电极活性物质材料、电极活性物质材料的制造方法、电极、电池、以及包合物的使用方法技术

本发明专利技术提供含有包合物的电极活性物质材料，其比客体物质非内包硅包合物更能够耐受伴随锂离子等的反复侵入和脱离时产生的负荷。本发明专利技术的电极活性物质材料含有包合物。包合物包含晶格和客体物质。客体物质内包于晶格。需要说明的是，优选地，包合物为电极活性物质材料的主要成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及电极活性物质材料、电极活性物质材料的制造方法、电极、电池、W及 包合物的使用方法。
技术介绍
近年来，包合物的研究开发在积极地进行着。在美国专利申请公开第 2012/0021283号说明书（专利文献1)中，提出了将仅由不内包客体物质的娃形成的包合物 (W下称为"客体物质非内包娃包合物"）作为裡离子二次电池等金属离子二次电池的电极 活性物质材料来使用。 可是，专利文献1中公开的娃包合物为亚稳定状态下不稳定的物质。因此，对于该 娃包合物，当裡离子等反复多次侵入/脱离时，将对其晶体结构带来极大的负荷。其结果， 认为娃包合物崩溃而恢复到通常的晶体娃，有时不发挥作为电极活性物质材料的功能。专 利文献1中，关于客体物质非内包娃包合物的放电容量、容量维持率没有进一步进行任何 公开。 现有技术文献 [000引专利文献 专利文献1;美国专利申请公开第2012/0021283号说明书
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供具有高放电容量或高容量维持率的电极活性物质材料。 [000引本实施方式的电极活性物质材料含有包合物。包合物包含晶格和客体物质。客体 物质内包于晶格。 本实施方式的电极活性物质材料具有高放电容量或高容量维持率。【具体实施方式】 本实施方式的电极活性物质材料含有包合物。包合物包含晶格和客体物质。客体 物质内包于晶格。该包合物为所谓的客体物质内包包合物。 在不有损于本专利技术的主旨的范围内，该包合物也可W含有其它的电极活性物质材 料（例如，娃粒子、锡粒子、石墨粒子、娃石墨复合粒子等）。 优选地，本实施方式的包合物为电极活性物质材料的主要成分。本说明书中所谓 的主要成分是指，按体积比例计占50%W上的成分。包合物也可W含有不可避免的杂质。 然而，包合物中的不可避免的杂质尽可能少是优选的。 含有本实施方式的电极活性物质材料的电极可W是正极和负极中的任一个。优选 地，本实施方式的电极为负极。优选地，本实施方式的电极用于非水电解质二次电池。本说 明书中所谓的"非水电解质二次电池"，例如为裡离子二次电池、钢离子二次电池、儀离子二 次电池、巧离子二次电池等金属离子二次电池。 经过深入研究，本专利技术人等得到W下见解。将使用了含有包合物的电极活性物质 材料的电极用于金属离子二次电池的情况下，该金属离子二次电池显示出一定的容量维持 率，所述包合物包含内包客体物质的晶体结构。因此，与不内包客体物质的娃包合物相比， 该电极活性物质材料能够耐受伴随裡离子等的反复侵入和脱离时产生的负荷。进而，上述 电极的放电容量有时还可能为石墨的放电容量化60~790mAh/cc)W上。因此，包含内包 客体物质的晶体结构的包合物能够作为电极活性物质材料发挥功能。 上述电极活性物质材料中，包合物被纳米粒子化是优选的。本说明书中，"纳米粒 子化"是指，电极活性物质材料中的包合物的晶粒为纳米粒子。"纳米粒子"是指，具有Inm~ 300nm的平均粒径的粒子。在利用含有纳米粒子化的包合物的电极活性物质材料的情况下， 金属离子二次电池的放电容量显著提高。因此，被纳米粒子化的包合物作为电极活性物质 材料是极其有用的。 包合物的晶粒的平均粒径可W按照W下方法求出。用X射线衍射仪巧igaku株式 会社制造，RINT-1100)，将化作为射线源，对包合物实施X射线衍射测定。特定所得包合物 的峰中最强的峰。基于所特定的最强峰的半值宽度，由谢勒式求出平均粒径。此时，设定常 数K= 0. 89。上述电极活性物质材料中，客体物质优选包含选自由领炬a)、巧（Ca)和裡（Li)组 成的组中的至少一种。晶格优选包含选自由嫁（Ga)、侣（A1)、铜（In)、银（Ag)、金（Au)、铜 (化）、镶（Ni)和钻（Co)组成的组中的至少一种W及选自由娃（Si)和锡（Sn)组成的组中 的至少一种。本专利技术人等经过深入研究，结果明确了若含有该些元素则能够容易地制造电 极活性物质材料。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有AyByC,的组成。本专利技术人等经过深入研 究，结果明确了通过设定为上述组成，能够更容易地制造电极活性物质材料。A包含选自由 领炬a)、巧（Ca)和裡（U)组成的组中的至少一种。B包含选自由铜化）、银（Ag)、金（Au)、 铜（化）、镶（Ni)和钻（Co)组成的组中的至少一种。C包含选自由娃（Si)和锡（Sn)组成的 组中的至少一种。X为7~9。y为0~6。（y+z)/x为5. 1~6. 6。Z优选为（46-y)。A、 B或C包含2种W上的元素时，其总原子数符合X、y、Z的各个规定。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有AyAlyC,的组成或者具有AyGayC,的组 成。本专利技术人等经过深入研究，结果明确了该些组成的包合物为可W均衡地提高金属离子 二次电池的放电容量、充放电效率、充放电循环特性的电极活性物质材料。A包含选自由领 炬a)、巧（Ca)和裡（Li)组成的组中的至少一种。C包含选自由娃（Si)和锡（Sn)组成的组 中的至少一种。X为7~9。y为0~16。另外，（y+z)/x为5. 1~6. 6。Z优选为（46-y)。 A、B或C包含2种W上的元素时，其总原子数符合X、y、Z的各个规定。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有A,化yC,的组成。本专利技术人等经过深入 研究，结果明确了该组成的包合物为可W提高金属离子二次电池的充放电循环特性的电极 活性物质材料。A包含选自由领炬a)、巧（Ca)和裡（Li)组成的组中的至少一种。C包含 选自由娃（Si)和锡（Sn)组成的组中的至少一种。X为7~9。y为0~6。另外，（y+z)/x 为5.1~6.6。Z优选为（46-y)。A、B或C包含2种W上的元素时，其总原子数符合x、y、 Z的各个规定。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有AyNiyC,的组成。本专利技术人等经过深入 研究，结果明确了该组成的包合物为可W提高金属离子二次电池的充放电循环特性的电极 活性物质材料。A包含选自由领炬a)、巧（Ca)和裡（Li)组成的组中的至少一种。C包含选 自由娃（Si)和锡（Sn)组成的组中的至少一种。X在7~9的范围内。y在0~6的范围 内。（y+z)/x为5. 1~6. 6。Z优选为（46-y)。A、B或C包含2种W上的元素时，其总原子 数符合X、y、Z的各个规定。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有AyAgyC,的组成。本专利技术人等经过深入 研究，结果明确了该组成的包合物为可高水平地均衡地提高金属离子二次电池的放电 容量、充放电效率、充放电循环特性的电极活性物质材料。A包含选自由领炬a)、巧（Ca)和 裡（Li)组成的组中的至少一种。C包含选自由娃（Si)和锡（Sn)组成的组中的至少一种。 X在7~9W下的范围内。y在0~6的范围内。（y+z)/x为5. 1~6.6。Z优选为（46-y)。 A、B或C包含2种W上的元素时，其总原子数符合X、y、Z的各个规定。 上述电极活性物质材料中，包合物优选具有A,BySn,的组成。本专利技术人等经过深入 研究，结果明确了该组成的包合物为可高水平地均衡地提高金属离子二次电池的放电 容量、充放电效率、充放电循环特性的电极活性物质材料。A包含选自由领炬a)、巧（Ca)和 裡（Li)组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极活性物质材料，其含有包合物，所述包合物包含晶格和内包于所述晶格的客体物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：祢宜教之，永田辰夫，山本祐義，宗藤伸治，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP