專利名稱：負(fù)極、鋰離子二次電池、電力工具和電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋰離子二次電池的負(fù)極、包括該負(fù)極的鋰離子二次電池、 使用該鋰離子二次電池的電力工具、使用該鋰離子二次電池的電動(dòng)車輛(electrical vehicle)以及使用該鋰離子二次電池的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述負(fù)極包含含有硅(Si)作為元素的負(fù)極活性物質(zhì)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，便攜式電子裝置諸如攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、移動(dòng)電話以及筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)被廣泛使用，并且強(qiáng)烈地需要減少它們的尺寸和重量，并實(shí)現(xiàn)它們的長(zhǎng)壽命。因此， 作為用于便攜式電子裝置的電源，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且輕量化的二次電池。特別地，使用鋰的插入(嵌入)和提取(脫嵌)用于充電和放電反應(yīng)的二次電池 (鋰離子二次電池)是極其有前途的，因?yàn)榕c鉛電池和鎳鎘電池相比，這樣的二次電池能夠提供更高的能量密度。鋰離子二次電池包括正極、負(fù)極和電解液。該負(fù)極具有設(shè)置在負(fù)極集電體上的負(fù)極活性物質(zhì)層。負(fù)極活性物質(zhì)層包含參與充電和放電反應(yīng)的負(fù)極活性物質(zhì)。作為負(fù)極活性物質(zhì)，已經(jīng)廣泛使用碳材料。然而，近年來(lái)，由于要求電池容量的進(jìn)一步改善，正在考慮使用硅。由于硅的理論容量Gl99mAh/g)顯著高于石墨的理論容量 (372mAh/g)，因此期待電池容量從而被高度改善。在這種情況下，負(fù)極活性物質(zhì)并不限于硅的單質(zhì)，并且還考慮其合金和化合物。然而，在硅被用作負(fù)極活性物質(zhì)的情況下，雖然電池容量改善，但產(chǎn)生一些缺點(diǎn)。 具體地，由于負(fù)極活性物質(zhì)在充電和放電期間強(qiáng)烈膨脹和收縮，因此負(fù)極活性物質(zhì)層容易破碎。此外，由于負(fù)極活性物質(zhì)的反應(yīng)性較高，因此電解液的分解容易發(fā)生。因此，為了改善使用硅作為負(fù)極活性物質(zhì)的鋰離子二次電池的各種性能，正在進(jìn)行各種研究。為了改善充電和放電特性，在正極或負(fù)極中的電極活性物質(zhì)的表面上提供金屬顆粒(粒徑=0.0005 μ m以上至10 μ m以下)(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)Hei 11-250896)。為了抑制電池內(nèi)的電阻增加和容量減小，在插入和提取鋰離子的第一活性物質(zhì)層上提供含有與鋰離子形成合金的金屬等、以及不與鋰離子形成合金的金屬等的第二活性物質(zhì)層(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2003-217574)。為了改善充電和放電循環(huán)特性，在主要成分為硅的薄膜表面上含有金屬(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2003-007 。為了改善循環(huán)壽命，在由硅材料構(gòu)成的活性物質(zhì)層上提供表面涂覆層， 該表面涂覆層由具有低的鋰化合物形成能力的導(dǎo)電材料構(gòu)成(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2004-2^059)。為了改善充電和放電循環(huán)特性，含硅顆粒(平均粒徑(D5tl) =0. 1 μ m以上至10 μ m以下)的表面涂覆有金屬薄膜(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2005-063767)。為了獲得優(yōu)異的充電和放電效率，使用負(fù)極材料，其中含硅的反應(yīng)部分的表面設(shè)置有由金屬氧化物構(gòu)成的涂覆部分(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào) 2007-141666)。為了改善電子傳導(dǎo)性，負(fù)極活性物質(zhì)層包含鐵磁金屬(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2007-257866)。在這種情況下，負(fù)極活性物質(zhì)層具有磁化作用，且由磁化曲線獲得的最大磁化強(qiáng)度為0.0006T(特斯拉)以上。為了減小應(yīng)力集中并改善特性，在負(fù)極活性物質(zhì)層中包含金屬元素，使得濃度增加，于是厚度方向減小(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2007-257868)。為了減小初始充電時(shí)的過(guò)電壓，活性物質(zhì)顆粒表面的至少一部分涂覆有具有低的鋰化合物形成能力的金屬材料(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào) 2008-016195、2008-016196、2008-016198、2008-066278 和 2008-277156)。

發(fā)明內(nèi)容
目前的便攜式電子裝置正變得日益高性能和多功能，因而其功率消耗趨向于增大。此外，已經(jīng)考慮到將鋰離子二次電池也應(yīng)用于大規(guī)模的應(yīng)用中，例如電動(dòng)車輛。因此， 期待將頻繁重復(fù)鋰離子二次電池的充電和放電，并且因此循環(huán)特性將變得容易被降低。考慮到前述，在本發(fā)明中，期望提供一種能夠改善循環(huán)特性同時(shí)為高容量的用于鋰離子二次電池的負(fù)極、使用該負(fù)極的鋰離子二次電池、使用前述鋰離子二次電池的電力工具、使用前述鋰離子二次電池的電動(dòng)車輛以及使用前述鋰離子二次電池的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種用于鋰離子二次電池的負(fù)極，所述負(fù)極具有設(shè)置在負(fù)極集電體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括LixSiFy(l < χ < 2且 5 ^ y ^ 6)作為負(fù)極活性物質(zhì)。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種包括本發(fā)明的上述負(fù)極、正極以及電解質(zhì)的鋰離子二次電池。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種使用上述鋰離子二次電池作為電源或電力存儲(chǔ)源的電力工具、電動(dòng)車輛以及電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于鋰離子二次電池的負(fù)極、以及鋰離子二次電池，該負(fù)極活性物質(zhì)層被構(gòu)造成包括LixSiFy(l且作為負(fù)極活性物質(zhì)。從而，在增加鋰插入的量的同時(shí)，能夠抑制體積膨脹。因此，通過(guò)使用硅作為負(fù)極活性物質(zhì)，伴隨重復(fù)充電和放電的負(fù)極活性物質(zhì)層的結(jié)構(gòu)破裂能夠被抑制并且循環(huán)特性能夠被改善，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的容量。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電力工具、電動(dòng)車輛和電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，由于能夠使用具有優(yōu)異的循環(huán)特性的鋰離子二次電池，因此電力工具、電動(dòng)車輛和電力存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠使用較長(zhǎng)的一段時(shí)間。通過(guò)以下描述，本發(fā)明的其他和另外的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將被更充分地呈現(xiàn)。


圖1是示出了作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的負(fù)極的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是示出了使用本發(fā)明的負(fù)極的第一種二次電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是示出了圖2所示的螺旋卷繞電極體的放大部分的剖視圖。圖4是示出了使用本發(fā)明的負(fù)極的第二種二次電池的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。圖5是示出了沿圖4所示的螺旋卷繞電極體的線V-V截取的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖6是示出了圖5所示的螺旋卷繞電極體的放大部分的剖視圖。圖7是示出了使用本發(fā)明的用于鋰離子二次電池的負(fù)極的第三種二次電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8是示出了沿圖7所示的螺旋卷繞電極體的線VIII-VIII截取的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的測(cè)試電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖10 是示出了在實(shí)驗(yàn)例中每單位重量的放電容量與電極電位之間的關(guān)系的特性圖。圖11是示出了在實(shí)驗(yàn)例中放電容量與循環(huán)數(shù)目之間的關(guān)系的特性圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式(在下文中，稱作實(shí)施方式)。將按照以下順序給出描述。1.第一實(shí)施方式(負(fù)極)2.第二實(shí)施方式(包括上述負(fù)極的第一種二次電池至第三種二次電池的實(shí)施例)2-1.第一種二次電池(圓柱型)2-2.第二種二次電池(層壓膜型)2-3.第三種二次電池(方型)3.鋰離子二次電池的應(yīng)用1.第一實(shí)施方式(負(fù)極)負(fù)極的整體結(jié)構(gòu)圖1示出了作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的負(fù)極10的剖面結(jié)構(gòu)。負(fù)極10用于諸如鋰離子二次電池的電化學(xué)裝置中，并且具有有一對(duì)相對(duì)面的負(fù)極集電體1和設(shè)置在負(fù)極集電體1上的負(fù)極活性物質(zhì)層2。負(fù)極活性物質(zhì)層2可以設(shè)置在負(fù)極集電體1的兩個(gè)面或一個(gè)面上。負(fù)極集電體1優(yōu)選由具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性、良好的導(dǎo)電性(電子傳導(dǎo)性)以及良好的機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料制成。金屬材料的實(shí)例包括銅(Cu)、鎳(Ni)和不銹鋼。特別地， 優(yōu)選銅作為金屬材料，由于從而能夠獲得高導(dǎo)電性。特別地，構(gòu)成負(fù)極集電體1的金屬材料優(yōu)選包含一種或多種不與電極反應(yīng)物形成金屬間氧化物的金屬元素。如果與電極反應(yīng)物形成金屬間氧化物，則易于發(fā)生集電性特性的降低以及負(fù)極活性物質(zhì)層2與負(fù)極集電體1的分離，這是因?yàn)樨?fù)極集電體1受由于在充電和放電時(shí)負(fù)極活性物質(zhì)層2的膨脹和收縮引起的應(yīng)力的影響而破裂。金屬元素的實(shí)例包括銅、鎳、鈦(Ti)、鐵(Fe)和鉻(Cr)。此外，上述金屬材料優(yōu)選包含一種或多種與負(fù)極活性物質(zhì)層2合金化的金屬元素。從而，負(fù)極集電體1 與負(fù)極活性物質(zhì)層2之間的接觸特性得到改善，因此使得負(fù)極活性物質(zhì)層2很少可能與負(fù)極集電體1分離。例如，在負(fù)極活性物質(zhì)層2的負(fù)極活性物質(zhì)包含硅(Si)的情況下，不與電極反應(yīng)物形成金屬間氧化物且與負(fù)極活性物質(zhì)層2合金化的金屬元素的實(shí)例包括銅、鎳和鐵。這些金屬元素在強(qiáng)度和導(dǎo)電性方面也是優(yōu)選的。負(fù)極集電體1可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在負(fù)極集電體1具有多層結(jié)構(gòu)的情況下，例如，優(yōu)選與負(fù)極活性物質(zhì)層2鄰近的層由與負(fù)極活性物質(zhì)層2合金化的金屬材料制成，而不與負(fù)極活性物質(zhì)層2鄰近的層由其它金屬材料制成。負(fù)極集電體1的表面優(yōu)選被粗糙化。從而，由于所謂的糙面效應(yīng)，可以改善負(fù)極集電體1與負(fù)極活性物質(zhì)層2之間的接觸特性。在這種情況下，至少與負(fù)極活性物質(zhì)層2相對(duì)的負(fù)極集電體1的表面被粗糙化就足夠了。粗糙化方法的實(shí)例包括通過(guò)電解處理形成細(xì)顆粒的方法。電解處理是一種通過(guò)在電解槽中由電解法在負(fù)極集電體1的表面上形成細(xì)顆粒而提供凹凸度的方法。提供有電解處理的銅箔通常稱作“電解銅箔”。負(fù)極集電體1的表面的十點(diǎn)平均粗糙度(ten point height of roughness profile) Rz例如優(yōu)選為1.5μπι以上至6. 5 μ m以下，這是因?yàn)閺亩梢源蟠蟾纳曝?fù)極集電體1與負(fù)極活性物質(zhì)層102之間的接觸特性。負(fù)極活性物質(zhì)層負(fù)極活性物質(zhì)層2被構(gòu)造成包含一種或多種類型的負(fù)極材料作為負(fù)極活性物質(zhì)，該負(fù)極材料能夠插入和提取作為電極反應(yīng)物的鋰。除了上述負(fù)極活性物質(zhì)外，根據(jù)需要，負(fù)極活性物質(zhì)層2還可以包含諸如負(fù)極導(dǎo)電劑或負(fù)極粘結(jié)劑的其他材料。關(guān)于負(fù)極導(dǎo)電劑和負(fù)極粘結(jié)劑的細(xì)節(jié)例如類似于下文描述的正極導(dǎo)電劑和正極粘結(jié)劑的那些細(xì)節(jié)。負(fù)極活性物質(zhì)層2包含由MxSiFy(l ^ x^ 2, 5 ^ y ^ 6)表示的化合物作為這樣的負(fù)極材料。優(yōu)選地，負(fù)極活性物質(zhì)層2包含氟硅酸鋰 (LixSiFy(1 ^ χ ^ 2,5 ^ y ^ 6)) ο例如，Li2SiF6具有八面體結(jié)構(gòu)，其中氟原子排列在位于中心的硅元素的周圍。由于鋰離子配位在氟原子的附近，因此氟原子的電子密度受到電子向硅原子移動(dòng)的影響。從而， 鋰的插入和提取被平穩(wěn)地重復(fù)。此外，Li2SiF6是固體粉末，并且對(duì)于在鋰離子二次電池中使用的非水電解質(zhì)溶劑的溶解性極低。即使由于硅的價(jià)態(tài)變化，氟原子數(shù)變成5，但Li2SiF6 并不溶解(液化)，因此在穩(wěn)定性方面也適合作為負(fù)極活性物質(zhì)。此外，也可以包含這樣的材料(金屬材料)作為負(fù)極材料，其中至少一種類型的金屬元素或準(zhǔn)金屬元素(半金屬元素)是構(gòu)成元素，由此從而能夠獲得高能量密度。金屬材料可以是金屬元素或準(zhǔn)金屬元素的單質(zhì)、合金、或化合物；或可以是至少部分地具有其一種或多種相的金屬材料。前述金屬元素或準(zhǔn)金屬元素例如是能夠與電極反應(yīng)物形成合金的金屬元素或準(zhǔn)金屬元素，并且特別是以下元素中的一種或多種。即，前述金屬元素或前述準(zhǔn)金屬元素是鎂 (Mg)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鎘(Cd)、銀(Ag)、 鋅(Zn)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、釔(Y)、鈀(Pd)和鉬(Pt)中的一種或多種。特別地，優(yōu)選硅或錫， 并且更優(yōu)選硅，因?yàn)槟軌颢@得更加高的能量密度。含有硅的材料(含硅材料)可以是硅的單質(zhì)、合金、或化合物；或可以是至少部分地具有其一種或多種相的材料。硅的合金的實(shí)例包括具有以下元素中的一種或多種作為不同于硅的元素的材料。這樣的不同于硅的元素是錫、鎳、銅、鐵0 )、鈷(Co)、錳(Mn)、鋅、 銦、銀、鈦(Ti)、鍺、鉍、銻(Sb)和鉻(Cr)。硅的化合物的實(shí)例包括包含氧(0)或碳(C)作為不同于硅的元素的化合物。硅的化合物可以具有針對(duì)硅的合金描述的一種或多種元素作為不同于硅的元素。硅的合金或化合物的實(shí)例包括SiB4、SiB6, Mg2Si^Ni2Si, TiSi2, MoSi2, CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2> Cu5Si > FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2> ZnSi2、SiC、Si3N4、 Si2N2O, SiOv (0 < ν 彡 2)、SnOw (0 < w 彡 2)禾Π LiSiO0含有錫的材料(含錫材料)可以是錫的單質(zhì)、合金、或化合物；或可以是至少部分地具有其一種或多種相的材料。錫的合金的實(shí)例包括具有以下元素中的一種或多種作為不同于錫的元素的材料。這樣的不同于錫的元素是硅、鎳、銅、鐵、鈷、錳、鋅、銦、銀、鈦、鍺、鉍、 銻和鉻。錫的化合物的實(shí)例包括包含氧(0)或碳(C)作為不同于錫的元素的化合物。錫的化合物可以具有針對(duì)錫的合金描述的一種或多種元素作為不同于錫的元素。錫的合金或化合物的實(shí)例包括SnSi03、LiSnO和Mg2Sn。特別地，例如，含錫材料優(yōu)選包含除了作為第一元素的錫之外的第二元素和第三元素，這是因?yàn)閺亩軌蚍€(wěn)定地獲得高能量密度。第二元素例如是以下元素中的一種或多種。即，第二元素是鈷、鐵、鎂、鈦、釩、鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎵、鋯、鈮、鉬、銀、銦、鈰(Ce)、鉿、鉭、 鎢、鉍和硅中的一種或多種。第三元素例如是硼、碳、鋁和磷中的一種或多種。
其他負(fù)極材料例如為碳材料，因?yàn)樵陔姌O反應(yīng)物的插入和提取時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)變化極小，并且能夠獲得高能量密度。此外，碳材料起負(fù)極導(dǎo)電劑的作用。碳材料的實(shí)例包括石墨化碳、其中(002)面的間距為0.37nm以上的非石墨化碳以及其中(002)面的間距為 0. 34nm以下的石墨。更具體地，碳材料的實(shí)例包括熱解碳、焦炭、玻璃狀碳纖維、有機(jī)高分子化合物燒成體、活性炭和炭黑。焦炭包括浙青焦炭、針狀焦炭和石油焦炭。有機(jī)高分子化合物燒成體通過(guò)在適當(dāng)?shù)臏囟认聼刹⑻蓟尤?shù)脂、呋喃樹(shù)脂等而獲得。碳材料的形狀可以為纖維狀、球狀、顆粒狀和鱗片狀中的任一種。此外，其他負(fù)極材料的實(shí)例包括金屬氧化物和高分子化合物。金屬氧化物的實(shí)例包括氧化鐵、氧化釕和氧化鉬。高分子化合物的實(shí)例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。不用說(shuō)，負(fù)極材料可以是除了前述化合物之外的材料。而且，可以通過(guò)任意混合來(lái)使用上述負(fù)極活性物質(zhì)中的兩種或多種。負(fù)極活性物質(zhì)層2通過(guò)例如涂覆法、氣相沉積法、液相沉積法、噴涂法、燒成法(燒結(jié)法)、或這些方法中的兩種或多種的組合來(lái)制成。涂覆法是這樣一種方法，其中例如顆粒狀負(fù)極活性物質(zhì)與負(fù)極粘結(jié)劑等混合，將該混合物分散在溶劑中，并用所得物涂覆負(fù)極集電體。氣相沉積法的實(shí)例包括物理沉積法和化學(xué)沉積法。具體地，其實(shí)例包括真空蒸發(fā)法、 濺射法、離子鍍法、激光燒蝕法、熱CVD (化學(xué)氣相沉積)法和等離子體CVD法。液相沉積法的實(shí)例包括電解鍍法和化學(xué)鍍法。噴涂法是這樣一種方法，其中負(fù)極活性物質(zhì)以熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)噴涂。燒成法例如是這樣一種方法，其中，在通過(guò)與涂覆法類似的步驟來(lái)涂覆負(fù)極集電體之后，在高于負(fù)極粘結(jié)劑等的熔點(diǎn)的溫度下提供熱處理。燒成法的實(shí)例包括已知的技術(shù)如氣氛燒成法、反應(yīng)燒成法和熱壓燒成法。具體地，由于負(fù)極活性物質(zhì)層2結(jié)合至負(fù)極集電體1，優(yōu)選通過(guò)氣相沉積法來(lái)形成負(fù)極活性物質(zhì)層2，從而提高負(fù)極活性物質(zhì)層2 的稠密性(denseness)。而且，用于形成負(fù)極活性物質(zhì)層2的方法包括除了上述方法之外的機(jī)械合金化法、其中原料化合物在惰性氣氛下被混合和熱處理的方法、熔融紡絲法、氣體霧化法和水霧化法。更進(jìn)一步地，在使用氟硅酸鋰作為負(fù)極材料的情況下，可以使氫氟硅酸(六氟硅酸 H2SiF6)與含有氫氧化鋰(LiOH)等的堿性溶液反應(yīng)，并鹽析氟硅酸鋰。每種材料可以被粉碎或未粉碎，并且可以混合兩種或多種材料。負(fù)極的制造方法負(fù)極10例如通過(guò)以下程序(步驟)來(lái)制造。具體地，首先制備負(fù)極集電體1，并根據(jù)需要為負(fù)極集電體1的表面提供粗糙化處理。之后，將含有上述負(fù)極材料的負(fù)極活性物質(zhì)使用上述方法如氣相沉積法沉積在負(fù)極集電體1的表面上，從而形成負(fù)極活性物質(zhì)層2。如果使用氣相沉積法，則在固定負(fù)極集電體 1的同時(shí)，可以沉積負(fù)極活性物質(zhì)，或在旋轉(zhuǎn)負(fù)極集電體1的同時(shí)，可以沉積負(fù)極活性物質(zhì)。 從而，完成了負(fù)極10。該實(shí)施方式的作用和效果如上所述，根據(jù)該實(shí)施方式，負(fù)極活性物質(zhì)層2包含氟硅酸鋰作為負(fù)極活性物質(zhì)。因此，在鋰離子二次電池等中使用負(fù)極10的情況下，在負(fù)極活性物質(zhì)層2中由于充電和放電時(shí)膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力被松弛。作為負(fù)極活性物質(zhì)層中伴隨充電和放電的膨脹的原因，考慮到伴隨插入的鋰的硅原子之間的間距增大以及在硅原子周邊的固-液界面層(SEI)涂層的過(guò)量形成。由于與初始充電和放電相比，在重復(fù)進(jìn)行充電和放電循環(huán)后發(fā)生更顯著的膨脹，因此推測(cè)歸因于后者的膨脹(由于過(guò)量形成SEI涂層引起的膨脹)比歸因于前者的膨脹具有更大的影響。在該實(shí)施方式中用作負(fù)極活性物質(zhì)的氟硅酸鋰中，由于圍繞硅的鍵均連接至氟或鋰，因此不會(huì)形成與可能成為SEI涂層的材料， 如具有較長(zhǎng)的鏈長(zhǎng)度的有機(jī)物或碳酸根的新結(jié)合。因此，由于不會(huì)過(guò)度形成SEI涂層，因此可以抑制由重復(fù)充電和放電引起的負(fù)極活性物質(zhì)層2的膨脹，并且穩(wěn)定的鋰離子的插入和提取可以繼續(xù)。因此，可以抑制負(fù)極活性物質(zhì)層2的結(jié)構(gòu)破裂(破壞)，并且可以改善負(fù)極活性物質(zhì)層2與負(fù)極集電體1之間的接觸特性以及集電性。結(jié)果，在負(fù)極10應(yīng)用于鋰離子二次電池的情況下，能夠獲得優(yōu)異的循環(huán)特性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高容量。此外，在與Li2SiF6 —起還包括石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)的情況下，由于伴隨絕緣性粘結(jié)劑的添加的電阻增大能夠被抑制，因此預(yù)期更高的容量和循環(huán)特性的改善。此外，與僅使用Li2SiF6作為負(fù)極活性物質(zhì)的情況相比，在充電時(shí)負(fù)極10的電位降低能夠被緩解，從而微短路成為非常罕見(jiàn)的事件。變形例接著，將描述根據(jù)上述第一實(shí)施方式的負(fù)極10的變形例。負(fù)極活性物質(zhì)層可以包含具有負(fù)電荷或非共用電子對(duì)、并且具有恒定聚合度或結(jié)構(gòu)空間位阻的含氟化合物。具體地，這樣的含氟化合物的實(shí)例包括聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PFA)以及聚四氟乙烯(PTFE)。在這種情況下，例如以下列方式來(lái)制造負(fù)極10。具體地，以溶液狀態(tài)混合含氟硅酸鋰等的負(fù)極活性物質(zhì)和上述含氟化合物，并制備負(fù)極混合物。然后將該負(fù)極混合物分散在溶劑中，例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、并且獲得糊狀負(fù)極混合物漿料。接著，用該負(fù)極混合物漿料涂覆負(fù)極集電體1，并且干燥溶劑。然后，通過(guò)借助于輥壓機(jī)等的壓制成型來(lái)形成負(fù)極活性物質(zhì)層2，從而獲得負(fù)極10。在該變形例中，在負(fù)極活性物質(zhì)層2包含氟硅酸鋰作為負(fù)極材料和聚偏氟乙烯作為含氟化合物的情況下，當(dāng)氟硅酸鋰的含量為100重量份時(shí)，聚偏氟乙烯的含量?jī)?yōu)選為0. 1 重量份以上至10重量份以下。此外，為了制備負(fù)極活性物質(zhì)層2，可以通過(guò)將其中混合有上述負(fù)極活性物質(zhì)和上述含氟化合物的負(fù)極混合物分散在代替N-甲基-2-吡咯烷酮含有丁苯橡膠、丙烯酸橡膠、 甲基丙烯酸甲酯、羧甲基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素中的一種或多種的溶液中來(lái)形成負(fù)極混合物漿料。以這種方式，在該變形例中，負(fù)極活性物質(zhì)層2包含給定的含氟化合物。因此，在鋰離子二次電池等中使用負(fù)極10的情況下，在電解液中由酸性雜質(zhì)如氟化氫(HF)引起的負(fù)極活性物質(zhì)的分解反應(yīng)能夠被抑制。通常，當(dāng)電解液中存在的上述酸性雜質(zhì)作用于例如具有八面體結(jié)構(gòu)的Li2SiF6中的鋰原子時(shí)，通過(guò)其分解反應(yīng)而重新產(chǎn)生SiF4和HF。諸如此類的分解反應(yīng)可能導(dǎo)致各種問(wèn)題，例如電池的放電容量減小、內(nèi)電阻增大以及循環(huán)壽命降低。因此，在該變形例中，由于負(fù)極活性物質(zhì)層2中包含的含氟化合物的影響，氟硅酸鋰中的鋰原子與酸性雜質(zhì)之間的反應(yīng)被抑制。具體地，由于獲得其中氟硅酸鋰和含氟化合物分散在諸如N-甲基-2-吡咯烷酮的溶劑中的狀態(tài)(形成負(fù)極混合物漿料)，因此氟硅酸鋰中鋰原子的S +與含氟化合物中氟原子的δ-吸引，鋰原子與酸性雜質(zhì)之間的反應(yīng)被阻礙 (干擾)。如上所述，在該變形例中，通過(guò)充分抑制負(fù)極活性物質(zhì)的分解反應(yīng)，能夠獲得另外更高的容量和循環(huán)特性的進(jìn)一步改善。
2.第二實(shí)施方式接著，將給出在前述第一實(shí)施方式中描述的負(fù)極10的使用例的描述。作為一個(gè)實(shí)例，將采用第一種二次電池至第三種二次電池作為使用負(fù)極10的鋰離子二次電池給出描述。2-1.第一種二次電池(圓柱型)圖2和圖3示出了第一種二次電池的橫截面結(jié)構(gòu)。圖3示出了圖2中所示的螺旋卷繞電極體20的放大部分。這里描述的二次電池是例如鋰離子二次電池，其中例如負(fù)極22 的容量基于鋰的插入和提取來(lái)表達(dá)。第一種二次電池的整體結(jié)構(gòu)該二次電池在近似中空?qǐng)A柱體的形狀的電池殼11內(nèi)主要包含螺旋卷繞電極體20 以及一對(duì)絕緣板12和13，在螺旋卷繞電極體20中正極21和負(fù)極22通過(guò)其間的隔膜23層壓并螺旋卷繞。包括電池殼11的電池結(jié)構(gòu)是所謂的圓柱型。電池殼11由例如金屬材料，如鐵、鋁、或其合金制成。電池殼11的一端封閉，而電池殼11的另一端是敞開(kāi)的。一對(duì)絕緣板12和13設(shè)置成夾住其間的螺旋卷繞電極體20并垂直于螺旋卷繞周面延伸。在電池殼11的開(kāi)口端，電池蓋14以及設(shè)置在電池蓋14內(nèi)部的安全閥機(jī)構(gòu)15和 PTC(正溫度系數(shù))裝置16通過(guò)用墊圈17嵌塞而連接。從而電池殼11的內(nèi)部是密閉密封的。電池蓋14例如由類似于電池殼11的材料制成。安全閥機(jī)構(gòu)15通過(guò)PTC裝置16電連接至電池蓋14。在安全閥機(jī)構(gòu)15中，在通過(guò)內(nèi)部短路、外部加熱等使內(nèi)部壓力變成一定水平或更高的情況下，盤狀板15A翻轉(zhuǎn)以切斷電池蓋14與螺旋卷繞電極體20之間的電連接。 隨著溫度升高，PTC裝置16使電阻增大，從而限制電流以防止由大電流產(chǎn)生的異常發(fā)熱。墊圈17例如由絕緣材料制成。墊圈17的表面涂覆有浙青。中心銷M可以插入在螺旋卷繞電極體20的中心。在螺旋卷繞電極體20中，由諸如鋁的金屬材料制成的正極引線25連接至正極21，并且由諸如鎳的金屬材料制成的負(fù)極引線沈連接至負(fù)極22。正極引線25通過(guò)被焊接至安全閥機(jī)構(gòu)15而連接至電池蓋14。負(fù)極引線26被焊接并從而電連接至電池殼11。正極正極21具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，例如正極活性物質(zhì)層21B設(shè)置在具有一對(duì)面的正極集電體21A的兩個(gè)面上。正極集電體21A由金屬材料如鋁、鎳和不銹鋼制成。正極活性物質(zhì)層21B包含正極活性物質(zhì)，并且根據(jù)需要可以包含其他材料如粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑。正極活性物質(zhì)包含一種或多種能夠插入和提取作為電極反應(yīng)物的鋰的正極材料。 作為正極材料，例如，含鋰化合物是優(yōu)選的，因?yàn)閺亩軌颢@得高能量密度。含鋰化合物的實(shí)例包括含有鋰和過(guò)渡金屬元素的復(fù)合氧化物、以及含有鋰和過(guò)渡金屬元素的磷酸鹽化合物。具體地，含有選自由鈷、鎳、錳和鐵組成的組中的至少一種作為過(guò)渡金屬元素的化合物是優(yōu)選的，由于從而能夠獲得更高的電壓。其化學(xué)式由例如LixMlO2或1^#2 04來(lái)表示。在該式中，Ml和M2表示一種或多種過(guò)渡金屬元素。χ和y的值根據(jù)二次電池的充電和放電狀態(tài)而變化，并且通常在0. 05彡χ彡1. 10和0. 05彡y彡1. 10的范圍內(nèi)。含有鋰和過(guò)渡金屬元素的復(fù)合氧化物的實(shí)例包括鋰鈷復(fù)合氧化物(LixCoO2)、鋰鎳復(fù)合氧化物(LixNiO2)、鋰鎳鈷復(fù)合氧化物(LixNi(1_z)COzO2(z < 1))、鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物 (LixNi(1_v_w)COvMnwO2) (v+w < 1))以及具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰錳復(fù)合氧化物(LiMn2O4)。具體地，含有鈷的復(fù)合氧化物是優(yōu)選的，因?yàn)閺亩@得了高容量并且獲得了優(yōu)異的循環(huán)特性。此外，含有鋰和過(guò)渡金屬元素的磷酸鹽化合物的實(shí)例包括鋰鐵磷酸鹽化合物(LiFePO4)和鋰鐵錳磷酸鹽化合物(LiFe(1_u)MnuP04 (u < 1))。此外，正極材料的實(shí)例包括氧化物、二硫化物、硫?qū)僭鼗锖蛯?dǎo)電性聚合物。氧化物的實(shí)例包括氧化鈦、氧化釩和二氧化錳。二硫化物的實(shí)例包括二硫化鈦和硫化鉬。硫?qū)僭鼗锏膶?shí)例包括硒化鈮。導(dǎo)電性聚合物的實(shí)例包括硫磺、聚苯胺和聚噻吩。不用說(shuō)，正極材料可以是除上述化合物之外的材料。此外，上述正極材料中的兩種或多種可以通過(guò)任意混合來(lái)使用。正極粘結(jié)劑的實(shí)例包括合成橡膠如丁苯橡膠、氟系橡膠和乙烯丙烯二烯、以及聚合物材料(高分子材料)如聚偏氟乙烯。可以單獨(dú)使用其中的一種，或者可以通過(guò)混合使用其中的多種。正極導(dǎo)電劑的實(shí)例包括碳材料如石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑?？梢詥为?dú)使用其中的一種，或者可以通過(guò)混合使用其中的多種。正極導(dǎo)電劑可以是金屬材料、導(dǎo)電性聚合物等，只要該材料具有電導(dǎo)性。負(fù)極負(fù)極22具有類似于上述負(fù)極10的結(jié)構(gòu)。例如，在負(fù)極22中，負(fù)極活性物質(zhì)層22B 設(shè)置在具有一對(duì)面的負(fù)極集電體22k的兩個(gè)面上。負(fù)極集電體22k和負(fù)極活性物質(zhì)層22B 的結(jié)構(gòu)分別類似于上述負(fù)極中的負(fù)極集電體1和負(fù)極活性物質(zhì)層2的結(jié)構(gòu)。在負(fù)極22中， 能夠插入和提取鋰的負(fù)極材料的可充電容量?jī)?yōu)選大于正極21的可充電容量。從而，在完全充電時(shí)，存在較低的鋰在負(fù)極22上作為枝狀晶體析出的可能性。隔膜隔膜23將正極21和負(fù)極22分開(kāi)，并且使鋰離子通過(guò)，同時(shí)防止由于兩個(gè)電極的接觸而引起的電流短路。隔膜23由例如如聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯的合成樹(shù)脂制成的多孔膜或陶瓷多孔膜制成。隔膜23可以具有其中層壓了兩種或多種多孔膜的結(jié)構(gòu)。特別地，由聚烯烴制成的多孔膜是優(yōu)選的，由于這樣的膜具有優(yōu)異的短路防止效果，并且能夠通過(guò)斷路效果(斷路效應(yīng))實(shí)現(xiàn)二次電池的安全性改善。特別地，聚乙烯是優(yōu)選的，由于從而能夠在100°C以上至160°C以下實(shí)現(xiàn)斷路效果，并且其電化學(xué)穩(wěn)定性是優(yōu)異的。此外，聚丙烯也是優(yōu)選的。另外，可以使用聚乙烯和聚丙烯的共聚物或其混合材料，只要這樣的樹(shù)脂具有化學(xué)穩(wěn)定性。電解液作為液體電解質(zhì)的電解液浸漬隔膜23。電解液包含溶劑和溶解在其中的電解質(zhì)鹽。溶劑包含例如一種或多種非水溶劑，如有機(jī)溶劑?？梢詥为?dú)使用下面描述的溶劑(非水溶劑)或者可以通過(guò)混合使用它們中的兩種或多種。非水溶劑的實(shí)例包括碳酸亞乙酯、 碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、Y-丁內(nèi)酯、 Y-戊內(nèi)酯、1，2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、四氫吡喃、1，3-二氧戊環(huán)、 4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)、1，3-二噁烷、1，4_ 二噁烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、異丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidinone)、 N-甲基噁唑烷酮、N, N' -二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、環(huán)丁砜、磷酸三甲酯以及二甲亞砜。通過(guò)使用這樣的非水溶劑，可以獲得優(yōu)異的電池容量、優(yōu)異的循環(huán)特性、優(yōu)異的保存特性等。特別地，碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一種是優(yōu)選的。通過(guò)使用這樣的非水溶劑，可以獲得優(yōu)異的電池容量、優(yōu)異的循環(huán)特性、優(yōu)異的保存特性等。在這種情況下，高粘度(高介電常數(shù))溶劑(例如，比介電常數(shù)(比電導(dǎo)率，specific inductive) ε彡30)如碳酸亞乙酯和碳酸亞丙酯，與低粘度溶劑(例如， 粘度< 1)如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的混合物是更優(yōu)選的。從而，可以改善電解質(zhì)鹽的離解特性和離子遷移率。特別地，溶劑優(yōu)選包含鹵代鏈狀碳酸酯和鹵代環(huán)狀碳酸酯中的至少一種。從而，在充電和放電時(shí)在負(fù)極22的表面上形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，因此，抑制了電解液的分解反應(yīng)。鹵代鏈狀碳酸酯是具有鹵素作為元素的鏈狀碳酸酯。更具體地，鏈狀碳酸酯中的至少部分氫被鹵素取代。而且，鹵代環(huán)狀碳酸酯是包含鹵素作為元素的環(huán)狀碳酸酯。更具體地，環(huán)狀碳酸酯中的至少部分氫被鹵素取代。鹵素類型沒(méi)有特別限制，但具體地，氟、氯或溴是優(yōu)選的，并且氟是更優(yōu)選的，由于與其它鹵素相比，從而可以獲得更高的效果。鹵素的數(shù)目與1個(gè)相比更優(yōu)選為2個(gè)，并且進(jìn)一步可以是3個(gè)以上，由于從而可以改善形成保護(hù)膜的能力，并且可以形成更剛性且更穩(wěn)定的保護(hù)膜。因此，更大地抑制電解液的分解反應(yīng)。鹵代鏈狀碳酸酯的實(shí)例包括碳酸氟甲酯甲酯(碳酸氟甲基甲酯)、二(氟甲基) 碳酸酯和碳酸二氟甲酯甲酯。鹵代環(huán)狀碳酸酯的實(shí)例包括4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮和 4，5-二氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮。鹵代環(huán)狀碳酸酯也包括幾何異構(gòu)體。溶劑中鹵代鏈狀碳酸酯和鹵代環(huán)狀碳酸酯的含量為例如0.01wt%以上至50wt%以下。而且，溶劑優(yōu)選包含不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯。從而，在充電和放電時(shí)在負(fù)極22的表面上形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，因此， 抑制了電解液的分解反應(yīng)。不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯是具有不飽和碳鍵的環(huán)狀碳酸酯。更具體地，不飽和碳鍵被引入到環(huán)狀碳酸酯的給定位置。不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯的實(shí)例包括碳酸亞乙烯酯和碳酸乙烯基亞乙酯。溶劑中不飽和碳鍵環(huán)狀碳酸酯的含量為例如0. 01wt% 以上至10wt%以下。而且，溶劑優(yōu)選包含磺內(nèi)酯(環(huán)狀磺酸酯)，由于從而可以改善電解液的化學(xué)穩(wěn)定性?；莾?nèi)酯的實(shí)例包括丙烷磺內(nèi)酯和丙烯磺內(nèi)酯。溶劑中磺內(nèi)酯的含量為例如 0. 5wt%以上至5wt%以下。而且，溶劑優(yōu)選包含酸酐，由于從而可以改善電解液的化學(xué)穩(wěn)定性。酸酐的實(shí)例包括羧酸酐、二磺酸酐和羧酸磺酸酐。羧酸酐的實(shí)例包括琥珀酸酐、戊二酸酐和馬來(lái)酸酐。二磺酸酐的實(shí)例包括乙烷二磺酸酐和丙烷二磺酸酐。羧酸磺酸酐的實(shí)例包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐。溶劑中酸酐的含量為例如0.5wt%以上至 5wt%以下。 電解質(zhì)鹽包含例如一種或多種輕金屬鹽，如鋰鹽?？梢詥为?dú)使用下面描述的電解質(zhì)鹽或者可以通過(guò)混合使用它們中的兩種或多種。鋰鹽的實(shí)例包括下列物質(zhì)。即，其實(shí)例包括六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiClO4)和六氟砷酸鋰(LiAsF6)15 而且，其實(shí)例包括四苯基硼酸鋰(LiB(C6H5)4)、甲烷磺酸鋰(LiCH3SO3)、三氟甲烷磺酸鋰 (LiCF3SO3)以及四氯鋁酸鋰(LiAlCl4)15此外，其實(shí)例包括六氟硅酸二鋰(Li2SiF6)、氯化鋰 (LiCl)和溴化鋰(LiBr)。在使用前述材料的情況下，可以獲得優(yōu)異的電池容量、優(yōu)異的循環(huán)特性、優(yōu)異的保存特性等。特別地，六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰以及六氟砷酸鋰中的至少一種是優(yōu)選的。而且，六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰是更優(yōu)選的，并且六氟磷酸鋰是最優(yōu)選的，由于從而可以降低內(nèi)阻，可以獲得更優(yōu)異的效果。電解質(zhì)鹽相對(duì)于溶劑的含量?jī)?yōu)選為 0. 3mol/kg以上至3. Omol/kg以下，由于從而可以獲得高的離子傳導(dǎo)性。電解液可以包含不同添加劑以及溶劑和電解質(zhì)鹽，由于從而可以大大改善電解液的化學(xué)穩(wěn)定性。添加劑的實(shí)例包括磺內(nèi)酯(環(huán)狀磺酸酯)?；莾?nèi)酯的實(shí)例包括丙烷磺內(nèi)酯和丙烯磺內(nèi)酯。特別地，丙烯磺內(nèi)酯是優(yōu)選的?？梢詥为?dú)使用這樣的磺內(nèi)酯，或者可以通過(guò)混合使用它們中的多種。添加劑的實(shí)例包括酸酐。酸酐的實(shí)例包括羧酸酐，如琥珀酸酐、戊二酸酐和馬來(lái)酸酐；二磺酸酐，如乙烷二磺酸酐和丙烷二磺酸酐；以及羧酸和磺酸的酸酐，如磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐。特別地，磺基苯甲酸酐或磺基丙酸酐是優(yōu)選的?？梢詥为?dú)使用酸酐，或者可以通過(guò)混合使用它們中的多種。二次電池的制造方法例如通過(guò)以下程序(步驟)來(lái)制造二次電池。首先，形成正極21。首先，混合正極活性物質(zhì)，以及如果需要正極粘結(jié)劑、正極導(dǎo)電劑等以制備正極混合物，將該正極混合物分散在有機(jī)溶劑中以形成糊狀正極混合物漿料。隨后，用該正極混合物漿料均勻地涂覆正極集電體21A的兩個(gè)面，將其干燥以形成正極活性物質(zhì)層21B。最后，通過(guò)使用輥壓機(jī)等對(duì)正極活性物質(zhì)層21B進(jìn)行壓制成型，如果有必要同時(shí)進(jìn)行加熱。在這種情況下，可以對(duì)所得物進(jìn)行壓制成型多次。接著，通過(guò)類似于前述負(fù)極10等的程序來(lái)形成負(fù)極22。在這種情況下，在制備負(fù)極集電體22A后，通過(guò)在負(fù)極集電體22A的兩個(gè)面上順序形成第一區(qū)域、含氧區(qū)域以及第二區(qū)域來(lái)形成負(fù)極活性物質(zhì)層22B。最后，通過(guò)利用正極21和負(fù)極22來(lái)組裝二次電池。首先，將正極引線25通過(guò)焊接等連接至正極集電體21A，而將負(fù)極引線沈通過(guò)焊接等連接至負(fù)極集電體22k。隨后，將正極21和負(fù)極22通過(guò)其間的隔膜23 —起進(jìn)行層壓并螺旋卷繞，從而形成螺旋卷繞電極體20。之后，將中心銷M插入在螺旋卷繞電極體的中心。隨后，將螺旋卷繞電極體20夾在一對(duì)絕緣板12與13之間，并且容納在電池殼11中。 在這種情況下，正極引線25通過(guò)焊接等連接至安全閥機(jī)構(gòu)15，并且負(fù)極引線沈通過(guò)焊接等連接至電池殼11。隨后，將電解液注入到電池殼11中并浸漬隔膜23。最后，在將電池蓋 14、安全閥機(jī)構(gòu)15和PTC裝置16連接至電池殼11的開(kāi)口端之后，用墊圈17嵌塞所得物。 從而，完成了圖2和圖3中所示的二次電池。構(gòu)成負(fù)極活性物質(zhì)層22的負(fù)極活性物質(zhì)可以在形成電池之后在電池內(nèi)電化學(xué)地?fù)诫s有鋰，可以通過(guò)在形成電池之前或之后由正極或除正極之外的鋰源供應(yīng)鋰來(lái)電化學(xué)地?fù)诫s，或者負(fù)極活性物質(zhì)可以在材料合成期間被合成為含鋰化合物并且可以在形成電池時(shí)使鋰包含在負(fù)極中。二次電池的操作在該二次電池中，當(dāng)充電時(shí)，例如鋰離子從正極21中提取并且通過(guò)浸漬隔膜23的電解液插入到負(fù)極22中。同時(shí)，例如，當(dāng)放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極22中提取，并且通過(guò)浸漬到隔膜23的電解液插入到正極21中。二次電池的效果根據(jù)第一種二次電池，負(fù)極22具有類似于圖1中所示的負(fù)極10的結(jié)構(gòu)。因此，能夠改善循環(huán)特性，同時(shí)可以獲得高容量。除了前述效果之外的第一種二次電池的效果類似于前述負(fù)極10的那些效果。2-2.第二種二次電池(層壓膜型)圖4示出了第二種二次電池的分解透視結(jié)構(gòu)。圖5 示出了沿圖4所示的螺旋卷繞電極體30的線V-V截取的放大截面。該二次電池例如是鋰離子二次電池，如第一種二次電池。在該第二種二次電池中，將其上連接有正極引線31和負(fù)極引線32的螺旋卷繞電極體30容納在膜封裝件40中。使用封裝件40的電池結(jié)構(gòu)是所謂的層壓膜型。正極引線31和負(fù)極引線32分別例如沿同一方向從封裝件40的內(nèi)部朝向外部引出。然而，正極引線31和負(fù)極引線32對(duì)螺旋卷繞電極體30的位置、其引出方向等沒(méi)有特別限制。正極引線31由例如鋁等制成，并且負(fù)極引線32由例如銅、鎳、不銹鋼等制成。這些材料以薄板或網(wǎng)目的形狀。封裝件40是這樣的層壓膜，其中例如熔合粘結(jié)層(熔融粘合層)、金屬層和表面保護(hù)層以該順序?qū)訅?。在這種情況下，例如，兩個(gè)膜的熔合粘結(jié)層中各自的外邊緣通過(guò)熔合粘結(jié)、粘合劑等彼此粘結(jié)，使得熔合粘結(jié)層和螺旋卷繞電極體30 彼此相對(duì)。熔合粘結(jié)層的實(shí)例包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。金屬層的實(shí)例包括鋁箔。 表面保護(hù)層的實(shí)例包括由尼龍、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等制成的膜。特別地，作為封裝件40，其中聚乙烯膜、鋁箔和尼龍膜按該次序進(jìn)行層壓的鋁層壓膜是優(yōu)選的。然而，封裝件40可以由具有其他層壓結(jié)構(gòu)的層壓膜、諸如聚丙烯膜的聚合物膜或金屬膜代替上述鋁層壓膜而制成。用來(lái)防止外部空氣進(jìn)入的粘合膜41被插入到封裝件40與正極引線31、負(fù)極引線 32之間。粘合膜41由相對(duì)于正極引線31和負(fù)極引線32具有接觸特性的材料制成。這樣的材料的實(shí)例包括例如聚烯烴樹(shù)脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。在螺旋卷繞電極體30中，如圖5所示，將正極33和負(fù)極34通過(guò)其間的隔膜35和電解質(zhì)層36—起層壓并進(jìn)行螺旋卷繞。其最外周部由保護(hù)帶37保護(hù)。正極33具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，例如正極活性物質(zhì)層3 設(shè)置在正極集電體33A的兩個(gè)面上。負(fù)極34具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，例如負(fù)極活性物質(zhì)層34B設(shè)置在負(fù)極集電體34A的兩個(gè)面上。圖6示出了圖5所示的螺旋卷繞電極體30的放大部分。正極33具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中例如，正極活性物質(zhì)層3 設(shè)置在具有一對(duì)面的正極集電體33A的兩個(gè)面上。負(fù)極 34具有類似于前述負(fù)極的結(jié)構(gòu)，其中，例如負(fù)極活性物質(zhì)層34B設(shè)置在具有一對(duì)面的負(fù)極集電體34A的兩個(gè)面上。正極集電體33A、正極活性物質(zhì)層33B、負(fù)極集電體34A、負(fù)極活性物質(zhì)層34B以及隔膜35的結(jié)構(gòu)分別類似于上述第一種二次電池中的正極集電體21A、正極活性物質(zhì)層21B、負(fù)極集電體22A、負(fù)極活性物質(zhì)層22B以及隔膜23的那些結(jié)構(gòu)。在電解質(zhì)層36中，電解液通過(guò)高分子化合物來(lái)保持。根據(jù)需要，電解質(zhì)層136可以包含其它材料，如各種添加劑。電解質(zhì)層36是所謂的凝膠電解質(zhì)。凝膠電解質(zhì)是優(yōu)選的，由于可以獲得高的離子傳導(dǎo)率(例如，在室溫下為lmS/cm以上)并且可以防止電解液的液體泄漏。高分子化合物的實(shí)例包括以下聚合物材料(高分子材料)中的一種或多種。 即，其實(shí)例包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、 聚磷腈、聚硅氧烷和聚氟乙烯。而且，其實(shí)例包括聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚苯乙烯和聚碳酸酯。而且，其實(shí)例包括偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物?？梢詥为?dú)使用這樣的化合物，或者可以通過(guò)混合使用其中的多種。特別地，聚偏氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物是優(yōu)選的，由于這樣的高分子化合物是電化學(xué)穩(wěn)定的。電解液的組成類似于第一種二次電池中電解液的組成。然而，在作為凝膠電解質(zhì)的電解質(zhì)層36中，電解液的溶劑是指很寬的概念，不僅包括液體溶劑而且還包括能夠離解電解質(zhì)鹽的具有離子傳導(dǎo)性的材料。因此，在其中使用具有離子傳導(dǎo)性的高分子化合物的情況下，該高分子化合物也包括在溶劑中。代替其中電解液由高分子化合物保持的凝膠電解質(zhì)層36，可以直接使用電解液。 在這種情況下，電解液浸漬隔膜35。包括凝膠電解質(zhì)層36的二次電池例如通過(guò)以下三種程序來(lái)制造。在第一種制造方法中，首先，通過(guò)類似于第一種二次電池中正極21和負(fù)極22的那些程序(步驟)來(lái)形成正極33和負(fù)極34。具體地，通過(guò)在正極集電體33A的兩個(gè)面上形成正極活性物質(zhì)層3 來(lái)形成正極33，并且通過(guò)在負(fù)極集電體34A的兩個(gè)面上形成負(fù)極活性物質(zhì)層34B來(lái)形成負(fù)極34。隨后，制備包含電解液、高分子化合物和溶劑的前體溶液。在用該前體溶液涂覆正極33和負(fù)極34之后，使溶劑揮發(fā)以形成凝膠電解質(zhì)層36。隨后，通過(guò)焊接等將正極引線31連接至正極集電體33A，并且通過(guò)焊接等將負(fù)極引線32連接至負(fù)極集電體34A。隨后，將設(shè)置有電解質(zhì)層36的正極33和負(fù)極34與其間的隔膜35 —起層壓并螺旋卷繞。，將保護(hù)帶37粘附至其最外周以形成螺旋卷繞電極體30。最后，在將螺旋卷繞電極體 30夾在兩片膜封裝件40之間以后，將封裝件40的外邊緣通過(guò)熱熔合粘結(jié)等進(jìn)行粘結(jié)以封閉螺旋卷繞電極體30。此時(shí)，將粘合膜41插入到正極引線31、負(fù)極引線32與封裝件40之間。從而，完成了圖4至圖6中所示的二次電池。在第二種制造方法中，首先，將正極引線31連接至正極33，并且將負(fù)極引線32連接至負(fù)極34。隨后，將正極33和負(fù)極34與其間的隔膜35—起進(jìn)行層壓并螺旋卷繞。之后，將保護(hù)帶37粘附至其最外周邊，從而形成作為螺旋卷繞電極體30的前體的螺旋卷繞體。隨后，在將螺旋卷繞體夾在兩片膜封裝件40之間后，將除一側(cè)外的最外周通過(guò)熱熔合粘結(jié)等進(jìn)行粘合以獲得袋形狀態(tài)(pouched state)，并且將螺旋卷繞體容納在袋狀封裝件 40內(nèi)。隨后，制備含有電解液、作為用于高分子化合物原料的單體、聚合引發(fā)劑、以及如果有必要如聚合抑制劑的其他材料的用于電解質(zhì)的組成物質(zhì)，將其注入到袋狀封裝件40內(nèi)。之后，將封裝件40的開(kāi)口通過(guò)熱熔合粘結(jié)等進(jìn)行密閉密封。最后，使單體熱聚合以獲得高分子化合物。從而，形成凝膠電解質(zhì)層36。因此，完成了該二次電池。在第三種制造方法中， 按照與上述第二種制備方法中類似的方式形成螺旋卷繞體，并容納在袋狀封裝件40中，不同之處在于，首先使用了用高分子化合物涂覆兩個(gè)面的隔膜35。涂覆隔膜35的高分子化合物的實(shí)例包括包含偏二氟乙烯作為組分的聚合物(均聚物、共聚物、多元共聚物等)。具體實(shí)例包括聚偏氟乙烯，包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作為組分的二元共聚物，以及包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯作為組分的三元共聚物。作為高分子化合物，除了包含偏二氟乙烯作為組分的前述聚合物外，還可以包含另一種或多種高分子化合物。隨后，制備電解液并注入到封裝件40中。之后，通過(guò)熱熔合粘結(jié)等密封封裝件40的開(kāi)口。最后，對(duì)所得物進(jìn)行加熱同時(shí)將重物施加至封裝件40，并且隔膜35通過(guò)其間的高分子化合物與正極33和負(fù)極34接觸。從而，使電解液浸漬高分子化合物，并使高分子化合物凝膠化以形成電解質(zhì)層36。因此，完成了該二次電池。在第三種制造方法中，與第一種制造方法相比，二次電池的膨脹被抑制。此外，在第三種制造方法中，與第二種制造方法相比，作為高分子化合物的原料的單體、溶劑等幾乎不殘留在電解質(zhì)層36中。因此，高分子化合物的形成被有利地控制。因此，在正極33/負(fù)極34/隔膜35與電解質(zhì)層36之間獲得足夠的接觸特性。在該二次電池中，在充電時(shí)，例如，鋰離子從正極33中提取，并且通過(guò)電解質(zhì)層36插入到負(fù)極34 中。同時(shí)，在放電時(shí)，例如，鋰離子從負(fù)極34中提取，并且通過(guò)電解質(zhì)層36插入到正極33 中。根據(jù)第二種二次電池，負(fù)極34具有類似于圖1所示的負(fù)極10的結(jié)構(gòu)。因此，能夠改善循環(huán)特性，同時(shí)可以獲得高容量。第二種二次電池的其它效果類似于前述負(fù)極10。2-3.第三種二次電池(方型)圖7和圖8示出了第三種二次電池的橫截面結(jié)構(gòu)。圖7所示的橫截面與圖8所示的橫截面的位置關(guān)系為相互垂直。即，圖8是沿圖7所示的線截取的剖視圖。該二次電池是所謂的方型電池并且是其中扁平的螺旋卷繞電極體60被容納在近似中空的長(zhǎng)方體 (rectangular solid)形狀的包裝殼51中的鋰離子二次電池。包裝殼51由例如鍍鎳(Ni)的鐵(Fe)制成。包裝殼51也具有作為負(fù)極端子的功能。包裝殼51的一端封閉，并且包裝殼51的另一端敞開(kāi)。在包裝殼51的開(kāi)口端，連接絕緣板52和電池蓋53，并且從而電池殼51的內(nèi)部被密閉封閉。絕緣板52例如由聚丙烯制成， 并且垂直于螺旋卷繞電極體60上的螺旋卷繞周面而設(shè)置。電池蓋53例如由類似于電池殼 51的材料制成，并且與包裝殼51 —同也具有作為負(fù)極端子的功能。電池蓋53的外側(cè)設(shè)置有作為正極端子的端子板M。在電池蓋53的近似中心，提供有通孔。電連接至端子板M 的正極銷陽(yáng)插入在該通孔中。端子板M通過(guò)其間的絕緣殼(絕緣套)56與電池蓋53電絕緣。正極銷55通過(guò)其間的墊圈57與電池蓋53電絕緣。絕緣殼56由例如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等制成。墊圈57由例如絕緣材料制成，并且其表面涂敷有浙青。在電池蓋53的邊緣附近，設(shè)置裂開(kāi)閥(cleavage valve) 58和電解液注入孔59。裂開(kāi)閥58電連接至電池蓋53。當(dāng)電池的內(nèi)部壓力由于內(nèi)部短路、外部加熱等變成一定水平或更高時(shí)，裂開(kāi)閥58被裂開(kāi)從而抑制內(nèi)部壓力的增加。電解液注入孔59通過(guò)例如由不銹鋼球制成的密封件59A 密封。在螺旋卷繞電極體60中，正極61和負(fù)極62通過(guò)其間的隔膜63 —起層壓，并螺旋卷繞。根據(jù)包裝殼51的形狀，螺旋卷繞電極體60成形為扁平狀。隔膜63位于螺旋卷繞電極體60的最外周，并且正極61剛好位于其內(nèi)部。圖8是正極61和負(fù)極62的層壓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化圖。螺旋卷繞電極體60的螺旋卷繞數(shù)并不限于圖7和圖8中示出的數(shù)目，而是能夠任意設(shè)定。由鋁(Al)等制成的正極引線64連接至螺旋卷繞電極體60的正極61。由鎳等制成的負(fù)極引線65連接至負(fù)極62。正極引線64通過(guò)焊接至正極銷55的下端而電連接至端子板M。負(fù)極引線65焊接并電連接至包裝殼51。如圖7所示，在正極61中，將正極活性物質(zhì)層61B設(shè)置在正極集電體61A的單個(gè)面或兩個(gè)面上。在負(fù)極62中，負(fù)極活性物質(zhì)層62B設(shè)置在負(fù)極集電體62A的單個(gè)面或兩個(gè)面上。正極集電體61A、正極活性物質(zhì)層61B、負(fù)極集電體62A、負(fù)極活性物質(zhì)層62B以及隔膜63的結(jié)構(gòu)分別類似于上述第一種二次電池中的正極集電體21A、正極活性物質(zhì)層21B、負(fù)極集電體22A、負(fù)極活性物質(zhì)層22B以及隔膜23的結(jié)構(gòu)。類似于隔膜23的電解液浸漬隔膜 63。例如能夠如下來(lái)制造第三種二次電池。與在前述第一種二次電池中一樣，正極61和負(fù)極62通過(guò)其間的隔膜63 —起層壓并螺旋卷繞，并且從而形成螺旋卷繞電極體60。其后，將螺旋卷繞電極體60容納在包裝殼51內(nèi)。接著，將絕緣板52布置在螺旋卷繞電極體60上。 負(fù)極引線65焊接至包裝殼51，正極引線64焊接至正極銷55的下端，并且電池蓋53通過(guò)激光焊接而固定在包裝殼51的開(kāi)口端上。最后，通過(guò)電解液注入孔59將電解液注入到包裝殼51內(nèi)，并且浸漬隔膜63。之后，通過(guò)密封件59A來(lái)密封電解液注入孔59。由此完成了圖 7和圖8中所示的二次電池。根據(jù)第三種二次電池，負(fù)極62具有類似于上述圖1中所示的負(fù)極10的結(jié)構(gòu)。因此，能夠改善循環(huán)特性，同時(shí)可以獲得高容量。第三種二次電池的其它效果類似于前述負(fù)極 10的效果。3.鋰離子二次電池的應(yīng)用接著，將給出前述鋰離子二次電池的應(yīng)用例的描述。鋰離子二次電池的應(yīng)用沒(méi)有特別限制，只要該鋰離子二次電池應(yīng)用于能夠使用鋰離子二次電池作為驅(qū)動(dòng)電源，用于電力存儲(chǔ)的電力存儲(chǔ)源等的機(jī)器、裝置、儀器、設(shè)備、系統(tǒng)(多個(gè)裝置等的集合體)等。在鋰離子二次電池被用作電源的情況下，鋰離子二次電池可以被用作主電源(優(yōu)先使用的電源)、或輔助電源(代替主電源使用的電源，或從主電源切換使用的電源)。主電源的類型并不限于鋰離子二次電池。鋰離子二次電池的應(yīng)用的實(shí)例包括便攜式電子裝置如攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、移動(dòng)電話、筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、無(wú)繩電話、立體聲耳機(jī)、 便攜式收音機(jī)、便攜式電視和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)；便攜式生活用裝置如電剃須刀、儲(chǔ)存設(shè)備如備份電源和存儲(chǔ)卡；電力工具如電鉆和電鋸；醫(yī)用電子裝置如起搏器和助聽(tīng)器；車輛如電動(dòng)車(包括混合動(dòng)力車)；以及電力儲(chǔ)存系統(tǒng)如用于儲(chǔ)存急用電力的家用電池系統(tǒng)等。 不用說(shuō)，可以采用除了前述應(yīng)用外的應(yīng)用。特別地，鋰離子二次電池被有效地應(yīng)用于電力工具、電動(dòng)車輛、電力存儲(chǔ)系統(tǒng)等。 在這些應(yīng)用中，由于要求優(yōu)異的電池特性(循環(huán)特性、保存特性以及負(fù)荷特性等)，因此這些特性能夠通過(guò)使用本發(fā)明的鋰離子二次電池被有效地改善。電力工具是這樣的工具，其中移動(dòng)部件(例如，鉆頭等)通過(guò)使用鋰離子二次電池作為驅(qū)動(dòng)電源而移動(dòng)。電動(dòng)車輛是通過(guò)使用鋰離子二次電池作為驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)行(行駛)的車輛。如上所述，也可以采用包括除鋰離子二次電池之外的驅(qū)動(dòng)源的車輛(混合動(dòng)力車等)。電力存儲(chǔ)系統(tǒng)是使用鋰離子二次電池作為電力存儲(chǔ)源的系統(tǒng)。例如，在家用電力存儲(chǔ)系統(tǒng)中，電力被存儲(chǔ)在作為電力存儲(chǔ)源的鋰離子二次電池中，并且電力根據(jù)需要被消耗。結(jié)果，各種裝置如家用電氣產(chǎn)品變得可用。實(shí)施例將詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例1-1首先，使等量的氫氧化鋰(LiOH)在含50%氫氟硅酸(H2SiF6)的水溶液中反應(yīng)，并且過(guò)濾并干燥作為中和鹽的氟硅酸鋰(Li2SiF6)15然后，將獲得的氟硅酸鋰精細(xì)粉碎以獲得粒徑分布為D5tl = IOym的粉末。接著，將以上獲得的IOOOg氟硅酸鋰和IOg氣相生長(zhǎng)碳(VGCF)進(jìn)行干混。VGCF 是長(zhǎng)度為數(shù)十Pm的纖維狀碳，并且添加VGCF主要是為了減小活性物質(zhì)層中的電阻。使混合物與200g的N-甲基-2-吡咯烷酮混合(在N-甲基-2-吡咯烷酮中已加入20g的聚偏氟乙烯)，并以低速(5rpm)攪拌15min。接著，注入150g的NMP，其中已經(jīng)溶解有15g的作為增稠劑和粘合劑的羥丙基甲基纖維素，并以低速攪拌lOmin，然后再以高速(15rpm)攪拌 20min。此后，注入15g的聚偏氟乙烯，并以低速攪拌15min以獲得糊狀混合物漿料。使用行星混合器進(jìn)行攪拌。通過(guò)模壓涂層間歇涂覆法，用該混合物漿料均勻地涂覆由10厚度的銅箔制成的集電體，并使混合物漿料干燥。此后，將所得物在11. 8g/cm3的體積密度從而形成活性物質(zhì)層，由此獲得電極。通過(guò)利用噴霧干燥器施加溫度為80以上至110以下的熱空氣來(lái)進(jìn)行干燥。此外，將如上獲得的電極在160以上190以下的溫度下、在非氧化氮?dú)饣蚨栊詺怏w氛圍中進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行增稠劑的碳化、結(jié)晶水的去除、以及通過(guò)聚偏氟乙烯的熱分解的活性物質(zhì)表面涂覆。由于熱處理是在160以上190以下的溫度下進(jìn)行的，因此結(jié)晶水的去除、增稠劑的碳化、以及通過(guò)聚偏氟乙烯的活性物質(zhì)的表面涂覆有利地進(jìn)行，而不會(huì)導(dǎo)致由于聚偏氟乙烯的硬化引起的電極形狀的變形。接著，使用電極，制備具有圖9所示的結(jié)構(gòu)的硬幣型測(cè)試電池(直徑為20mm且厚度為1. 6mm)。該測(cè)試電池利用上述經(jīng)沖壓以形成具有16mm直徑的小球(片)的電極作為測(cè)試電極71。測(cè)試電極71容納在包裝殼72中，而對(duì)電極73粘結(jié)至包裝罩(包裝杯，package cup)74。然后，將測(cè)試電極71和對(duì)電極73通過(guò)其間的浸漬有電解液的隔膜75 —起層壓，然后用墊圈76嵌塞。S卩，在測(cè)試電極71中，在由銅箔構(gòu)成的集電體71A上設(shè)置活性物質(zhì)層 71B，所述活性物質(zhì)層71B是通過(guò)用聚偏氟乙烯涂覆由氟硅酸鋰和氣相生長(zhǎng)碳構(gòu)成的活性物質(zhì)的表面而形成的?；钚晕镔|(zhì)層71B被設(shè)置成通過(guò)其間的隔膜75與對(duì)電極73相對(duì)。這里，鋰金屬被用作對(duì)電極73而由聚乙烯制成的多孔膜被用作隔膜75。作為電解液，可以使用通過(guò)將作為電解質(zhì)鹽的LiPF6溶解在以50 30 17 3的質(zhì)量比混合的碳酸亞乙酯 (EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸亞丙酯(PC)和碳酸乙烯基亞乙酯(VEC)的混合溶劑中而獲得的電解液。這里，LiPF6對(duì)于混合溶劑的含量為1. Omol/kg。實(shí)施例1-2以與實(shí)施例1-1相同的方式來(lái)制造實(shí)施例1-2的測(cè)試電池(圖9)，不同之處在于， 使用二氟化硅(SiF2)來(lái)代替氟硅酸鋰作為活性物質(zhì)。實(shí)施例1-3以與實(shí)施例1-1相同的方式來(lái)制造實(shí)施例1-3的測(cè)試電池(圖9)，不同之處在于， 使用石墨來(lái)代替氟硅酸鋰作為活性物質(zhì)。這里使用的石墨是通過(guò)使用錘磨機(jī)、針磨機(jī)(銷磨機(jī)，pin mill)、球磨機(jī)、噴射磨機(jī)等粉碎天然石墨而獲得的石墨顆粒。例如，在使用錘磨機(jī)的情況下，天然石墨優(yōu)選以4000rpm以上至5000rpm以下的轉(zhuǎn)速粉碎20分鐘以上。優(yōu)選通過(guò)其中天然石墨和石墨顆粒捕獲(攜帶，caught)在空氣流中的方法進(jìn)行天然石墨的供給和粉碎石墨顆粒的排出。對(duì)于如上制造的實(shí)施例1-1至1-3的測(cè)試電池，檢測(cè)放電容量(mAh/g)。具體地， 如下測(cè)定放電容量。首先，以恒定電流IC對(duì)測(cè)試電池進(jìn)行恒電流充電，直到對(duì)鋰的平衡電位達(dá)到0V，然后以恒定電壓OV進(jìn)行另外的恒電壓充電，直到從恒電流充電開(kāi)始的時(shí)間總量達(dá)到4小時(shí)。之后，以IC的恒電流對(duì)測(cè)試電池進(jìn)行放電直到對(duì)鋰的平衡電位達(dá)到1. 5V，并且測(cè)量了其中從測(cè)試電極71的質(zhì)量減去銅箔集電體和粘結(jié)劑的質(zhì)量的每單位質(zhì)量的放電容量(mAh/g)。這里，IC為在1小時(shí)內(nèi)將理論容量完全放電的電流值。如上所述計(jì)算的放電容量是基于平衡電位。從而，放電容量反映了構(gòu)成測(cè)試電極71的活性物質(zhì)層的材料的獨(dú)有特性。此外，這里的充電是指鋰進(jìn)入活性物質(zhì)層71B中的插入反應(yīng)。獲得的放電容量 (mAh/g)的結(jié)果示于表1中。并且，圖10示出了實(shí)施例1-1至1-3的測(cè)試電池中的放電曲線。在圖10中，每單位質(zhì)量的放電容量(mAh/g)是水平軸(橫軸)，而對(duì)鋰的平衡電位(V) 是垂直軸(縱軸)。表1硬幣型測(cè)試電池
權(quán)利要求
1.一種用于鋰離子二次電池的負(fù)極，所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中且5<y<6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰離子二次電池的負(fù)極，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包含聚偏氟乙烯(PVDF)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰離子二次電池的負(fù)極，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)是L i 2S i F6 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰離子二次電池的負(fù)極，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括石墨。
5.一種鋰離子二次電池，包括 正極；負(fù)極；以及電解質(zhì)，其中，所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中1彡χ彡2且5彡y彡6。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子二次電池，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包含聚偏氟乙烯(PVDF)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子二次電池，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)是Li2SiF6。
8.一種電力工具，所述電力工具使用包括正極、負(fù)極和電解液的鋰離子二次電池作為電源而運(yùn)行，其中，所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中1彡χ彡2且5彡y彡6。
9.一種電動(dòng)車輛，所述電動(dòng)車輛使用包括正極、負(fù)極和電解液的鋰離子二次電池作為電源而運(yùn)行，其中，所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中1彡χ彡2且5彡y彡6。
10.一種電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述電力存儲(chǔ)系統(tǒng)使用包括正極、負(fù)極和電解液的鋰離子二次電池作為電力存儲(chǔ)源而運(yùn)行，其中，所述負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中1彡χ彡2且5彡y彡6。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于鋰離子二次電池的負(fù)極、鋰離子二次電池、電力工具、電動(dòng)車輛和電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。所述鋰離子二次電池具有高容量和優(yōu)異的循環(huán)特性。該鋰離子二次電池包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)。該負(fù)極在負(fù)極集電體上具有包括LixSiFy(1≤x≤2且5≤y≤6)作為負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層。
文檔編號(hào)H01M4/58GK102270759SQ201110141398
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者中村利一 申請(qǐng)人:索尼公司