非水电解质二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及非水电解质二次电池及其制造方法。非水电解质二次电池具备包含负极活性物质的负极活性物质层。负极活性物质包含第一石墨粒子、具有比第一石墨粒子的压缩弹性模量大的压缩弹性模量的第二石墨粒子、和含Si粒子。第一石墨粒子和含Si粒子的接触长度Lt1与第二石墨粒子和含Si粒子的接触长度Lt2相同、或者比接触长度Lt2大。比接触长度Lt2大。比接触长度Lt2大。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池及其制造方法


本专利技术涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

技术介绍

已知在构成非水电解质二次电池的负极的负极活性物质层中使用直径不同的石墨粒子(例如，国际公开第2018/047939号、日本特开2016
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103347号公报等)。

技术实现思路

在负极活性物质层包含石墨粒子和含Si粒子的情况下，由于充放电时产生的内部应力，有时具备负极活性物质层的负极膨胀。本公开的目的在于提供能够抑制具备负极活性物质层的负极的膨化的非水电解质二次电池及其制造方法。
[0001]非水电解质二次电池，其具备包含负极活性物质的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质包含第一石墨粒子、具有比所述第一石墨粒子的压缩弹性模量大的压缩弹性模量的第二石墨粒子、和含Si粒子，所述第一石墨粒子与所述含Si粒子的接触长度Lt1和所述第二石墨粒子与所述含Si粒子的接触长度Lt2相同、或者比所述接触长度Lt2大。
[0002]根据[1]所述的非水电解质二次电池，其中，所述负极活性物质层的所述第一石墨粒子的质量基准的含量比所述第二石墨粒子的质量基准的含量小。
[0003]根据[1]或[2]所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述第一石墨粒子的含量为10质量％以上且30质量％以下。
[0004]根据[1]～[3]中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述第二石墨粒子的含量为60质量％以上且80质量％以下。
[0005]根据[1]～[4]中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述含Si粒子的含量为3质量％以上且20质量％以下。
[0006]根据[1]～[5]中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述第一石墨粒子的平均粒径D50为所述第二石墨粒子的平均粒径D50的0.30倍以上且0.60倍以下。
[0007]根据[1]～[6]中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述含Si粒子的平均粒径D50为所述第二石墨粒子的平均粒径D50的0.15倍以上且0.30倍以下。
[0008]根据[1]～[7]中任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述含Si粒子包含含有碳畴和尺寸为50nm以下的硅畴的SiC粒子，所述SiC粒子中的氧含量为7质量％以下。
[0009]非水电解质二次电池的制造方法，是具有负极活性物质层的非水电解质二次电池的制造方法，其包括：准备浆料的工序，其中，所述浆料包含第一石墨粒子、具有比所述第一石墨粒子的压缩弹性模量大的压缩弹性模量的第二石墨粒子、含Si粒子、和分散介质；和使用所述浆料来形成所述负极活性物质层的工序，其中，所述准备浆料的工序包括：通过将所述第一石墨粒子和所述含Si粒子混合来制备混合物的工序；和使用所述混合物、所述第二石墨粒子、和所述分散介质来制备所述浆料的工序。
[0010]根据[9]所述的非水电解质二次电池的制造方法，其中，所述浆料还包含粘合剂。
[0011]根据[9]或[10]所述的非水电解质二次电池的制造方法，其中，形成所述负极活性物质层的工序包括：在负极集电体上涂布所述浆料的工序；和将涂布的所述浆料干燥的工序。通过结合附图对本专利技术进行以下的详细说明，本专利技术的上述和其他的目的、特征、方面和优点将变得清楚。
附图说明
图1为示意性地示出实施方式的负极的剖面图。图2为示出实施方式的非水电解质二次电池的制造方法的流程图。
具体实施方式
(非水电解质二次电池)本实施方式的非水电解质二次电池(以下也称为“本电池”)具备包含负极活性物质的负极活性物质层。本电池通常具有：具有负极、正极和分隔体的电极体；和电解液。本电池可包含容纳电极体和电解液的外包装体。将电极体的厚度设为T，将外包装体(外壳)的一对侧壁之间的距离设为D时，T/D优选为10以上且200以下，更优选为20以上且100以下。如后所述，就本电池而言，由于抑制负极活性物质层的膨化，因此即使是上述范围的T/D，也能够容许电极体的膨胀。本电池优选为方型电池。电极体具有负极的负极活性物质层与正极的正极活性物质层经由分隔体而层叠的结构。电极体可为卷绕型，也可为层叠型。电极体优选为扁平状的电极体。负极具有在负极集电体上形成的负极活性物质层。负极集电体例如为使用铜和铜合金等铜材料构成的金属箔。正极、分隔体和电解液能够使用本电池的领域中公知的材料。(负极活性物质层)图1为示意性地示出实施方式的负极的剖面图。负极活性物质层通常在负极集电体10上形成。负极活性物质层包含负极活性物质。负极活性物质包含第一石墨粒子11、具有比第一石墨粒子11的压缩弹性模量[MPa]大的压缩弹性模量[MPa]的第二石墨粒子12、和含Si粒子15。就第一石墨粒子11和第二石墨粒子12而言，在其表面可具有由非晶碳形成的被覆层。含Si粒子15为包含硅原子的粒子。石墨粒子(第一石墨粒子或第二石墨粒子)的压缩弹性模量[MPa]是如下得到的值：测定将1粒石墨粒子在垂直方向上压缩时的压缩应力和压缩位移量、用压缩应变(＝压缩位移量/石墨粒子的平均粒径D50(后述))除压缩应力。第一石墨粒子的压缩弹性模量优选为10MPa以上且120MPa以下，更优选为10MPa以上且100MPa以下。第二石墨粒子的压缩弹性模量优选为140MPa以上且250MPa以下，更优选为160MPa以上且250MPa以下。第一石墨粒子的压缩弹性模量与第二石墨粒子的压缩弹性模量之差(第二石墨粒子的压缩弹性模量
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第一石墨粒子的压缩弹性模量)优选为20MPa以上且240MPa以下，更优选为60MPa以上且240MPa以下。在负极活性物质层中，第一石墨粒子11与含Si粒子15的接触长度Lt1和第二石墨粒子12与含Si粒子15的接触长度Lt2相同、或者比接触长度Lt2大。接触长度Lt1优选比接触
长度Lt2大。接触长度Lt1和Lt2能够通过负极活性物质层的截面SEM观察如下算出。将通过截面SEM观察测定的含Si粒子15的1粒子的轮廓部分的长度设为La，将长度La中的与第一石墨粒子11的接触部分的合计长度设为Lb1，将与第二石墨粒子12的接触部分的合计长度设为Lb2。其中，在负极活性物质层包含粘合剂的情况下，长度Lb1包含含Si粒子15与第一石墨粒子11经由粘合剂接触的部分的长度，长度Lb2包含含Si粒子15与第二石墨粒子12经由粘合剂接触的部分的长度。相对于长度La的长度Lb1和Lb2的比例Lb1/La和Lb2/La分别设为接触长度Lt1和Lt2。在负极活性物质层中，优选地，接触长度Lt1为0.5以上且1.0以下，并且接触长度Lt2为0以上且0.5以下，更优选地，接触长度Lt1为0.7以上且1.0以下，并且接触长度Lt2为0以上且0.3以下。通过负极活性物质层中的接触长度Lt1和Lt2在上述的范围内，如图1所示，认为形成了如下状态：在含Si粒子15的周围存在第一石墨粒子11、在该第一石墨粒子11的外侧存在第二石墨粒子12。含Si粒子15随着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.非水电解质二次电池，其具备包含负极活性物质的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质包含第一石墨粒子、具有比所述第一石墨粒子的压缩弹性模量大的压缩弹性模量的第二石墨粒子、和含Si粒子，所述第一石墨粒子与所述含Si粒子的接触长度Lt1和所述第二石墨粒子与所述含Si粒子的接触长度Lt2相同、或者比所述接触长度Lt2大。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述负极活性物质层的所述第一石墨粒子的质量基准的含量比所述第二石墨粒子的质量基准的含量小。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述第一石墨粒子的含量为10质量％以上且30质量％以下。4.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述第二石墨粒子的含量为60质量％以上且80质量％以下。5.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，相对于所述负极活性物质的总量，所述含Si粒子的含量为3质量％以上且20质量％以下。6.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池，其中，所述第一石墨粒子的平均粒径D50为所述第二石墨粒子的平均粒径D50的0.30倍以上且0.60倍以...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野寺直利，佐野秀树，续木康平，森川有纪，小岛由利佳，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：