本公開涉及鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、日本特開2023-101952公開了一種具有槽部的正極活性物質(zhì)層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在鋰離子電池(以下可能簡記為“電池”。)中，對在正極活性物質(zhì)層設(shè)置槽部進(jìn)行了研究。槽部能夠形成電解液的流通路徑。通過槽部，在電池的制造時(shí)，可以期待電解液的含浸所需的時(shí)間(以下也記為“含浸時(shí)間”。)的縮短。為了電池的高能量密度化，對硅(si)系負(fù)極活性物質(zhì)進(jìn)行了研究。根據(jù)新的見解，由于具有槽部的正極活性物質(zhì)層與包含si系負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層相組合，循環(huán)特性有可能降低。另外，伴隨著電池的高能量密度化，要求高單位面積質(zhì)量的設(shè)計(jì)，所以在制造這樣的電極時(shí)，尤其存在改善的余地。

2、本公開的目的在于提高循環(huán)特性。

3、1.一種鋰離子電池，其包含正極、負(fù)極、以及電解液。

4、正極包含正極活性物質(zhì)層。

5、正極包含平坦部及槽部。

6、槽部處的正極活性物質(zhì)層的厚度比平坦部處的正極活性物質(zhì)層的厚度小。

7、負(fù)極包含負(fù)極活性物質(zhì)層。

8、負(fù)極活性物質(zhì)層包含第一部及第二部。

9、第一部與平坦部相對。

10、第二部與槽部相對。

11、負(fù)極活性物質(zhì)層包含負(fù)極活性物質(zhì)。

12、在第一部，負(fù)極活性物質(zhì)包含硅。

13、在第二部，負(fù)極活性物質(zhì)是選自由石墨及鈦酸鋰組成的組中的至少一種。

14、以下“每單位面積的負(fù)極容量”可能簡記為“負(fù)極容量”。關(guān)于每單位面積的正極容量也是同樣的。在正極活性物質(zhì)層中，槽部的正極容量比平坦部(非槽部)的正極容量低。因而，在負(fù)極活性物質(zhì)層中，與正極活性物質(zhì)層的槽部相對的部分(第二部)比與正極活性物質(zhì)層的平坦部相對的部分(第一部)具有低的充電狀態(tài)。si系負(fù)極活性物質(zhì)的放電曲線存在具有傾斜(slopy)的形狀的傾向。即，伴隨著放電，電位逐漸上升。因而，第一部與第二部之間的電位差存在容易增大的傾向。由于電位差的增大，有可能促進(jìn)鋰(li)離子從第一部向第二部的擴(kuò)散。認(rèn)為li離子從第一部向第二部的擴(kuò)散量較多是循環(huán)特性降低的原因之一。

15、在上述的1記載的電池中，在第一部與第二部之間，負(fù)極活性物質(zhì)不同。第一部包含si系負(fù)極活性物質(zhì)。第二部包含選自由石墨及鈦酸鋰(li4ti5o12，lto)組成的組中的至少一種。石墨及l(fā)to的放電曲線包含平臺(plateau)。即，放電曲線包含平坦的部分。因而，即便li離子從第一部向第二部擴(kuò)散，也可以期待第二部內(nèi)的li離子的擴(kuò)散速度顯著降低。其結(jié)果，li離子從第一部向第二部的擴(kuò)散有可能鈍化。因此，可以期待循環(huán)特性的提高。

16、2.根據(jù)上述“1”記載的鋰離子電池例如可以包含如下構(gòu)成。

17、槽部處的正極活性物質(zhì)層的厚度為零。

18、槽部也可以為空白。即，也可以在槽部不存在正極活性物質(zhì)層。通過使槽部為空白，可以期待含浸時(shí)間的縮短。

19、3.根據(jù)上述“1”或“2”記載的鋰離子電池例如可以包含如下構(gòu)成。

20、滿足下述的式(1)的關(guān)系：

21、0.05≤c2/c1(1)

22、式(1)中，

23、c1表示第一部處的每單位面積的負(fù)極容量。

24、c2表示第二部處的每單位面積的負(fù)極容量。

25、通過滿足上述的式(1)的關(guān)系，可以期待短路不良的減少。

26、4.根據(jù)上述“1”至“3”中的任一項(xiàng)記載的鋰離子電池例如可以包含如下構(gòu)成。

27、滿足下述的式(2)及式(3)的關(guān)系的至少一方，

28、30mg/cm2≤ma(2)

29、100μm≤ta(3)

30、式(2)中，ma表示平坦部處的正極活性物質(zhì)層的單位面積質(zhì)量。

31、式(3)中，ta表示平坦部處的正極活性物質(zhì)層的厚度。

32、在滿足上述的式(2)及(3)的關(guān)系的至少一方的情況下，電解液的含浸時(shí)間存在尤其變長的傾向。換言之，認(rèn)為在滿足上述的式(2)及(3)的關(guān)系的至少一方的情況下，槽部的必要性尤其高。

33、5.根據(jù)上述“1”至“4”中的任一項(xiàng)記載的鋰離子電池例如可以包含如下構(gòu)成。

34、負(fù)極活性物質(zhì)層包含第一層及第二層。

35、第一部包含第一層及第二層。

36、在第一部，第二層層疊于第一層。

37、第二部由第一層或第二層構(gòu)成。

38、第二層具有與第一層不同的組成。

39、負(fù)極活性物質(zhì)層可以具有多層結(jié)構(gòu)。例如，可以利用組成彼此不同的兩個(gè)層形成第一部及第二部。例如，可以通過第一層及第二層中的任一方呈條紋狀涂布、且另一方呈面狀涂布來形成第一部及第二部。

40、以下，說明本公開的實(shí)施方式(以下可能簡記為“本實(shí)施方式”。)及本公開的實(shí)施例(以下可能簡記為“本實(shí)施例”。)。不過，本實(shí)施方式及本實(shí)施例不限定本公開的技術(shù)范圍。本實(shí)施方式及本實(shí)施例在所有方面均為例示。本實(shí)施方式及本實(shí)施例為非限制性的。本公開的技術(shù)范圍包含與權(quán)利要求書的記載等同的涵義及范圍內(nèi)的所有變更。例如，從一開始就預(yù)定從本實(shí)施方式提取任意構(gòu)成并將它們?nèi)我饨M合。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子電池，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池，其中，

技術(shù)總結(jié)
鋰離子電池包含正極、負(fù)極、以及電解液。正極包含正極活性物質(zhì)層。正極包含平坦部及槽部。槽部處的正極活性物質(zhì)層的厚度比平坦部處的正極活性物質(zhì)層的厚度小。負(fù)極包含負(fù)極活性物質(zhì)層。負(fù)極活性物質(zhì)層包含第一部及第二部。第一部與平坦部相對。第二部與槽部相對。負(fù)極活性物質(zhì)層包含負(fù)極活性物質(zhì)。在第一部，負(fù)極活性物質(zhì)包含硅。在第二部，負(fù)極活性物質(zhì)是選自由石墨及鈦酸鋰組成的組中的至少一種。

技術(shù)研發(fā)人員：瀬上正晴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐田自動車株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19