一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于，具备：工序（a），对硅、铝和金属D进行熔化，所述金属D为选自Cu、Fe、Co、Ni、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Sr、La、Ce、Nd、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、以及Ba中的至少1种元素；工序（b），将熔化的上述硅、上述铝、上述金属D的合金熔液以100K／sec以上进行冷却形成合金粒子；以及工序（c），将上述合金粒子浸渍在碱性水溶液中，溶出上述铝的一部分或者全部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的课题是获得用于实现高容量与良好循环特性的锂离子二次电池用负极材料。作为其解决方案，本专利技术中使用如下的锂离子二次电池用负极材料，所述锂离子二次电池用负极材料的特征在于：包含具有硅相、以及硅与金属D的化合物相的多孔质粒子，上述多孔质粒子的空隙率为0.1～75体积%。该锂离子二次电池用负极材料利用如下制造方法来制造，所述制造方法具备：工序（a）对硅、铝和金属D进行熔化；工序（b）将熔化的上述硅、上述铝、上述金属D的合金熔液以100K/sec以上进行冷却形成合金粒子；以及工序（c）将上述合金粒子浸渍在碱性水溶液中，溶出上述铝的一部分或者全部。【专利说明】锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、以及使用该负极材料的锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池用负极材料等，特别是涉及高容量且长寿命的锂离子二次电池用负极材料等。
技术介绍
以往，使用石墨作为负极活性物质的锂离子二次电池已经被实用化。此外，还进行如下的操作:将负极活性物质与炭黑等导电助剂与树脂粘结剂混炼，调制浆料，涂布在铜箔上并干燥，形成负极。另一方面，以高容量化为目标，开发出了将作为锂化合物理论容量大的金属或合金、特别是硅以及其合金用作负极活性物质的锂离子二次电池用负极。然而，吸贮了锂离子的硅由于体积相对于吸贮前的硅膨胀至大约4倍，因此将硅系合金用作负极活性物质的负极在充放电循环时会反复膨胀与收缩。由此，会产生负极活性物质的剥离等，与现有的石墨电极相比，存在寿命极短的问题。例如，已公开了如下的电极材料:其是硅或锡与导电性材料的复合体粒子，硅或锡之比例相对于上述复合体粒子的总质量为30质量％以上且80质量％以下，上述复合体粒子的形状为球状或者大致球状，在内部具有空隙，上述复合体粒子的空隙体积占有率Vs为35%以上且70%以下(专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3987853号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，就专利文献I所述的专利技术而言，将包含硅等可以与锂合金化的元素的材料的比例的上限设为80质量％，为了构筑电子传导网而加入碳纤维等导电性材料，因此存在作为负极材料的充放电容量小这样的问题。本专利技术是鉴于上述的问题而进行的，其目的在于，得到用于实现高容量与良好的循环特性的锂离子二次电池用负极材料。用于解决课题的方案本专利技术人为了实现上述目的进行了深入的研究，结果发现，通过减小硅的晶粒，进而使硅为多孔质粒子，从而能够缓和由于硅的膨胀收缩而产生的应力，并且，通过减少非有助于锂的充放电的材料，从而能够提高充放电容量。本专利技术是基于该发现而做出的。为了实现上述目的提供以下的专利技术。(I) 一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于，具备:工序(a)，对硅、铝和金属 D (选自 Cu、Fe、Co、N1、Ca、Sc、T1、V、Cr、Mn、Sr、La、Ce、Nd、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、以及Ba中的至少I种元素)进行熔化；工序(b)，将熔化的上述硅、上述铝、上述金属D的合金熔液以IOOK / sec以上进行冷却，形成合金粒子；以及工序(c)，将上述合金粒子浸溃在碱性水溶液中，溶出上述铝的一部分或者全部。(2)根据(I)中所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于:在上述工序(b )中，利用气体雾化法或者水雾化法形成上述合金粒子。(3)根据(I)中所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于:在上述工序(b)中，利用单辊法、双辊法、熔融纺丝法中的任意一种冷却上述合金熔液后，进行粉碎，从而形成上述合金粒子。(4)根据(I)中所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于:在上述工序(a)中，以硅为10?85质量％、铝为0.2?80质量％、金属D为I?40质量％之比例进行配合并熔化。(5)根据(I)中所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于:在上述工序(a)中，进一步加入熔点为1600°C以上的高熔点微粒。(6)根据(5)中所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于:上述高熔点微粒为选自氧化铝、氧化锌、二氧化硅、钨中的至少I种材料的微粒。(7) 一种锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:包含具有硅相、以及硅与金属D (选自 Cu、Fe、Co、N1、Ca、Sc、T1、V、Cr、Mn、Sr、La、Ce、Nd、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、以及Ba中的至少I种元素)的化合物相的多孔质粒子，上述多孔质粒子的空隙率为0.1?75体积％。(8)根据(7)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:在上述多孔质粒子中进一步具有招相。(9)根据(8)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:上述铝相具有大致圆形的凹坑。(10)根据(7)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:上述化合物相包含铝，上述化合物相具有大致圆形的凹坑。(11)根据(7)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:上述多孔质粒子具有沟状的凹坑。(12)根据(9)?(11)中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:上述大致圆形的凹坑或上述沟状的凹坑是铝在碱中溶出而形成的。(13)根据(7)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:在上述多孔质粒子中进一步具有熔点为1600°C以上的高熔点微粒。(14)根据(13)中所述的锂离子二次电池用负极材料，其特征在于:上述高熔点微粒为选自氧化铝、氧化锌、二氧化硅、钨中的至少I种材料的微粒。(15) 一种锂离子二次电池用负极，其特征在于，具有:集电体；以及负极活性物质层，在上述集电体的至少一面包含(7)中所述的锂离子二次电池用负极材料。(16)—种锂离子二次电池，其特征在于，具有:正极，能吸贮及释放锂离子；(15)中所述的负极；以及隔膜，配置于上述正极与上述负极之间，在具有锂离子传导性的电解质中，设置有上述正极、上述负极与上述隔膜。专利技术效果根据本专利技术，可以得到用于实现高容量与良好的循环特性的锂离子二次电池用负极材料。【专利附图】【附图说明】图1是示出第一实施方式的负极材料I的图。图2是示出第一实施方式的气体雾化装置11的图。图3是示出第一实施方式的单辊快速冷却装置71的图。图4是示出第一实施方式的双辊快速冷却装置81的图。图5是示出第一实施方式的熔融纺丝装置91的图。图6是示出碱处理工序的图。图7是示出(a)?(e)多孔质粒子7的形成过程的图。图8是示出(a)?(C)第一实施方式的多孔质粒子26、27、30的图。图9是示出(a)?(b)第一实施方式的多孔质粒子37的形成过程的图。图10是示出第二实施方式的负极材料41的图。图11是示出第二实施方式的气体雾化装置11的图。图12是示出第二实施方式的单辊快速冷却装置71的图。图13是表示(a)?(e)多孔质粒子43的形成过程的图。图14是示出锂离子二次电池51的构成的剖视图。【具体实施方式】〔第一实施方式〕(负极材料I的构成)基于以下附图，详细说明本专利技术的实施方式。图1是示出第一实施方式的负极材料I的图。负极材料I包含具有硅相3与化合物相5的多孔质粒子7。此外，多孔质粒子7的空隙率为0.1?75体积％。化合物相5 包含硅与金属 D (选自 Cu、Fe、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于，具备：工序（a），对硅、铝和金属D进行熔化，所述金属D为选自Cu、Fe、Co、Ni、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Sr、La、Ce、Nd、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、以及Ba中的至少1种元素；工序（b），将熔化的上述硅、上述铝、上述金属D的合金熔液以100K／sec以上进行冷却形成合金粒子；以及工序（c），将上述合金粒子浸渍在碱性水溶液中，溶出上述铝的一部分或者全部。
【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：西村健，打越昭成，中村健一，西久保英郎，樋上俊哉，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：
国别省市：
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