ５０は、４．６μｍである。具体的には、リチウムイオン電池に基づいてＣＢ値を設計し、正負極スラリーの塗布重量を調整すれば、予め設定されるＣＢ値に達することができる。

実施例３：
本実施例のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、多孔質炭素材料の種類及びリチウムイオン電池のＣＢ値が異なることである。多孔質炭素材料のＤｖ５０は、４．６μｍである。

実施例４：
本実施例のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、多孔質炭素材料の種類が異なることである。多孔質炭素材料のＤｖ５０は、４．６μｍである。

実施例５～８：
実施例５～８のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、リチウムイオン電池のＣＢ値が異なることである。

実施例９～１１：
実施例９～１１のリチウムイオン電池と実施例１のリチウムイオン電池との相違点は、多孔質炭素材料の吸油値、比表面積が異なることである。

実施例１～１１のリチウムイオン電池の組成は、具体的には表１を参照してもよい。

実施例１２：
本実施例のリチウムイオン電池と実施例１のリチウムイオン電池との相違点は、負極極板における多孔質炭素材料と、導電剤アセチレンブラックと、接着剤ＳＢＲと、分散剤ＣＭＣとの質量比が９０：４：３：３であり、負極極板のＢＥＴ_ＣＯ２／ＢＥＴ_Ｎ２が５．９であることである。

実施例１３：
本実施例のリチウムイオン電池と実施例１のリチウムイオン電池との相違点は、負極極板における多孔質炭素材料と、導電剤アセチレンブラックと、接着剤ＳＢＲと、分散剤ＣＭＣとの質量比が９８：０．２：１：０．８であり、負極極板のＢＥＴ_ＣＯ２／ＢＥＴ_Ｎ２が７．４であることである。

比較例１：
比較例１のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、負極極板が銅箔であることである。

比較例２：
比較例２のリチウムイオン電池と実施例１との相違点は、ＣＢ値が１．１であることである。

テスト部分：
比表面積テスト：
多孔質炭素材料、負極極板の比表面積は、全自動気体吸着分析装置で材料の窒素ガス／二酸化炭素の等温吸着脱着曲線を測定した後に、マルチポイントＢｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ法によって計算して得られる。

吸油値テスト：
吸油値は、Ｇａｒｄｎｅｒ－Ｃｏｌｅｍａｎ法を採用して判定され、使用する溶媒は、フタル酸ジブチルである。

負極極板表面ＳＥＭテスト：
負極極板の表面に対して走査電子顕微鏡で写真を撮り、負極活物質層表面の孔路分布状況及び孔路穴径を観察することができる。

負極極板断面ＳＥＭテスト：
負極極板を負極活物質層に垂直な方向にスライスし、スライス面に対して走査電子顕微鏡で写真を撮り、負極活物質層における孔路分布状況を観察し、路の両端のポートの間の負極活物質層に垂直な方向における距離は、ｙであり、且つ孔路の両端のポートの間の孔路内壁に沿う長さは、Ｌである。

エネルギー密度テスト：
室温下で、リチウムイオン電池を１／３Ｃレートで上限電圧まで充電し、そして１／３Ｃレートで下限電圧まで放電し、リチウムイオン電池の放電中のエネルギーを得る。リチウムイオン電池のエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）＝リチウムイオン電池の放電中のエネルギー／リチウムイオン電池の質量である。

サイクル性能テスト：
室温下で、リチウムイオン電池を１／３Ｃレートで上限電圧まで充電し且つ０．０５Ｃまで定電圧充電し、１０ｍｉｎ静置した後に、１／３Ｃで下限電圧まで放電し、１０ｍｉｎ静置し、比≦８０％の時に記録するサイクル回数になるまで、上記充放電プロセスを繰り返し、各サイクルプロセスの放電容量と一番目のサイクルの放電容量との比を記録する。

実施例１～１３及び比較例１～２のリチウムイオン電池の電気化学的性能テスト結果を表２に記録する。

表２の関連データから分かるように、比較例１の二次電池では、負極極板は、銅箔であり、充電後に、リチウム金属は、負極極板の表面に堆積してリチウム金属負極を形成し、比較例１の二次電池のエネルギー密度は、３５２．２Ｗｈ／ｋｇであるが、サイクル回数は、１８だけであり、サイクル性能が悪い。比較例１の二次電池と比べて、実施例１～１３の二次電池では、負極極板に多孔質炭素材料が含まれ且つ負極活物質層に孔路を有する。実施例１～１３の二次電池のエネルギー密度は、３５４．１Ｗｈ／ｋｇ～４６５．１Ｗｈ／ｋｇであり、サイクル回数は、３５７～１２６０であり、エネルギー密度及びサイクル性能は、いずれも明らかに比較例１の二次電池よりも優れる。比較例２の二次電池の構造は、実施例１に近いが、ＣＢ値は、１．１であり、充電後にリチウム金属が負極極板に堆積しないため、比較例２の二次電池のエネルギー密度は、比較的低く、３１２．５Ｗｈ／ｋｇであり、サイクル回数は、２２９である。実施例１～１３の二次電池は、比較例１、２に比べて、エネルギー密度及びサイクル性能がいずれも明らかに高まり、総合性能が比較的に良い。

実施例５～８の相違点は、ＣＢ値が異なることである。表２の関連データから分かるように、０＜ＣＢ≦１の範囲内において、ＣＢ値が大きくなると、二次電池のエネルギー密度が低減し、サイクル回数が増加し、これは、ＣＢ値が大きくなると、充電後に負極極板に堆積するリチウム金属が減少し、エネルギー密度が低下するためである。負極極板に堆積したリチウム金属は、二次電池のサイクル性能に影響を与える重要な要素であり、リチウム金属が減少すれば、サイクル性能が増加する。ＣＢ値を０．４～１．０範囲内に制御することで、比較的に良い総合性能を取得することができる。

実施例１、１２、１３の相違点は、負極活物質層中の多孔質炭素材料の割合が異なることである。実施例１２、１３と比べて、実施例１の二次電池において、負極活物質層中の多孔質炭素材料の質量百分率は、９５％で、そのエネルギー密度及びサイクル回数は、いずれも実施例１２、１３よりも高い。

上述した実施例の各技術的特徴を任意に組み合わせることができ、記述を簡潔にするために、上記実施例における各技術的特徴のすべての可能な組み合わせをいずれも記述することはできないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾が存在しなければ、いずれも本明細書に記載の範囲となされているべきである。

上述した実施例は、本出願の複数の実施の形態のみを表現しており、その記述は、比較的具体的で詳細であるが、それにより発明の特許範囲の制限と理解されるべきではない。指摘すべきこととして、当業者にとって、本出願の構想から逸脱しない前提で、さらに複数の変形と改良が可能であり、これらは、いずれも本出願の保護範囲に属する。そのため、本出願の特許の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により決められるべきである。

１、電池パック、２、上部筐体、３、下部筐体、４、電池モジュール、５、二次電池、５１、ケース、５２、電極アセンブリ、５３、カバープレート、６、負極極板、６１、集電体、６２、負極活物質層、６３、孔路、６４、リチウム金属。

第一の態様によれば、本出願は、二次電池を提供し、この二次電池は、負極極板を含み、
前記負極極板の負極活物質層は、多孔質炭素材料を含み、前記負極活物質層は、孔路を有し、前記孔路は、前記負極活物質層を貫通し又は貫通せず、前記孔路にリチウム金属がある。

そのうちのいくつかの実施例では、負極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と、高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料ベース層（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などのベース層）上に形成することで形成されてもよい。

そのうちのいくつかの実施例では、正極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と、高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料ベース層（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などのベース層）上に形成することで形成されてもよい。

負極極板断面ＳＥＭテスト：
負極極板を負極活物質層に垂直な方向にスライスし、スライス面に対して走査電子顕微鏡で写真を撮り、負極活物質層における孔路分布状況を観察し、孔路の両端のポートの間の負極活物質層に垂直な方向における距離は、ｙであり、且つ孔路の両端のポートの間の孔路内壁に沿う長さは、Ｌである。

Claims (22)

1. 二次電池であって、負極極板を含み、
   前記負極極板の負極活物質層は、多孔質炭素材料を含み、前記負極活物質層は、孔路を有し、前記孔路は、前記負極活物質層を貫通し又は貫通せず、前記孔路にリチウム金属がある、ことを特徴とする二次電池。
2. 前記二次電池は、正極極板をさらに含み、前記負極極板の可逆的リチウム吸蔵容量と前記正極極板の可逆的リチウム放出容量との比は、ＣＢであり、０＜ＣＢ≦１であり、
   選択的に、０．４≦ＣＢ≦１である、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記負極活物質層の厚さは、ｘであり、前記孔路の両端のポートの間の前記負極活物質層に垂直な方向における距離は、ｙであり、ｘとｙが０．１ｘ≦ｙ≦ｘという条件を満たす、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
4. 前記孔路の両端のポートの間の孔路内壁に沿う長さは、Ｌであり、Ｌとｙは、Ｌ＞ｙという条件を満たす、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池。
5. 前記孔路は、非直線型孔路である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の二次電池。
6. 前記負極活物質層に垂直な方向に沿う前記孔路内部の前記集電体における投影は、前記孔路の両端のポートと重なり合わない、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の二次電池。
7. 前記孔路の数は、複数であり、隣接する二つの前記孔路の間の距離は、ｄであり、ｄ≦１０ｘである、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の二次電池。
8. 前記孔路の最大直径分布は、１μｍ～５０μｍである、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の二次電池。
9. 前記多孔質炭素材料は、ハードカーボンと、バイオマス炭と、活性炭と、炭素繊維と、カーボンエアロゲルとから少なくとも一つ選択される、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の二次電池。
10. 前記多孔質炭素材料のＤｖ５０は、１μｍ～１００μｍである、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の二次電池。
11. 前記多孔質炭素材料の二酸化炭素雰囲気での比表面積≧５０ｍ^２／ｇである、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の二次電池。
12. 前記多孔質炭素材料の吸油値≧３０ｍＬ／１００ｇであり、前記吸油値は、Ｇａｒｄｎｅｒ－Ｃｏｌｅｍａｎ法によって測定される、ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の二次電池。
13. 前記負極極板の二酸化炭素雰囲気での比表面積と前記負極極板の窒素ガス雰囲気での比表面積との比≧５である、ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の二次電池。
14. 前記負極活物質層において、前記多孔質炭素材料の質量百分率は、９０％～９８％である、ことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の二次電池。
15. 前記負極極板の集電体は、銅箔であり、前記銅箔に少なくとも一つのリチウム吸蔵元素が含まれる、ことを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の二次電池。
16. 前記銅箔中の前記リチウム吸蔵元素の質量百分率≧５％である、ことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
17. 前記リチウム吸蔵元素は、銀と、亜鉛と、マグネシウムと、アルミニウムと、錫と、ケイ素とのうちの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の二次電池。
18. 前記銅箔の厚さは、４μｍ～２０μｍである、ことを特徴とする請求項１５～１７のいずれか１項に記載の二次電池。
19. 前記負極極板の製造方法は、
    前記多孔質炭素材料を前処理することで、前記多孔質炭素材料に気体を吸着させるステップと、
    前記気体が吸着された前記多孔質炭素材料を負極スラリーに製造するステップと、
    前記負極スラリーを採用して前記集電体の少なくとも一つの表面に前記負極活物質層を製造し、前記気体が前記多孔質炭素材料から脱着して前記孔路を形成するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１～１８のいずれか１項に記載の二次電池。
20. 電池モジュールであって、請求項１～１９のいずれか１項に記載の二次電池を含む、ことを特徴とする電池モジュール。
21. 電池パックであって、請求項２０に記載の電池モジュールを含む、ことを特徴とする電池パック。
22. 電力消費装置であって、請求項１～１９のいずれか１項に記載の二次電池、請求項２０に記載の電池モジュール及び請求項２１に記載の電池パックから選択される少なくとも一つを含む、ことを特徴とする電力消費装置。

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