(57)【要約】【課題】サイクル特性を向上させ得る非水電解質二次電池用電極を提供する。【解決手段】非水電解質二次電池用電極である負極１は、集電体２１と、当該集電体２１の表面に形成された負極活物質層１０と、を有する。負極活物質層１０は、負極活物質１１と、黒鉛材料１２と、バインダ１４とを含む。負極活物質１１にはＳｉＯｘ粒子が用いられる。バインダ１４にはジオポリマーが用いられる。【選択図】図１
2017188334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、
前記集電体の表面に形成された活物質層と、を有し、
前記活物質層は、活物質と、導電材料と、バインダとを含み、
前記活物質にはＳｉＯｘ粒子が用いられ、
前記バインダにはジオポリマーが用いられることを特徴とする非水電解質二次電池用電極。
【請求項２】
前記ジオポリマーは、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−、−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、−Ｆｅ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、もしくは、−Ａｌ−Ｏ−Ｐ−Ｏ−の繰り返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項３】
前記ＳｉＯｘ粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項４】
前記導電材料は、黒鉛材料であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用電極。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用電極を負極として使用した非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池用電極及びそれを使用した非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話といったモバイル機器の電源としてすでに多く採用されている非水電解質二次電池は、近年、電気自動車等に搭載されるなど新たな分野で注目が集まっている。自動車分野において非水電解質二次電池へ要求される性能としては、特に航続距離の向上へ向けた二次電池の高エネルギー密度化が重要視されている。
【０００３】
一般に非水電解質二次電池の負極としては、黒鉛系活物質からなる負極が用いられているが、黒鉛の理論容量は活物質１ｇあたり３７２ｍＡｈである。これに対し、黒鉛を上回る容量を示す活物質として、ケイ素（Ｓｉ）や錫（Ｓｎ）が近年注目されている。ケイ素の理論容量は、活物質質量あたり４２００ｍＡｈ／ｇである。同様に、錫の理論容量は、活物質質量あたり９９０ｍＡｈ／ｇである。
【０００４】
一方、ケイ素は黒鉛の約１１倍の容量を持っているため、リチウム（Ｌｉ）吸蔵放出に伴う体積変化も大きく、リチウム吸蔵により体積が約４倍増加する。黒鉛と比べて、大容量を有する活物質を用いた電極は、充放電に伴う大きな体積変化から、電極の導電パスの切断や微粉化に伴う電極からの脱離、集電体と活物質層の剥離などのおそれがある。このことは、二次電池のサイクル特性を低下させる要因となる可能性がある。そのため、上記金属よりも放電容量は小さいが体積膨張も小さい金属酸化物を用いた負極について開発が進められているが、金属酸化物系活物質でも同様の問題は完全には解決していない。
【０００５】
そのため、例えば特許文献１のようにケイ素粒子表面を炭素層で被覆した複合活物質粒子を用いた電極が提案されているが、被覆層のみでは合金系活物質粒子単体の大きな体積変化による微粉化を十分に抑制するには至らない。
電極の導電パスの切断や微粉化に伴う電極からの脱離、集電体と活物質層の剥離などを防ぐため、例えば特許文献２では、ケイ素粒子表面を、特定の官能基（π電子を有する官能基又はローンペアを有する元素を含む官能基）を有するシランカップリング剤で処理することで、カーボンなどの導電助剤や金属箔集電体と強固な相互作用を発生させている。しかしながら、特許文献２ではバインダの種類については言及されておらず、サイクル特性を向上させるためには、より結着力を高める必要があった。
【０００６】
一方、特許文献３においては、炭素系活物質と導電助剤との親和性に優れるアルギン酸を電極用バインダとして用いることで、負極活物質や導電助剤の剥離を抑制して、サイクル特性を向上させているが、ケイ素系活物質は炭素系活物質とは表面状態や物性が異なるため、特許文献３をそのまま適用することはできない。
ケイ素を含む負極のサイクル特性を向上させる方法としては、例えば、特許文献４では、表面処理を施したケイ素系活物質とバインダとを混合して熱処理して脱水縮合させて結着力を高めて、活物質の電極からの脱離を抑制している。また、特許文献５では、多価カルボン酸や多価アミンを添加した負極活物質スラリーを塗布して形成した電極を熱処理することで、結着力を高めて活物質の電極からの脱離を抑制している。しかしながら、熱処理により形成されたバインダと活物質との共有結合は、充放電に伴う活物質の体積変化により一度結合が切れてしまえば修復することはできず、サイクル特性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８３８４３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１９２８号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６１８３２号公報
【特許文献４】特開２０１１−４９０４６号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２０１２／０１７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、非水電解質二次電池の負極として使用した場合に、非水電解質二次電池のサイクル特性を向上できる非水電解質二次電池用電極及びそれを使用した非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、集電体と、当該集電体の表面に形成された、ケイ素系活物質、バインダ及び黒鉛材料を含む活物質層と、を有する非水電解質二次電池用電極を負極として使用した二次電池のサイクル特性の更なる向上を狙い、鋭意検討を行なった結果、特定のバインダ樹脂を用いることによって、ケイ素系活物質の体積膨張による粒子の脱落や破壊による電池性能の低下を防止し、上記課題を解決することを見出した。
【００１０】
本発明の一態様に係る非水電解質二次電池用電極は、集電体と、当該集電体の表面に形成された活物質層と、を有する。当該活物質層は、活物質と、導電材料と、バインダとを含む。当該活物質にはＳｉＯｘ粒子が用いられる。バインダにはジオポリマーが用いられる。
【００１１】
上記ジオポリマーは、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−、−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、−Ｆｅ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、もしくは、−Ａｌ−Ｏ−Ｐ−Ｏ−の繰り返し単位を有することが好ましい。
上記ＳｉＯｘ粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
上記導電材料は、黒鉛材料であることが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係る非水電解質二次電池は、上記の非水電解質二次電池用電極を負極として使用したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、非水電解質二次電池用電極を負極として使用することで非水電解質二次電池のサイクル特性を向上できる二次電池用電極が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用電極の模式図である。
【図２】評価に使用したコインセルの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用電極及びそれを使用した非水電解質二次電池について説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更などを加えることも可能であり、そのような変更が加えられた実施形態も本発明の実施形態の範囲に含まれるものである。
【００１６】
（非水電解質二次電池用負極）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用電極である負極１は、集電体２１と、その集電体２１上に形成された負極活物質層１０とを備える。
【００１７】
（集電体）
集電体２１としては、二次電池用の負極集電体材料として従来用いられている材料を適宜採用すれば良い。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等が挙げられる。特に、電子伝導性、電池作動電位という観点から、銅が特に好ましい。こうした集電体２１の一般的な厚さは、１０μｍ以上３０μｍ以下程度である。
【００１８】
（負極活物質層）
負極活物質層１０は、負極活物質１１と、黒鉛材料１２と、導電助剤１３と、バインダ１４とを備える。
【００１９】
（負極活物質）
負極活物質１１は、リチウム（Ｌｉ）を可逆的に吸蔵及び放出できる活物質である。負極活物質１１としては、リチウムと合金化する材料が挙げられ、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｇ、及びＡｕからなる群から選択された１つ以上の合金が使用可能である。
本実施形態では、負極活物質１１としてＳｉＯｘ粒子を使用する。ｘは１．５以下であることが好ましい。ｘが１．５を超える場合、十分なリチウムの吸蔵及び放出量を確保することができない。また、ＳｉＯｘ粒子だけでなく、黒鉛材料１２を活物質として加えても良い。
【００２０】
ＳｉＯｘ粒子からなる負極活物質１１の粒径は、ｄ５０（メジアン径：積算値が５０％である粒度の直径、平均粒径を示す）が０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。負極活物質１１のｄ５０が１０μｍより大きい場合、総活物質表面積あたりの電流が大きくなり、電極抵抗が増し、容量が低下する。一方、ｄ５０が０．５μｍ未満である場合、電極スラリーを調液する工程で、活物質粒子が凝集しやすくなり、活物質粒子が均一に分散したスラリーを得ることが困難になるため、電極抵抗が高くなり、容量が低下する。
【００２１】
（黒鉛材料）
黒鉛材料１２は、負極活物質１１の表面と集電体との電子伝導性を付与するための導電性の材料（導電材料）である。また、黒鉛材料１２もリチウムイオンを脱挿入可能であり、負極の活物質の一部として使用される。黒鉛材料１２としては、特に制限されず、公知のものも使用することができる。特に、人造黒鉛や天然黒鉛が好ましい。黒鉛材料１２の粒径（ｄ５０）は特に限定されないが、０．５μｍ以上であることが好ましい。ｄ５０が０．５μｍ未満である場合、電極スラリーを調液する工程で、黒鉛材料が凝集しやすくなり、粒子が均一に分散したスラリーを得ることが困難になるのみならず、比表面積の増大によりバインダ１４を多量に要して活物質含有率が低下するため、容量が低下する。
【００２２】
黒鉛材料１２は、全活物質質量（１００質量％）に対し、２０質量％以上８０質量％以下であることが望ましい。２０質量％未満である場合、ケイ素系活物質の体積変化による影響で負極が集電体から剥離しやすくなる。また、８０質量％を超える場合には、電極中のケイ素系活物質の含有量が小さくなり、体積あたりの容量が大きく低下する。
【００２３】
本実施形態では、負極活物質１１と黒鉛材料１２との含有割合は、質量比で、負極活物質１１の質量を１００とした時に、黒鉛材料１２の質量が１０以上６０以下であることが好ましい。１０よりも小さいと負極活物質１１と黒鉛材料１２の接点が十分でなく、充放電により負極活物質１１が負極から脱落し、サイクル容量が低下する懸念がある。また、６０より大きいと、負極活物質１１の電池容量への寄与度が小さく、十分な容量を得ることができない。
【００２４】
（導電助剤）
導電助剤１３は、電極層の電子伝導性を補助するために加える材料である。導電助剤１３としては、例えば、カーボンブラックや天然黒鉛、人造黒鉛、更には、酸化チタンや酸化ルテニウムなどの金属酸化物、金属ファイバーなどが使用できる。なかでもストラクチャー構造を呈するカーボンブラックが好ましく、特にその一種であるファーネスブラックやケッチェンブラック、アセチレンブラック（Ａｃｅｔｙｌｅｎｅ  Ｂｌａｃｋ：ＡＢ）が好ましく用いられる。尚、カーボンブラックとその他の導電助剤、例えば、気相成長炭素繊維（Ｖａｐｏｒ  Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ：ＶＧＣＦ）との混合系も好ましく用いられる。
【００２５】
上記導電助剤１３の含有量は、全活物質質量（１００質量％）に対して、１質量％以上９０質量％未満であることが好ましい。１質量％未満であると、導電性が不足して電極抵抗が増加する場合がある。また、９０質量％以上であると、活物質量が不足してリチウム吸蔵容量が低下してしまうことがある。
【００２６】
（バインダ）
バインダ１４は、負極活物質１１、黒鉛材料１２、及び導電助剤１３の表面を被覆し結合させる結合剤である。バインダ１４としては、例えば、ジオポリマーを使用できる。ジオポリマーとは、アルカリシリカ溶液の縮合重合体の総称であり、アルカリ刺激セメント等とも呼ばれる。アルカリシリカ溶液中にフィラー（充填剤）を混合することにより、フィラーから金属イオンが溶出して架橋金属として作用することで、高分子化して固化する。ジオポリマーは、固化時に加熱するのが好ましく、例えば４０℃以上１００℃以下で数分から数日かけて硬化させると非常に高い強度を持つジオポリマーが得られる。これを負極１のバインダ１４として使用すると、ケイ酸を主成分とする高強度ジオポリマーバインダと負極活物質１１であるＳｉＯｘ粒子が結着するため親和性が良く、負極活物質１１がバインダ１４中で安定化される。このため、負極活物質１１であるＳｉＯｘ粒子の充電による体積膨張をバインダ１４が吸収するとともに、放電による体積収縮にも追従しやすくなり、負極活物質１１の孤立化、及び導電助剤１３との接触不良の発生が抑制される。
【００２７】
ジオポリマーの主材料であるアルカリシリカ溶液としては、例えばケイ酸ナトリウムの高濃度水溶液、いわゆる水ガラスが使用可能である。水ガラスは単一の化合物ではなく、ＳｉＯ２（無水ケイ酸）とＮａ２Ｏ（酸化ナトリウム）の混合物であり、分子式はＮａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２で表される。それぞれの混合比により、１号〜５号水ガラスに分類され、これらを必要に応じて選択して使用することができる。また、ジオポリマーを構成するフィラーとしては、ジオポリマーの縮合重合を生じる架橋金属を含むフィラーが使用される。例えば、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等が上げられる。また、火力発電で石炭を燃焼した際に生成するフライアッシュには、上記のさまざまな金属酸化物の微粒子が含まれているのでフィラーとして使用することができる。
【００２８】
本実施形態では、バインダ１４としては、前述のようにジオポリマーを使用する。ジオポリマーは、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−、−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、−Ｆｅ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−、もしくは、−Ａｌ−Ｏ−Ｐ−Ｏ−の繰り返し単位を有することが好ましい。このとき、バインダ１４は、質量比で、負極活物質１１の合計質量を１００とした時に、３以上４０以下となる割合で負極活物質層１０に含まれていることが好ましく、３以上２５以下であることがより好ましい。３未満であると活物質の十分な結着ができない。また、４０を超えると電極の単位体積あたりの容量が大きく低下する。
【００２９】
（コインセル）
次に、非水電解質二次電池の一例として、上記の負極１を用いたコインセル２０について説明する。
図２に示すように、コインセル２０は、内部でセパレータ２２を介して、負極１と正極２３とが対向しており、その周囲に十分な量の電解液２４が充填されている。また、コインセル２０の外装部分は、負極側に負極ケース２５、正極側に正極ケース２６が配置され、正極ケース２６の円周部にガスケット２７が設けられている。上記の電解液２４は、負極ケース２５と正極ケース２６とガスケット２７とで区画された空間内に充填されている。
【００３０】
（セパレータ）
セパレータ２２は、対向配置された正極２３と負極１との間に区切りとして配置されている絶縁材料である。これにより、セパレータ２２は正極２３と負極１とを電気的に絶縁している。セパレータ２２としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン製の微孔膜、芳香族ポリアミド樹脂製の微孔膜、不織布、無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート等を用いることができる。
【００３１】
（正極）
正極２３は、リチウム金属箔、正極活物質層、及び正極集電体（図示せず）と、が積層された積層構造とすることができる。正極活物質層を構成する正極活物質は、リチウムの吸蔵放出が可能なものであれば良く、公知の非水電解質二次電池用の正極活物質を用いることができる。具体的は、正極活物質としては、例えば、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウム鉄酸化物及びリチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物等を用いることができる。なお、正極活物質として、上記活物質を複数混合させて用いても良い。
【００３２】
正極２３における正極活物質層は、正極活物質のほかに導電助剤やバインダを含んでいても良い。正極活物質層に含まれる導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の公知の材料を用いることができる。正極活物質層に含まれるバインダは、正極活物質と導電助剤との混合物を集電体へ密着できれば特に限定されない。このようなバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等を例示することができる。
【００３３】
正極２３における正極集電体（図示せず）としては、二次電池用の正極集電体材料として従来用いられている材料を適宜採用すれば良い。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等が挙げられる。特に、電子伝導性、電池作動電位という観点から、アルミニウムが特に好ましい。こうした集電体の一般的な厚さは、１０μｍ以上３０μｍ以下程度である。
【００３４】
（電解液）
電解液２４は、リチウムイオン伝導性を有する溶液であり、溶媒と電解質から構成されている。
電解液２４に含まれる溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの低粘度の鎖状炭酸エステルと、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの高誘電率の環状炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、メチルアセテート、メチルプロピオネート、ビニレンカーボネート、ジメチルホルムアミド、スルホラン及びこれらの混合溶媒等を挙げることができる。
【００３５】
電解液２４に含まれる電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＩ、ＬｉＡｌＣｌ４等及びそれらの混合物等が挙げられる。好ましくは、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６のうちの１種又は２種以上を混合したリチウム塩が良い。
【００３６】
（負極ケース）
負極ケース２５は、負極１を収容するケースである。本実施形態では、負極ケース２５は、凹部を形成し、凹部の内側の中央部に負極１を収容し、凹部の内壁部に沿ってガスケット２７が設けられ、負極１とガスケット２７との間に電解液２４が充填されている。また、負極１及び電解液２４の上側にセパレータ２２を介して正極２３が搭載される。
【００３７】
（正極ケース）
正極ケース２６は、正極２３を収容するケースである。本実施形態では、正極ケース２６は、凹部を形成し、凹部の内側の中央部に正極２３を収容し、正極２３と凹部の内壁部との間に電解液２４が充填されている。また、凹部の内側において、正極２３及び電解液２４はセパレータ２２により封止されている。正極ケース２６の凹部の開口部は、負極ケース２５の凹部の開口部と対向する。これにより、正極２３はセパレータ２２を介して負極１と対向する。正極ケース２６の凹部の開口径は、負極１の幅よりも大きく、負極ケース２５の凹部の開口径よりも小さい。ここでは、負極ケース２５の凹部と正極ケース２６の凹部との隙間にガスケット２７が設けられる。
【００３８】
（ガスケット）
ガスケット２７は、端子間での短絡防止や電解液の漏出を防止するための部材である。ガスケット２７としては、例えば、公知のガスケットを用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、本実施形態に係る非水電解質二次電池用電極及びその製造方法について、具体的な実施例１及び比較例１を挙げて説明する。なお、本実施形態は下記実施例１によって制限されるものではない。
（実施例１）
先ず、３号水ガラス１ｇに純水３０ｇを加え、卓上ディスパーサーにて５分間撹拌した。ここに、目開き２０μｍの篩で篩分けたフライアッシュＩＩの篩下粒子１ｇを添加し、卓上ディスパーサーにて５分間撹拌した。次に、導電助剤として天然黒鉛（日立化成製）１．１ｇとアセチレンブラック（三菱化学製）１．２ｇを添加し、卓上ディスパーサーにて１０分間撹拌した。更に、活物質としてｄ５０が６．６μｍのＳｉＯ粒子（大阪チタニウム製）３０ｇを加え、卓上ディスパーサーで２０分間撹拌し、実施例１の負極スラリーを得た。
【００４０】
（比較例１）
先ず、卓上ディスパーサーでカルボキシ・メチル・セルロース（ＣＭＣ）３．０ｇを純水１６０．５ｇに撹拌し、溶解した。ここに実施例１と同じｄ５０が６．６μｍのＳｉＯ粒子（大阪チタニウム製）３０ｇと天然黒鉛（日立化成製）３．３ｇ、アセチレンブラック（三菱化学製）３．６ｇを添加し、卓上ディスパーサーで２０分間撹拌した後、この分散液にスチレン・ブタジエン・ラバー（ＳＢＲ：日本ゼオン製）を４．５ｇ添加し、更に卓上ディスパーサーで１０分間撹拌し、比較例１の負極スラリーを得た。
【００４１】
（負極電極板の作製）
実施例１及び比較例１それぞれについて、得られた負極スラリーを用いて図１に示す負極１を作製した。ここでは、得られた負極スラリーを集電体２１に塗布した。集電体２１は、厚さ１２μｍの銅箔を使用した。負極スラリーは、２．８ｍｇ／ｃｍ２の目付量になるように、アプリケータにて塗布した。続いて、８０℃で３０分予備乾燥した。これを密度が１．０ｇ／ｃｍ３になるようにプレスし、１０５℃で５時間、乾燥して、実施例１及び比較例１の負極１を作製した。
【００４２】
（コインセルの作製）
実施例１及び比較例１それぞれについて、得られた負極１を用いて図２に示すコインセル２０を作製した。ここでは、得られた負極１と、３００μｍ厚のリチウム金属箔を用いた正極２３とをセパレータ（型番２２００、セルガード製）２２を介して負極ケース２５と正極ケース２６で挟み込み、実施例１及び比較例１のコインセル２０を作製した。
正極２３は、直径１５ｍｍの円板に打ち抜き、リチウム金属箔は、直径１６ｍｍの円板に打ち抜いて、評価を行なった。電解液２４は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の３：７（体積比）の混合溶液に、ＬｉＰＦ６を１Ｍとなるように加え、更にビニレンカーボネート（ＶＣ）を２質量％添加したものを使用した。
【００４３】
（充放電評価試験）
実施例１及び比較例１の電池について、充放電評価試験を０．０１Ｖ以上１．５Ｖ以下の電圧で行なった。初めに初期放電容量評価として、０．０５Ｃでの定電流充放電を１回、０．１Ｃでの定電流充放電を１回、０．２Ｃでの定電流充放電を１回、この順に続けて行い、更に続けて０．２Ｃで定電流充電し１．０Ｃで定電流放電を行なうサイクル試験を１００サイクル行なった。
上記の充放電評価試験の結果を、下記の表１に示す。
【００４４】
【表１】
2017188334.tif 000003
ＳＢＲ：スチレン・ブタジエン・ラバー
ＣＭＣ：カルボキシ・メチル・セルロース
【００４５】
実施例１の電池は比較例１の電池よりも、１００サイクル目の放電容量が高く、サイクル特性が良好であることがわかった。これは、バインダとして、活物質であるＳｉＯｘ粒子と親和性が高く強度面でも優れたジオポリマーを使用したため、活物質がバインダ中で安定して保持され、充放電による活物質の膨張や収縮が生じても、活物質の脱落や破壊が生じにくくなり、充放電の性能が持続しサイクル特性が向上したものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によって得られる非水電解質二次電池用負極は、この負極を用いた二次電池のサイクル特性が向上するという効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。したがって、本発明の非水電解質二次電池用負極は高耐久性が要求される電気自動車の駆動用蓄電池や各種エネルギーの蓄電設備、家庭用蓄電設備などの蓄電池として好適に活用することができる。
【００４７】
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。したがって、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。
【符号の説明】
【００４８】
１…負極（非水電解質二次電池用電極）
１０…負極活物質層
１１…負極活物質
１２…黒鉛材料
１３…導電助剤
１４…バインダ
２０…コインセル
２１…集電体
２２…セパレータ
２３…正極
２４…電解液
２５…負極ケース
２６…正極ケース
２７…ガスケット
【図１】
2017188334.tif 000004
【図２】
2017188334.tif 000005