本发明专利技术提供能够将Si系材料用于负极活性物质并能够抑制在内部的气体产生的非水电解质二次电池、能够构成该电池的负极材料及非水电解质二次电池用负极、以及所述负极材料的制造方法。本发明专利技术的负极材料用于非水电解质二次电池的负极，其特征在于，将构成元素中含有Si和O的材料（其中，O相对于Si的原子比x为0.5≤x≤1.5）作为活性物质，并且在X射线衍射光谱中，具有源自Li2SiF6的衍射峰。另外，本发明专利技术的非水电解质二次电池用负极的特征在于具有含有本发明专利技术的负极材料的负极合剂层，本发明专利技术的非水电解质二次电池的特征在于具有本发明专利技术的非水电解质二次电池用负极。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能够抑制在内部的气体产生的非水电解质二次电池、能够构成该电池的负极材料及非水电解质二次电池用负极、以及上述负极材料的制造方法。
技术介绍
以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池由于为高电压·高容量，因此广泛用作各种便携设备的电源。另外，近年来，在电动工具等动力工具、电动汽车·电动自行车等中型·大型尺寸中的用途也表现出了扩大。特别是对于进行了小型化及多功能化的手机、游戏机等中所用的电池要求进一步的高容量化，作为其方法，正在进行显示出高充放电容量的电极活性物质的研究 开发。其中，作为负极的活性物质材料，代替以往的锂离子二次电池中所用的石墨等碳质材料，硅·(Si)Ji(Sn)等能够吸附·释放更多的锂(离子)的材料正受到关注，并报道了尤其是具有Si的超微粒分散在SiO2中的结构的SiOx还兼具负荷特性优异等特征(专利文献1、2)。有时，为了提高离子传导性而在非水电解质二次电池中封入含有例如LiPF6 (六氟化磷酸锂)等含氟锂盐的非水电解液等非水电解质。例如已知，在负极活性物质中使用石墨等碳质材料的非水电解质二次电池中，上述含氟锂盐与电池内部的微量水分进行反应而生成HF (氢氟酸)，该HF作用于负极活性物质，由此在电池内部产生CO、CO2等气体而引起电池的膨胀。另一方面，已判明在将SiOx等Si系材料用于负极活性物质的非水电解质二次电池中，也可能在电池内部产生气体。该产生气体成分的详细虽然未阐明，但认为例如还有可能腐蚀性强的HF与SiOx反应而产生SiF4,电池内有可能形成所谓的半导体的蚀刻工序那样的环境，该情况下，有可能在电池内的气体产生进一步进行。在电池内产生气体不仅有可能引起膨胀而成为电池特性降低的原因，还有可能成为电池破裂的原因。由此，对于以Si系材料为负极活性物质的非水电解质二次电池，也要求开发抑制在内部的气体产生的技术。虽然不是以Si系材料为负极活性物质的非水电解质二次电池，但在专利文献3中公开了通过在与负极相对的面上配置添加了二氧化硅微粉末的偏氟乙烯共聚物膜作为隔离部件，从而在电池的保存中形成Li2SiF6,能够抑制高温保存时的气体产生。因此，在以Si系材料为负极活性物质的非水电解质二次电池中，通过在电池内部实现能够形成Li2SiF6的环境，也有能够抑制在电池内的气体产生的可能性。但是，根据专利文献3，在电池内的Li2SiF6的形成反应伴随着水的生成。因此存在因在电池内形成的水而促进HF的生成等电池特性下降的担忧。另外，专利文献4也公开了关于利用Li2SiFd^电池。但是，在专利文献4中，揭示了与使用碳材料的情况相比，使用含有硅的负极活性物质的电池存在充放电效率急剧下降的问题，以解决这样的问题为课题，使用碳系负极活性物质与Li2SiF6的烧成物作为负极活性物质，从而解决了该问题。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004 - 047404号公报专利文献2 :日本特开2005 - 259697号公报专利文献3 :日本特开2002 - 33128号公报专利文献4 :日本特开2010 - 257982号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 如此，根据以往的技术，在将SiOx等Si系材料用于负极活性物质的非水电解质二次电池中，难以在抑制对电池特性的影响的同时，良好地实现在内部的气体产生的抑制。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供能够将Si系材料用于负极活性物质并能够抑制在内部的气体产生的非水电解质二次电池、能够构成该电池的负极材料及非水电解质二次电池用负极、以及所述负极材料的制造方法。解决课题的方法能够实现上述目的的本专利技术的负极材料是用于非水电解质二次电池的负极的材料，其特征在于，将构成元素中含有Si和O的材料(其中，O相对于Si的原子比X为O. 5彡X彡I. 5。以下，将该材料记为“SiOx”。)作为活性物质，并且在X射线衍射光谱中，具有源自Li2SiF6的衍射峰。本专利技术的负极材料可以利用本专利技术的制造方法来制造，所述本专利技术的制造方法具有如下工序使含有Li的化合物及含有F的化合物、或含有Li和F的化合物、和构成元素中含有Si和O的材料(其中，O相对于Si的原子比X为O. 5 < X < I. 5)分散或溶解在有机溶剂中而制备反应液，并对上述反应液进行加热；或者对Li2SiF6以及构成元素中含有Si和O的材料(其中，O相对于Si的原子比X为O. 5 < X < I. 5)的混合物进行加热。另外，本专利技术的非水电解质二次电池用负极的特征在于，具有含有本专利技术的负极材料的负极合剂层。进而，本专利技术的非水电解质二次电池的特征在于，具备正极、负极、非水电解质和隔膜，上述负极使用本专利技术的非水电解质二次电池用负极。专利技术效果根据本专利技术，可以提供能够将Si系材料用于负极活性物质并能够抑制在内部的气体产生的非水电解质二次电池、能够构成该电池的负极材料及非水电解质二次电池用负极、以及所述负极材料的制造方法。附图说明图I是表示实施例I和比较例I的负极材料的X射线衍射光谱的图。具体实施例方式本专利技术的负极材料将SiOx作为活性物质，并且在X射线衍射光谱中，具有源自Li2SiF6的衍射峰。SiOx可以含有Si的微晶或非晶质相，该情况下，Si和O的原子比就是包含Si的微晶或非晶质相的Si在内的比例。S卩，SiOx中包含在非晶质的SiO2基体中分散有Si (例如微晶Si)的结构的物质，将该非晶质的SiO2和分散在其中的Si合并，只要上述原子比X满足O. 5 Sx彡I. 5即可。例如，在具有非晶质的SiO2基体中分散有Si的结构、且SiO2和Si的摩尔比为I :1的材料的情况下，由于X = 1，因此作为结构式以SiO来表示。在这样的结构的材料的情况下，例如用X射线衍射分析也有时观察不到Si (微晶Si)的存在所产生的峰，但如果用透射型电子显微镜观察，则能够确认到微细的Si的存在。并且，本专利技术的负极材料在X射线衍射光谱中具有源自Li2SiFJ^衍射峰。即，在本专利技术的负极材料中含有Li2SiF6，其有助于在非水电解质二次电池内的气体产生的抑制。另夕卜，可推测Li2SiF6也具有提高负极材料的热稳定性的作用。因此，可以期待具有本专利技术的负极材料的非水电解质二次电池(本专利技术的非水电解质二次电池)可抑制内部的气体产生，并且安全性也良好。在Li2SiF6的X射线衍射光谱中，例如在衍射角2 Θ为21. 6 °附近(约21.6±0.3。),23. 1° 附近(约 23. 1±0· 3° ),42. 9° 附近(约 42. 9±0· 3° ),55. 9° 附近 (约55.9±0.3° )以及68. 7°附近(约68. 7±0. 3° )可观察到衍射峰。另一方面，由于在SiOJ^ X射线衍射光谱中观察到的是衍射角2 Θ为25°附近以及50°附近的宽的衍射峰，因此在本专利技术的负极材料的X射线衍射光谱中，能够识别源自SiOx的衍射峰和源自Li2SiF6的衍射峰。对于本专利技术的负极材料而言，从更加良好地确保Li2SiF6引起的在电池内的气体产生抑制效果的观点考虑，优选的是，在X射线衍射光谱中，将在衍射角2 Θ为21. 3°附近以及42. 9°附近出现的源自Li2SiF6的衍射峰的峰强度分别设定为A、B，并将在衍射角2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种负极材料，其是用于非水电解质二次电池的负极的负极材料，其特征在于，将构成元素中含有Si和O的材料作为活性物质，并且在X射线衍射光谱中，具有源自Li2SiF6的衍射峰，所述构成元素中含有Si和O的材料中，O相对于Si的原子比x为0.5≤x≤1.5。
【技术特征摘要】
2011.07.29 JP 2011-1665001.一种负极材料，其是用于非水电解质二次电池的负极的负极材料，其特征在于，将构成元素中含有Si和O的材料作为活性物质，并且在X射线衍射光谱中，具有源自Li2SiF6的衍射峰，所述构成元素中含有Si和O的材料中，O相对于Si的原子比X为O. 5 < X < I. 5。2.根据权利要求I所述的负极材料，其特征在于，在X射线衍射光谱中，将在衍射角2Θ为21.3°附近以及42.9°附近出现的源自Li2SiFJ^衍射峰的峰强度分别设定为A、B，并将在衍射角2 Θ为25°附近以及50°附近出现的源自构成元素中含有Si和O的材料的衍射峰的、与源自所述Li2SiF6的所述2个衍射峰为相同的衍射角时的衍射强度分别设定为〇、0时，强度比么/(为f I. 5，并且强度比B/D为I 5。3.一种负极材料的制造方法，其是权利要求I或2所述的负极材料的制造方法，其特征在于，具有使含有Li的化合物及含有F的化合物、或含有Li和F的化合物、和构成元素中含有Si和O的材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：守上英寿，岸见光浩，大矢正幸，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔能源株式会社，
类型：发明
国别省市：
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