JP5590173B2 - リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5590173B2 JP5590173B2 JP2013050353A JP2013050353A JP5590173B2 JP 5590173 B2 JP5590173 B2 JP 5590173B2 JP 2013050353 A JP2013050353 A JP 2013050353A JP 2013050353 A JP2013050353 A JP 2013050353A JP 5590173 B2 JP5590173 B2 JP 5590173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- active material
- lithium ion
- ion secondary
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 47
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims description 47
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 61
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 19
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011871 silicon-based negative electrode active material Substances 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015701 LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZVLDJSZFKQJMKD-UHFFFAOYSA-N [Li].[Si] Chemical compound [Li].[Si] ZVLDJSZFKQJMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池に関するものである。
リチウムイオン二次電池は、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等と比べ、軽量、高容量であるため、携帯電子機器用電源として広く応用されている。また、ハイブリッド自動車や、電気自動車用に搭載される電源として有力な候補ともなっている。そして、近年の携帯電子機器の小型化、高機能化に伴い、これらの電源となるリチウムイオン二次電池への更なる高容量化が期待されている。
リチウムイオン二次電池の容量は主に電極の活物質に依存する。負極活物質には、一般に黒鉛が利用されている。しかし、黒鉛の理論容量は３７２ｍＡｈ／ｇであり、実用化されている電池では、既に約３５０ｍＡｈ／ｇの容量が利用されている。よって、将来の高機能携帯機器のエネルギー源として十分な容量を有する非水電解質二次電池を得るためには、さらなる高容量化を実現する必要があり、そのためには、黒鉛以上の理論容量を有する負極材料が必要である。
そこで、現在、注目されているのが、シリコンや酸化シリコンなどの合金系負極材料である。シリコンは、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能であり、黒鉛に比べて非常に大きな容量の充放電が可能である。特にシリコンの理論放電容量は４２１０ｍＡｈ／ｇであり、黒鉛の１１倍もの高容量を示すことが知られている。
しかし、高容量化を目的として、負極活物質としてシリコンや酸化シリコンを用いた場合にいくつかの問題が生じる。具体的には、リチウムを吸蔵する際に、リチウム−シリコン合金を形成し、元々の結晶構造から変化するため、非常に大きな体積膨張を伴う。そのため、負極活物質層の剥離や、負極の破断が起こり、サイクル劣化が著しく大きいという問題点がある。
上記の膨張による問題を解決するため、０．２％耐力が２５０Ｎ／ｍｍ２以上であるか、または引張強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上であるような引張強さの大きな負極集電体を用いて体積膨張を抑制し負極の破断を抑制する、また粗化処理により表面粗さＲｚを０．６〜１０μｍとした負極集電体を用いることで負極活物質層と負極集電体の密着性を向上させる（例えば、特許文献１）。また、負極集電体の引張強度が３．８２Ｎ／ｍｍ以上であり、活物質薄膜の厚み１μｍあたりの負極集電体の引張強度が１．１２Ｎ／ｍｍ以上となるように負極活物質層厚みを制限する（例えば、特許文献２）。
しかしながら、単に負極集電体の引張強さが大きく、変形が起こりにくいだけの場合、充放電に伴いシリコン系負極活物質が膨張収縮を行うと、負極集電体と負極活物質層間に大きな界面応力が発生し、亀裂や破壊が生じやすいため、十分な充放電サイクル特性を有するリチウムイオン二次電池を実現することは困難であった。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、充放電に伴う負極活物質層の剥離を抑制するリチウムイオン二次電池用負極と、当該負極を備え充放電サイクル特性が向上したリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るリチウムイオン二次電池用負極は、シリコンと酸化シリコンを主成分とし、導電助剤およびバインダーを含有する負極活物質層を有する負極の引張強さと箔状の負極集電体の厚みの積が３．８〜９．０Ｎ／ｍｍであり、前記負極の引張強さと厚みの積を前記負極集電体の引張強さと厚みの積で除した値が、１．０６〜１．２９である。
上記本発明に係る負極を用いることによりリチウムイオン二次電池の充放電サイクル特性を向上させることができる。
ここで、負極の引張強さと厚みの積（Ｎ／ｍｍ）とは、負極の断面積当りの引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極の厚み（ｍｍ）の積であり、箔状の負極集電体の引張強さと厚みの積（Ｎ／ｍｍ）とは、箔状の負極集電体の断面積当りの引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極集電体の厚み（ｍｍ）の積である。負極および負極集電体の断面積当りの引張強さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に記載の条件に準拠して測定することができる。
負極集電体と負極が上記の範囲にある場合、負極集電体の弾性変形によって充電による負極活物質の膨張に伴う負極集電体と負極活物質層の界面応力が低減され、負極活物質層の剥離が抑制される。
負極の引張強さと厚みの積の下限を規定するのは、負極集電体の厚みが非常に小さくなるためであり、負極集電体としての抵抗が増大し集電性が低下するため、高レートにおける充放電レート特性が低下するためである。
負極の引張強さが上限よりも上回る場合、相対的に負極活物質層厚みが大きくなる。充電により負極活物質が膨張すると、負極活物質層の負極集電体側と負極表面側での応力差が大きくなり、負極活物質層に亀裂を生じさせ、充放電サイクル特性が低下する。また、負極集電体の引張強さが大きく、変形が起こりにくい場合、充放電に伴いシリコン系負極活物質が膨張収縮を行うと、負極集電体と負極活物質層間に大きな界面応力が発生し、集電体から負極活物質層が剥離し、充放電サイクル特性が低下する。
本発明に関わる負極活物質は、シリコンと酸化シリコンを主成分とする。前記活物質を使用することにより黒鉛を負極活物質として用いた場合と比較し、高容量な負極を得ることができる。なお、本明細書において、「シリコンと酸化シリコンを主成分とする負極活物質層」とは、負極活物質層に含まれる負極活物質の総質量に占めるシリコンと酸化シリコンの質量が９０質量％以上であることを意味する。より大きい理論容量を達成可能であるという観点からは、好ましくは、当該質量は９５質量％以上であり、より好ましくは１００質量％である。
本発明はさらに、上記本発明の負極を備えるリチウムイオン二次電池を提供する。かかるリチウムイオン二次電池は、上記本発明の負極を備えることにより、充放電サイクル特性が向上されたものとなる。
本発明によれば、上記引張強さをもつ負極および負極集電体を用いることにより、負極活物質層の剥離が抑制され、リチウムイオン二次電池の充放電サイクル特性を向上させることが可能な負極、及び当該負極を用いたリチウムイオン二次電池を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。
図１に示すように、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００は、互いに対向する板状の負極２０及び板状の正極１０と、負極２０と正極１０との間に隣接して配置される板状のセパレータ１８と、を備える積層体３０と、リチウムイオンを含む電解液と、これらを密閉した状態で収容するケース５０と、負極２０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケースの外部に突出される負極リード６２と、正極１０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケースの外部に突出される正極リード６０とを備える。
負極２０は、負極集電体２２と、負極集電体２２上に形成された負極活物質層２４と、を有する。また、正極１０は、正極集電体１２と、正極集電体１２上に形成された正極活物質層１４と、を有する。
本実施形態の負極２０は、負極集電体２２の片面または両面に、負極活物質を含む負極活物質層２４が形成された構造を有している。負極活物質層２４は、負極活物質、バインダー、導電助剤及び溶媒を含む塗料を負極集電体２２上に塗布し、負極集電体２２上に塗布された塗料中の溶媒を除去することにより製造することができる。
上記の負極活物質としては、シリコンと酸化シリコンを主成分とする。酸化シリコンとしては、一酸化シリコン（ＳｉＯ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などを用いることができる。これらは１種を単独で使用しても良いし、２種以上を併用してもよい。なお、負極活物質層に含まれる負極活物質の総質量に占めるシリコンと酸化シリコンの質量は９０質量％以上であり、より大きい理論容量を達成可能であるという観点からは、好ましくは、当該質量は９５質量％以上であり、より好ましくは１００質量％である。
バインダーは、負極活物質同士を結合すると共に、負極活物質と集電体２２とを結合している。バインダーは、上述の結合が可能なものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を用いることができる。
負極活物質層２４中のバインダーの含有量は特に限定されないが、負極活物質、導電助剤及びバインダーの質量の和を基準にして、１〜３０質量％であることが好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。
導電助剤としては負極活物質層２４の導電性を良好にするものであれば特に限定されず、公知の導電助剤を使用できる。
負極活物質層２４中の導電助剤の含有量も特に限定されないが、添加する場合には通常、負極活物質、導電助剤及びバインダーの質量の和を基準にして、１〜１０質量％であることが好ましい。
溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等を用いることができる。
負極集電体２２は、導電性の板材で厚みの薄いものであることが好ましく、厚みが８〜３０μｍの金属箔であることが好ましい。負極集電体２２は、リチウムと合金化しない材料から形成されていることが好ましく、特に好ましい材料としては、銅が挙げられ、その表面が粗面化された銅箔であることが好ましい。このような銅箔としては電解銅箔が挙げられる。電解銅箔は、例えば、銅イオンが溶解された電解液中に金属製のドラムを浸漬し、これを回転させながら電流を流すことにより、ドラムの表面に銅を析出させ、これを剥離して得られる銅箔である。
また、鋳造した銅塊を所望の厚さに圧延することによって製造される圧延銅箔であってもよく、圧延銅箔の表面に電解法により銅を析出させ表面を粗面化した銅箔であってもよい。
塗布方法としては、特に制限はなく、通常、電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。
負極集電体２２上に塗布された塗料中の溶媒を除去する方法は特に限定されず、塗料が塗布された負極集電体２２を、例えば８０℃〜１５０℃で乾燥させればよい。
このようにして負極活物質層２４が形成された負極２０を、必要に応じて例えば、ロールプレス装置等によりプレス処理すればよい。ロールプレスの線圧は例えば、５０〜７０００ｋｇｆ／ｃｍとすることができる。
プレス処理によって、負極集電体２２へ加工硬化を導入し引張強さを向上させることができる。
本実施形態の負極２０は、負極２０の引張強さと厚みの積が、３．８〜９．０Ｎ／ｍｍとなり、負極２０の引張強さと厚みの積を負極集電体２２の引張強さと厚みの積で除した値が、１．０６〜１．２９となることが好ましい。これにより負極集電体２２と負極活物質層２４との剥離が抑制され、リチウムイオン二次電池１００の充放電サイクル特性が顕著に増加させ易くなる。リチウムイオン二次電池１００の充放電サイクル特性は５００サイクル後の容量維持率５０％以上が好ましく、５５％以上が特に好ましい。なお、負極の引張強さと厚みの積、および負極の引張強さと厚みの積を負極集電体の引張強さと厚みの積で除した値を、所望の範囲にするために、プレス処理の線圧、負極活物質の塗布量、正極活物質の塗布量および負極集電体の厚みなどの製造条件を適宜調整して行うことができる。
以上の負極作製工程を経ることにより、密着性が良好な負極２０を作製することができる。
正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な酸化物又は硫化物が挙げられ、これらのいずれか１種又は２種以上が用いられる。具体的には、リチウムを含有しない金属酸化物及び金属硫化物、並びに、リチウムを含有するリチウム複合酸化物が挙げられる。正極集電体１２、バインダー及び導電助剤は公知の材料を使用することができ、負極製造工程において先に例示した工程を経て正極活物質層１４を正極集電体１２上に形成し正極１０を製造することができる。
セパレータ１８は、電解液に対して安定であり、保液性に優れていれば特に制限はないが、一般的にはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの多孔質シート、又は不織布が挙げられる。
電解液は、溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの非プロトン性高誘電率溶媒や、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の非プロトン性低粘度溶媒などを使用することができ、電解質として、例えば、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４などのリチウム塩などを使用することができる。
ケース５０は、電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池１００内部への水分等の侵入等を抑止できる物であれば特に限定されない。
リード６０、６２は、アルミ等の導電材料から形成されている。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、リチウムイオン二次電池は図１に示した形状のものに限定されず、コイン形状に打ち抜いた電極とセパレータとを積層したコインタイプや、電極シートとセパレータとをスパイラル状に巻回したシリンダータイプ等であってもよい。
作製した負極およびリチウムイオン二次電池について、以下の方法によって、評価した。
＜引張強さの評価＞
実施例で使用した負極集電体および作製した負極について、引張試験機を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に記載の条件に準拠して引張強さの評価を行った。評価に用いた負極集電体は、それぞれの実施例と同様にプレス処理および熱処理を行った。負極の引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極の厚み（ｍｍ）の積の平均値、負極集電体の引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極集電体の厚み（ｍｍ）の積の平均値をそれぞれ引張強さと厚みの積として評価を行った。
実施例で使用した負極集電体および作製した負極について、引張試験機を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に記載の条件に準拠して引張強さの評価を行った。評価に用いた負極集電体は、それぞれの実施例と同様にプレス処理および熱処理を行った。負極の引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極の厚み（ｍｍ）の積の平均値、負極集電体の引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）と負極集電体の厚み（ｍｍ）の積の平均値をそれぞれ引張強さと厚みの積として評価を行った。
＜充放電サイクル特性の測定＞
二次電池充放電試験装置を用いて、電圧範囲を２．５Ｖから４．２Ｖまでとし、１Ｃ＝１６００ｍＡｈ／ｇとしたときの０．５Ｃでの電流値で充電、１．０Ｃでの電流値で放電を行い、充放電サイクル特性の評価を行った。なお、容量維持率（％）は、１サイクル目の放電容量を初期放電容量とし、初期放電容量に対する各サイクル数における放電容量の割合（１００×（各サイクルの放電容量／初期放電容量））である。この容量維持率が高いほど、充放電サイクル特性が良好であることを意味する。
二次電池充放電試験装置を用いて、電圧範囲を２．５Ｖから４．２Ｖまでとし、１Ｃ＝１６００ｍＡｈ／ｇとしたときの０．５Ｃでの電流値で充電、１．０Ｃでの電流値で放電を行い、充放電サイクル特性の評価を行った。なお、容量維持率（％）は、１サイクル目の放電容量を初期放電容量とし、初期放電容量に対する各サイクル数における放電容量の割合（１００×（各サイクルの放電容量／初期放電容量））である。この容量維持率が高いほど、充放電サイクル特性が良好であることを意味する。
＜充放電レート特性の測定＞
二次電池充放電試験装置を用いて、電圧範囲を２．５Ｖから４．２Ｖまでとし、１Ｃ＝１６００ｍＡｈ／ｇとしたときの０．５Ｃでの電流値で充電、０．５Ｃおよび５．０Ｃでの電流値で放電を行い、充放電レート特性の評価を行った。なお、容量維持率（％）は、０．５Ｃ放電容量に対する５．０Ｃ放電容量の割合（１００×（５．０Ｃ放電容量／０．５Ｃ放電容量））である。この容量維持率が高いほど、充放電レート特性が良好であることを意味する。
二次電池充放電試験装置を用いて、電圧範囲を２．５Ｖから４．２Ｖまでとし、１Ｃ＝１６００ｍＡｈ／ｇとしたときの０．５Ｃでの電流値で充電、０．５Ｃおよび５．０Ｃでの電流値で放電を行い、充放電レート特性の評価を行った。なお、容量維持率（％）は、０．５Ｃ放電容量に対する５．０Ｃ放電容量の割合（１００×（５．０Ｃ放電容量／０．５Ｃ放電容量））である。この容量維持率が高いほど、充放電レート特性が良好であることを意味する。
［実施例１］
＜負極の作製＞
負極活物質として、ＳｉとＳｉＯをＳｉ／ＳｉＯ＝１／２（重量比）で混合し、遊星ボールミルを用いて粉砕混合を行ったものを使用した。遊星ボールミルのメディアとして直径３ｍｍのアルミナビーズを用い、回転数は５００ｒｍｐとし、粉砕混合時間は６０ｍｉｎとした。
負極活物質として前記ＳｉとＳｉＯの混合物を７７質量部、導電助剤としてアセチレンブラックを３質量部、バインダーとしてポリアミドイミドを２０質量部とを混合して負極合剤とした。続いて、負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてペースト状の負極合剤塗料とした。この塗料を、厚さ１０μｍの電解銅箔の両面に、負極活物質の塗布量が３．３ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、１００℃で乾燥することで負極活物質層を形成した。その後、線圧２０００ｋｇｆ／ｃｍでローラープレスによりプレス処理し、真空中、２７０〜３５０℃で１〜３時間熱処理し、厚みが６７μｍの負極を作製した。
＜負極の作製＞
負極活物質として、ＳｉとＳｉＯをＳｉ／ＳｉＯ＝１／２（重量比）で混合し、遊星ボールミルを用いて粉砕混合を行ったものを使用した。遊星ボールミルのメディアとして直径３ｍｍのアルミナビーズを用い、回転数は５００ｒｍｐとし、粉砕混合時間は６０ｍｉｎとした。
負極活物質として前記ＳｉとＳｉＯの混合物を７７質量部、導電助剤としてアセチレンブラックを３質量部、バインダーとしてポリアミドイミドを２０質量部とを混合して負極合剤とした。続いて、負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてペースト状の負極合剤塗料とした。この塗料を、厚さ１０μｍの電解銅箔の両面に、負極活物質の塗布量が３．３ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、１００℃で乾燥することで負極活物質層を形成した。その後、線圧２０００ｋｇｆ／ｃｍでローラープレスによりプレス処理し、真空中、２７０〜３５０℃で１〜３時間熱処理し、厚みが６７μｍの負極を作製した。
＜正極の作製＞
正極活物質としてＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２を９０質量部と、導電助剤としてアセチレンブラックを５質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンを５質量部とを混合して正極合剤とした。続いて、正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてペースト状の正極合剤塗料とした。この塗料を、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に、正極活物質の塗布量が２０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、１００℃で乾燥することで正極活物質層を形成した。その後、ローラープレスによりプレス処理し、厚みが１３２μｍの正極を作製した。
正極活物質としてＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２を９０質量部と、導電助剤としてアセチレンブラックを５質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンを５質量部とを混合して正極合剤とした。続いて、正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてペースト状の正極合剤塗料とした。この塗料を、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に、正極活物質の塗布量が２０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、１００℃で乾燥することで正極活物質層を形成した。その後、ローラープレスによりプレス処理し、厚みが１３２μｍの正極を作製した。
＜評価用リチウムイオン二次電池の作製＞
上記で作製した負極と正極を、それらの間にポリエチレン多孔膜からなるセパレータを挟んでアルミラミネートパックに入れ、このアルミラミネートパックに、電解液として濃度が１ＭのＬｉＰＦ６溶液（溶媒：ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７（体積比））を注入した後、真空シールし、評価用のリチウムイオン二次電池を作製した。
上記で作製した負極と正極を、それらの間にポリエチレン多孔膜からなるセパレータを挟んでアルミラミネートパックに入れ、このアルミラミネートパックに、電解液として濃度が１ＭのＬｉＰＦ６溶液（溶媒：ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７（体積比））を注入した後、真空シールし、評価用のリチウムイオン二次電池を作製した。
［実施例２〜４］
プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２〜４の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例２〜４の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２〜４の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例２〜４の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［実施例５〜９］
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが２６μｍの電解銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例５〜９の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例５〜９の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが２６μｍの電解銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例５〜９の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例５〜９の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［実施例１０〜１２］
負極集電体として厚みが１０μｍの圧延合金銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１０〜１２の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１０〜１２の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極集電体として厚みが１０μｍの圧延合金銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１０〜１２の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１０〜１２の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［実施例１３〜１５］
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが１２μｍの圧延合金銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１３〜１５の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１３〜１５の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが１２μｍの圧延合金銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１３〜１５の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１３〜１５の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［実施例１６、１７］
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが１６μｍの圧延銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１６、１７の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１６、１７の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極活物質の塗布量が２．２ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１３．６ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが１６μｍの圧延銅箔を用いて、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１６、１７の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして実施例１６、１７の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［比較例１〜３］
負極集電体厚み、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１〜３の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例１〜３の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極集電体厚み、プレス処理条件をそれぞれ下記表１に示すものに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１〜３の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例１〜３の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［比較例４］
負極活物質の塗布量が８．２５ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が５１ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが２２μｍの銅箔を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例４の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例４の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極活物質の塗布量が８．２５ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が５１ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが２２μｍの銅箔を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例４の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例４の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［比較例５］
負極活物質の塗布量が１．５ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１０．２ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが４０μｍの銅箔を用い、プレス処理条件を５０００ｋｇ／ｃｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例５の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例５の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極活物質の塗布量が１．５ｍｇ／ｃｍ２、正極活物質の塗布量が１０．２ｍｇ／ｃｍ２となるように塗布し、負極集電体として厚みが４０μｍの銅箔を用い、プレス処理条件を５０００ｋｇ／ｃｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例５の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例５の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
［比較例６］
負極集電体として厚みが７μｍの銅箔を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例６の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例６の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
負極集電体として厚みが７μｍの銅箔を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例６の負極を得た。また、得られた負極を用いて、実施例１と同様にして比較例６の評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
＜引張強さの評価＞
実施例および比較例で使用した負極集電体および作製した負極について、引張強さの評価を行った。結果を表１に示す。
実施例および比較例で使用した負極集電体および作製した負極について、引張強さの評価を行った。結果を表１に示す。
＜充放電サイクル特性の測定＞
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、充放電サイクル特性の評価を行った。結果を表１に示す。
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、充放電サイクル特性の評価を行った。結果を表１に示す。
＜充放電レート特性の測定＞
実施例１および比較例６で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、充放電レート特性の評価を行った結果、実施例１の５．０Ｃにおける容量維持率は、５８．１％であったのに対して、比較例６の５．０Ｃにおける容量維持率は、４６．８％であった。これは、負極集電体の厚みが薄くなり負極集電体としての抵抗が増大し集電性が低下したためであると考えられる。
実施例１および比較例６で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、充放電レート特性の評価を行った結果、実施例１の５．０Ｃにおける容量維持率は、５８．１％であったのに対して、比較例６の５．０Ｃにおける容量維持率は、４６．８％であった。これは、負極集電体の厚みが薄くなり負極集電体としての抵抗が増大し集電性が低下したためであると考えられる。
＜体積エネルギー密度の測定＞
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、体積エネルギー密度の評価を行った。ただし、正極、負極およびセパレータの体積をリチウムイオン二次電池の体積として用いた。結果を表１に示す。体積エネルギー密度が良好な場合は表１に○、著しく低い場合は×を記した。
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、体積エネルギー密度の評価を行った。ただし、正極、負極およびセパレータの体積をリチウムイオン二次電池の体積として用いた。結果を表１に示す。体積エネルギー密度が良好な場合は表１に○、著しく低い場合は×を記した。
＜負極活物質層剥離評価＞
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、負極活物質層剥離の有無を評価した。サイクル試験後の電池を分解し、目視に負極活物質層の剥離の有無を評価した。結果を表１に示す。負極活物質層が剥離していなかった場合は表１に○、剥離していた場合は×を記した。
実施例および比較例で作製した評価用リチウムイオン二次電池について、負極活物質層剥離の有無を評価した。サイクル試験後の電池を分解し、目視に負極活物質層の剥離の有無を評価した。結果を表１に示す。負極活物質層が剥離していなかった場合は表１に○、剥離していた場合は×を記した。
比較例１および比較例４では、負極活物質層の膨張に負極集電体が追従できず破断し、負極活物質層の剥離が発生した為サイクル劣化が起こったと推測される。
比較例２および比較例３では、負極集電体の引張強さが大きく変形が起こりにくいため、負極集電体と負極活物質層間に大きな界面応力が発生し、剥離が発生した為、サイクル劣化が起こったと推測される。
比較例５では、負極の引張強さと厚みの積が９．０Ｎ／ｍｍより大きく、負極の引張強さと厚みの積を負極集電体の引張強さと厚みの積で除した値が１．０６よりも小さいが、サイクル特性は良好であった。しかし、この電極設計では電極体積における活物質の占める割合が小さいため、高容量リチウムイオン二次電池を得ることは困難である。
本発明によって充放電サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
１０…正極、１２…正極集電体、１４…正極活物質層、１８…セパレータ、２０…負極、２２…負極集電体、２４…負極活物質層、３０…積層体、５０…ケース、６０，６２…リード、１００…リチウムイオン二次電池
Claims (2)
- シリコンと酸化シリコンを主成分とし、導電助剤およびバインダーを含有する負極活物質層を有する負極の引張強さと箔状の負極集電体の厚みの積が３．８〜９．０N／ｍｍであり、前記負極の引張強さと厚みの積を前記負極集電体の引張強さと厚みの積で除した値が、１．０６〜１．２９であるリチウムイオン二次電池用負極。
- 請求項１に記載する負極を用いたリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013050353A JP5590173B2 (ja) | 2012-03-27 | 2013-03-13 | リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
| US13/845,910 US9166223B2 (en) | 2012-03-27 | 2013-03-18 | Negative electrode for lithium-ion secondary battery and lithium-ion secondary battery |
| CN201310102151.3A CN103367700B (zh) | 2012-03-27 | 2013-03-27 | 锂离子二次电池用负极和锂离子二次电池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012070945 | 2012-03-27 | ||
| JP2012070945 | 2012-03-27 | ||
| JP2013050353A JP5590173B2 (ja) | 2012-03-27 | 2013-03-13 | リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013229306A JP2013229306A (ja) | 2013-11-07 |
| JP5590173B2 true JP5590173B2 (ja) | 2014-09-17 |
Family
ID=49235466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013050353A Active JP5590173B2 (ja) | 2012-03-27 | 2013-03-13 | リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9166223B2 (ja) |
| JP (1) | JP5590173B2 (ja) |
| CN (1) | CN103367700B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6451889B1 (ja) * | 2017-07-18 | 2019-01-16 | Tdk株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極およびこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| WO2021134755A1 (zh) * | 2020-01-02 | 2021-07-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极和包含其的电化学装置及电子装置 |
| JP7357758B2 (ja) * | 2020-10-15 | 2023-10-06 | 寧徳新能源科技有限公司 | 電気化学デバイスおよび電子装置 |
| CN112151752A (zh) * | 2020-10-15 | 2020-12-29 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1244163A4 (en) * | 1999-10-22 | 2007-10-31 | Sanyo Electric Co | ELECTRODE FOR LITHIUM ACCUMULATOR AND LITHIUM ACCUMULATOR |
| JP2007227328A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-09-06 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウム二次電池 |
| CN101779312B (zh) * | 2007-08-09 | 2012-06-27 | 松下电器产业株式会社 | 锂二次电池用电极和具有该电极的锂二次电池 |
| JP2010073571A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Panasonic Corp | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
| WO2010050507A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池 |
| JP5985137B2 (ja) | 2010-03-16 | 2016-09-06 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池の製造方法 |
| US9601228B2 (en) * | 2011-05-16 | 2017-03-21 | Envia Systems, Inc. | Silicon oxide based high capacity anode materials for lithium ion batteries |
-
2013
- 2013-03-13 JP JP2013050353A patent/JP5590173B2/ja active Active
- 2013-03-18 US US13/845,910 patent/US9166223B2/en active Active
- 2013-03-27 CN CN201310102151.3A patent/CN103367700B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103367700B (zh) | 2016-01-20 |
| US9166223B2 (en) | 2015-10-20 |
| JP2013229306A (ja) | 2013-11-07 |
| US20130260242A1 (en) | 2013-10-03 |
| CN103367700A (zh) | 2013-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2016027549A (ja) | 非水電解質二次電池用負極板及びその製造方法 | |
| JP2011192539A (ja) | 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法、ならびに非水電解質二次電池 | |
| JP6959010B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池 | |
| JP5621867B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP2009295474A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| TW201939798A (zh) | 鋰離子二次電池用正極材料、正極活性物質層、及鋰離子二次電池 | |
| TW201503476A (zh) | 集電體、電極結構體、非水電解質電池或蓄電部件 | |
| TW201937784A (zh) | 鋰離子二次電池用電極、其製造方法、及鋰離子二次電池 | |
| WO2018179899A1 (ja) | 二次電池 | |
| JP2015037008A (ja) | 非水電解質二次電池用の電極活物質層とその製造方法 | |
| JP6973244B2 (ja) | 非水電解質二次電池、および、非水電解質二次電池の製造方法 | |
| JP5590173B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 | |
| JP2015005421A (ja) | 電極体及び全固体電池 | |
| TW201939803A (zh) | 鋰離子二次電池、鋰離子二次電池用負極構造體、及鋰離子二次電池之製造方法 | |
| JP2019175657A (ja) | リチウムイオン二次電池。 | |
| JP5546957B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 | |
| JP2019021418A (ja) | 非水電解質二次電池の制御装置および制御方法、当該制御装置を有する非水電解質二次電池システム、並びに非水電解質二次電池の製造方法 | |
| EP4254567A2 (en) | Electrode for non-aqueous electrolyte rechargeable battery and non-aqueous electrolyte rechargeable battery | |
| JPWO2015046394A1 (ja) | 負極活物質、それを用いた負極、及びリチウムイオン二次電池 | |
| JP2018133297A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2011238476A (ja) | 積層体、非水電解質二次電池及び積層体の製造方法 | |
| JP2016219285A (ja) | 非水電解質二次電池用負極およびその製造方法 | |
| US20190348665A1 (en) | Electrode and secondary battery | |
| JP2015207347A (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
| CN114335413B (zh) | 具有改善的快速充电性能的二次电池用电极、制造该电极的方法以及包括该电极的二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131129 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20140213 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20140404 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140409 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140415 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140610 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140714 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5590173 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |