[發(fā)明專利]二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)和二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980010003.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN111656581A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 明樂達(dá)哉;內(nèi)山洋平;山本格久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/36;H01M4/48
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

作為本公開的一個(gè)方案的二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)具備：硅酸鹽相11，其包含Li、Si和M^x(M^x為堿金屬、堿土金屬、Si以外的元素)；硅顆粒12，其分散于硅酸鹽相11中；和，金屬顆粒15，其分散于硅酸鹽相11中，且以選自Fe、Cr、Ni、Mn、Cu、Mo、Zn、Al中的1種以上的金屬或合金為主要成分，前述硅酸鹽相中的各元素相對(duì)于除氧以外的元素的總計(jì)的含量如下：Li為3～45摩爾％、Si為40～78摩爾％、M^x為1～40摩爾％。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)和二次電池。

背景技術(shù)

已知的是，硅(Si)、SiO_x所示的硅氧化物等硅材料與石墨等碳材料相比，每單位體積中能吸藏更多的鋰離子等離子。

例如，專利文獻(xiàn)1中公開了一種非水電解質(zhì)二次電池，其是將SiO_x與石墨進(jìn)行混合形成負(fù)極活性物質(zhì)而得到的。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-233245號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

然而，使用硅顆粒作為負(fù)極活性物質(zhì)的二次電池中，期望充放電循環(huán)特性的改善。

因此，本公開的目的在于，提供：能抑制使用硅顆粒作為負(fù)極活性物質(zhì)的二次電池的充放電循環(huán)特性降低的二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)和二次電池。

用于解決問題的方案

作為本公開的一個(gè)方案的二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)具備：硅酸鹽相，其包含Li、Si和M^x(M^x為堿金屬、堿土金屬、Si以外的元素)；硅顆粒，其分散于前述硅酸鹽相中；和，金屬顆粒，其分散于前述硅酸鹽相中，且以選自Fe、Cr、Ni、Mn、Cu、Mo、Zn、Al中的1種以上的金屬或合金為主要成分，前述硅酸鹽相中的各元素相對(duì)于除氧以外的元素的總計(jì)的含量如下：Li為3～45摩爾％、Si為40～78摩爾％、M^x為1～40摩爾％。進(jìn)而，包含堿土金屬M(fèi)的情況下，M的含量為1～10摩爾％。

作為本公開的一個(gè)方案的二次電池的特征在于，具備：具有上述二次電池用負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、正極和電解質(zhì)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本公開的一個(gè)方案，能抑制使用硅顆粒作為負(fù)極活性物質(zhì)的二次電池的充放電循環(huán)特性的降低。

附圖說明

圖1為示意性示出作為實(shí)施方式的一例的負(fù)極活性物質(zhì)顆粒的截面圖。

具體實(shí)施方式

例如，使用硅顆粒作為鋰離子二次電池的負(fù)極活性物質(zhì)的情況下，該二次電池的充放電時(shí)，例如引起下述的反應(yīng)。

充電：Si+4Li⁺+4e^-→Li₄Si

放電：Li₄Si→Si+4Li⁺+4e^-

通常，硅顆粒的伴隨上述充放電反應(yīng)的體積變化大，因此，如果重復(fù)充放電循環(huán)，則顆粒結(jié)構(gòu)被破壞，電池的充放電循環(huán)特性降低。因此，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：使硅顆粒和規(guī)定金屬顆粒分散于具有規(guī)定成分的硅酸鹽相中，從而能夠抑制伴隨充放電反應(yīng)的硅顆粒的體積變化，抑制顆粒結(jié)構(gòu)的破壞，至此想到了以下所示方案的負(fù)極活性物質(zhì)。