负极活性物质层、负极和锂离子二次电池的制作方法

专利2026-02-21  4


本发明涉及负极活性物质层、负极和锂离子二次电池。


背景技术:

1、锂离子二次电池被广泛地用作便携式电话、笔记本电脑等移动设备、混合动力汽车等的动力源。

2、锂离子二次电池的充放电由包含活性物质的活性物质层承担。为了提高锂离子二次电池的特性,正在研究活性物质层内的结构。

3、例如,在专利文献1和2中记载了包含规定形状的填充物的活性物质层。例如,在专利文献3和4中记载了将振实密度不同的两种钴酸锂用作活性物质。例如,在专利文献5中记载了将碳纳米纤维添加到粘合剂中的活性物质层。例如,在专利文献6中记载了将纤维状碳添加到粘合剂中的活性物质层。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1:日本特开2006-172901号公报

7、专利文献2:日本特开2019-186164号公报

8、专利文献3:美国专利申请公开第2005/0271576号说明书

9、专利文献4:美国专利申请公开第2008/0087862号说明书

10、专利文献5:美国专利申请公开第2007/0092796号说明书

11、专利文献6:美国专利申请公开第2011/0266495号说明书


技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、包含硅的负极活性物质在充电时发生大的体积膨胀。负极活性物质的体积膨胀成为电池的循环特性下降的原因。当负极活性物质发生体积膨胀时,例如,负极活性物质之间的导电路径切断,在负极活性物质层与集电体的界面发生剥离,在sei(solid electrolyteinterphase:固体电解质界面)覆膜上产生裂纹,发生电解液的分解等。这些情况会使电池的循环特性下降。即使是在作为负极活性物质使用了硅类材料的情况下,也要求充放电特性不容易劣化的电池。

3、本发明是鉴于上述问题而完成的,目的在于提供充放电特性不容易劣化的负极活性物质层、负极和锂离子二次电池。

4、用于解决技术问题的技术手段

5、为了解决上述技术问题,提供如下的技术手段。

6、(1)第一方式的负极活性物质层包含负极活性物质和纤维状物质。所述负极活性物质包含硅。所述纤维状物质包含选自氧化钛、钛酸钾、氧化铝、碳化硅、氮化硅和氧化硅中的1种以上。所述纤维状物质的纤维长度为20μm以上150μm以下。负极活性物质层的层厚除以所述纤维长度得到的值为0.4以上1.0以下。

7、(2)在上述方式的负极活性物质层中,所述负极活性物质的平均颗粒间距离可以是3.0μm以上4.5μm以下。

8、(3)在上述方式的负极活性物质层中,所述纤维状物质可以包含选自氧化钛、钛酸钾和氧化铝中的1种以上。

9、(4)第二方式的负极包含上述方式的负极活性物质层。

10、(5)第三方式的锂离子二次电池具备:上述方式的负极;与所述负极相对的正极;和将所述负极与所述正极之间相连的电解质。

11、发明效果

12、上述方式的负极活性物质层、负极和锂离子二次电池的充放电特性不容易劣化。



技术特征:

1.一种负极活性物质层,其中,

2.如权利要求1所述的负极活性物质层,其中,

3.如权利要求1所述的负极活性物质层,其中,

4.一种负极,其中,

5.一种锂离子二次电池,其中,


技术总结
该负极活性物质层包含负极活性物质和纤维状物质,所述负极活性物质包含硅,所述纤维状物质包含选自氧化钛、钛酸钾、氧化铝、碳化硅、氮化硅和氧化硅中的1种以上,所述纤维状物质的纤维长度为20μm以上150μm以下,层厚除以所述纤维长度得到的值为0.4以上1.0以下。

技术研发人员:笹川浩,毛利敬史
受保护的技术使用者:TDK株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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