非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法以及使用其的负极技术

提供使用氧化硅作为活性物质时，能够抑制高温保存时的气体产生的非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法、非水电解质二次电池用负极以及使用其的非水电解质二次电池。特征在于，使用用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面而成的非水电解质二次电池用活性物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供使用氧化硅作为活性物质时，能够抑制高温保存时的气体产生的非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法、非水电解质二次电池用负极以及使用其的非水电解质二次电池。特征在于，使用用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面而成的非水电解质二次电池用活性物质。【专利说明】非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法以及使用其的负极
本专利技术涉及非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法、使用该非水电解质二次电池用活性物质的负极以及使用该负极的非水电解质二次电池。
技术介绍
近年，作为便携式电子仪器、蓄电用等的电源，采用使用非水电解液并让锂离子在正极与负极之间移动来进行充放电的非水电解质二次电池。这种非水电解质二次电池中，作为其负极中的负极活性物质，广泛使用石墨材料。在使用石墨材料的情况下，由于放电电位平坦，并且锂离子在该石墨晶体层之间插入/脱离而进行充放电，因此具有针状的金属锂的产生受到抑制、由于充放电所导致的体积变化也少的优点。另一方面，近年来为了应对便携式电子仪器等的多功能化/高性能化，期望更高容量的非水电解质二次电池。但是，上述石墨材料的情况下，存在层间化合物的LiC6的理论容量小至372mAh/g、不能充分满足上述要求的问题。专利文献I中提出了，使用能够吸藏/释放锂离子的硅氧化物作为负极活性物质的技术。专利文献2中提出了，在硅氧化物颗粒的表面设置电子传导性材料层的技术。专利文献3中提出了，将硅氧化物和石墨混合，兼具颗粒之间的导电性的确保和体积膨胀的缓和，从而提高循环特性的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-325765号公报专利文献2:日本特开2002-42806号公报专利文献3:日本特开2010-212228号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，氧化硅存在高温保存时的气体产生量多的问题。本专利技术的目的在于，提供使用氧化硅作为活性物质时，能够抑制高温保存时的气体产生的非水电解质二次电池用活性物质及其制造方法、非水电解质二次电池用负极以及使用其的非水电解质二次电池。用于解决问题的方案本专利技术的非水电解质二次电池用活性物质的特征在于，其为用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面而成的。聚丙烯腈或其改性体的覆盖量优选相对于其与氧化硅的总计质量处于0.5?5质量％的范围内。本专利技术的非水电解质二次电池用活性物质的制造方法的特征在于，其为能够制造上述本专利技术的非水电解质二次电池用活性物质的方法，其具备下述工序:用聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面的工序、和对覆盖氧化硅的表面的聚丙烯腈或其改性体进行热处理的工序。热处理的温度优选处于130?400°C的范围内。本专利技术的非水电解质二次电池用负极的特征在于，其含有上述本专利技术的非水电解质二次电池用活性物质和石墨作为负极活性物质，并且含有粘结剂。粘结剂例如为羧甲基纤维素和丁苯胶乳。上述非水电解质二次电池用活性物质的含量相对于其与石墨的总计质量优选处于I?100质量％的范围内，进一步优选处于I?50质量％的范围内。本专利技术的非水电解质二次电池的特征在于，其具备上述本专利技术的负极、正极和非水电解质。专利技术的效果根据本专利技术，在使用氧化硅作为负极活性物质的非水电解质二次电池中，能够抑制高温保存时的气体产生。【专利附图】【附图说明】图1为表示本专利技术的非水电解质二次电池用活性物质的示意图。图2为表示本专利技术的非水电解质二次电池用负极内的氧化硅和石墨的状态的示意图。【具体实施方式】作为氧化硅，可以使用能够吸藏/释放锂离子的氧化硅。作为这种氧化硅，可列举出例如以SiO表示的氧化硅。氧化硅的平均粒径优选为I μ m以上且不足10 μ m。若平均粒径不足I μ m,则活性物质的比表面积增大，有可能容易与非水电解质反应。另一方面，若平均粒径为IOymW上，则浆料中的氧化硅容易沉降，有可能难以进行涂布。用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面。在此，“覆盖”未必需要覆盖全部表面，可以为部分地覆盖氧化硅的表面的状态。聚丙烯腈或其改性体的含量的下限值相对于与氧化硅的总计质量优选为0.5质量％以上，进一步优选为I质量％以上。另夕卜，作为其上限值，优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下。若覆盖量过少，则循环特性的提高有可能不充分。若覆盖量过多，则初始充放电效率有可能降低。热处理优选在非活性气氛下进行。作为非活性气氛，可列举出例如真空气氛下和非活性气体气氛下。作为非活性气体气氛下，可列举出氩气等非活性气体、氮气等气体气氛下。热处理温度优选为130°C以上，更优选为150°C以上，进一步优选为170°C以上。另外，热处理温度的上限值优选为400°C以下，更优选为300°C以下，进一步优选为250°C以下。若热处理的温度低于130°C，则有可能未充分实施热处理。若热处理温度过高，则聚丙烯腈或其改性体有可能碳化。作为用聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面的方法，可列举出在溶解聚丙烯腈或其改性体的溶剂中，将氧化硅以及聚丙烯腈或其改性体混合的方法。此时，优选提高氧化硅以及聚丙烯腈或其改性体的固体成分浓度。固体成分浓度优选为50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为85质量％以上。另外，作为固体成分浓度的上限值，优选为97质量％以下，进一步优选为95质量％以下。对于聚丙烯腈或其改性体而言，与非水电解质的溶胀量少，但是通过热处理，可以进一步降低与非水电解质的溶胀量。因此，通过用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖，可以进一步控制氧化硅与非水电解质的接触量，可以抑制与非水电解质的副反应。因此，认为可以提高充放电循环特性、抑制高温保存时的气体产生。图1为表示非水电解质二次电池用活性物质的示意图。如图1所示，非水电解质二次电池用活性物质1，通过在氧化硅2的表面覆盖实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体3来构成。如上所述，聚丙烯腈或其改性体3可以仅部分地覆盖氧化硅2的表面。另外，聚丙烯腈或其改性体3可以直接覆盖氧化硅2的表面，也可以隔着其它物质间接性地覆盖。例如可以用碳材料覆盖氧化硅2的表面上、聚丙烯腈或其改性体3覆盖碳材料的表面。非水电解质二次电池用负极含有上述本专利技术的活性物质和石墨作为负极活性物质，并且含有粘结剂。作为相对于上述活性物质和石墨的总量的上述活性物质的含有比率的下限值，优选为I质量％以上，更优选为3质量％以上。另外，作为相对于上述活性物质与石墨的总量的上述活性物质的含有比率的上限值，优选为20质量％以下，更优选为15质量％以下，进一步优选为10质量％以下。这是由于，若上述活性物质的含量过少，则有可能难以得到通过负极活性物质层含有单位体积的理论容量大的氧化硅实现的效果。另外，上述活性物质含有氧化硅。氧化硅的体积在非水电解质二次电池充放电时，大幅膨胀/收缩。若氧化硅的体积膨胀/收缩，则对负极集电体与负极活性物质层的边界施加由于该膨胀/收缩所导致的应力。在负极活性物质层中氧化硅的含有率越高则该应力也越大。而若该应力过大，则负极集电体与负极活性物质层的密合性降低。为了抑制这种密合性的降低，也可以考虑添加大量的粘结剂，但是有可能由于粘结剂量大量而必须减少活性物质量，结果非水电解质二次电池的容量降低。因此，作为抑制负极活性物质层对于负极集电体的密合性的降低、并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池用活性物质，其为用实施了热处理的聚丙烯腈或其改性体覆盖氧化硅的表面而成的。

【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：加藤大辅，横井麻衣，南博之，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