專利名稱：鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及備有在表面形成為凸凹狀的負(fù)極集電體的該表面上形成負(fù)極活化物質(zhì)層的負(fù)極、正極、非水電解質(zhì)的、使用了合金負(fù)極的鋰二次電池。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，提出在充電時(shí)在電化學(xué)上，使用鋰、合金化的鋁、硅等作為負(fù)極活性物質(zhì)的鋰二次電池提案(參照特開(kāi)平10-255768號(hào)公報(bào))。但是，在使用了這樣的合金負(fù)極的鋰二次電池中，由于伴隨負(fù)極活性物質(zhì)的充放電的膨脹、收縮大，所以存在伴隨充放電活性物質(zhì)微粉末化或活性物質(zhì)自集電體剝離，進(jìn)而由于充放電在集電體中產(chǎn)生折皺降低充放電效率及周期特性這樣的課題。
因此，為了解決相關(guān)的課題，本申請(qǐng)人已經(jīng)提出將負(fù)極集電體表面形成凸凹，在該凸凹的表面堆積作為負(fù)極活性物質(zhì)的非晶硅薄膜，并且在規(guī)定范圍內(nèi)限定表面粗糙度Ra，將負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度做到規(guī)定值以上的鋰二次電池提案(參照特開(kāi)2002-83594號(hào)公報(bào)，特開(kāi)2003-7305號(hào)公報(bào))。
但是，在特許文獻(xiàn)2、3所記載的鋰二次電池中，存在不能充分抑制負(fù)極集電體的折皺的生成，降低初期放電特性及周期特性的情況。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平10-255768號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2002-83594號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2003-7305號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而提出的，其目的在于，提供一種抑制使用合金負(fù)極的情況下的負(fù)極集電體折皺的產(chǎn)生，初期充放電特性及周期特性優(yōu)良的鋰二次電池。
眾所周知，作為與負(fù)極集電體的折皺有關(guān)系的主要原因，有充放電深度、活性物質(zhì)厚度、負(fù)極集電體強(qiáng)度(負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度×負(fù)極集電體基本厚度)。本發(fā)明者，為抑制負(fù)極集電體的折皺發(fā)生進(jìn)行銳意研究的結(jié)果，從上述與折皺產(chǎn)生相關(guān)的3個(gè)主要原因中，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于負(fù)極活化物質(zhì)厚度及負(fù)極集電體強(qiáng)度的用于抑制折皺的最佳關(guān)系。本發(fā)明的具體內(nèi)容如下。
即，本發(fā)明方案1，是備有表面形成為凸凹狀的負(fù)極集電體的該表面上形成負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極、正極、非水電解質(zhì)的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層由與Li合金化的材料構(gòu)成，負(fù)極活物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，且在25℃的負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)為2以上。
負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)限制在上述范圍，是根據(jù)以下理由，即負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)比4大時(shí)，由于在負(fù)極表面的微粉末化或活性物質(zhì)的剝離，使周期特性降低。負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)比0.5小則會(huì)使充放電效率降低。
另外，限制負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)，是因?yàn)槿缟纤觯?fù)極活性物質(zhì)層的厚度也是負(fù)極集電體的折皺發(fā)生的主要原因，因此即使只求出負(fù)極集電體強(qiáng)度(負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度×負(fù)極集電體基本厚度)，也不是抑制折皺的最佳值。因此，將負(fù)極集電體強(qiáng)度用負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
另外，所謂“負(fù)極集電體基本厚度”，意思是將負(fù)極集電體表面粗糙化前的負(fù)極集電體的厚度。另外，負(fù)極集電體的凸凹，優(yōu)選為顆粒狀的凸凹。
本發(fā)明方案2，根據(jù)方案1所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體基本厚度(μm)為2以上。
如上所述，限制負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度/負(fù)極集電體基本厚度，是跟據(jù)以下理由即如果負(fù)極集電體基本厚度增大時(shí)，則可以增大負(fù)極集電體強(qiáng)度。但是，這樣做，由于增大占有電池內(nèi)體積的集電體的體積，所以影像電池的體積能量密度的容量(mAh)/(負(fù)極集電體基本厚度(μm)+負(fù)極活性物質(zhì)兩面厚度(μm))的值變小，降低體積能量密度。
本發(fā)明方案3，根據(jù)方案1或方案2所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極集電體在25℃的拉伸強(qiáng)度為800(N/mm2)以上。
如上所述，由于拉伸強(qiáng)度為800(N/mm2)以上時(shí)，可以增大集電極強(qiáng)度，從抑制負(fù)極集電體的折皺的發(fā)生的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。
另外，拉伸強(qiáng)度的上限，考慮到實(shí)際中使用的材料、負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度及負(fù)極集電體基本厚度，認(rèn)為在1600(N/mm2)左右。
本發(fā)明方案4，根據(jù)方案1～方案3中的任一項(xiàng)所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層通過(guò)形成在其厚度方向上的裂縫被分離為柱狀，且該柱狀部分的底部與所述負(fù)極集電體粘合。
如上所述，負(fù)極活性物質(zhì)如果通過(guò)形成在其厚度方向的裂縫被分離為柱狀，則在柱狀部分的周圍形成間隙，因此通過(guò)該間隙能夠緩和伴隨充放電周期的薄膜的膨脹收縮所引起的應(yīng)力，能夠抑制使負(fù)極活性物質(zhì)層從負(fù)極集電體剝離的應(yīng)力的產(chǎn)生。其結(jié)果可以良好地保持在柱狀部分底部中的與負(fù)極集電體之間的粘合狀態(tài)。
本發(fā)明方案5，根據(jù)方案4所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層為非晶質(zhì)薄膜。
本發(fā)明方案6，根據(jù)方案4所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層為微結(jié)晶硅薄膜。
本發(fā)明方案7，根據(jù)方案5所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層為非晶質(zhì)硅薄膜。
這里，對(duì)于負(fù)極的其他的電池部件可以使用以往公知的材料。
作為正極材料，可以使用二氧化錳、含有鋰的錳氧化物、含有鋰的鈷氧化物、含有鋰的釩氧化物、含有鋰的鎳氧化物、含有鋰的鐵氧化物、含有鋰的鉻氧化物、含有鋰的鈦氧化物。
作為非水電解質(zhì)溶劑，例舉了碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亞乙烯酯、等環(huán)狀碳酸酯，和碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等鏈狀碳酸酯的混合溶劑，及環(huán)狀碳酸酯和1、2-二甲氧基乙烷、1、2-二乙氧基乙烷等的醚的混合溶劑。
作為非水電解質(zhì)的溶質(zhì)，例舉了LiXFp(式中X為P、As、Sb、Al、B、Bi、Ga或者In，X為P、As或者Sb時(shí)p為6，X為Al、B、Bi、Ga或者In時(shí)p為4)、LiCF3SO3、LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)(式中，m及n分別獨(dú)立為1～4的整數(shù))，LiC(ClF2l+1SO2)(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)(式中l(wèi)、m及n分別獨(dú)立為1～4的整數(shù))以及這些的混合物。
作為非水電解質(zhì)，可以使用在聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈等高分子中浸含非水電解液構(gòu)成的凝膠狀高分子電解質(zhì)。
使用的負(fù)極集電體的凸凹，優(yōu)選算術(shù)平均粗糙度Ra為0.1～1.0μm之間。更為優(yōu)選算術(shù)平均粗糙度Ra為0.2～0.5μm之間。十點(diǎn)平均粗糙度Rz優(yōu)選為1.0～10.0μm之間。根據(jù)這樣，無(wú)論過(guò)小還是過(guò)大都會(huì)降低粘合性，降低放電容量。Ra、Rz基于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISB0601-1994，用奧林巴斯制激光顯微鏡OSL1100測(cè)定。
作為負(fù)極集電體，可以使用銅、銅合金、鎳、鎳合金、不銹鋼、鐵、鐵合金、鉬、鉭、鎢。其中優(yōu)選使用銅合金、鎳合金。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在25℃的負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)為2以上，使集電體強(qiáng)度變大，能夠抑制由于充放電在負(fù)極集電體上產(chǎn)生的折皺，其結(jié)果，可以防止由于折皺引起的不均勻反應(yīng)而造成的初期充放電特性及周期特性的降低。
除此之外，通過(guò)負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，可以防止在負(fù)極表面的微粉末化或負(fù)極活性物質(zhì)的剝離，取得防止由于這些在負(fù)極表面的微粉末化或負(fù)極活性物質(zhì)的剝離而引起的周期特性的降低這一良好效果。


圖1是表示負(fù)極表面的X射線圖。
圖2是表示有關(guān)實(shí)施例的鋰二次電池的外觀圖。
圖3是表示有關(guān)實(shí)施例的鋰二次電池內(nèi)部的剖視圖。
圖4是表示有關(guān)實(shí)施例的鋰二次電池中的集電體表面的放大圖。
圖中1—正極，1a—正極活性物質(zhì)層，1b—正極集電體，1c—正極極片，2—隔膜，3—負(fù)極，3a—負(fù)極活性物質(zhì)層，3b—負(fù)極集電體，3c—負(fù)極極片，4—包裝體，4a—密封部。
具體實(shí)施例方式
下面，基于圖1～圖4對(duì)有關(guān)本發(fā)明的鋰二次電池進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。另外，在本發(fā)明中的鋰二次電池，并不局限于以下的實(shí)施例所示內(nèi)容，在不改變其要旨的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更實(shí)施。
(負(fù)極的制作)作為負(fù)極集電體，準(zhǔn)備具有凸凹的銅合金箔(拉伸強(qiáng)度800N/mm2，負(fù)極集電體基本厚度20μm、Ra＝0.4μm，Rz＝4μm)，在以下條件下進(jìn)行熱處理，制成由拉伸強(qiáng)度400N/mm2的銅合金箔構(gòu)成的負(fù)極集電體(負(fù)極集電體基本厚度20μm，Ra＝0.4μm，Rz＝4μm)。
熱處理?xiàng)l件環(huán)境氣體Ar環(huán)境氣體溫度500℃熱處理時(shí)間10個(gè)小時(shí)接下來(lái)，通過(guò)RF濺射法，在經(jīng)上述熱處理過(guò)的由銅合金箔構(gòu)成的負(fù)極集電體的凸凹表面上形成硅薄膜。濺射條件為以下條件。
濺射條件濺射氣體(Ar)流量100sccm基板溫度室溫(不加熱)反應(yīng)壓力1.0×10-3Torr高頻功率200W硅薄膜堆積到單面厚度約4μm為止，并在兩面形成。這樣，制作出2cm×2cm的電極。該電極的平均每單面單位面積的放大容量為2.75mAh/cm2。另外，將用上述方法制成的負(fù)極表面用X射線分析，如圖1所示，峰值因?yàn)閮H在銅處存在寬(broad)部分，所以認(rèn)為硅薄膜為非晶質(zhì)。
(正極的制作)將作為正極活性物質(zhì)的LiCoO2粉末85重量份、作為導(dǎo)電劑的碳粉末10重量份、作為粘接劑的聚偏氟乙烯粉末5重量份的NMP(N-甲醇-2-吡咯烷酮)溶液混合調(diào)制料漿，將該料漿由刮板法在作為集電體的厚度20μm的鋁箔的單面涂敷，形成活性物質(zhì)層之后，在150℃干燥，制作出2cm×2cm的正極。該電極的平均每單位面積的放電容量為2.60mAh/cm2。
(隔膜)作為隔膜(separator)，使用聚乙烯微多孔膜。
(電解液的調(diào)制)在碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的體積比1∶1的混合溶劑中，將LiPF6溶解為1mol/dm3，調(diào)制出電解液。
(鋰二次電池的制作)使用上述正極、負(fù)極、隔膜及非水電解液，制作小型分層鋰二次電池。
上述鋰二次電池的具體結(jié)構(gòu)，如圖2及圖3所示，由正極1、隔膜2、負(fù)極3、包裝體4等構(gòu)成。正極1及負(fù)極3，夾隔隔膜2對(duì)向容納在包裝體4內(nèi)。該包裝體4的周邊由密封部4a密封。正極1由形成在正極集電體1b上的正極活性物質(zhì)層1a和與正極集電體1b接合的正極極片1c組成。負(fù)極3由形成在負(fù)極集電體3b上的負(fù)極活性物質(zhì)層3a和與負(fù)極集電體3b接合的負(fù)極極片3c組成，能將在各個(gè)電池內(nèi)部生成的化學(xué)能作為電能向外部取出。另外，負(fù)極活性物質(zhì)層3a如圖4所示，由在厚度方向上形成的裂縫被分離為柱狀，且該柱狀部分的底部與集電體3b粘合。
在上述實(shí)施例中，舉分層形的鋰二次電池為例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明并不特別局限于電池的形狀，可以適用在扁平形等各種形狀的鋰二次電池中。
(實(shí)施例)以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施例1)
作為實(shí)施例1的試驗(yàn)電池，使用以與用于實(shí)施上述發(fā)明的最佳方式所說(shuō)明過(guò)的電池同樣方式制作的電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A1。
(實(shí)施例2)除了關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量2.0mAh/cm2的正極之外，與上述實(shí)施例1同樣方式制作的正極。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A2。
(實(shí)施例3)除了將銅合金箔在350℃進(jìn)行熱處理使負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度成為550N/mm2，以及關(guān)于正極使用平均每單位面積的放電容量為2.0mAh/cm2的正極之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A3。
(實(shí)施例4)除了不對(duì)銅合金箔進(jìn)行熱處理，使負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度成為800N/mm2，以及關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為2.0mAh/cm2的正極之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A4。
(實(shí)施例5)除了不對(duì)銅合金箔進(jìn)行熱處理，使負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度成為800N/mm2，關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為3.0mAh/cm2的正極，以及使負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為6μm之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A5。
(實(shí)施例6)除了不對(duì)銅合金箔進(jìn)行熱處理，使負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度成為800N/mm2，關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為4.0mAh/cm2的正極，以及使負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為8μm之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A6。
(實(shí)施例7)
除了使負(fù)極集電體基本厚度為25μm，以及關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為2.0mAh/cm2的正極之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A7。
(實(shí)施例8～10)除了使表面粗糙度Rz分別為1μm、4μm、8μm之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為本發(fā)明電池A8、A9、A10。
(比較例1)除了使負(fù)極集電體基本厚度為15μm，以及關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為2.0mAh/cm2的正極之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為比較電池X1。
(比較例2)除了使負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為6μm，以及關(guān)于正極使用的是平均每單位面積的放電容量為3.0mAh/cm2正極之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為比較電池X2。
(比較例3、4)除了使表面粗糙度分別為0.8、10μm之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為比較電池X3、X4。
(比較例5)除了使用表面沒(méi)有進(jìn)行粗糙化處理的負(fù)極集電體之外，與所述實(shí)施例1同樣方式，制作電池。
以下，將這樣制作的電池稱為比較電池X5。
(試驗(yàn))將上述本發(fā)明電池A1～A10及比較電池X1～X5，在下述充放電條件下，反復(fù)進(jìn)行50個(gè)周期充放電，考察充放電效率及容量維持率，其結(jié)果在表1中所示。
另外，充放電效率和容量維持率以下述定義。
充放電條件在25℃，以表2所示的各電流值恒流充電到4.2V在25℃，恒壓充電到表2所示的各電流值的1/20后，以表2所示的各電流值放電到2.75V充放電效率及容量維持率的計(jì)算公式充放電效率(％)＝(第1周期放電容量/第1周期充電容量)×100容量維持率(％)＝(第50周期放電容量/第1周期放電容量)×100
表1

上述表1中 A＝負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)；B＝負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體基本厚度(μm)；C＝拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)；D＝容量(mAh)/(負(fù)極集電體基本厚度(μm)+負(fù)極活性物質(zhì)兩面厚度(μm))。
表2

由表1明確可知負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，并且在25℃時(shí)的負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)為2以上的本發(fā)明電池A1～A10，與在這樣的比較范圍外的比較電池X1～X5相比，初期充放電效率及周期特性優(yōu)良。
出現(xiàn)這樣的結(jié)果，可以認(rèn)為是由于下述的原因。即，如果負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)大于4(相當(dāng)于比較電池X3)，則產(chǎn)生在負(fù)極表面的微粉末化或活性物質(zhì)的剝離，為此降低周期特性。如果負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)小于0.5(相當(dāng)于比較電池X4)，則負(fù)極活性物質(zhì)層的分割(相當(dāng)于由負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度方向的裂縫所引起的分離)不規(guī)則化，使充放電效率降低。
另外，如果拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)小于2(相當(dāng)于比較電池X1、X2)時(shí)，則在負(fù)極集電體中產(chǎn)生折皺，通過(guò)由該折皺引起的不均勻反應(yīng)，降低充放電效率及周期特性。
對(duì)此，可以認(rèn)為在本發(fā)明電池A1～A10中，負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/Rz(μm)以及拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)中任一個(gè)都為最佳值，由此不產(chǎn)生在負(fù)極表面的微粉末化或活性物質(zhì)的剝離，另外通過(guò)抑制負(fù)極集電體的折皺的產(chǎn)生，抑制初期充放電效率及周期特性的降低。
另外，在使用表面未進(jìn)行粗糙化處理的集電體的比較電池X5中，可知充放電效率和周期特性降低很大?？梢哉J(rèn)為這是由于活性物質(zhì)自負(fù)極集電體脫落引起的。因此，在負(fù)極集電體表面形成凸凹，可以被理解為是為了實(shí)現(xiàn)防止放電效率及周期特性降低的最低限必須構(gòu)成。
另外，如表1明確可知在本發(fā)明電池A2～A4中，對(duì)應(yīng)集電體的拉伸強(qiáng)度變大，初期充放電效率依次上升。這可認(rèn)為是對(duì)應(yīng)負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度變大，抑制裂紋生成緣故。
另外，如表1明確可知在負(fù)極活化物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體基本厚度(μm)為0.2以下的本發(fā)明電池A7中，與0.2以上的本發(fā)明電池A1～A6、A8～A10相比，容量(mAh)/(負(fù)極集電體基本厚度(μm)+負(fù)極活性物質(zhì)兩面厚度(μm))的值小。這是由于如果集電體基本厚度變大，則占電池內(nèi)體積的集電體的體積變大，因此影響電池體積能量密度的容量(mAh)/(負(fù)極集電體基本厚度(μm)+負(fù)極活性物質(zhì)兩面厚度(μm))的值變小的緣故。其結(jié)果是，在本發(fā)明電池A7中，體積能量密度降低。因此，負(fù)極活性物質(zhì)層厚度/負(fù)極集電體基本厚度優(yōu)選在0.2以上。
根據(jù)以上討論結(jié)果，可以理解由負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，且在25℃的負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)為2以上，能使初期充放電特性及周期特性優(yōu)良。
另外，能理解，負(fù)極活性物質(zhì)層厚度/負(fù)極集電體基本厚度優(yōu)選在0.2以上。
本發(fā)明可以適用在使用了合金負(fù)極的鋰二次電池中。
權(quán)利要求
1.一種鋰二次電池，備有在表面形成為凸凹狀的負(fù)極集電體的該表面形成負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極、正極、非水電解質(zhì)，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層由與Li合金化的材料構(gòu)成，負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，且在25℃的負(fù)極集電體的拉伸強(qiáng)度(N/mm2)×負(fù)極集電體基本厚度(mm)/負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)為2以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其特征在于，負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度(μm)/負(fù)極集電體基本厚度(μm)為2以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其特征在于，所述負(fù)極集電體在25℃的拉伸強(qiáng)度為800(N/mm2)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)層通過(guò)形成在其厚度方向上的裂縫被分離為柱狀，且該柱狀部分的底部與所述負(fù)極集電體粘合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰二次電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)為非晶質(zhì)薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰二次電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)層為微結(jié)晶硅薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述鋰二次電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)層為非晶質(zhì)硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抑制使用合金負(fù)極的情況下集電體折皺的產(chǎn)生，并且初期充放電特性及周期特性優(yōu)良的鋰二次電池。在備有在表面形成為凸凹狀的負(fù)極集電體(3b)的該表面形成負(fù)極活性物質(zhì)層(3a)的負(fù)極、正極、非水電解質(zhì)的鋰二次電池中，負(fù)極活性物質(zhì)層(3a)由與Li合金化的材料構(gòu)成，負(fù)極活性物質(zhì)層(3a)的厚度(μm)/負(fù)極集電體(3b)表面的十點(diǎn)平均粗糙度Rz(μm)為0.5以上4以下，且在25℃的負(fù)極集電體(3b)的拉伸強(qiáng)度(N/mm
文檔編號(hào)H01M4/70GK1677717SQ20051006277
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者吉田智一, 神野丸男 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社