[发明专利]负极活性物质、负极和锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及适于快速充电的负极活性物质以及使用了该负极活性 物质的负极和锂二次电池。

背景技术

随着个人计算机、摄像机、手机等的小型化，在信息关联机器、通 信机器的领域中，作为这些机器所使用的电源，从高能量密度的理由出 发，实现了锂二次电池的实用化并广泛普及。此外，另一方面，在汽车 领域中，从环境问题、资源问题出发，也加快了电动汽车的开发，作为 这种电动汽车用的电源，也在研究锂二次电池。

以往，作为锂二次电池中使用的负极活性物质，广泛使用石墨等碳 材料，但一般来说，碳材料的储Li量少，因此储Li量比碳材料多的Sn、 Sn合金等受到关注。

在专利文献1中，公开了一种多孔薄膜电极，其特征在于，具有由 不与Li形成合金的材料形成的集电体、以及由Sn或含Sn合金形成并 通过电镀法在上述集电体上形成的薄膜，且上述薄膜具有特定密度。进 而，在其实施例中，记载了形成膜厚为10μm左右的Sn合金等的薄膜 的内容。

在专利文献2中，公开了一种非水电解质二次电池用负极材料，其 特征在于，使用了施以电镀Sn-Ni等的铜箔作为负极材料。进而，在其 实施例中，记载了形成膜厚为14μm～30μm左右的Sn合金等的薄膜的 内容。

在专利文献3中，公开了一种二次电池用电极材料，其是一种在集 电体的单面或两面形成锡或锡合金镀敷皮膜的二次电池用电极材料，该 锡或锡合金镀敷皮膜是从锡或锡合金镀浴中析出的，其特征在于，该镀 敷皮膜形成平均粒径小于0.5μm的镀敷粒子基本上连续的皮膜，而且该 镀敷皮膜是从具有特定成分的锡或锡合金镀浴中析出的。进而，在其实 施例中，记载了形成膜厚为2μm左右的Sn合金等的薄膜的内容。

另一方面，例如将锂二次电池用于汽车时，该锂二次电池必须能够 快速充电。然而，即使使用上述专利文献中记载的锂二次电池等，有时 也无法进行有效的快速充电。

专利文献1：特开2004-139768公报

专利文献2：特开2001-256968公报

专利文献3：特开2003-142088公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，主要目的在于提供适于快速充电 的负极活性物质。

为了达成上述目的，在本发明中，提供一种负极活性物质，其特征 在于，具有含有Sn或Si且膜厚在0.05μm以下的金属部。

根据本发明，通过使金属部的膜厚在上述值以下，可以制成适于快 速充电的负极活性物质。对锂二次电池充电时，在负极活性物质中插入 有Li离子，通过使负极活性物质的膜厚充分减小，可以使Li离子易于 扩散，可以制成适于快速充电的负极活性物质。

在上述发明中，优选所述金属部是金属薄膜。这是因为，由于负极 活性物质为薄膜状，因此充电时的Li扩散距离变小，能够快速充电(以 高比率(rate)进行充电)。

在上述发明中，优选所述金属部是金属薄片。这是因为，由于负极 活性物质为薄片状，因此可以制成具有比上述薄膜状负极活性物质大的 表面积的负极活性物质，可以实现高输出。

在上述发明中，优选是层叠有所述金属部和碳皮膜的薄片状物质。 这是因为，通过设置碳皮膜，电子阻抗减少，可以实现高输出。

在上述发明中，优选所述金属部以覆盖碳粒子表面的方式形成。这 是因为，通过用金属部覆盖碳粒子的方式形成，可以制成导电性高的负 极活性物质，通过减少内部阻抗，可以实现高输出。

此外，在本发明中，提供一种以使用了上述负极活性物质为特征的 负极。根据本发明，通过使用上述负极活性物质，可以制成适于快速充 电的负极。

此外，在本发明中，提供一种以使用了上述负极为特征的锂二次电 池，。根据本发明，通过使用上述负极，可以制成适于快速充电的锂二 次电池。

此外，在本发明中，提供一种负极活性物质的制造方法，其特征在 于，具有：在基材上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05μm以下的金属薄 膜的金属薄膜形成工序；以及从所述基材上将所述金属薄膜剥离并进行 粉碎的粉碎工序。

根据本发明，可以得到薄片状的负极活性物质，可以得到适于快速 充电的负极活性物质。