[發明專利]含有含Al和O的硅材料的負極活性物質

有效

• 申請號: 201880059429.4
• 申請日: 2018-06-18
• 公開（公告）號: CN111095628B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 山口泰弘
• 申請（專利權）人: 株式會社豐田自動織機
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;C01B33/02;C01B33/06;H01M4/38
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;劉寧軍

提供新的硅材料。一種負極活性物質，其特征在于，含有含Al和O的硅材料，上述含Al和O的硅材料的Al質量％(Wsubgt;Al/subgt;％)滿足0＜Wsubgt;Al/subgt;＜1，并且，上述含Al和O的硅材料在以Al的k殼為對象的X射線吸收精細結構測定中在1565～1570eV的范圍內觀測到表示Al?O鍵的峰。

技術領域

本發明涉及含有含Al和O的硅材料的負極活性物質。

背景技術

已知以硅為主要構成成分的硅材料用作半導體、太陽能電池、二次電池等的構成要素，并且，近年來，關于硅材料的研究正在積極進行。

例如，在專利文獻1和專利文獻2中記載有負極活性物質為硅的鋰離子二次電池。

在專利文獻3和專利文獻4中記載有負極活性物質為SiO的鋰離子二次電池。

在專利文獻5中記載有使CaSi₂與酸發生反應而合成層狀聚硅烷，并記載有具備該層狀聚硅烷作為負極活性物質的鋰離子二次電池表現出合適的容量。

在專利文獻6中記載有：使CaSi₂與酸發生反應而合成層狀聚硅烷，將該層狀聚硅烷在300℃以上進行加熱而制造出使氫脫離后的納米硅材料；以及具備該納米硅材料作為負極活性物質的鋰離子二次電池表現出合適的容量維持率。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2014-203595號公報

專利文獻2：特開2015-57767號公報

專利文獻3：特開2015-185509號公報

專利文獻4：特開2015-179625號公報

專利文獻5：特開2011-090806號公報

專利文獻6：國際公開第2014/080608號

發明內容

發明要解決的問題

如上所述，硅材料的研究正在積極地進行，并且，在半導體、太陽能電池、二次電池等技術領域中，熱切期望能提供新的硅材料。本發明是鑒于這種情況而完成的，目的在于提供新的硅材料。

用于解決問題的方案

本發明的發明人為了提供新的硅材料，反復試驗而進行了銳意研究。本發明的發明人認為，由于硅自身是半導體，因此，在將硅材料用作二次電池的負極活性物質的情況下，優選以某種方法提高硅材料的導電性。于是，添加了少量的Al來制造硅材料并測定了具備該硅材料的二次電池的電阻，發現其電阻比具備不添加Al的硅材料的二次電池低。另外，對添加了Al的硅材料進行了詳細分析，發現該硅材料具有Al-O鍵。本發明的發明人是基于上述發現完成了本發明。

本發明的負極活性物質的特征在于，含有含Al和O的硅材料，上述含Al和O的硅材料的Al質量％(W_Al％)滿足0＜W_Al＜1，并且，上述含Al和O的硅材料在以Al的k殼為對象的X射線吸收精細結構測定中在1565～1570eV的范圍內觀測到表示Al-O鍵的峰。

發明效果

通過采用本發明的負極活性物質，能夠提供合適的二次電池。

附圖說明

圖1是置換型固溶體CaSi_2-xAl_x的狀態圖。