负极活性物质及其制造方法、以及使用其的锂离子二次电池技术

本发明专利技术涉及负极活性物质及其制造方法、以及使用其的锂离子二次电池。提供兼顾锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的负极活性物质的制造方法。在此公开的负极活性物质的制造方法包括：准备BET比表面积为10.3m2/g以上且12.2m2/g以下的石墨粒子的工序；和在所述石墨粒子的表面的至少一部分被覆所述非晶质碳的工序，其中，在被覆所述非晶质碳的工序中，以所述石墨粒子的BET比表面积减去所述负极活性物质的BET比表面积而得到的值成为6.9m2/g以上且8.3m2/g以下的方式被覆所述非晶质碳。/g以下的方式被覆所述非晶质碳。/g以下的方式被覆所述非晶质碳。

【技术实现步骤摘要】
负极活性物质及其制造方法、以及使用其的锂离子二次电池


[0001]本公开涉及负极活性物质及其制造方法、以及使用其的锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池等二次电池由于重量轻且能够获得高能量密度，因此优选用作电动汽车、混合动力汽车等车辆的驱动用高输出电源，预计今后的需求将不断增大。
[0003]典型地，锂离子二次电池的负极具备负极活性物质，作为负极活性物质，例如使用石墨。石墨具有石墨(graphite)结构，能够大量吸留锂离子，因此适合用作锂离子二次电池的负极活性物质。例如，专利文献1中公开了包含鳞片状人造石墨和块状人造石墨的负极活性物质，记载了通过适当地调整它们的平均粒径D
50
的比率、表面粗糙度以及质量比，提供能够实现高容量且大电流密度下的充电倍率特性和高温保存后的容量维持率优异的二次电池的负极活性物质。另外，例如，专利文献2～5中也公开了包含各种石墨的锂离子二次电池用的负极活性物质的构成。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2019/031543号
[0007]专利文献2：日本专利申请公开第2001
‑
135356号
[0008]专利文献3：日本专利申请公开第2011
‑
233541号
[0009]专利文献4：日本专利申请公开第2017
‑
142932号
[0010]专利文献5：国际公开第2020/110943号r/>
技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]在具备石墨作为负极活性物质的锂离子二次电池中，在石墨的锂离子的接受性不充分时，有时锂离子不能完全吸留从而锂析出。由于锂析出，从而产生电解液中的锂离子浓度降低，或者析出的锂附着在石墨的表面从而产生反应电阻的增大，因此不优选。另一方面，为了提高石墨的锂离子的接受性而增大BET比表面积时，电解液容易分解，存在寿命性能恶化的倾向。由此，存在产生锂离子二次电池的反应电阻增大等电池性能降低的课题。
[0013]因此，本公开是鉴于上述情况而完成的，主要目的在于提供兼顾锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的负极活性物质。另外，另一目的在于提供具备该负极活性物质的锂离子二次电池。此外，另一目的在于提供该负极活性物质的制造方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]根据本公开，提供一种负极活性物质的制造方法，该负极活性物质包含石墨粒子的表面的至少一部分被非晶质碳被覆的非晶质碳被覆石墨粒子。在此公开的负极活性物质制造方法包括：准备BET比表面积为10.3m2/g以上且12.2m2/g以下的石墨粒子的工序；和在上述石墨粒子的表面的至少一部分被覆上述非晶质碳的工序。而且，其特征在于，在上述被
覆非晶质碳的工序中，以上述石墨粒子的BET比表面积减去上述负极活性物质的BET比表面积而得到的值成为6.9m2/g以上且8.3m2/g以下的方式被覆上述非晶质碳。
[0016]根据该构成，能够用难以分解电解液的非晶质碳适当地被覆BET比表面积大、锂离子接受性高的石墨粒子的表面。由此，能够兼具高的锂离子接受性和电解液的分解抑制性。其结果，能够制造兼顾锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的负极活性物质。
[0017]在此公开的负极活性物质制造方法的一个方式中，上述负极活性物质的基于采用激光衍射
·
光散射法的体积基准的粒度分布的平均粒径(D
50
)为7.2μm以上且9.1μm以下。根据该构成，制造能够以高水平实现锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的负极活性物质。
[0018]另外，根据本公开，提供一种用于锂离子二次电池的负极活性物质。在此公开的负极活性物质包含石墨粒子的表面的至少一部分被非晶质碳被覆的非晶质碳被覆石墨粒子，基于采用激光衍射
·
光散射法的体积基准的粒度分布的平均粒径(D
50
)为7.2μm以上且9.1μm以下，BET比表面积为3.4m2/g以上且4.5m2/g以下，在利用激光拉曼分光法测定的拉曼光谱中，在1470cm
‑1的位置出现的D峰的强度I
D
与在1580cm
‑1的位置出现的G峰的强度I
G
的强度比(I
D
/I
G
)为0.15以上且0.23以下。根据该构成，实现兼顾锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的负极活性物质。
[0019]在此公开的负极活性物质的一个方式中，上述石墨粒子为天然石墨。天然石墨由于石墨结晶度高，锂离子接受性高，因此能够适当地提高锂析出耐性。
[0020]另外，根据本公开，提供一种锂离子二次电池。在此公开的锂离子二次电池具备正极、负极和非水电解质，该负极包含在此公开的负极活性物质。由此，提供实现了兼顾锂析出耐性的提高和寿命性能的改善的锂离子二次电池。
附图说明
[0021]图1是示意性地示出一个实施方式涉及的锂离子二次电池的构成的截面图。
[0022]图2是示意性地示出一个实施方式涉及的锂离子二次电池的电极体的构成的分解图。
[0023]图3是示意性地示出一个实施方式涉及的负极活性物质中所含的非晶质碳被覆石墨粒子的构成的示意图。
[0024]图4是用于说明一个实施方式涉及的负极活性物质的制造工艺的大致流程图。
[0025]图5是示出负极活性物质的BET比表面积与石墨的BET比表面积之差(ΔBET比表面积)与反应电阻比的关系的坐标图。
[0026]附图标记说明
[0027]20电极体
[0028]30电池壳体
[0029]36安全阀
[0030]42正极端子
[0031]42a正极集电板
[0032]44负极端子
[0033]44a负极集电板
[0034]50正极
[0035]52正极集电体
[0036]52a正极集电体露出部
[0037]54正极活性物质层
[0038]60负极
[0039]62负极集电体
[0040]62a负极集电体露出部
[0041]64负极活性物质层
[0042]70分隔体
[0043]80非晶质碳被覆石墨粒子
[0044]82石墨粒子
[0045]84被覆层
[0046]100锂离子二次电池
具体实施方式
[0047]以下，对在此公开的技术进行详细说明。本说明书中特别提及的事项以外的、且实施所必需的事项可以作为基于该领域中的以往技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。在此公开的技术的内容能够基于本说明书中所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
[0048]应予说明，各附图是示意性地描绘，尺寸关系(长度、宽度、厚度等)未必反映实际的尺寸关系。另外，在以下说明的附图中，对起到相同作用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.负极活性物质制造方法，是包含石墨粒子的表面的至少一部分被非晶质碳被覆的非晶质碳被覆石墨粒子的负极活性物质的制造方法，包括：准备BET比表面积为10.3m2/g以上且12.2m2/g以下的石墨粒子的工序；和在所述石墨粒子的表面的至少一部分被覆所述非晶质碳的工序，其中，在被覆所述非晶质碳的工序中，以所述石墨粒子的BET比表面积减去所述负极活性物质的BET比表面积而得到的值成为6.9m2/g以上且8.3m2/g以下的方式被覆所述非晶质碳。2.根据权利要求1所述的负极活性物质制造方法，其中，所述负极活性物质的基于采用激光衍射
·
光散射法的体积基准的粒度分布的平均粒径D
50
为7.2μm以上且9.1μm以下。3.负极活性物质，是用于锂离子二次电池的负极活性物质，其包含石墨粒子的表面的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤尚范，中藤广树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社朴力美电动车辆活力株式会社，
类型：发明
国别省市：