專利名稱：負極及使用該負極的電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含通過以球狀(nodular)形狀對扁平石墨造粒獲得的材料的負極及使用該負極的電池。
背景技術：
近年來，已引入了許多便攜式電子設備如組合照相機(磁帶錄像機)、移動式電話、和膝上型電腦，且已減小了其尺寸和重量。因此，已積極促進了對于改善電池的能量密度，特別是作為這些電子設備的便攜式電源的二次電池的能量密度的研究和開發(fā)。具體地說，使用碳材料用于負極的鋰離子二次電池是非常有前途的，因為與作為傳統(tǒng)的含水電解溶液二次電池的鉛蓄電池或鎳鎘電池相比，這種鋰離子二次電池可提供高的能量密度。
作為碳材料，有天然石墨、人造石墨如中間相碳微球(mesocarbonmicrobead)等。其中，天然石墨具有這樣的優(yōu)點與人造石墨相比，放電容量大，且可擴大電池容量。但是，天然石墨通常具有扁平形狀如鱗片狀形狀。因此，已存在這樣的缺點當例如如作為模型的圖1所示對負極壓縮模塑時，石墨顆粒112A的長邊平行于負極110的表面排列，在負極110中鋰離子的擴散途徑減少，且大電流放電特性、低溫放電特性等降低。
因此，據(jù)報道例如，如作為模型的圖2所示，通過使用由以球狀形狀對這種扁平石墨顆粒112A造粒獲得的成粒石墨材料112B，抑制石墨顆粒112A的長邊平行于負極110的表面排列，且可改善大電流放電特性和低溫放電特性(例如，參見日本未審專利申請公開No.H10-334915、H11-263612、2000-226206、2002-179419、和2003-119014)。

發(fā)明內容
但是，有這樣的缺點當負極活性材料層的密度增加至1.5g/cm3或更大以改善電池容量時，成粒的二次顆粒被破壞，扁平石墨顆粒平行于負極的表面排列，且大電流放電特性和低溫放電特性降低。
考慮到以上所述，在本發(fā)明中，期望提供負極和電池，其具有高容量且可改善電池特性如大電流放電特性和低溫放電特性。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供具有負極集電體和提供在該負極集電體上的負極活性材料層的負極，其中該負極活性材料層具有1.5g/cm3-1.8g/cm3的密度，且包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒造粒獲得的成粒石墨材料和中間相碳微球。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供包括正極、負極、和電解質的電池，其中該負極具有負極集電體和提供在該負極集電體上的負極活性材料層，該負極活性材料層具有1.5g/cm3-1.8g/cm3的密度，且包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒造粒獲得的成粒石墨材料和中間相碳微球。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的負極，該負極活性材料層具有1.5g/cm3-1.8g/cm3的密度，且包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒造粒獲得的成粒石墨材料。因此，可由此獲得高容量。此外，由于負極活性材料層包含中間相碳微球，抑制以球狀形狀造粒的二次顆粒被破壞。從而，根據(jù)使用上述負極的本發(fā)明實施方式的電池，容量可增加且電池特性如大電流放電特性和低溫放電特性可改善。
特別地，當中間相碳微球對成粒的石墨材料和中間相碳微球的總量的重量比(中間相碳微球/(成粒的石墨材料+中間相碳微球))為10％-50％時，可獲得更高的效果。
從以下描述中，本發(fā)明的其他和進一步的目的、特征和優(yōu)點將更加充分地體現(xiàn)。


圖1為展示相關技術的負極結構的模型的橫截面；圖2為展示相關技術的負極結構的模型的另一橫截面；圖3為展示根據(jù)本發(fā)明實施方式的負極結構的模型的橫截面；圖4為展示使用圖3所示負極的二次電池結構的分解透視圖；
圖5為展示沿圖4所示的螺旋卷繞電極體的線I-I的結構的橫截面；圖6為展示中間相碳微球的重量比與容量密度之間關系的特性圖；圖7為展示中間相碳微球的重量比與放電容量保持率之間關系的特性圖；圖8為展示中間相碳微球的重量比與放電容量保持率之間關系的另一特性圖；圖9為展示負極活性材料的密度與容量密度之間關系的特性圖；及圖10為展示負極活性材料的密度與放電容量保持率之間關系的特性圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。
圖3展示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的負極10的模型結構。負極10具有例如，具有一對相對面(opposed face)的負極集電體11和提供在該負極集電體11的單面上的負極活性材料層12。雖然未示出，但負極活性材料層12可提供在負極集電體11的兩面上。
負極集電體11優(yōu)選具有有利的電化學穩(wěn)定性、電導率、和機械強度，且由金屬材料如銅(Cu)、鎳(Ni)、和不銹鋼制成。
負極活性材料層12包含能夠插入和脫出鋰等的碳材料作為負極活性材料。根據(jù)需要，負極活性材料層12可包含粘合劑如聚偏二氟乙烯。作為能夠插入和脫出鋰等的碳材料，負極活性材料層12包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒12A造粒獲得的成粒石墨材料12B和中間相碳微球12C。扁平石墨顆粒12A具有高的放電容量。此外，通過將石墨顆粒12A造粒成為球狀二次顆粒，可保證鋰離子的擴散途徑。同時，中間相碳微球12C為剛性的，且又起到填充材料的作用，由此防止成粒的石墨材料12B通過壓縮模塑而破壞。
作為扁平石墨顆粒12A，例如，可列舉鱗片狀或鱗狀天然石墨、或鱗片狀或鱗狀人造石墨?？蓡为毷褂靡环N扁平石墨顆粒12A，或可通過混合使用其幾種。
通過激光衍射法測量的成粒的石墨材料12B的平均粒徑優(yōu)選為10μm-30μm，且更優(yōu)選20μm-30μm。此外，通過激光衍射法測量的中間相碳微球12C的粒徑優(yōu)選為10μm-30μm，且更優(yōu)選20μm-30μm。當成粒的石墨材料12B的平均粒徑減小時，顆粒的表面積增加，且對電解溶液的反應性增加。但是，當成粒的石墨材料12B的平均粒徑太小時，充電和放電性能如初始充電和放電效率、循環(huán)特性、和儲存特性降低，而且使顆粒彼此粘結所必需的粘合劑的量增加，且電池的能量密度降低。同時，中間相碳微球12C的粒徑優(yōu)選在上述范圍內，因為由此可改善生產率。因此，考慮到中間相碳微球12C的粒徑和作為填充材料的操作，成粒的石墨材料12B的平均粒徑期望為30μm或更小，更期望為20μm-30μm。
負極活性材料層12的密度優(yōu)選為1.5g/cm3-1.8g/cm3。當密度小時，電池的每單位體積容量減小。當密度大時，中間相碳微球12C變形，成粒的石墨材料12B被破壞，且鋰離子的擴散途徑減少。
中間相碳微球12C對成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量的重量比(中間相碳微球12C/(成粒的石墨材料12B+中間相碳微球12C))優(yōu)選為10％-50％。當該比例低時，防止成粒的石墨材料12B被破壞的效果低。當該比例高時，扁平石墨顆粒12A的量減少，且容量減少。
作為負極活性材料，可將其他負極活性材料與上述碳材料混合。
例如，負極10可如下制造。
首先，例如，通過將成粒的石墨材料12B、中間相碳微球12C、和粘合劑混合制備負極混合物。將該負極混合物分散在溶劑如N-甲基-2-吡咯烷酮中以獲得糊狀負極混合物漿。隨后，用該負極混合物漿涂覆負極集電體11，并干燥溶劑。之后，通過輥壓機等壓縮模塑該生成物以形成負極活性材料層12。
例如，負極10可如下用于二次電池。
圖4展示了二次電池的結構的分解圖。在該二次電池中，其上附著有正極引線21和負極引線22的螺旋卷繞電極體20封閉在膜包裝元件30中。
例如，正極引線21和負極引線22分別以相同的方向從包裝元件30的內部引向外部。正極引線21和負極引線22分別由例如金屬材料如鋁(Al)、銅、鎳、和不銹鋼制成，且分別為薄板狀或網狀。
包裝元件30由矩形層壓膜制成，在該層壓膜中例如尼龍膜、鋁箔、和聚乙烯膜以此順序結合在一起。例如布置包裝元件30，使得聚乙烯膜側與螺旋卷繞電極體20相對，且通過熔焊或粘合劑使各自的外緣彼此接觸。
包裝元件30可由具有其他結構的層壓膜、高分子量膜如聚丙烯、或金屬膜來代替上述層壓膜制成。
圖5展示了沿圖4所示的螺旋卷繞電極體20的線I-I的橫截面結構。在螺旋卷繞電極體20中，正極23和負極10與在其中間的隔膜24層疊并卷繞。其最外圍由保護帶25保護。
負極10具有上述結構。例如，負極10具有負極集電體11和提供在該負極集電體11的兩面或單面上的負極活性材料層12。由此，可獲得高容量、優(yōu)越的大電流放電特性、優(yōu)越的低溫放電特性等。在負極集電體11中，在縱向的一端上有暴露的部分，其未提供有負極活性材料層12。負極引線22附著到該暴露部分上。在圖5中，顯示出負極活性材料層12形成在負極集電體11的兩面上。
正極23具有例如正極集電體23A和提供在該正極集電體23A的兩面或單面上的正極活性材料層23B。在正極集電體23A中，在縱向的一端上有暴露的部分，其未提供有正極活性材料層23B。正極引線21附著到該暴露部分上。正極集電體23A由金屬材料如鋁箔、鎳箔、和不銹鋼箔制成。
正極活性材料層23B包含能夠插入或脫出例如作為電極反應物的鋰的一種或多種正極材料作為正極活性材料。根據(jù)需要，正極活性材料層23B可包含電導體如石墨和粘合劑如聚偏二氟乙烯。作為能夠插入和脫出鋰的正極材料，例如，可列舉不含鋰的金屬硫化物或氧化物如TiS2、MoS2、NbSe2、和V2O5，含鋰化合物如氧化鋰、硫化鋰，和包含鋰的夾層化合物，或高分子量材料。
特別地，為了增加能量密度，優(yōu)選由通式LixMIO2表示的鋰復合氧化物或包含鋰的夾層化合物。MI表示一種或多種過渡金屬。MI優(yōu)選為鈷(Co)、鎳、錳(Mn)、鐵(Fe)、鋁、釩(V)、和鈦(Ti)的至少一種。x的值根據(jù)電池的充電和放電狀態(tài)而變化，且通常在0.05≤x≤1.10的范圍內。作為這種鋰復合氧化物等的具體實例，可列舉LiCoO2、LiNiO2、LiyNizCo1-zO2(y和z的值根據(jù)電池的充電和放電狀態(tài)而變化，且通常在0＜y＜1和0.7＜z＜1的范圍內)、LiMn2O4等。此外，還優(yōu)選具有橄欖石型晶體結構的鋰磷酸鹽化合物如LiMIIPO4(MII為一種或多種過渡金屬)，因為可由此獲得高的能量密度。
隔膜24由例如合成樹脂多孔膜或陶瓷多孔膜制成，該合成樹脂多孔膜由聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等制成。隔膜24可具有其中兩個或多個上述多孔膜層疊的結構。
作為液體電解質的電解溶液浸漬在隔膜24中。電解溶液包含例如溶劑(如非水溶劑)和作為溶于該溶劑中的電解質鹽的鋰鹽。
作為溶劑，可使用傳統(tǒng)用于非水電解溶液的各種非水溶劑。具體地說，可列舉碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1，3-二氧戊環(huán)、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)、二乙酯、環(huán)丁砜、甲基環(huán)丁砜、乙腈、丙腈、乙酸酯、丁酸酯、丙酸酯等。特別地，考慮到氧化穩(wěn)定性，優(yōu)選包含碳酸酯。
此外，在溶劑中優(yōu)選包含不飽和化合物的環(huán)狀碳酸酯。環(huán)狀碳酸酯抑制溶劑的分解反應，且由此可改善循環(huán)特性。作為不飽和化合物的環(huán)狀碳酸酯，例如，可列舉1，3-間二氧雜環(huán)戊烯-2-酮、4-乙烯基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、及其衍生物。
作為電解質鹽，例如，可列舉鋰鹽如LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2)、LiC(CF3SO2)3、LiC4F9SO3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、和LiBr?？蓡为毷褂蒙鲜龅囊环N，或通過混合使用其兩種或多種。具體地說，優(yōu)選LiPF6，因為可由此獲得高的電導率。
在電解溶液中鋰鹽的含量(濃度)優(yōu)選為0.1mol/l-2.0mol/l，或0.1mol/kg-2.0mol/kg。在這種范圍內，可獲得有利的離子傳導率。
例如，可如下制造二次電池。
首先，例如，通過將正極活性材料、電導體、和粘合劑混合制備正極混合物。將該正極混合物分散在溶劑如N-甲基-2-吡咯烷酮中以獲得糊狀正極混合物漿。隨后，用該正極混合物漿涂覆正極集電體23A，干燥溶劑。之后，通過輥壓機等壓縮模塑該生成物以形成正極活性材料層23B并形成正極23。此外，如上所述形成負極10。
接著，將正極引線21附著到正極集電體23A上，且將負極引線22附著到負極集電體11上。將正極23和負極10與在其中間的隔膜24層疊以獲得層疊物。將該層疊物卷繞以形成螺旋卷繞電極體20。
接著，在將螺旋卷繞電極體20夾在由層壓膜制成的包裝元件30之間后，將包裝元件30的除一側外的外緣結合在一起以獲得袋狀。然后，將正極引線21和負極引線22引到包裝元件30的外部。
隨后，將電解溶液從開口側注入包裝元件30中，并浸漬在隔膜24中。之后，將包裝元件30的開口側結合在一起。從而，完成圖4和圖5所示的二次電池。
在該二次電池中，當充電時，鋰離子從正極活性材料層23B脫出，并經過電解溶液插入到負極活性材料層12中。此外，當放電時，鋰離子從負極活性材料層12脫出，并經過電解溶液插入到正極活性材料層23B中。這里，由于負極活性材料層12的密度在上述范圍內，且負極活性材料層12包含成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C，因此防止成粒的石墨材料12B的破壞。
如上，根據(jù)該實施方式，由于負極活性材料層12的密度在1.5g/cm3-1.8g/cm3的范圍內，且負極活性材料層12包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒12A造粒獲得的成粒石墨材料12B，可獲得高容量。此外，由于負極活性材料層12包含中間相碳微球12C，可抑制以球狀形狀造粒的二次顆粒的破壞。因此，可增加容量，且可改善電池特性如大電流放電特性和低溫放電特性。
特別地，當中間相碳微球12C對成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量的重量比(中間相碳微球12C/(成粒的石墨材料12B+中間相碳微球12C))為10％-50％時，可獲得更高的效果。
(實施例)進一步，下面將通過使用相同的符號參照圖3-5詳細描述本發(fā)明的具體實施例。
(實施例1-1至1-5)首先，將碳酸鋰(Li2CO3)和碳酸鈷(CoCO3)以Li2CO3∶CoCO3＝0.5∶1的摩爾比混合，并將該混合物在900℃下在空氣中燒制5小時以獲得燒結體。在對該獲得的燒結體進行X射線衍射測量后，證實該生成物很好地符合在JCPDS文件中記錄的LiCoO2的光譜。接著，將該燒結體粉碎以獲得LiCoO2粉末，其中通過激光衍射法可獲得的累積(accumulated)50％粒徑為15μm。
隨后，將LiCoO2粉末和Li2CO3粉末以LiCoO2粉末∶Li2CO3粉末＝95∶5的重量比混合。將該混合物、作為電導體的Ketjen黑、和作為粘合劑的聚偏二氟乙烯以混合物∶Ketjen黑∶聚偏二氟乙烯＝94∶3∶3的重量比混合，以制備正極混合物。之后，將該正極混合物分散在作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮中，以獲得正極混合物漿。之后，用該正極混合物漿均勻地涂覆由厚20μm的條形鋁箔制成的正極集電體23A的兩面，其被干燥并通過輥壓機壓縮模塑以形成正極活性材料層23B并形成正極23。
此外，將作為負極活性材料的通過以球狀形狀對鱗片狀石墨顆粒12A造粒獲得的平均粒徑為20μm的成粒石墨材料12B、平均粒徑為25μm的中間相碳微球12C、和作為粘合劑的聚偏二氟乙烯混合以制備負極混合物。然后，成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量∶聚偏二氟乙烯(重量比)為90∶10。通過激光衍射法測量成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的平均粒徑。此外，在實施例1-1至1-5中，中間相碳微球12C對成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量的重量比(中間相碳微球12C/(成粒的石墨材料12B+中間相碳微球12C))在5％-55％的范圍內變化。此外，在每個實施例中，注入電池中的負極活性材料的量是相同的。隨后，將該負極混合物分散在作為溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮中，以獲得負極混合物漿。用該負極混合物漿均勻地涂覆由厚15μm的條形銅箔制成的負極集電體11的兩面，其被干燥并通過輥壓機壓縮模塑以形成負極活性材料層12并形成負極10。然后，負極活性材料層12的密度為1.5g/cm3。
在形成正極23和負極10后，將由鋁制成的正極引線21附著到正極23上，且將由鎳制成的負極引線22附著到負極10上。將正極23和負極10與在其中間的由厚25μm的多微孔聚乙烯取向膜制成的隔膜24層疊，并將該層疊物卷繞以獲得螺旋卷繞電極體20。
接著，在將螺旋卷繞電極體20夾在由層壓膜制成的包裝元件30之間后，將除一側外的包裝元件30的外緣結合在一起以獲得袋狀。然后，將正極引線21和負極引線22引到包裝元件30的外部。
隨后，將電解溶液從開口側注入到包裝元件30中，并浸漬在隔膜24中。之后，將包裝元件30的開口側結合在一起。從而，獲得圖4和圖5所示的二次電池。對于電解溶液，使用這樣的電解溶液，其中作為電解質鹽的LiPF6以1mol/cm3的濃度溶于碳酸亞乙酯和碳酸亞丙酯以等體積的混合溶劑，并將1，3-間二氧雜環(huán)戊烯-2-酮以1重量％的含量混合到該電解溶液中。
作為相對于實施例1-1至1-5的比較例1-1和1-2，如實施例1-1至1-5一樣制造二次電池，除了不使用中間相碳微球或成粒的石墨材料形成負極以外。此外，作為比較例1-3至1-9，如實施例1-1至1-5一樣制造二次電池，除了形成負極使得負極活性材料層的密度為1.4g/cm3以外。然后，在比較例1-3中不使用中間相碳微球，且在比較例1-9中不使用成粒的石墨材料。此外，在比較例1-4至1-8中，中間相碳微球對中間相碳微球和成粒的石墨材料的總量的重量比為5％、10％、30％、50％和55％。在比較例1-1至1-9中，注入電池中的負極活性材料的量與實施例1-1至1-5相同。
對于實施例1-1至1-5和比較例1-1至1-9制造的二次電池，檢測放電容量、容量密度、大電流放電特性、和低溫放電特性。結果示于表1和圖6-8中。
然后，如下獲得放電容量、容量密度和大電流放電特性。首先，在23℃、上限電壓4.2V、電流0.2C、和總充電時間10小時的條件下進行恒流和恒壓充電。之后，在設置在23℃下的恒溫浴中，進行電流0.2C和終止電壓3.0V的恒流放電，并獲得放電容量。此外，在相同的條件下進行充電后，在設置在23℃下的恒溫浴中，進行電流1C和終止電壓3.0V的恒流放電，并獲得放電容量。通過在1C下放電容量對在0.2C下放電容量的保持率，即(在1C下放電容量/在0.2C下放電容量)×100％，獲得大電流放電特性。此外，在表1中，顯示了在23℃和0.2C下的放電容量。此外，通過(在23℃和0.2C下的放電容量/電池體積)獲得容量密度。0.2C是指這樣的電流值，在該電流值下理論容量在5小時內完全放出。1C是指這樣的電流值，在該電流值下理論容量在1小時內完全放出。
此外，如下獲得低溫放電特性。首先，在23℃、上限電壓4.2V、電流0.2C、和總充電時間10小時的條件下進行恒流和恒壓充電。之后，在設置在23℃下的恒溫浴中，進行電流1C和終止電壓3.0V的恒流放電，并然后獲得放電容量。此外，在相同的條件下進行充電后，在設置在0℃下的恒溫浴中，進行電流1C和終止電壓3.0V的恒流放電，并然后獲得放電容量。通過(在0℃和1C下的放電容量)對(在23℃和1C下的放電容量)的保持率，即(在0℃和1C下的放電容量/在23℃和1C下的放電容量)×100％，獲得低溫放電特性。
表1

MCMB中間相碳微球如表1和圖6-8所證明的，根據(jù)使用成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的實施例1-1至1-5，在23℃和1C下的放電容量保持率和在0℃和1C下的放電容量保持率 比在不使用中間相碳微球12C的比較例1-1中高，且在23℃和0.2C下的放電容量和容量密度比在不使用成粒的石墨材料12B的比較例1-2中高。同時，根據(jù)其中負極活性材料層的密度為1.4g/cm3的比較例1-3至1-9，幾乎沒有顯示出使用成粒的石墨材料和中間相碳微球的效果，且每個容量密度均比在具有相同微球比的實施例1-1至1-5和比較例1-1和1-2中低。此外，隨著中間相碳微球12C的比例變大，在23℃和0.2C下的放電容量和容量密度變小。此外，隨著中間相碳微球12C的比例變大，在23℃和1C下的放電容量保持率和在0℃和1C下的放電容量保持率增加，并然后減小。
即，發(fā)現(xiàn)當負極活性材料層12的密度為1.5g/cm3且負極活性材料層12包含成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C時，可獲得高容量，且可獲得優(yōu)越的大電流放電特性和優(yōu)越的低溫放電特性。此外，發(fā)現(xiàn)中間相碳微球12C對成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量的重量比優(yōu)選為10％-50％。
(實施例2-1和2-2)如實施例1-3一樣制造二次電池，除了負極活性材料層12的密度為1.65g/cm3或1.8g/cm3以外。中間相碳微球12C對成粒的石墨材料12B和中間相碳微球12C的總量的重量比為30％。此外，在實施例2-1和2-2中，注入電池中的負極活性材料的量與實施例1-3中相同。
作為相對于實施例2-1和2-2的比較例2-1和2-2，如實施例2-1和2-2一樣制造二次電池，除了負極活性材料層的密度為1.4g/cm3或1.9g/cm3以外。在比較例2-1和2-2中，注入電池中的負極活性材料的量與實施例1-3、2-1和2-2中相同。
對于實施例2-1、2-2、比較例2-1和2-2的二次電池，如實施例1-1至1-5一樣檢測放電容量、容量密度、大電流放電特性、和低溫放電特性。該結果與實施例1-3的結果一起示于表2和圖9和10中。
表2

如表2和圖9和10所證明的，根據(jù)其中負極活性材料層12的密度在1.5g/cm3-1.8g/cm3的范圍內的實施例1-3、2-1和2-2，容量密度比在其中負極活性材料層的密度在1.5g/cm3以下的比較例2-1中大，且在23℃和1C下的放電容量保持率和在0℃和1C下的放電容量保持率比在其中負極活性材料層的密度在1.8g/cm3以上的比較例2-2中大。
即，發(fā)現(xiàn)負極活性材料層12的密度優(yōu)選為1.5g/cm3-1.8g/cm3。
已參照實施方式和實施例描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于這些實施方式和實施例，且可進行各種變化。例如，在上述實施方式和實施例中，已給出了其中正極23和負極10卷繞的情況的描述。但是，多個正極和負極可層疊或折疊。此外，本發(fā)明可應用于使用殼作為包裝元件的電池如圓柱型電池、方型電池、硬幣型電池、和鈕扣型電池。
此外，在上述實施方式和實施例中，已給出了按原狀使用電解溶液的的情況的描述。但是，電解溶液可通過保持體如高分子量化合物保持以形成凝膠態(tài)。作為高分子量化合物，例如，可列舉聚偏二氟乙烯和偏二氟乙烯的共聚物。作為其共聚物單體，可列舉六氟丙烯、四氟乙烯等。它們是優(yōu)選的，因為可由此獲得高的電池特性。具體地說，特別優(yōu)選偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。
本領域的技術人員應當理解，在權利要求或其等價物的范圍內，取決于設計要求和其他因素，可進行各種改進、組合、再組合和改變。
權利要求
1.一種負極，包括負極集電體和提供在該負極集電體上的負極活性材料層，其中該負極活性材料層的密度為1.5g/cm3-1.8g/cm3，且包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒造粒獲得的成粒石墨材料和中間相碳微球。
2.權利要求1的負極，其中該中間相碳微球對該成粒的石墨材料和該中間相碳微球的總量的重量比(中間相碳微球/(成粒的石墨材料+中間相碳微球))為10％-50％。
3.一種電池，包括正極；負極；和電解質，其中該負極具有負極集電體和提供在該負極集電體上的負極活性材料層，其中該負極活性材料層的密度為1.5g/cm3-1.8g/cm3，且包含通過以球狀形狀對扁平石墨顆粒造粒獲得的成粒石墨材料和中間相碳微球。
4.權利要求3的電池，其中該中間相碳微球對該成粒的石墨材料和該中間相碳微球的總量的重量比(中間相碳微球/(成粒的石墨材料+中間相碳微球))為10％-50％。
全文摘要
提供一種負極和一種電池，其具有高容量且可改善電池特性如大電流放電特性和低溫放電特性。負極具有負極集電體和提供在該負極集電體上的負極活性材料層。該負極活性材料層的密度為1.5g/cm
文檔編號H01M10/40GK101017890SQ20061000676
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月8日 優(yōu)先權日2005年2月9日
發(fā)明者狩野巖大郎 申請人:索尼株式會社