[發明專利]負極、非水電解液二次電池、以及負極的制造方法

有效

• 申請號: 201910669111.4
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110783527B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 大澤良輔;辻子曜;井上薰
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/48;H01M4/62;H01M4/1391;H01M10/052
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

本公開提供負極、非水電解液二次電池、以及負極的制造方法。負極是非水電解液二次電池用的負極。負極至少包含負極活性物質。負極活性物質包含第1氧化硅粒子群和第2氧化硅粒子群。第1氧化硅粒子群沒有預摻雜鋰。第2氧化硅粒子群預摻雜有鋰。第1氧化硅粒子群具有第1平均粒徑。第2氧化硅粒子群具有第2平均粒徑。第2平均粒徑相對于第1平均粒徑之比為1.5以上且11.2以下。

技術領域

本公開涉及負極、非水電解液二次電池、以及負極的制造方法。

背景技術

日本特開2017-188319號公報公開了在氧化硅中預先摻雜有鋰。

發明內容

作為非水電解液二次電池(以下簡稱為“電池”)的負極活性物質，對氧化硅(SiO_x)進行了研究。氧化硅在高容量這一點上是值得期待的材料。但是，氧化硅存在初期充放電時的不可逆容量大的傾向。由于具有不可逆容量，導致初期容量(初期的放電容量)的增加受到抑制。

曾提出過在氧化硅中預先摻雜有鋰(Li)(Li的預摻雜)。通過Li的預摻雜，可期待不可逆容量的降低。但是，存在由于Li的預摻雜而使循環特性降低的傾向。這是由于通過Li的預摻雜而生成堿性成分，堿性成分會減弱粘結劑的粘結力。

以下，在本說明書中，將沒有預摻雜Li的氧化硅記為“SiO_x(未摻雜)”。將“預摻雜有Li的氧化硅”記為“SiO_x(摻雜鋰)”。

為了使初期容量與循環特性取得平衡，想到將SiO_x(未摻雜)和SiO_x(摻雜鋰)并用。這是由于通過SiO_x(未摻雜)和SiO_x(摻雜鋰)雙成分系統，與SiO_x(未摻雜)單成分系統相比可期待不可逆容量降低，并且與SiO_x(摻雜鋰)單成分系統相比可期待堿性成分的生成得到抑制。

但是，在SiO_x(未摻雜)和SiO_x(摻雜鋰)雙成分系統中，由于電流集中于SiO_x(摻雜鋰)，存在循環特性降低的傾向。這是由于與SiO_x(未摻雜)的反應性相比，SiO_x(摻雜鋰)的反應性更高。

本公開的目的是提供一種具有大的初期容量并且具有良好的循環特性的非水電解液二次電池。

以下，對本公開的技術構成和作用效果進行說明。但本公開的作用機制包含推定。不應根據作用機制的正確與否來限定權利要求的范圍。

〔1〕本公開的負極用于非水電解液二次電池。負極至少包含負極活性物質。負極活性物質包含第1氧化硅粒子群和第2氧化硅粒子群。第1氧化硅粒子群沒有預摻雜鋰。第2氧化硅粒子群預摻雜有鋰。第1氧化硅粒子群具有第1平均粒徑。第2氧化硅粒子群具有第2平均粒徑。第2平均粒徑相對于第1平均粒徑之比為1.5以上且11.2以下。

本公開中，使用氧化硅的粒子群(粉體)。第1氧化硅粒子群是SiO_x(未摻雜)的粒子群。第2氧化硅粒子群是SiO_x(摻雜鋰)的粒子群。

圖1是用于說明負極活性物質的反應性的第1概念圖。

本公開的負極活性物質包含SiO_x(未摻雜)和SiO_x(摻雜鋰)。SiO_x(未摻雜)和SiO_x(摻雜鋰)雙成分系統與SiO_x(未摻雜)單成分系統相比，可期待具有大的初期容量。這是由于與SiO_x(未摻雜)單成分系統相比，不可逆容量降低。