[發明專利]鋰二次電池及其制造方法

無效

• 申請號: 200780010756.2
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101411007A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 福井厚史;南博之;樟本靖幸
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/02;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/40
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種鋰二次電池，其具備：

負極，其在負極集電體的表面配置有負極活性物質層，該負極活性物質層具有包含硅顆粒和/或硅合金顆粒的負極活性物質顆粒以及負極粘合劑；

正極，其具有正極活性物質；

隔膜；以及

非水電解質；

其特征在于，所述硅顆粒和所述硅合金顆粒的微晶尺寸為100nm以下。

2.根據權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述硅顆粒和所述硅合金顆粒的微晶尺寸為60nm以下。

3.根據權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述硅顆粒和所述硅合金顆粒的平均粒徑為7μm以上25μm以下。

4.根據權利要求3所述的鋰二次電池，其中，在所述硅顆粒和所述硅合金顆粒的粒度分布中，D10為3μm以上，并且D90為30μm以下。

5.根據權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述負極活性物質顆粒為硅顆粒，并且，在該顆粒中硅的純度為95質量％以上。

6.根據權利要求5所述的鋰二次電池，其中，所述硅顆粒中包含氧和選自磷、硼、鋁、鐵、鈣、鈉、鎵、鋰以及銦組成的組中的至少1種作為雜質。

7.根據權利要求1所述的鋰二次電池，所述硅顆粒和所述硅合金顆粒是用含有硅烷化合物的材料的熱解法或熱還原法制備的。

8.根據權利要求7所述的鋰二次電池，所述硅顆粒是將用含有硅烷化合物的材料的熱解法或熱還原法制備的硅塊進行粉碎、分級來制備的。

9.根據權利要求7所述的鋰二次電池，所述硅合金顆粒是將用含有硅烷化合物的材料的熱解法或熱還原法制備的硅合金塊進行粉碎、分級來制備的。

10.根據權利要求7所述的鋰二次電池，所述硅烷化合物是甲硅烷(SiH₄)。

11.根據權利要求1所述的鋰二次電池，在所述負極活性物質層內，相對于負極活性物質添加3質量％以上20質量％以下的平均粒徑為3μm以上15μm以下的石墨粉末。

12.根據權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述負極活性物質層的厚度為40μm以下。

13.根據權利要求1所述的鋰二次電池，所述負極粘合劑是熱塑性的。

14.根據權利要求13所述的鋰二次電池，所述負極集電體由銅合金制成，所述負極粘合劑的熔點或玻璃化轉變溫度為150℃以上450℃以下。

15.根據權利要求13所述的鋰二次電池，其中，所述負極粘合劑為聚酰亞胺。

16.根據權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述正極活性物質中包含鋰過渡金屬復合氧化物，并且，所述正極與所述負極的理論電容量比為1.2以下。

17.根據權利要求1所述的鋰二次電池，在所述非水電解質中含有CO₂和/或氟代碳酸亞乙酯。

18.一種鋰二次電池的制造方法，其特征在于，該方法具有如下步驟：

制作微晶尺寸為100nm以下的硅顆粒和/或微晶尺寸為100nm以下的硅合金顆粒的步驟；

在負極集電體的表面涂布負極活性物質糊劑，其中該負極活性物質糊劑具有包含所述硅顆粒和/或硅合金顆粒的負極活性物質顆粒和負極粘合劑，然后進行干燥、壓延來制作負極的步驟；

將上述負極和正極通過隔膜配置，然后向這些正負兩極和隔膜供給非水電解質的步驟。

19.根據權利要求18所述的鋰二次電池的制造方法，其中，在制作所述負極的步驟中，進行干燥、壓延之后在非氧化性氣氛下進行熱處理。

20.根據權利要求19所述的鋰二次電池的制造方法，所述熱處理的溫度是超過所述負極粘合劑的熔點或玻璃化轉變溫度的溫度。

21.根據權利要求19所述的鋰二次電池的制造方法，在所述負極集電體由銅合金制成的情況下，所述熱處理的溫度為150℃以上450℃以下。

22.根據權利要求18所述的鋰二次電池的制造方法，其中，以氣相法制作所述硅顆粒和所述硅合金顆粒。