锂离子二次电池用材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供含有硅(Si)与铝(Al)的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐的锂离子二次电池用材料、含有该锂离子二次电池材料的锂离子二次电池用负极、锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极合剂、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用电解液、锂离子二次电池用隔膜、锂离子二次电池用粘合剂以及锂离子二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用材料及其应用
本专利技术涉及锂离子二次电池用材料及其应用。
技术介绍
锂离子二次电池与镍氢电池、铅蓄电池等其他的二次电池相比质量轻、具有高的输入输出特性，因此近年来作为电动汽车、混合动力电动汽车等中使用的高输入输出用电源而备受关注。但是，当在电池的构成材料中存在杂质(Fe、Ni、Cu等磁性杂质)时，有时在充放电时杂质会析出至负极上。析出至负极上的杂质将隔膜破坏而到达正极，由此可导致短路。另外，锂离子二次电池有时要在夏季的车中等进行使用。此时，锂离子二次电池的使用温度有时会达到40℃～80℃。此时，构成正极的含Li金属氧化物中的金属会从正极溶出而使电池的特性降低。因此，进行了杂质的捕获剂或吸附剂(以下仅称作吸附剂)的研究以及正极的稳定化的研究(例如参照日本特开2000-77103号公报)。另外，例如公开了一种非水系锂离子二次电池，其为使正极和负极在非水电解液内分离地进行配置而成的非水系锂离子二次电池，所述正极以在构成元素中含有Fe或Mn作为金属元素的锂化合物为正极活性物质，所述负极以能够嵌入或脱嵌锂离子的碳材料为负极活性物质，其中，所述正极含有相对于所述正极活性物质为0.5～5wt％的沸石，该沸石的有效细孔径比所述金属元素的离子半径大，为0.5nm()以下(例如参照日本特开2010-129430号公报)。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，有时利用现有的吸附剂无法高选择性地吸附杂质，而且很难说每单位质量的吸附能力很充分，有时无法获得充分的寿命特性。本专利技术的课题在于提供能够选择性地抑制不需要的金属离子的浓度上升的锂离子二次电池用材料、以及使用该材料获得的锂离子二次电池用负极、锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极合剂、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用隔膜、锂离子二次电池用电解液、锂离子二次电池用粘合剂及锂离子二次电池。用于解决课题的手段用于解决上述课题的具体手段如下。＜1＞一种锂离子二次电池用材料，其含有硅(Si)与铝(Al)的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐。＜2＞上述<1>所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐在27Al-NMR光谱中在3ppm附近具有峰。＜3＞上述<1>或<2>所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐在29Si-NMR光谱中在-78ppm附近及-85ppm附近具有峰。＜4＞上述<1>～<3>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的所述元素摩尔比Si/Al为0.4以上且0.6以下。＜5＞上述<1>～<4>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐在使用CuKα射线作为X射线源的粉末X射线衍射光谱中在2θ＝26.9°及40.3°附近具有峰，且不具有来自于层状粘土矿物的2θ＝20°及35°附近的峰。＜6＞上述<3>～<5>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的29Si-NMR光谱中的所述-85ppm附近的峰B与所述-78ppm附近的峰A的面积比率(峰B/峰A)为2.0以上且9.0以下。＜7＞上述<1>～<6>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的BET比表面积为250m2/g以上。＜8＞上述<1>～<7>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的水分含有率为10质量％以下。＜9＞上述<1>～<8>中任一项所述的锂离子二次电池用材料，其为正极材料、负极、电解液、隔膜或粘合剂。＜10＞一种锂离子二次电池用负极，其含有上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料。＜11＞一种锂离子二次电池，其具有：含有上述＜1＞～＜8＞中任一项所述锂离子二次电池用材料的锂离子二次电池用负极、正极、以及电解质。＜12＞一种锂离子二次电池用正极材料，其含有上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料。＜13＞一种锂离子二次电池用正极合剂，其包含：含有上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料的锂离子二次电池用正极材料、和粘合剂。＜14＞一种锂离子二次电池用正极，其具有集电体和设置在所述集电体上的含有上述＜12＞所述的锂离子二次电池用正极材料的正极层。＜15＞一种锂离子二次电池，其具有：上述＜14＞所述的锂离子二次电池用正极、负极以及电解质。＜16＞一种锂离子二次电池用电解液，其含有：电解质、有机溶剂以及上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料。＜17＞一种锂离子二次电池用隔膜，其含有隔膜基材和上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料。＜18＞一种锂离子二次电池用粘合剂，其含有粘合剂化合物和上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的锂离子二次电池用材料。＜19＞一种锂离子二次电池，其具有选自下述中的至少一种：上述＜10＞所述的锂离子二次电池用负极；上述＜12＞所述的锂离子二次电池用正极材料、上述＜13＞所述的锂离子二次电池用正极合剂或上述＜14＞所述的锂离子二次电池用正极；上述＜16＞所述的锂离子二次电池用电解液；上述＜17＞所述的锂离子二次电池用隔膜；以及上述＜18＞所述的锂离子二次电池用粘合剂。专利技术效果根据本专利技术，可以提供能够选择性地抑制不需要的金属离子的浓度上升的锂离子二次电池用材料、以及使用该材料所获得的锂离子二次电池用负极、锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极合剂、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用隔膜、锂离子二次电池用电解液、锂离子二次电池用粘合剂及锂离子二次电池。附图说明图1为制造例1及制造例2的铝硅酸盐的27Al-NMR光谱。图2为制造例1及制造例2的铝硅酸盐的29Si-NMR光谱。图3为制造例1及制造例2的铝硅酸盐的粉末X射线衍射光谱。图4为制造例1的铝硅酸盐的透射型电子显微镜(TEM)照片。图5为制造例2的铝硅酸盐的透射型电子显微镜(TEM)照片。图6为示意地表示作为本实施方式之一例的管状的所谓伊毛缟石的图。具体实施方式本说明书中“工序”的用语并非仅指独立的工序，即便是在无法与其他工序明确地区分时，只要能够达成该工序所期待的目的，则也包含在本用语中。另外，本说明书中使用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值分别作为最小值及最大值并包含在内的范围。进而，本说明书中组合物中的各成分的量在组合物中存在多个相当于各成分的物质时，只要无特别限定，则是指存在于组合物中的该多个物质的合计量。本说明书中“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”及与其对应的“甲基丙烯酸酯”。“(甲基)丙烯酸共聚物”等其他的类似表达也是同样的。本专利技术中的层或构件的厚度是利用Mitutoyo公司制千分尺测定5点时的平均值。＜锂离子二次电池用材料＞本专利技术的锂离子二次电池用材料含有硅(Si)与铝(Al)的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐(以下也称作“特定铝硅酸盐”)来构成。所述锂离子二次电池用材料还可根据需要进一步含有其他的成分。Si及Al的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐(以下有时称作特定铝硅酸盐)是Si和Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池用材料，其含有硅(Si)与铝(Al)的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.15 JP 2011-250093;2011.11.15 JP 2011-250091.一种锂离子二次电池用材料，其含有硅(Si)与铝(Al)的元素摩尔比Si/Al为0.3以上且小于1.0的铝硅酸盐，所述铝硅酸盐在29Si-NMR光谱中在-78ppm附近及-85ppm附近具有峰，并且所述铝硅酸盐的29Si-NMR光谱中的所述-85ppm附近的峰B与所述-78ppm附近的峰A的面积比率、即峰B/峰A的面积比率为2.0以上且9.0以下。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐在27Al-NMR光谱中在3ppm附近具有峰。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的所述元素摩尔比Si/Al为0.4以上且0.6以下。4.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐在使用CuKα射线作为X射线源的粉末X射线衍射光谱中在2θ＝26.9°及40.3°附近具有峰，且不具有来自于层状粘土矿物的2θ＝20°及35°附近的峰。5.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的BET比表面积为250m2/g以上。6.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用材料，其中，所述铝硅酸盐的水分含有率为10质量％以下。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：三国纮挥，川合洁，古田土克伦，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP