使用硅或硅氧化物作为负极活性物质的非水电解质二次电池改善初次充放电效率和循环特性。负极活性物质颗粒(13a)为用于非水电解质二次电池的颗粒状的负极活性物质，具有由硅或硅氧化物构成的基体颗粒(14)以及覆盖基体颗粒(14)的至少一部分表面的导电性的覆盖层(15)，颗粒内部形成有空隙(16)。空隙(16)优选包括形成于基体颗粒(14)与覆盖层(15)之间的界面空隙(16z)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水电解质二次电池用负极活性物质、使用该负极活性物质的非水电 解质二次电池用负极、以及使用该负极的非水电解质二次电池。
技术介绍
由于娃（Si)以及由SiOx所表不的娃氧化物的每单位体积的容量比石墨等碳材料 高，因此研宄了将其应用于负极活性物质。尤其是，充电时，SiOx吸藏Li+时的体积膨胀率 小于Si，因此期待使其提前实用化。例如，在专利文献1中提出了将SiO#石墨混合来作 为负极活性物质的非水电解质二次电池。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2010-233245号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，存在以下问题：与将石墨用作负极活性物质时相比，将SiO#用作负极活性 物质的非水电解质二次电池的初次充放电效率差，循环初期的容量的降低大。 用于解决问题的方案 上述问题发生的主要的原因在于，充放电时310!￡等的体积变化大于石墨。认为 活性物质的大的体积变化牵涉到例如活性物质层的导电性的降低、初次充放电效率的恶化 等。 为了解决上述问题，本专利技术的非水电解质二次电池用负极活性物质，其特征在于， 其为用于非水电解质二次电池的颗粒状的负极活性物质，具有由硅或硅氧化物构成的基体 颗粒、以及覆盖基体颗粒的至少一部分表面的导电性的覆盖层，颗粒内部形成有空隙。 本专利技术的非水电解质二次电池用负极是将上述负极活性物质和导电性碳材料混 合而构成的。 本专利技术的非水电解质二次电池具备包含上述负极活性物质的负极、正极、以及非 水电解质。 专利技术的效果 根据本专利技术，使用Si或SiOdt为负极活性物质的非水电解质二次电池能够改善 初次充放电效率和循环特性。【附图说明】图1是表示作为本专利技术的实施方式的一个例子的负极的截面图。 图2是表示作为本专利技术的实施方式的一个例子的负极活性物质颗粒的截面图。图3是表示作为本专利技术的实施方式的另一个例子的负极活性物质颗粒的截面图。图4是表示作为本专利技术的实施方式的另一个例子的负极活性物质颗粒的截面图。图5是示出表示实施例中使用的负极活性物质颗粒的截面的第1电子显微镜图像 的图。 图6是示出表示实施例中使用的负极活性物质颗粒的截面的第2电子显微镜图像 的图。 图7是示出表示比较例中使用的负极活性物质颗粒的截面的电子显微镜图像的 图。【具体实施方式】 以下，对本专利技术的实施方式详细地说明。 实施方式的说明中所参照的附图为示意性记载的图，附图中所描绘的构成要素的 尺寸比例等有时与实物不同。具体的尺寸比例等应参考以下说明进行判断。 本说明书中的"大致**"若以"大致相等"为例进行说明，则表示不仅包括完全相 同，还包括可以认为实质相同的情况。 作为本专利技术的实施方式的一个例子的非水电解质二次电池具备包含正极活性物 质的正极、包含负极活性物质的负极、以及包含非水溶剂的非水电解质。优选在正极和负极 之间设置分隔件。作为非水电解质二次电池的一个例子，可以举出将正极和负极隔着分隔 件卷绕而成的电极体以及非水电解质容纳于外壳体的结构。 正极由正极集电体和形成于正极集电体上的正极活性物质层构成是优选的。作为 正极集电体，可以使用例如具有导电性的薄膜体，尤其是铝等在正极的电位范围内稳定的 金属箔、合金箔，具有铝等金属表层的薄膜。除了正极活性物质以外，正极活性物质层优选 还包含导电材料和粘结剂。 对正极活性物质虽然没有特别限制，但优选为含锂的过渡金属氧化物。含锂的过 渡金属氧化物也可以含有Mg、Al等非过渡金属元素。作为具体例子，可以举出钴酸锂、以磷 酸铁锂为代表的橄榄石型磷酸锂、Ni-Co-Mn、Ni-Mn-Al、Ni-Co-Al等含锂的过渡金属氧化 物。正极活性物质可以单独使用其中的1种，也可以混合使用多种。 作为导电材料，可以使用炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨等碳材料、以及其中的2种以 上的混合物等。作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯乙酸酯、聚丙烯 腈、聚乙烯醇、以及其中的2种以上的混合物等。 如图1所例示的那样，负极10具备负极集电体11以及形成于负极集电体11上的 负极活性物质层12是优选的。作为负极集电体11，可以使用例如具有导电性的薄膜体，尤 其是铜等在负极的电位范围内稳定的金属箔、合金箔，具有铜等金属表层的薄膜。负极活性 物质层12包含负极活性物质13以及粘结剂（未图示）是优选的。作为粘结剂，虽然也可 以与正极的情况同样地使用聚四氟乙烯等，但优选使用丁腈橡胶（SBR)、聚酰亚胺等。粘结 剂也可以和羧甲基纤维素等增稠剂组合使用。 作为负极活性物质13可以使用负极活性物质13a，所述负极活性物质13a具有由 硅（Si)或硅氧化物（SiOx)构成的基体颗粒14以及覆盖基体颗粒14的至少一部分表面的 导电性的覆盖层15。作为负极活性物质13,虽然也可以单独使用负极活性物质13a，但从兼 顾高容量化和提高循环特性的观点考虑，与充放电引起的体积变化小于负极活性物质13a 的其它负极活性物质13b混合使用是优选的。对负极活性物质13b虽然没有特别限制，但 优选为石墨、硬碳等碳系活性物质。 将负极活性物质13a与负极活性物质13b混合使用时，例如，负极活性物质13b若 为石墨，则负极活性物质13a和石墨的比例以质量比计为1 :99~20 :80是优选的。若质 量比在该范围内，则容易兼顾高容量化和循环特性的提高。另一方面，相对于负极活性物质 13的总质量的负极活性物质13a的比例小于1质量％时，添加负极活性物质13a来高容量 化的优点变小。 以下，边参照图2~图4边详细说明负极活性物质13a。另外，适宜地参照图5~ 图7的电子显微镜图像。 如图2所例示的那样，负极活性物质13a具有在基体颗粒14的表面形成有覆盖层 15的颗粒形状（以下，称为"负极活性物质颗粒13a"）。而且，负极活性物质颗粒13a的内 部形成有空隙16。空隙16发挥缓解充放电引起的基体颗粒14的体积变化的作用。具体如 后述那样，通过形成空隙16,使用了负极活性物质颗粒13a的非水电解质二次电池的初次 充放电效率和循环特性被大幅改善。负极活性物质颗粒13a例如多数具有棱角，具有块状、扁平状、细长的棒状、针状 等各种形状（参照图5、6)。如后述那样覆盖层15的厚度薄，因此负极活性物质颗粒13a的 粒径与形成空隙16之前的基体颗粒14的粒径大致相等。 基体颗粒14如上所述由Si或SiOx构成。SiOx(优选地，0 <x彡1. 5)例如具有 Si分散在非晶质的Si02基质中的结构。用透射电子显微镜（TEM)观察时能够确认分散的 Si的存在。Si或SiOj于能够比石墨等碳材料吸藏更多的Li+、每单位体积的容量高，因 此有助于高容量化。另一方面，Si、SiOx还具有充放电引起的体积变化大，而且电子传导性 低这样的不适合应用于负极活性物质的特性。对于负极活性物质颗粒13a，通过覆盖层15 和空隙16来改善这样的缺点。 构成基体颗粒14的SiOx也可以在颗粒内当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非水电解质二次电池用负极活性物质，其为用于非水电解质二次电池的颗粒状的负极活性物质，具有：由硅或硅氧化物构成的基体颗粒；以及覆盖所述基体颗粒的至少一部分表面的导电性的覆盖层，颗粒内部形成有空隙。
【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：南博之，横井麻衣，明乐达哉，井町直希，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。