蓄电装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供蓄电装置及其制造方法。本发明专利技术的一个方式提供一种起因于伴随充放电的硅的体积变化的电池特性的劣化得到抑制的锂离子二次电池。负极包含粒子状或晶须状的硅，该硅粒子或硅晶须的表面被由通过使氧化石墨烯还原而形成的1层至50层的石墨烯构成的碳膜覆盖。至于碳膜，因为分子间键合力强的sp2键与硅表面大致平行，所以在硅膨胀时碳膜也不会破裂，而可以防止硅的破碎。另外，由此形成的碳膜具有适当的间隙，在硅膨胀时能够伸缩，并且该间隙可以透过锂离子。另外，碳膜还有防止硅与电解液起反应的效果。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请人于2012年6月1日提交的申请号为“201210179710.6”、名称为“蓄电装置及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于二次电池或电容器等蓄电装置的材料及电极。本专利技术特别涉及一种使用粒子状合金类负极材料的蓄电装置，尤其是，用于锂离子二次电池的负极材料及使用该负极材料的锂离子二次电池。
技术介绍
作为用于锂离子二次电池的负极材料，广泛使用石墨。但是，至于石墨的每单位质量的理论放电容量，因为六个碳原子与一个锂原子键合，所以该理论放电容量只达372mAh/g。锂离子被插入石墨的层间而被石墨包藏。为了打破上述界限，已在研讨使用硅、锗、铝或锡(它们被称为合金类负极材料)作为用于锂离子二次电池的负极材料。至于硅类负极材料的每单位质量的理论放电容量，因为一个硅原子与四个锂原子键合，所以该理论放电容量极大，为4210mAh/g。但是，因为合金类负极材料与锂形成合金而包藏锂，所以伴随充放电的粒子的体积变化极大，而发生电池特性劣化的问题(例如，参照专利文献1)。为了避免上述问题的发生，必须要使用平均粒径为250nm以下、优选为20nm以上100nm以下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓄电装置的负极，包括：与集电体接触的混合物，其中，所述混合物包括合金类负极材料粒子以及包含1层至50层的石墨烯层的碳膜，其中，所述碳膜的氧浓度为5原子％以上15原子％以下；所述混合物中的所述碳膜的重量比例为1重量％至15重量％；以及所述合金类负极材料粒子的表面被所述碳膜覆盖。

【技术特征摘要】
2011.06.03 JP 2011-125224;2011.06.24 JP 2011-140301.一种用于蓄电装置的负极，包括：与集电体接触的混合物，其中，所述混合物包括合金类负极材料粒子以及包含1层至50层的石墨烯层的碳膜，其中，所述碳膜的氧浓度为5原子％以上15原子％以下；所述混合物中的所述碳膜的重量比例为1重量％至15重量％；以及所述合金类负极材料粒子的表面被所述碳膜覆盖。2.根据权利要求1所述的用于蓄电装置的负极，其中所述碳膜中的碳及氢以外的元素的比例为15原子％以下。3.根据权利要求1所述的用于蓄电装置的负极，其中所述合金类负极材料粒子包含硅。4.根据权利要求1所述的用于蓄电装置的负极，其中所述碳膜具有至少一个孔隙。5.根据权利要求1所述的用于蓄电装置的负极，还包括一个或多个层，其中所述一个或多个层被设置在所述合金类负极材料粒子上，并且所述一个或多个层的材料与所述碳膜的材料不同。6.一种包括负极的蓄电装置，该负极包括：合金类负极材料粒子；以及包含1层至50层的石墨烯层的碳膜，其中，所述碳膜中的碳及氢以外的元素的比例为5原子％以上15原子％以下；在所述合金类负极材料粒子和所述碳膜中，所述碳膜的重量比例为1重量％至15重量％；以及所述合金类负极材料粒子的表面被所述碳膜覆盖。7.根据权利要求3所述的蓄电装置，其中所述合金类负极材料粒子包含硅。8.根据权利要求3所述的蓄电装置，其中所述碳膜具有至少一个孔隙。9.根据权利要求3所述的蓄电装置，还包括一个或多个层，其中所述一个或多个层被设置在所述合金类负极材料粒子上，并且所述一个或多个层的材料与所述碳膜的材料不同。10.一种蓄电装置的制造方法，包括如下步骤：混合合金类负极材料粒子和氧化石墨烯；将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小国哲平，长多刚，竹内敏彦，野元邦治，荻野清文，等等力弘笃，桃纯平，井上信洋，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP