[發明專利]非水電解質二次電池用負極活性物質顆粒粉末及其制造方法以及非水電解質二次電池

無效

• 申請號: 201380017979.7
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN104247096A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 河野芳輝;荻須謙二;林一之;巖見勝司;沖田朋子
• 申請（專利權）人: 戶田工業株式會社
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/36
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明提供一種抑制了伴隨Li吸藏的體積膨脹的非水電解質二次電池用負極活性物質。

背景技術

近年來，隨著AV設備、個人電腦等電子設備的便攜化、無繩化的快速發展，作為它們的驅動用電源，對小型、輕質且具有高能量密度的二次電池的要求變高。在這種狀況下，具有充放電電壓高、充放電容量也大的優點的鋰離子二次電池備受關注。

在該鋰離子二次電池中，作為負極材料廣泛使用石墨質碳，但其容量已經達到接近理論值的值。

另外，為了實現鋰離子電池的高密度化，當務之急是開發新的比容量大的負極材料。因此，進行著代替碳系負極材料的Sn系、Si系等金屬材料的研究。

但是，這些金屬材料具有增大碳系負極材料的作為課題的容量的優點，而另一方面，也存在由于因Li吸藏引起的體積膨脹而導致的電極的結構破壞從而循環壽命變短的問題。

目前為止，關于金屬顆粒等負極活性物質，已知有用樹脂包覆顆粒表面的技術(專利文獻1)、用樹脂將負極電極固定化的技術(專利文獻2～8)等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2006-525625號公報

專利文獻2：日本特開2011-048987號公報

專利文獻3：日本特開2011-044310號公報

專利文獻4：日本特開2008-021635號公報

專利文獻5：日本特開2006-313742號公報

專利文獻6：日本特開2006-286645號公報

專利文獻7：日本特開2004-178922號公報

專利文獻8：日本特表2009-507338號公報

發明內容

發明所要解決的課題

還未得到充分抑制了因Li吸藏引起的體積膨脹的負極活性物質。

即，在上述專利文獻1～8中所述的技術中，代替碳系負極材料的金屬負極材料具有Li吸藏量多且容量大的優點，而另一方面，具有由于體積膨脹而破壞電極結構的缺點。

本發明的技術課題在于，提供一種二次電池用負極活性物質，其通過對由于Li吸藏而體積膨脹的Li活性的金屬顆粒包覆熱固化樹脂，抑制體積或膨脹。

用于解決課題的方法

即，本發明為一種非水電解質二次電池用負極活性物質，其特征在于，其包括金屬顆粒和熱固性樹脂的復合顆粒粉末，上述復合顆粒粉末的平均粒徑為5～100μm(本發明1)。

另外，本發明為如本發明1所述的非水電解質二次電池用負極活性物質，其中，熱固性樹脂的含量為5.0～30wt％(本發明2)。

另外，本發明為一種非水電解質二次電池用負極活性物質，其特征在于，其包括金屬顆粒和熱固性樹脂的碳化物的復合顆粒粉末，上述復合顆粒粉末的平均粒徑為5～100μm(本發明3)。

另外，本發明為如本發明1或本發明2所述的非水電解質二次電池用負極活性物質，其中，碳化物的含量為0.1～20wt％(本發明4)。

另外，本發明為如本發明1～4中任一項所述的非水電解質二次電池用負極活性物質，其中，熱固性樹脂包括熱固性酚醛樹脂或熱固性環氧樹脂(本發明5)。

另外，本發明為如本發明1～5中任一項所述的非水電解質二次電池用負極活性物質，其中，在非水電解質二次電池用負極活性物質的顆粒內部和顆粒表面含有選自結晶性碳或碳納米管中的一種或兩種以上的碳(本發明6)。

另外，本發明為本發明3所述的負極活性物質的制造方法，其中，將金屬顆粒和熱固性酚醛樹脂或熱固性環氧樹脂造粒而制成復合體后，對該復合體在還原性氛圍中以300～1200℃進行加熱處理(本發明7)。

另外，本發明為一種鋰離子二次電池，其特征在于，使用本發明1～6中任一項所述的非水電解質二次電池用負極活性物質作為負極材料(本發明8)。

發明效果

通過用熱固性樹脂包覆Li活性的金屬顆粒，能夠抑制體積膨脹。另外，通過使電極密度變高，提高每單位體積的電容量。

附圖說明

圖1是表示實施例1中得到的非水電解質二次電池用負極活性物質的顆粒形狀的電子顯微鏡照片。

圖2是圖1的放大圖。

具體實施方式

如下所述更詳細地說明本發明的構成。

本發明的非水電解質二次電池用負極活性物質顆粒粉末(以下，稱為“負極活性物質顆粒粉末”。)包括金屬顆粒和熱固性樹脂的復合體顆粒。

本發明中，作為熱固性樹脂，優選使用熱固性酚醛樹脂或熱固性環氧樹脂。