[发明专利]锂离子电池用负极材料的制造方法在审

专利信息
申请号: 201380060725.3 申请日: 2013-11-20
公开(公告)号: CN104798228A 公开(公告)日: 2015-07-22
发明(设计)人: 村田浩一;武内正隆;石井伸晃 申请(专利权)人: 昭和电工株式会社
主分类号: H01M4/1395 分类号: H01M4/1395;H01M4/134;H01M4/36;H01M4/587
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇;李茂家
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 锂离子电池 负极 材料 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及锂离子电池用负极材料的制造方法。更详细而言,本发明涉及能够得到充放电容量大、且充放电循环特性优异的锂离子电池的负极材料的制造方法。

背景技术

为了加快电子部件的节省电力化、且推进便携式电子设备的多功能化,便携式电子设备的消耗电力增加。因此,迄今为止以上强烈要求作为便携式电子设备的主电源的锂离子电池的高容量化和小型化。另外,电动汽车的需求扩展,用于其的锂离子电池也强烈要求高容量化。

现有的锂离子电池主要使用石墨作为负极材料。由于石墨仅仅能吸收Li以化学计算计至LiC6的比率,所以将石墨用于负极的锂离子电池的理论容量为372mAh/g。

为了实现锂离子电池的高容量化,研究了将包含理论容量大的Si、Sn等金属元素的颗粒用于负极材料。例如,将包含Si的颗粒用于负极材料时的锂离子电池的理论容量为4200mAh/g。使用金属锂时的锂电池的理论容量为3900mAh/g,因此如果能够将Si等用于负极材料,则可以期待能够得到比锂电池还小型且高容量的锂离子电池。但是,Si等负极材料伴随着锂离子的嵌入/脱嵌(吸收/释放)而膨胀率和收缩率大。因此,无法得到颗粒间产生间隙所期待那样的容量。另外,由于大的膨胀和收缩的反复而导致颗粒粉碎而微粉化,从而电接触被阻断,内部电阻增加,因此所得锂离子电池的充放电循环寿命短。

因此,提出了,含有包含Si和/或Sn的颗粒和纤维状碳而成的负极材料(专利文献1);将含有包含Si的颗粒和纤维状碳的碳质材料附着于石墨颗粒的表面而成的负极材料(专利文献2);由Si、Sn、Ge等金属系颗粒以及d002为0.3354nm以上且0.338nm以下、且基于拉曼分光分析的G峰与D峰的面积比为G/D≧9的石墨颗粒的混合物形成的负极材料(专利文献3);由含有Si、Ge等能够吸收/释放锂离子的元素和铜等无法吸收/释放锂离子的元素的固溶体形成的负极材料(专利文献4);在石墨颗粒的表面附着有Si颗粒、且在前述石墨颗粒的至少一部分被覆有碳覆膜而成的负极材料(专利文献5);将金属粉末和支撑材料粉末用担负化学键的连接材料进行复合化而成的电极结构体(专利文献6)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-178922号公报

专利文献2:日本特开2004-182512号公报

专利文献3:日本特开2004-362789号公报

专利文献4:日本特开2002-075350号公报

专利文献5:日本特开2002-008652号公报

专利文献6:日本特开2007-165061号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于,提供能够得到充放电容量大、且充放电循环特性优异的锂离子电池的负极材料。

用于解决问题的方案

本发明人等为了实现上述目的,进行了深入研究,结果完成了包含以下方案的发明。

[1]一种锂离子电池用负极材料的制造方法,其包括以下工序:

将碳颗粒(B)用氧化剂进行表面处理,接着去除氧化剂残渣的工序;

将去除了氧化剂残渣的碳颗粒(B)用硅烷偶联剂进行修饰的工序;以及

使前述工序中经过修饰的碳颗粒(B)和包含能够吸收/释放锂离子的元素的颗粒(A)用化学键进行连接的工序。

[2]一种锂离子电池用负极材料的制造方法,其包括以下工序:

将碳颗粒(B)用氧化剂进行表面处理,接着去除氧化剂残渣的工序;

将去除了氧化剂残渣的碳颗粒(B)用硅烷偶联剂进行修饰的工序;

将包含能够吸收/释放锂离子的元素的颗粒(A)用硅烷偶联剂进行修饰的工序;以及

使前述工序中经过修饰的碳颗粒(B)和前述工序中经过修饰的颗粒(A)用化学键进行连接的工序。

[3]根据[1]或[2]所述的锂离子电池用负极材料的制造方法,其中,去除氧化剂残渣的工序包括用酸或碱进行清洗。

[4]根据[3]所述的锂离子电池用负极材料的制造方法,其中,酸或碱为能够溶解难水溶性氧化剂残渣的物质。

[5]根据[1]或[2]所述的锂离子电池用负极材料的制造方法,其中,去除氧化剂残渣的工序包括用无机酸进行清洗。

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