[发明专利]电极材料的制造方法、电极和蓄电设备

说明书

本发明提供一种可得到具有稳定的充放电循环特性且充放电容量大的电极的电极材料的制造方法。该电极材料的制造方法包括将具有含硅单元和不含硅单元的聚合物加热的工序。

技术领域

本发明涉及电极材料的制造方法、电极和蓄电设备，更详细而言，涉及适用于锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备的电极材料的制造方法、含有通过该方法制造的电极材料的电极、以及具备该电极作为负极的蓄电设备。

背景技术

近年来，电子仪器的小型化·轻量化的进步显著，与此相伴，对作为该电子仪器的驱动用电源使用的电池也进一步提高小型化·轻量化的要求。为了满足这种小型化·轻量化的要求，以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池作为蓄电设备而得到开发。此外，作为具有高输出密度、良好的循环性能等特性的蓄电设备，已知双电层电容器。此外，作为与以高能量密度特性和高输出特性为必需的用途所对应的蓄电设备，已知组合有锂离子二次电池和双电层电容器的蓄电原理的锂离子电容器。

作为用于这种蓄电设备的负极材料，例如，在锂离子二次电池中一直使用石墨粒子等碳粒子，但是出于更加高容量化的目的，正在研究将碳和硅复合而成的材料。例如，在专利文献1中记载有包含碳粒子的锂离子二次电池，该碳粒子是通过将聚乙氧基硅烷等硅前体和呋喃树脂等碳前体的混合物煅烧、粉碎而制作含硅碳粒子，以煤焦油沥青等碳前体被覆该粒子，接着煅烧该碳前体而得到的。此外，在专利文献2中记载有包含复合电极材料的锂离子二次电池，该复合电极材料是通过在石墨质粒子中加入将呋喃树脂等碳前体有机高分子化合物和四甲氧基硅烷部分缩合物等有机硅化合物混合而成的混合物并煅烧所得的混合物而得到的。

专利文献

专利文献1：日本特开2001-345100号公报

专利文献2：日本特开2002-231225号公报

发明内容

然而，若直接使用石墨粒子作为负极材料，则容易发生被认为由在高活性粒子表面的电解液的分解反应引起的问题。此外，上述专利文献所记载的材料是以得到充放电容量大的材料为目的而得到的材料，但碳化前的原料通常均为相溶性差的材料彼此的混合物或被覆物，容易发生所谓的相分离，在所得到的碳系材料中，存在含硅元素的相的尺寸变大的趋势。在将含有这种含硅元素的相的尺寸大的碳系材料的负极用于锂离子二次电池而进行充放电时，尤其是以体积膨胀大的硅元素为中心而发生负极的劣化，因此产生随着循环试验的重复进行而容量下降的问题。因此，上述专利文献所述的材料难以作为锂离子二次电池等蓄电设备的电极材料而在实际上使用。

本发明是鉴于这种现有技术的现状而完成的，其目的在于提供一种可得到具有稳定的充放电循环特性且充放电容量大的电极的电极材料的制造方法。

本发明的发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，其结果发现，通过使用具有含硅单元和不含硅单元这两者的聚合物作为原料，可以解决上述课题，从而完成了本发明。

本发明提供电极材料的制造方法，其包括以下工序：将具有含硅单元和不含硅单元的聚合物(以下也称为“特定聚合物”)或含有该特定聚合物和碳材料的组合物加热的工序。

此外，本发明提供含有通过该方法制造的电极材料(以下也称为“本电极材料”)的电极、以及具备该电极作为负极的蓄电设备。

根据本发明，可以得到具有稳定的充放电循环特性且充放电容量大的电极。因此，本电极材料作为锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备的电极材料是极其有用的。

具体实施方式

以下，对本发明详细地进行说明。

电极材料的制造方法