[發明專利]非水電解質二次電池用負極材料和二次電池

有效

• 申請號: 201811205423.1
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN109244420B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 吉川博樹;古屋昌浩;加茂博道;高橋廣太
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/48;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 杜麗利

本發明涉及非水電解質二次電池用負極材料，其包含硅復合體，該硅復合體是具有硅的微晶或微粒在與該微晶或微粒組成不同的物質中分散的結構的硅復合體，基于X射線衍射中歸屬于Si(220)的衍射峰的半值寬度，由Scherrer式求出的上述微晶或微粒的微晶的大小為8.0nm以下，根據本發明，能夠提供具有優異的庫侖效率的非水電解質二次電池用負極材料和非水電解質二次電池。

本申請是基于申請號為201480029539.8，申請日為2014年4月28日，發明名稱為“非水電解質二次電池用負極材料和二次電池”的原始中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及包含可用作鋰離子二次電池用負極活性物質的硅復合體的非水電解質二次電池用負極材料和非水電解質二次電池。

背景技術

近年來，伴隨便攜型的電子設備、通信設備等的顯著的發展，從經濟性和設備的小型化、輕量化的觀點出發，強烈希望高能量密度的二次電池。目前為止，作為這種二次電池的高電容化策略，例如，已知將V、Si、B、Zr、Sn等的氧化物和它們的復合氧化物用于負極材料的方法(例如，參考專利文獻1：特開平5-174818號公報、專利文獻2：特開平6-60867號公報)、將經熔融驟冷了的金屬氧化物作為負極材料應用的方法(例如，參考專利文獻3：特開平10-294112號公報)、將氧化硅用于負極材料的方法(例如，參考專利文獻4：專利第2997741號公報)、將Si₂N₂O和Ge₂N₂O用于負極材料的方法(例如，參考專利文獻5：特開平11-102705號公報)等。

但是，對于上述以往的方法，雖然充放電電容提高，能量密度提高，但循環性不充分，對于市場的要求特性尚不充分，未必能夠滿足需要，希望能量密度的進一步提高。

特別地，專利第2997741號公報(專利文獻4)中，將氧化硅用作鋰離子二次電池負極材料，得到了高電容的電極，但初次充放電時的不可逆電容仍大，循環性沒有達到實用水平，存在改進的余地。因此，專利第3952180號公報(專利文獻6)和專利第4081676號公報(專利文獻7)中進行了初次效率和循環性的改善。另一方面，將二次電池在電動汽車中使用的情況下，能量效率良好成為重要的要件。具體地，作為放電時能夠取出的電量(放電電量)與充電時必需的電量(充電電量)的比例的庫侖效率(放電電量/充電電量)的改善成為重要的課題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開平5-174818號公報

專利文獻2：特開平6-60867號公報

專利文獻3：特開平10-294112號公報

專利文獻4：專利第2997741號公報

專利文獻5：特開平11-102705號公報

專利文獻6：專利第3952180號公報

專利文獻7：專利第4081676號公報

發明內容

發明要解決的課題

現在，充放電電容大的電極材料的開發是極其重要的。其中，作為鋰離子二次電池用負極活性物質，硅和氧化硅(SiO_x)由于其電容大，因此受到大量關注，特別地，氧化硅(SiO_x)由于在二氧化硅中容易形成比金屬硅粉末微細的硅粒子，因此硅的微粒化導致的循環特性等的各特性改善容易，因此受到關注。但是，硅粒子的尺寸與庫侖效率的關系尚不明確，對于得到庫侖效率優異的負極材料和二次電池的方法，尚未獲得充分的見識。

用于解決課題的手段