[发明专利]负极材料、锂离子二次电池、以及负极材料的制造方法

说明书

本公开提供负极材料、锂离子二次电池、以及负极材料的制造方法。负极材料(100)至少包含石墨粒子(110)和第1金属氧化物(121)。石墨粒子(110)具有至少一个开气孔(111)。石墨粒子(110)具有13％以上且66％以下的孔隙率。第1金属氧化物(121)附着在开气孔(111)的内壁。第1金属氧化物(121)具有锂离子传导性和电子传导性。第1金属氧化物(121)相对于100质量份的石墨粒子为0.5质量份以上且20质量份以下。

技术领域

本公开涉及负极材料、锂离子二次电池、以及负极材料的制造方法。

背景技术

国际公开第2015/129188号公开了使钨化合物附着在石墨粒子的表面。

发明内容

已发现例如像氧化钨(VI)等这样具有锂离子传导性和电子传导性的金属氧化物。通过该金属氧化物附着在石墨粒子(负极活性物质)的表面，能够在石墨粒子的表面促进锂(Li)离子的扩散，期待电池电阻降低。

但是，新发现通电中的电池电阻(以下也记为“通电电阻”)并没有减少太多。这是由于在石墨粒子的表面，Li离子的扩散活跃，但Li离子没有充分扩散到石墨粒子的内部。

本公开的目的是降低通电电阻。

以下，对本公开的技术构成和作用效果进行说明。但本公开的作用机制包括推定。不应根据作用机制的正确与否来限定权利要求的范围。

〔1〕本公开的负极材料用于锂离子二次电池用。负极材料至少包含石墨粒子和第1金属氧化物。石墨粒子具有至少一个开气孔。石墨粒子具有13％以上且66％以下的孔隙率。第1金属氧化物具有锂离子传导性和电子传导性。第1金属氧化物附着在开气孔的内壁。第1金属氧化物相对于100质量份的石墨粒子为0.5质量份以上且20质量份以下。

本公开的负极材料中，石墨粒子具有开气孔。开气孔表示连通到粒子的外部的细孔。第1金属氧化物具有锂离子传导性和电子传导性。第1金属氧化物附着在开气孔的内壁。因此可促进Li离子向石墨粒子的内部的扩散。由此可期待通电电阻的降低。

石墨粒子具有13％以上且66％以下的孔隙率。如果孔隙率小于13％，则难以使第1金属氧化物附着在开气孔的内壁。如果孔隙率超过66％，则有通电电阻的降低幅度变小的倾向。这是由于在电极的压缩时，石墨粒子容易破裂。

另外，第1金属氧化物相对于100质量份的石墨粒子为0.5质量份以上且20质量份以下。如果第1金属氧化物小于0.5质量份，则有通电电阻的降低幅度变小的倾向。如果第1金属氧化物超过20质量份，则有时通电电阻反而会增大。这是由于石墨的反应部位被第1金属氧化物覆盖，导致有效反应面积减少。

〔2〕第1金属氧化物例如可以是氧化钨(VI)。氧化钨(VI)能够具有锂离子传导性和电子传导性。

〔3〕负极材料可以还包含第2金属氧化物。第2金属氧化物是绝缘体。第2金属氧化物附着在石墨粒子的外表面。

通过将包含负极材料的负极合剂涂布于负极集电体的表面，形成负极合剂层。由此能够制造电极(负极)。本公开的负极材料具有高的电子传导性。因此负极合剂层能够在整个区域具有高的电子传导性。本公开的负极材料也能够具有高的锂离子传导性。但是在从负极合剂层的最表面向负极集电体的方向(负极合剂层的厚度方向)上，在远离负极合剂层的最表面的位置，与最表面相比，Li离子的扩散会延迟。其结果，有可能发生以下这样的不良情况。即、在大电流的通电时，相对于Li离子的供给，电子的供给过多，因此Li(金属)有可能在负极合剂层的最表面析出。

根据上述〔3〕的技术构成，可期待Li析出的抑制。这是由于通过作为绝缘体的第2金属氧化物附着在石墨粒子的外表面，使得负极合剂层中锂离子传导性与电子传导性的平衡提高。

〔4〕第2金属氧化物可以是铁电体。由此可期待通电电阻的降低。这是由于通过铁电体的介电极化，可促进石墨粒子接受Li离子。