本發(fā)明涉及一種鋰二次電池。

背景技術(shù)：

1、近年來，為了應(yīng)對地球溫室效應(yīng)，迫切需要降低二氧化碳排放量。在汽車業(yè)界由于電動汽車(ev)、混合動力電動汽車(hev)的引入，對二氧化碳排放量降低的期待很高，掌握這些的實用化的關(guān)鍵的電動機(jī)驅(qū)動用二次電池等非水電解質(zhì)二次電池的開發(fā)正在蓬勃進(jìn)行。

2、作為電動機(jī)驅(qū)動用二次電池，與用于移動電話、筆記本電腦等的民用鋰離子二次電池相比需要具有極高的輸出特性及高能量。因此，現(xiàn)實中所有的電池中具有最高理論能量的鋰離子二次電池受到關(guān)注，現(xiàn)在正在快速開發(fā)。

3、此處，目前通常普及的鋰離子二次電池在電解質(zhì)中使用可燃性的有機(jī)電解液。這樣的液系鋰離子二次電池中，對于漏液、短路、過充電等的安全對策比其他的電池要求更加嚴(yán)格。

4、因此近年來，對于電解質(zhì)使用氧化物系、硫化物系的固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰二次電池的研究開發(fā)正在蓬勃進(jìn)行。固體電解質(zhì)是將在固體中能離子傳導(dǎo)的離子傳導(dǎo)體作為主體而構(gòu)成的材料。因此，在全固態(tài)鋰二次電池中，像以往的液系鋰離子二次電池那樣由于可燃性的有機(jī)電解液而引起的各種問題原理上不會發(fā)生。此外，通常若使用高電位/大容量的正極材料、大容量的負(fù)極材料，則可實現(xiàn)電池的輸出密度及能量密度的大幅提高。

5、以往，作為全固態(tài)鋰二次電池的1種，已知有充電過程中在負(fù)極集電體上析出鋰金屬的、所謂的鋰析出型的全固態(tài)鋰二次電池。在這樣的鋰析出型的全固態(tài)鋰二次電池的充電過程中，鋰金屬在固體電解質(zhì)層與負(fù)極集電體之間析出。

6、以往，作為用于改善全固態(tài)鋰二次電池的放電容量密度及循環(huán)特性等充放電特性的技術(shù)，日本特開2014-93156號公報中公開了包含微粒狀的電極活性物質(zhì)的電極活性物質(zhì)層、導(dǎo)電性樹脂層以及集電體層層疊而成的片狀電極，在同一文獻(xiàn)的實施例中，公開了鋰析出型的全固態(tài)鋰二次電池的正極使用上述片狀電極。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、本發(fā)明人等在為了提高鋰二次電池的快速充電特性而進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的過程中，對于上述文獻(xiàn)中記載的技術(shù)也進(jìn)行了研究。然而，根據(jù)本發(fā)明人等的研究，查明了即使使用上述文獻(xiàn)中記載的技術(shù)，也有不能實現(xiàn)充分的快速充電特性的情況。

3、因此，本發(fā)明以提供在鋰析出型的鋰二次電池中可表現(xiàn)能應(yīng)對快速充電的倍率特性的手段為目的。

4、用于解決問題的方案

5、本發(fā)明人等為解決上述問題進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在鋰析出型的鋰二次電池中，通過負(fù)極集電體在與固體電解質(zhì)層相對的主面不僅配置有導(dǎo)電性層，該導(dǎo)電性層還包含利用拉曼散射光譜分析測定的g帶峰強(qiáng)度(ig)與d帶峰強(qiáng)度(id)的強(qiáng)度比r(ig/id)為規(guī)定值以上的碳顆粒，可解決上述問題，從而完成本發(fā)明。

6、即，本發(fā)明的一個方式涉及具備發(fā)電元件的鋰二次電池，所述發(fā)電元件具有：正極，其在正極集電體的表面配置有正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層含有能吸儲釋放鋰離子的正極活性物質(zhì)；負(fù)極，其具有負(fù)極集電體且充電時在所述負(fù)極集電體上析出鋰金屬；以及固體電解質(zhì)層，其夾設(shè)于所述正極及所述負(fù)極之間且含有固體電解質(zhì)。并且，其特征為：在該鋰二次電池中，所述負(fù)極集電體在與所述固體電解質(zhì)層相對的主面的、所述正極活性物質(zhì)層與所述負(fù)極集電體相對的區(qū)域的至少一部分配置有碳顆粒層，所述碳顆粒層包含利用拉曼散射光譜分析測定的g帶峰強(qiáng)度(ig)與d帶峰強(qiáng)度(id)的強(qiáng)度比r(ig/id)為7以上的碳顆粒。

技術(shù)特征：

1.一種鋰二次電池，其具備發(fā)電元件，所述發(fā)電元件具有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒層包含強(qiáng)度比r為50以上的碳顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒包含石墨烯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒層包含的所述碳顆粒之中，顆粒的長軸在所述碳顆粒層的面方向取向的顆粒的比例為80％以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒層的所述固體電解質(zhì)層側(cè)的主面的表面粗糙度(最大高度；rz)為15μm以下。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒層的與所述負(fù)極集電體之間的剝離強(qiáng)度為5n/m以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述碳顆粒層配置在所述負(fù)極集電體的表面的一部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，俯視所述發(fā)電元件時，所述碳顆粒層的外周端位于所述固體電解質(zhì)層的外周端的內(nèi)側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池，其中，所述固體電解質(zhì)層在與所述負(fù)極集電體相對的主面的、所述正極活性物質(zhì)層與所述負(fù)極集電體相對的區(qū)域的至少一部分設(shè)置有離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層，該離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層具有鋰離子傳導(dǎo)性，且抑制所述鋰金屬與所述固體電解質(zhì)的反應(yīng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰二次電池，其中，所述離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層具有電子傳導(dǎo)性。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰二次電池，其中，所述離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層具有電子絕緣性。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰二次電池，其中，所述離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層的楊氏模量為2gpa以上。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰二次電池，其中，所述離子傳導(dǎo)性反應(yīng)抑制層在與所述負(fù)極集電體相對的主面的至少一部分還設(shè)置有鋰析出能量降低層，該鋰析出能量降低層包含：能與鋰合金化的元素的單質(zhì)、或含有所述元素的化合物或者鹽。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明以提供在鋰析出型的鋰二次電池中可表現(xiàn)出能應(yīng)對快速充電的倍率特性的手段為目的。本發(fā)明的一個方式涉及具備發(fā)電元件的鋰二次電池，所述發(fā)電元件具有：正極，其在正極集電體的表面配置有正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層含有能吸儲釋放鋰離子的正極活性物質(zhì)；負(fù)極，其具有負(fù)極集電體且充電時在所述負(fù)極集電體上析出鋰金屬；以及固體電解質(zhì)層，其夾設(shè)于所述正極及所述負(fù)極之間且含有固體電解質(zhì)。并且，具有以下特征：在該鋰二次電池中，所述負(fù)極集電體在與所述固體電解質(zhì)層相對的主面的、所述正極活性物質(zhì)層與所述負(fù)極集電體相對的區(qū)域的至少一部分配置有碳顆粒層，所述碳顆粒層包含利用拉曼散射光譜分析測定的G帶峰強(qiáng)度(I<subgt;G</subgt;)與D帶峰強(qiáng)度(I<subgt;D</subgt;)的強(qiáng)度比R(I<subgt;G</subgt;/I<subgt;D</subgt;)為7以上的碳顆粒。

技術(shù)研發(fā)人員：高田晴美,上田直毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：日產(chǎn)自動車株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30