[發(fā)明專利]鋰粉、鋰離子二次電池用負(fù)極及鋰離子二次電池

在審

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• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108695492A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木長;山本裕司;久保田尚樹;平林幸子
• 申請（專利權(quán)）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

本發(fā)明提供一種大氣中保存穩(wěn)定性優(yōu)異的鋰粉、鋰離子二次電池用負(fù)極及鋰離子二次電池。一種鋰粉，具備由金屬鋰構(gòu)成的核、包覆上述核的表面的包覆層，上述包覆層含有碳酸鋰，在上述碳酸鋰的表面的至少一部分存在氧化鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰粉、使用其的鋰離子二次電池用負(fù)極、以及使用了該鋰離子二次電池用負(fù)極的鋰離子二次電池。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池被用作便攜電子設(shè)備、電動工具、無人機(jī)、XEV、固定電源(Stationary power supply)等各種各樣的產(chǎn)品的電源。而且，伴隨著產(chǎn)品的小型化、高功能化，對作為這些的電源的鋰離子二次電池期待著進(jìn)一步的高能量密度化。

現(xiàn)階段，作為鋰離子二次電池的負(fù)極活性物質(zhì)，較多使用石墨等的碳材料，但是為了高能量密度化，近年來，大量探討比石墨的放電容量大的Si、SiO_x、Sn等的合金系負(fù)極活性物質(zhì)。

但是，石墨、Si、SiOx、Sn等中存在不可逆容量。這是充電時(shí)插入到負(fù)極活性物質(zhì)中的鋰離子被負(fù)極活性物質(zhì)捕捉，放電時(shí)不從負(fù)極活性物質(zhì)脫離的現(xiàn)象。為了降低該不可逆容量，有在石墨中提高石墨化度等的方法。另外，作為其它方法，有預(yù)先使鋰和負(fù)極接觸從而使成為不可逆容量的原因的化學(xué)物質(zhì)種類與鋰進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，減少不可逆容量的方法。并且，作為其中使用的鋰的形態(tài)，有箔和粉。對于箔，存在難以制造薄的鋰箔，而且薄的鋰箔的機(jī)械強(qiáng)度弱因而容易切斷，在制造工序中難以使用的缺點(diǎn)。相對于此，鋰粉具有容易與負(fù)極均勻地反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。然而，鋰粉與鋰箔相比比表面積大，因此存在與使用環(huán)境中的水分、氮、二氧化碳等反應(yīng)，難以處理的問題。

專利文獻(xiàn)1中，公開了含有選自碳酸鋰、氧化鋰及氫氧化鋰的鋰化合物的含有氧和烴的表面包覆鋰粉。記載了通過該結(jié)構(gòu)，從而相比較而言是與大氣中的成分不反應(yīng)的，而且能夠在這樣的周圍的大氣中不產(chǎn)生起火的危險(xiǎn)或者不損失活性的方式從一個(gè)容器移動到其它容器中。專利文獻(xiàn)2中，公開了在鋰粉表面進(jìn)行蠟和無機(jī)涂層，且無機(jī)涂層為選自碳酸鋰、LiF、Li₃PO₄、SiO₂、Li₄SiO₄、LiAlO₂、Li₂TiO₃和LiNbO₃的鋰粉。專利文獻(xiàn)3中公開了一種提供穩(wěn)定的鋰粉的方法，其中包括(a)為了得到熔融了的金屬鋰，將鋰粉加熱至高于其熔點(diǎn)的步驟、(b)將上述熔融后的鋰金屬分散的步驟、和(c)為了在上述鋰粉上得到磷酸鋰的實(shí)質(zhì)上連續(xù)的保護(hù)層，將上述分散后的溶融鋰金屬接觸含有磷酸的化合物的步驟。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特表平8-505440號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特表2010-507197號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特表2010-535936號公報(bào)

然而，在專利文獻(xiàn)1～3中所記載的技術(shù)中，鋰粉在大氣中的保存穩(wěn)定性不充分。

發(fā)明內(nèi)容

在此，本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題而完成的，其目的在于提供一種在大氣中的保存穩(wěn)定性優(yōu)異的鋰粉、使用其的鋰離子二次電池用負(fù)極、以及使用了該負(fù)極的鋰離子二次電池。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所涉及的鋰粉具備由金屬鋰構(gòu)成的核；和包覆所述核的表面的至少一部分的包覆層，所述包覆層含有碳酸鋰，在所述碳酸鋰的表面的至少一部分存在有氧化鋰。

包覆所述核的表面的至少一部分是指包覆所述核的表面的50％以上，優(yōu)選為80％以上。