锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种循环特性优异的锂二次电池。一实施方式所涉及的锂二次电池构成为具备正极和不具有负极活性物质的负极，负极是表面粗糙度的最大高度Rz为1.0μm以下且取向面为(200)面或(220)面的Cu。(200)面或(220)面的Cu。(200)面或(220)面的Cu。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池


[0001]本专利技术涉及锂二次电池。

技术介绍

[0002]近几年，将太阳光或者风力等的自然能转换为电能的技术备受瞩目。伴随于此，作为安全性高且能够积蓄较多电能的蓄电设备，开发有各种各样的二次电池。
[0003]其中，已知通过使金属离子在正极以及负极之间移动从而进行充放电的二次电池表现出高电压以及高能量密度，典型地说，已知锂离子二次电池。作为典型的锂离子二次电池，列举出在正极以及负极导入能够保持锂元素的活性物质，通过在正极活性物质以及负极活性物质之间给予和接受锂离子而进行充放电的锂离子二次电池。此外，作为在负极不使用活性物质的二次电池，开发有通过使锂金属在负极表面上析出从而保持锂元素的锂金属二次电池。
[0004]例如，在专利文献1中，公开有在室温下以至少1C的速率放电时，具有超过1000Wh/L的体积能量密度以及/或者超过350Wh/kg的质量能量密度的高能量密度、高输出锂金属阳极二次电池。专利文献1公开有为了实现这样的锂金属阳极二次电池，使用极薄锂金属阳极。
[0005]此外，在专利文献2中，公开有在包含正极、负极、夹设在它们之间的分离膜以及电解质的锂二次电池中，所述负极在负极集电体上形成金属粒子，通过充电从所述正极移动，在负极内的负极集电体上形成锂金属的锂二次电池。专利文献2公开了这样的锂二次电池解决由锂金属的反应性导致的问题和在组装的过程中发生的问题点，能够提供使性能以及寿命提高的锂二次电池。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2019
‑
517722号公报
[0009]专利文献2:日本特表2019
‑
537226号公报

技术实现思路

[0010]然而，本专利技术人们详细地研究了以上述专利文献中记载的电池为首的现有的电池，发现能量密度以及循环特性的至少一种不充分。
[0011]例如，通过在正极活性物质以及负极活性物质之间给予和接受金属离子而进行充放电的典型的二次电池能量密度不充分。此外，如上述专利文献所记载的那样的、通过使锂金属在负极表面上析出从而保持锂元素的现有的锂金属二次电池由于重复充放电而容易在负极表面上形成枝晶状的锂金属，容易产生短路以及容量降低。其结果是，循环特性不充分。
[0012]此外，在锂金属二次电池中，也开发有为了抑制锂金属析出时的离散成长，对电池施加较大的物理压力而将负极与分隔件的界面保持为高压的方法。然而，由于在这种高压
的施加中需要较大的机械机构，所以作为电池整体，重量以及体积变大，能量密度降低。
[0013]本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种能量密度高且循环特性优异的锂二次电池。
[0014]本专利技术的一个实施方式所涉及的锂二次电池具备正极和不具有负极活性物质的负极。负极是表面粗糙度的最大高度Rz为1.0μm以下且取向面为(200)面或(220)面的Cu。
[0015]这样的锂二次电池通过具备不具有负极活性物质的负极，由于通过锂金属在负极的表面析出以及该析出的锂金属进行电解溶出进行充放电，所以能量密度高。另外，在本专利技术一个实施方式所涉及的锂二次电池中，将其负极设为表面粗糙度的最大高度Rz为1.0μm以下且取向面为(200)面或(220)面的Cu。由此，能够提高二次电池的循环特性。
[0016]进而，本专利技术的一实施方式所涉及的锂二次电池通过压延形成负极Cu。由此，能够制成使用适合负极的取向面为(200)面或(220)面的Cu的结构。
[0017]上述锂二次电池为通过锂金属在负极的表面析出且该析出的锂金属溶解而进行充放电的锂二次电池。根据这种方式，能量密度更高。
[0018]上述锂二次电池优选为在初始充电之前，在上述负极的表面没有形成锂箔。根据这样的方式，由于在制造时可以不使用可燃性高的锂金属，所以安全性以及生产性更加优异。
[0019]上述锂二次电池优选为能量密度为350Wh/kg以上。
[0020]专利技术效果
[0021]根据本专利技术，能够提供一种能量密度高且循环特性优异的锂二次电池。
附图说明
[0022]图1是本第一实施方式涉及的锂二次电池的概略截面图。
[0023]图2是本第一实施方式涉及的锂二次电池的使用的概略截面图。
[0024]图3是本第二实施方式涉及的锂二次电池的概略截面图。
[0025]图4是示出用于负极的Cu的X射线分析测量结果的例子的曲线图。
具体实施方式
[0026]以下，根据需要参照附图，关于本专利技术的实施方式(以下，称为“本实施方式”)详细地说明。此外，在附图中，对相同要素标注相同附图标记，省略重复的说明。此外，上下左右等的位置关系只要没有特别说明，则基于附图所示的位置关系。而且，附图的尺寸比例不限于图示的比例。
[0027][本第一实施方式][0028](锂二次电池)
[0029]图1是本第一实施方式涉及的锂二次电池的概略截面图。如图1所示那样，本第一实施方式的锂二次电池100具备正极120、不具有负极活性物质的负极130和配置在正极120与负极130之间的分隔件140。正极120在与分隔件140相对的面相反侧的面上具有正极集电体110。
[0030](负极)
[0031]负极130为不具有负极活性物质。具备具有负极活性物质的负极的锂二次电池由
其负极活性物质的存在为起因，难以提高能量密度。另一方面，由于本第一实施方式的锂二次电池100具备不具有负极活性物质的负极130，所以不会产生这样的问题。即，本第一实施方式的锂二次电池100由于通过锂金属在负极130上析出以及该析出的锂金属进行电解溶出进行充放电，所以能量密度高。
[0032]在本实施方式中，“锂金属在负极的表面上析出”是指在负极表面以及在负极的表面形成的后述的固体电解质界面(SEI)层的表面的至少一处析出锂金属。因此，在锂二次电池中，锂金属例如可在负极130的表面(负极130与分隔件140的界面)析出。
[0033]在本说明书中，“负极活性物质”是指在电池中用于将成为电荷载体的锂离子或者锂金属(以下，也称为“载体金属”)保持于负极130的物质，也可以换言之为载体金属的宿主物质作为这样的保持机构，无特别限定，列举出例如嵌入、合金化以及金属簇的吸收等。
[0034]作为这样的负极活性物质，无特别限定，列举出例如碳类物质、金属氧化物以及金属或者合金等。作为上述碳类物质，无特别限定，列举出例如石墨烯、石墨、硬碳、介孔碳、碳纳米管以及碳纳米角等。作为上述金属氧化物，无特别限定，列举出例如氧化钛类化合物、氧化锡类化合物、氧化锂类化合物以及氧化钴类化合物等。作为上述金属或者合金，如果能够与载体金属合金化则无特别限定，列举出例如硅、锗、锡、铅、铝、镓、锂以及包含它们的合金。
[0035]作为负极130，使用不具有负极活性物质的Cu(铜)。本实施方式的负极130本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂二次电池，具备正极和不具有负极活性物质的负极,所述负极是表面粗糙度的最大高度Rz为1.0μm以下且取向面为(200)面或(220)面的Cu。2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中，所述Cu通过压延而形成。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池，其中，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野雅继，绪方健，
申请(专利权)人：特拉沃特科技株式会社，
类型：发明
国别省市：