蓄电元件及蓄电元件用的负极制造技术

本发明专利技术的一个方式涉及一种蓄电元件，具备负极，所述负极具有负极基材和在上述负极基材的至少一个面直接或间接地层叠的负极活性物质层，并且，上述负极活性物质层含有具有中值粒径D1的实心石墨粒子以及具有大于上述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及导电剂，上述导电剂为纤维状碳。上述导电剂为纤维状碳。上述导电剂为纤维状碳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电元件及蓄电元件用的负极


[0001]本专利技术涉及一种蓄电元件及蓄电元件用的负极。

技术介绍

[0002]以锂离子非水电解质二次电池为代表的非水电解质二次电池因其能量密度的高度，多用于个人计算机、通信终端等电子设备、汽车等。上述非水电解质二次电池一般而言具备具有由隔离件电隔离的一对电极的电极体以及介于电极间的非水电解质，其通过在两电极间进行离子的接受和释放而进行充放电。另外，作为非水电解质二次电池以外的蓄电元件，还广泛普及有锂离子电容器、双电层电容器等电容器。
[0003]以这样的蓄电元件的高能量密度化、充放电效率的提高等作为目的，作为上述蓄电元件的负极活性物质，可使用以石墨作为代表的碳材料(参照专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2017/221895号

技术实现思路

[0007]根据本专利技术人的见解，在碳材料中，实心石墨由于在粒子内不具有空隙，因此与空心石墨相比较，具有输入输出性能低的趋势。另一方面，实心石墨的反应活性点比较少，因此耐久性优异。为了提高上述实心石墨的输入输出性能，小粒径化很有效，但如果使实心石墨小粒径化，则放电容量可能降低。因此，本专利技术人研究了将小粒径的实心石墨和空心石墨进行混合而用作负极活性物质。然而，在对使用将小粒径的实心石墨和空心石墨混合而成的负极活性物质的极板进行加压加工的情况下，有时会出现充放电循环性能降低的现象。
[0008]本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，其主要目的是提供一种充放电循环性能优异，并且输出性能优异的蓄电元件。
[0009]本专利技术的一个侧面的蓄电元件具备具有负极基材以及在上述负极基材中的至少一个面直接或间接地层叠的负极活性物质层的负极，上述负极活性物质层含有具有中值粒径D1的实心石墨粒子、具有大于上述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及导电剂，上述导电剂为纤维状碳。
[0010]专利技术效果
[0011]根据本专利技术的一个侧面的蓄电元件，充放电循环性能优异，并且输出性能也优异。
附图说明
[0012]图1是表示蓄电元件的一个实施方式的透视立体图。
[0013]图2是表示将蓄电元件集合多个而构成的蓄电装置的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
[0014]首先，对本说明书公开的蓄电元件和蓄电元件用的负极的概要进行说明。
[0015]本专利技术的一个侧面的蓄电元件具备具有负极基材和在上述负极基材的至少一个面直接或间接地层叠的负极活性物质层的负极，上述负极活性物质层含有具有中值粒径D1的实心石墨粒子和具有大于上述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及导电剂，上述导电剂为纤维状碳。
[0016]该蓄电元件通过负极活性物质层含有：具有中值粒径D1的实心石墨粒子、具有大于上述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及作为导电剂的纤维状碳，从而使充放电循环性能优异，并且输出性能优异。该理由尚不确定，但考虑如下。该蓄电元件所具备的负极通过包含中值粒径小的实心石墨粒子和与上述实心石墨粒子相比中值粒径大的空心石墨粒子，从而空心石墨粒子与实心石墨粒子的电阻差减少。其结果是蓄电元件中的充放电中的电流分布变小，中值粒径大的空心石墨粒子与中值粒径小的实心石墨粒子的进行劣化的差变小。并且，作为该蓄电元件所具备的负极作为导电剂含有纤维状碳，从而表现由中值粒径小的实心石墨粒子、中值粒径大的空心石墨粒子以及纤维状碳的连结带来的良好的导电性，并且该良好的导电性在充放电循环后也能够长期地维持。认为这种现象有助于充放电循环性能和输出性能的提高。
[0017]在此公开的蓄电元件的优选的一个方式中，上述实心石墨粒子的中值粒径D1与上述空心石墨粒子的中值粒径D2的关系满足1＜(D2/D1)≤10。以成为上述特定的中值粒径比的方式组合实心石墨粒子和空心石墨粒子而使用，则能够得到充放电循环性能更优异，并且输出性更优异的蓄电元件。
[0018]在此公开的蓄电元件的优选的一个方式中，上述实心石墨粒子的中值粒径D1为1μm以上且小于5μm。另外，上述空心石墨粒子的中值粒径D2为5μm～20μm。通过实心石墨粒子的中值粒径D1和空心石墨粒子的中值粒径D2分别在上述的范围内，由此能够很好地得到充放电循环性能更优异，并且对输出性能更优异的蓄电元件。
[0019]在此公开的蓄电元件的优选的一个方式中，上述纤维状碳的平均纵横比为50～100。通过使用平均纵横比在上述范围内的纤维状碳，由此可进一步适宜地发挥本方式的应用效果。
[0020]本专利技术的另一个侧面的蓄电元件用的负极具备：负极基材、以及在上述负极基材中的至少一个面直接或间接地层叠的负极活性物质层；上述负极活性物质层含有具有中值粒径D1的实心石墨粒子和具有大于上述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及导电剂，上述导电剂为纤维状碳。该负极通过包含中值粒径小的实心石墨粒子以及与上述实心石墨粒子相比中值粒径大的空心石墨粒子，因此，空心石墨粒子与实心石墨粒子的电阻差减少。其结果是蓄电元件的充放电中的电流分布变小，中值粒径大的空心石墨粒子与中值粒径小的实心石墨粒子的进行劣化的差变小。并且，该负极通过作为导电剂含有纤维状碳，从而显示由中值粒径小的实心石墨粒子、中值粒径大的空心石墨粒子以及纤维状碳的连结带来的良好的导电性，并且该良好的导电性在充放电循环后可长期地维持。认为这些对使用该负极的蓄电元件的充放电循环性能和输出性能的提高有帮助。
[0021]以下，对于本专利技术的一个实施方式的蓄电元件用的负极以及蓄电元件、以及其它的实施方式详细论述。应予说明，存在各实施方式所使用的各构成部件(各构成要素)的名
称与
技术介绍
所使用的各构成部件(各构成要素)的名称不同的情况。
[0022]＜蓄电元件用的负极＞
[0023]本专利技术的一个实施方式的蓄电元件用的负极具有：负极基材以及在该负极基材的至少一个面直接或介由中间层配设的负极活性物质层。
[0024](负极基材)
[0025]负极基材具有导电性。是否具有“导电性”将基于JIS－H－0505(1975年)测定的体积电阻率为107Ω
·
cm作为阈值判定。作为负极基材的材质，可使用铜、镍、不锈钢、镀镍钢等金属或它们的合金、碳质材料等。这些材质中，优选为铜或铜合金。作为负极基材，可举出箔、蒸镀膜、网、多孔质材料等，从成本的观点考虑，优选为箔。因此，作为负极基材，优选为铜箔或铜合金箔。作为铜箔的例子，可举出轧制铜箔、电解铜箔等。
[0026]负极基材的平均厚度优选为2μm～35μm，更优选为3μm～30μm，进一步优选为4μm～25μm，特别优选为5μm～20μm。通过将负极基材的平均厚度设在上述的范围，从而能够在提高负极基材的强度的同时，提高蓄电元件的每单位体积当中的能量密度。
[0027]中间层是配设在负极基材与负极活性物质层之间的层。中间层通过包含碳粒子等的导电剂而减少负极基材与负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电元件，具备负极，所述负极具有负极基材和在所述负极基材的至少一个面直接或间接层叠的负极活性物质层，所述负极活性物质层含有：具有中值粒径D1的实心石墨粒子、具有大于所述实心石墨粒子的中值粒径D2的空心石墨粒子以及导电剂，所述导电剂为纤维状碳。2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，所述实心石墨粒子的中值粒径D1与所述空心石墨粒子的中值粒径D2的关系满足1＜(D2/D1)≤10。3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件，其中，所述实心石...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾木谦太，熊林慧，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：