[发明专利]负极材料、负极活性物质、负极、非水电解质二次电池及电池包

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及非水电解质二次电池用负极材料、非水电解质二次电池用负极活性物质、非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池及电池包。

背景技术

近年来，由于电子设备的小型化技术的快速发展，各种便携电子设备正在普及。并且，对于作为这些便携电子设备的电源的电池也要求小型化，具有高能量密度的非水电解质二次电池备受瞩目。

特别是尝试使用硅、锡等与锂进行合金化的元素、非晶质硫属元素化合物等锂嵌入容量大、密度高的物质。其中，硅能以锂原子相对于1个硅原子为4.4个的比率嵌入锂，单位质量的负极容量为石墨质碳的约10倍。但是，硅在充放电循环中伴随着锂的嵌入脱嵌的体积变化大，在活性物质粒子的微粉化等循环寿命方面存在问题。

发明人等反复进行了深入实验，结果发现，在将微细的一氧化硅和碳质物复合化并烧成而得到的活性物质中，可得到微晶硅在包含或保持于与硅牢固结合的氧化硅中的状态下分散在碳质物中而成的活性物质，能实现高容量化及循环特性的提高。但是，如果对这样的活性物质进行数百次的充放电循环，则容量降低，长期使用时寿命特性不充分。

进而，对充放电效率降低的要因进行详细调查后发现，活性物质中所含的氧化硅与锂进行不可逆反应，成为初次充放电的充放电效率降低的主要原因。但是，如上所述，将一氧化硅作为原料时，原料为SiO_X（x＝1），存在无法大幅改变硅与氧化硅的比的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－267588号公报

发明内容

发明所要解决的课题

实施方式的目的在于提供长寿命的非水电解质二次电池用负极材料、非水电解质二次电池用负极活性物质、非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池及电池包。

用于解决课题的手段

实施方式的非水电解质二次电池用负极材料为包含硅和氧化硅的由组成式SiOx表示的硅氧化物，x满足0.1≤x≤0.8，硅氧化物含有晶体硅，在晶体硅中的直径为1nm以上的粒状物中，直径为100nm以下的粒状物以个数计为90％以上，硅氧化物的BET比表面积大于100m²／g。

附图说明

图1为实施方式的负极材料的概念图。

图2为实施方式的负极材料的光谱。

图3为实施方式的负极材料的制造方法的流程图。

图4为实施方式的负极活性物质的概念图。

图5为实施方式的非水电解质二次电池的概念图。

图6为实施方式的非水电解质二次电池的放大概念图。

图7为实施方式的电池包的概念图。

图8为实施方式的电池包的框图。

图9为实施例1的负极材料的SEM图像。

图10为实施例1的负极材料的放大SEM图像。

图11为比较例1的负极材料的SEM图像。

图12为实施例1的负极材料的TEM图像。

符号说明

100：负极材料、101：硅、102：氧化硅、200：负极活性物质、201碳质物、300：非水电解质二次电池、301：卷绕电极组、302：袋状外包装材料、303：负极、303a：负极集电体、303b：负极活性物质层、304：隔膜、305：正极、305a：正极集电体、305b：正极活性物质层、306：负极端子、307：正极端子、400：电池包、401：单电池、402：负极端子、403：正极端子、404：粘合胶带、405：组电池、406：印制电路布线基板、407：热敏电阻、408：保护电路、409：通电用端子、410：正极侧引线、411：正极侧连接器、412：负极侧引线、413：负极侧连接器、414：布线、415：布线、416a：正极侧布线、416b：负极侧布线、417：布线、418：各保护片、419：收纳容器、420：盖

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行说明。

（第1实施方式）

实施方式的负极材料包含可在非水电解质二次电池的负极活性物质中使用的进行Li的嵌入脱嵌的硅。如图1的概念图所示，第1实施方式的负极材料100由晶体性的硅101以及覆盖晶体硅101的氧化硅102构成，其由组成式SiO_x表示。