本发明专利技术廉价地提供一种高容量的锂二次电池，其通过使用与现有的负极材料不同的材料，从而谋求提高充放电的可逆性，本发明专利技术还提供一种锂二次电池，该电池即使使用现有所使用的电解液，着火、过热等的危险性也很小。一种锂二次电池用负极材料，其特征在于由具有凹曲面形状的凹部的铁箔或铁基合金箔形成，该凹曲面形状的凹部通过激光束照射进行热处理而形成，其表层部的表面是与锂二次电池用电解液接触的表面。一种锂二次电池，其包含由该负极材料形成的负极、以锂化合物为活性物质的正极、配置于该正负极间的电解液以及将正负极间隔开的隔膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术廉价地提供一种高容量的锂二次电池，其通过使用与现有的负极材料不同的材料，从而谋求提高充放电的可逆性，本专利技术还提供一种锂二次电池，该电池即使使用现有所使用的电解液，着火、过热等的危险性也很小。一种锂二次电池用负极材料，其特征在于由具有凹曲面形状的凹部的铁箔或铁基合金箔形成，该凹曲面形状的凹部通过激光束照射进行热处理而形成，其表层部的表面是与锂二次电池用电解液接触的表面。一种锂二次电池，其包含由该负极材料形成的负极、以锂化合物为活性物质的正极、配置于该正负极间的电解液以及将正负极间隔开的隔膜。【专利说明】
本专利技术涉及一种锂二次电池用负极材料、该负极材料的制造方法、以及使用了该 负极材料的锂二次电池。
技术介绍
近年来，正在开发高性能的二次电池作为电动汽车等车辆的电动机驱动用电源。 作为电动机驱动用的二次电池而言，特别要求的是高容量和循环特性优异。由此，正在积极 地对理论能量高的锂离子二次电池进行改良。 在过去，作为锂离子二次电池的负极材料，已知有碳类材料、石墨类材料、C〇0、 C〇304、Fe203等氧化物类材料、Ge 3N4、Zn3N2、Cu3N等金属氮化物类材料、Mg 2Si、CrSi2、NiSi等 Li-Si-M类材料、Li金属或Li合金，但是实用上主要使用碳类材料以及石墨类材料。其外， 也已知有将Cr4C、VC 2、Fe2C、FeC等金属碳化物设为负极材料的非水电解质二次电池（专利 文献1)，但是其试验电池的放电容量与比较例在石墨负极材料情况下的350mAh/g相比为 500mAh/g左右，难以高容量化。 作为代替碳类材料以及石墨类材料等插层材料并且可实现更进一步的高容量化、 高能量密度化的材料，与Li进行合金化的Sn、Si以及它们的合金类负极材料引人注目（非 专利文献1)。 进一步，作为负极活性物质，Fe203等铁氧化物不同于插层材料，进行转化型（分解 /再生型）的充放电反应，例如报告如下：在Fe 203的情况下，如式子Fe203+6Li - 3Li20+2Fe 所示的那样，在充电时吸藏Li离子时则伴随着还原而分解，生成铁（Fe)和氧化锂（Li20)， 在放电时Li离子脱离时则再生出铁氧化物（Fe 203)。作为这样的转化型负极活性物质，使 用通过在具备有粗糙面的导电性基体的粗糙面上设置铁氧化物膜而得到的负极的锂二次 电池（专利文献2)、使用粒径为1?20 μ m并且晶粒尺寸为6〇〇A以下的铁氧化物粉末的 锂二次电池（专利文献3)正在进行着专利申请。 通常，负极活性物质通过与导电助剂和/或粘合剂混合而涂布于负极集电体，从 而使用。作为集电体，可使用铝、钛、铜、铁、不锈钢等。正在专利申请着一种锂电池，其为 使用锂箔或锂合金箔作为负极活性物质的锂电池，其特征在于，前述锂箔或前述锂合金箔 直接接触的不锈钢等金属集电板的主表面通过激光加工而形成直径20?100 μ m、高低差 0. 5 μ m?5 μ m左右的火山口状的斑点，从而进行了粗糙面化（专利文献4)，粗糙面化是为 了提高集电板与锂箔的密接性而设置的。 另外，作为利用激光在各种材料的表面刻画出文字和/或图案、花纹的加工，进行 了激光标记。例如已知有表面处理方法（专利文献5)，该方法中，对Ti、不锈钢的表面照射 20?80 μ m的斑点直径的YV04激光而形成耐久性、美学外观优异的装饰品，但是该方法不 是形成具有化学反应等功能性的表层部的方法。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平10-50299号（日本特许第3048953号）公报 专利文献2 :日本特开2011-129344号公报 专利文献3 :日本特开2011-29139号公报 专利文献4 :日本特开2005-158397号公报 专利文献5 :日本特开2003-138384号公报 非专利文献 非专利文献1 :境哲男「次世代U ^A ^才 > 電池用合金系負極〇開発i7 材料技術」、電気製鋼、第77卷、4号、301?309頁（2006年12月）（境哲男"新一代锂离子 电池用合金类负极的开发和纳米材料技术"，电制钢、第77卷、4号、301?309页（2006年 12 月））
技术实现思路
专利技术想要解决的课题 现有的锂离子二次电池主要使用了碳类材料或石墨类材料作为负极活性物质， 使用了通过向混合了碳酸亚乙酯与碳酸二烷基酯的溶剂中溶解LiPF 6而得到的电解液， 但是碳类材料的插层电压很低，为0. 05?0. 25V。另外，以碳类材料或石墨类材料为负 极活性物质的锂离子二次电池中，因初次的充电而导致在负极表面形成称作SEI (Solid Electrolyte Interphase，固体电解质中间相）的厚度为数nm左右的覆膜，因而初次不可 逆容量变大。另外，在碳类材料或石墨类材料中容易因过度充放电等而引起Li金属的析 出，并且着火。进一步，关于代替碳类材料或石墨类材料的Fe 203的理论容量为1008mAh/g， 是极高容量的材料，但报告如下：在利用了转化反应的情况下，不可逆容量变得极其大，耐 久性低劣。 在碳类材料或石墨类材料中不易实现更进一步的高容量化，因而提出了以Sn、Si 或它们的合金类材料为负极活性物质的锂离子二次电池，但是在Sn、Si或它们的合金负极 活性物质的情况下，虽然具有可获得高容量并且不需要现有的使用了导电助剂或粘合剂的 电极制成工艺的优点，但由于这些金属因 Li的吸藏、释放而导致体积变化大，因而因反复 进行充放电而发生微粉化，循环特性恶化，不易实现长寿命化。因此，产生了如下课题：将合 金类材料制成负极活性物质的情况下，在保持高容量的同时提高耐久性。在锂二次电池的 能量密度的提高方面，需要进行正极以及负极的高容量化和高工作电压化，也正在开发一 种使用了除了碳酸亚乙酯以外的溶剂的具有阻燃性以及耐氧化性的新型电解液。 本专利技术的课题在于廉价地提供一种高容量的锂二次电池，其通过使用与现有的负 极材料不同的材料而谋求提高充放电的可逆性，另外提供一种锂二次电池，该电池即使使 用现有所使用的电解液，着火、过热等危险性也很小。 用于解决问题的方案 本专利技术人有如下发现：向现有用作集电体的铁箔或铁基合金箔的表面照射激光 束，从而在表层部形成了孔或槽等微小的凹曲面形状的凹部，如果通过将形成了该凹部的 铁箔或铁基合金箔的表面与锂二次电池用电解液直接接触而构成锂二次电池，则不使用如 现有那样将活性物质层涂布于集电体表面而得到的负极，也可提供高容量和充放电特性优 异的锂二次电池。 S卩，本专利技术是（1) 一种锂二次电池用负极材料，其特征在于由具有凹曲面形状的 凹部的铁箔或铁基合金箔形成，该凹曲面形状的凹部通过激光束照射进行热处理而形成， 其表层部的表面是与锂二次电池用电解液接触的表面。 另外，本专利技术是（2)上述（1)的锂二次电池用负极材料，其特征在于，该凹部是孔 或槽。 另外，本专利技术是（3)上述（1)或（2)的锂二次电池用负极材料，其特征在于，该铁 箔或铁基合金箔兼作负极集电体。 另外，本专利技术是（4)上述（1)?（3)中任一项的锂二次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂二次电池用负极材料，其特征在于由具有凹曲面形状的凹部的铁箔或铁基合金箔形成，该凹曲面形状的凹部通过激光束照射进行热处理而形成，其表层部的表面是与锂二次电池用电解液接触的表面。
【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：伊豆原浩一，大福诚，大内俊辅，
申请(专利权)人：株式会社三五，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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