[發(fā)明專利]負(fù)極活性物質(zhì)和電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011300535.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113036111A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 早稻田哲也;若杉悟志;吉田淳;足立真輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/36;H01M4/66
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

本公開(kāi)的主要目的是提供一種充放電引起的體積變化小的負(fù)極活性物質(zhì)。在本公開(kāi)中，通過(guò)提供一種負(fù)極活性物質(zhì)來(lái)解決上述課題，該負(fù)極活性物質(zhì)包含具有Si相、金屬硅化物相即MSi相(M是過(guò)渡金屬元素)和第一空隙的一次粒子。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及負(fù)極活性物質(zhì)和電池。

背景技術(shù)

近年來(lái)，正廣泛進(jìn)行著電池的開(kāi)發(fā)。例如，汽車產(chǎn)業(yè)界正在推進(jìn)用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車的電池的開(kāi)發(fā)。另外，作為用于電池的活性物質(zhì)，已知Si粒子。

例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了具有空隙的多孔質(zhì)硅粒子作為負(fù)極活性物質(zhì)。專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了在金屬硅化物相內(nèi)分散了Si相的粒子作為負(fù)極活性物質(zhì)。專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了包含由Si相構(gòu)成的粒子和由金屬硅化物相構(gòu)成的粒子的復(fù)合粒子作為負(fù)極活性物質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利公開(kāi)2013-203626號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本專利公開(kāi)2015-095301號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3:日本專利公開(kāi)2013-235682號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

Si粒子的理論容量大，對(duì)電池的高能密度化有效。另一方面，Si粒子在充放電時(shí)的體積變化大。

本公開(kāi)是鑒于上述實(shí)際情況而完成的，主要目的是提供充放電引起的體積變化小的負(fù)極活性物質(zhì)。

為了解決上述課題，在本公開(kāi)中提供一種負(fù)極活性物質(zhì)，其包含具有Si相、金屬硅化物相即MSi相(M是過(guò)渡金屬元素)和第一空隙的一次粒子。

根據(jù)本公開(kāi)，一次粒子具有Si相、金屬硅化物相即MSi相和第一空隙，因此能夠形成充放電引起的體積變化小的負(fù)極活性物質(zhì)。

在上述公開(kāi)中，上述過(guò)渡金屬元素相對(duì)于上述一次粒子所含的Si元素和上述過(guò)渡金屬元素的合計(jì)的比例可以是2mol％以上且小于50mol％。

在上述公開(kāi)中，上述一次粒子的上述第一空隙的比例可以是3％以上。

在上述公開(kāi)中，上述過(guò)渡金屬元素可以是W、Mo、Cr、V、Nb、Fe、Ti、Zr、Hf和Os中的至少一種。

在上述公開(kāi)中，上述過(guò)渡金屬元素可以是Cr、Ti、Zr、Hf和Os中的至少一種。

在上述公開(kāi)中，上述負(fù)極活性物質(zhì)可以是多個(gè)上述一次粒子凝聚而成的、并具有第二空隙的二次粒子。

另外，在本公開(kāi)中，提供一種電池，具有正極活性物質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層以及形成于上述正極活性物質(zhì)層與上述負(fù)極活性物質(zhì)層之間的電解質(zhì)層，上述負(fù)極活性物質(zhì)層含有上述負(fù)極活性物質(zhì)。

根據(jù)本公開(kāi)，負(fù)極活性物質(zhì)層含有上述負(fù)極活性物質(zhì)，所以能夠形成抑制了充放電引起的束縛壓上升的電池。

另外，在上述公開(kāi)中，可以是以下電池，上述負(fù)極活性物質(zhì)層含有上述負(fù)極活性物質(zhì)，在將上述負(fù)極活性物質(zhì)層的層疊方向上的厚度設(shè)為α(μm)、并將上述二次粒子的平均粒徑設(shè)為β(μm)的情況下，β/α是0.02以上且0.5以下。

根據(jù)本公開(kāi)，負(fù)極活性物質(zhì)層的層疊方向上的厚度與二次粒子的平均粒徑處于預(yù)定的關(guān)系，所以能夠形成更加抑制了充放電引起的束縛壓上升的電池。

在本公開(kāi)中，可發(fā)揮能夠得到充放電引起的體積變化小的負(fù)極活性物質(zhì)這一效果。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本公開(kāi)的電池一例的概略截面圖。

圖2是實(shí)施例4中得到的負(fù)極活性物質(zhì)(一次粒子)的截面SEM圖像。

圖3是比較例4中得到的負(fù)極活性物質(zhì)(一次粒子)的截面SEM圖像。