本发明专利技术涉及二次电池用负极、使用二次电池用负极的非水电解质二次电池及它们的制造方法，提供非水电解质二次电池，其可抑制不可逆容量的增加，且可获得倍率特性的改善以及高的容量。该非水电解质二次电池用负极具有在集电体上形成的负极合剂层，负极合剂层由负极下层合剂层及负极上层合剂层构成，在集电体上形成有负极下层合剂层，在负极下层合剂层上形成有负极上层合剂层，负极下层合剂层含有负极活性物质，负极上层合剂层含有导电剂及粘合剂，导电助剂及粘合剂偏在于负极上层合剂层的表面侧。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
从环境问题的观点出发，锂离子电池等二次电池作为电动汽车用及电力储存用电池一直被关注。期待在不久的将来比铅电池、镍镉电池更轻、具有高 输出功率和高能量密度这样的特性。但是，现有锂离子电池要求进一步提高电池特性。例如，作为电极材料的改良，提案有制造使用不同性质的两层以上的合剂层的二次电池用负极(专利文献1、2)。作为其它的现有技术，可举出专利文献3。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-064574号公报专利文献2 :日本特开2010-108971号公报专利文献3 日本特开2004-179005号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献I公开有使用多种负极活性物质，在靠近负极集电体侧形成第一负极层，在远离负极集电体侧形成高充电倍率特性的第二负极层的专利技术；专利文献2公开有在集电体上形成将碳粒子和粘合剂混合而成的导电性粘结剂层，并在该导电性粘结剂层上形成将电极活性物质、导电剂及粘合剂混合而成的电极组成物层的负极的专利技术，目的在于改善电池特性。作为本专利技术对象的负极，可以通过如下方法进行制作将可插入脱离锂离子的活性物质、导电剂、聚偏氟乙烯(PVDF ；Poly (vinylidene fluoride))系或丁苯橡胶(SBR ；Styrene Butadiene Rubber)等粘合剂、有机溶剂或水进行调制、混合、搅拌而得到的负极浆料，通过刮刀法等附着于铜等集电体片上后，进行加热使有机溶剂干燥，利用辊压进行加压成形。但是，在活性物质和导电剂中，有时碳粒子的粒径、比表面积等物性各不相同，另夕卜，因碳粒子表面有无被覆等，即使用相同原材料制造，有时也具有不同的性质。因此，涂布的合剂层不一定为均勻的形态。当用扫描式电子显微镜(SEM ;Scanning Electron Microscope)观察得到的负极的合剂层时，能够确认活性物质粒子、导电剂粒子和粘合剂的状态。在合剂层截面中，有在活性物质的多个粒子之间附着有导电剂的凝聚体的形态、在活性物质的多个粒子的间隙中主要局部存在有导电剂的凝聚体的形态等。另外，由于粘合剂通常为高电阻的材料，因此，在电池的集电体和活性物质粒子的界面存在大量的粘合剂时、在合剂层表面的活性物质的多个粒子上大量存在粘合剂时、或在活性物质的粒子彼此之间大量存在粘合剂时，会产生在活性物质之间引起电导阻碍、合剂层的内部电阻变高、倍率特性降低的问题。这样，当产生导电剂的凝聚、粘合剂的不均等问题时，不仅充放电容量降低，而且容易形成来自集电体的活性物质、导电剂粒子的脱落、电流的不均一化等，会降低电池品质的可靠性。在这种状况下，强烈要求进行了 电池的高容量化、形成了健全且强有力的导电网络的负极。本专利技术为了解决上述课题，提供提高了倍率特性，可抑制不可逆容量的增加的非水电解质二次电池。特别是以锂离子电池的高容量化为目的。用于解决课题的手段本专利技术要解决的课题通过下面所示的手段来解决。在此，所谓非水电解质二次电池，以由可插入脱离锂离子的正极、负极及分离它们的多孔质薄膜构成的非水电解质二次电池为代表例，也可适用于利用其它碱金属离子的二次电池。(I)非水电解质二次电池用负极，其具有在集电体上形成的负极合剂层，负极合剂层由负极下层合剂层及负极上层合剂层构成，在集电体上形成有负极下层合剂层，在负极下层合剂层上形成负极上层合剂层，负极下层合剂层含有负极活性物质，负极上层合剂层含有导电剂及粘合剂，导电助剂及粘合剂偏在于负极上层合剂层的表面侧。(2)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极上层合剂层含有负极活性物质，负极上层合剂层中的负极活性物质的含量比负极上层合剂层中的导电剂的含量多。(3)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极合剂层中的导电剂的含量为Iwt%以上6wt%以下。(4)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极上层合剂层的膜厚比负极下层合剂层的膜厚大。(5)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极合剂层中的粘合剂的含量为O. 5wt% 以上 2. Owt% 以下。(6)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极下层合剂层的厚度为集电体的表面粗糙度的2倍以上。(7)在上述的非水电解质二次电池用负极中，在负极合剂层的膜厚方向，将从集电体及负极合剂层的界面朝向负极合剂层的表面的距离设为Cl1，在负极合剂层的膜厚方向，将从负极合剂层的表面朝向集电体及负极合剂层的界面的距离设为d2时，O ^ Cl1^ IOym的负极合剂层中的导电剂及粘合剂的平均面积比率，是O < d2 ( 10 μ m的负极合剂层中的导电剂及粘合剂的平均面积比率的2倍以上。(8)在上述的非水电解质二次电池用负极中，负极合剂层中含有增粘剂。(9)非水电解质二次电池，其使用上述的非水电解质二次电池用负极。(10)电池模块，其使用多个上述的非水电解质二次电池。(11)非水电解质二次电池用负极的制造方法，所述非水电解质二次电池用负极具有在集电体上形成的负极合剂层，该方法包括在集电体上形成含有负极活性物质、不含有导电剂及粘合剂的负极下层合剂层的工序；以及在负极下层合剂层上形成含有导电剂及粘合剂的负极上层合剂层的工序；导电助剂及粘合剂偏在于负极上层合剂层的表面侧。专利技术效果根据本专利技术，能够得到提高了倍率特性，可抑制不可逆容量的增加的非水电解质二次电池。上述以外的课题、构成及效果，通过下面的实施方式的说明来揭示。附图说明图I是合剂层的构造图；图2是本专利技术一实施方式的合剂层厚度方向的第二碳及粘合剂的面积比率(I)；图3是比较例的合剂层厚度方向的第二碳及粘合剂的面积比率(2);图4是本专利技术一实施方式的合剂层厚度方向的粘合剂的面积比率(3);·图5是本专利技术一实施方式的硬币型锂离子电池的剖面图；图6是本专利技术一实施方式的圆筒型锂离子电池的构造图；图7是包含本专利技术一实施方式的圆筒型锂离子电池的电池模块；图8是表示合剂层的分析区域；图9是实施例f 6及比较例f 3的数据表。符号说明11,21第一碳(负极活性物质)12第一碳的直径(平均粒径)23被第一碳包围的间隙的最小直径301硬币型锂离子电池307、507、607 正极308、508、608 负极309、509、609 隔膜330正极合剂层331正极集电体333负极集电体334正极罐335负极罐336 填料337空间(添加电解液的区域)340负极下层合剂层341负极上层合剂层501、60la、60Ib非水电解质二次电池502,602 电池容器503、603 盖504、604正极外部端子505,605负极外部端子506、606 注液口510正极引线511负极引线512、612绝缘性密封材料613、614、615、617、618、620、621 电力电缆616充放电控制器619外部设备 622发电装置具体实施例方式下面，使用附图等对本专利技术的实施方式进行说明。下面的实施例是表示本专利技术的内容的具体例，本专利技术不限定于这些实施例，在本说明书公开的技术思想的范围内，可以由本领域技术人员进行各种变更及修正。另外，在用于说明实施例的全部图中，对具有相同功能的部件附加相同的符号，并省略其重复说明。本专利技术为了非水电解质二次电池的高充放电容量化，通过使合剂层的集电体侧尽可能不含有容易吸附粘合剂的、比表面积高的本文档来自技高网...
【技术保护点】
非水电解质二次电池用负极，其具有在集电体上形成的负极合剂层，所述负极合剂层由负极下层合剂层及负极上层合剂层构成，在所述集电体上形成有所述负极下层合剂层，在所述负极下层合剂层上形成有所述负极上层合剂层，所述负极下层合剂层含有负极活性物质，所述负极上层合剂层含有导电剂及粘合剂，所述导电助剂及所述粘合剂偏在于所述负极上层合剂层的表面侧。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水政男，西村胜宪，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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