[发明专利]SiO粉末的制造方法及球形颗粒状SiO粉末

说明书

本发明旨在高效且经济地制造一种SiO粉末，该SiO粉末为没有棱角的球形颗粒状且粒径小，并且由杂质引起的污染程度也很低。将作为SiO气体产生原料(9)的Si和SiO₂的混合物装入坩埚(2)内。在减压条件下，加热坩埚(2)内部的混合物以产生SiO气体。使产生的SiO气体沉积于在坩埚(2)上旋转的析出基体(5)上。当将沉积在析出基体(5)上的SiO析出物(10)通过刀片(7)刮取时，刀片(7)的尖端与析出基体(5)的表面分离，以将沉积在析出基体(5)上的SiO析出物(10)的一部分残留在析出基体(5)上，同时将剩余的SiO析出物(10)通过刀片(7)刮取，并作为SiO粉末(11)回收。

技术领域

本发明涉及一种被用作锂离子二次电池的负极材料等的SiO粉末的制造方法及球形颗粒状SiO粉末。

背景技术

众所周知，SiO的电容量大，是一种优异的用于锂离子二次电池的负极材料。该SiO系负极材料为，通过将SiO粉末、导电助剂和粘合剂混合而得的浆料涂布在由铜箔等构成的集电体上并使其干燥，由此制成薄膜状的负极。这里的SiO粉末，是通过冷却将二氧化硅和硅的混合物加热而产生的SiO气体并使其析出后，经粉碎后而获得的。

使用这种析出法而制造的SiO粉末的优点在于，其含有许多非晶的部分，降低了热膨胀系数，使循环特性等电池特性提高。特别是，在专利文献1～3中报道了没有棱角的高圆度的SiO粉末，在该电池特性的提高方面是有效的。

然而，以工业规模经济地制造没有棱角的球形颗粒状的SiO粉末并不容易。这是因为，通过冷却将二氧化硅和硅的混合物加热而产生的SiO气体并使其析出后，经粉碎后而获得的SiO粉末，被破碎成了有棱角的非球形颗粒状的颗粒，从而会存在从其中选择没有棱角的球形颗粒状的颗粒的过程中，会产生大量的损失，进而会极大地降低成品率的更大问题。

为了解决该问题，在引用文献1中，使用了利用气流来进行精细粉碎的喷射式粉碎机或旋风式粉碎机，而在引用文献3中，使用球磨机进行精细粉碎，但是粉碎成本的上升是不可避免的，成品率也仍然很低。另外，在引用文献2中，特别提出了一种使颗粒彼此碰撞的技术，但是仍不能避免粉碎成本的上升。

除了这些问题之外，还存在一个基本问题，就是由于粉碎越精细，粉碎容器和粉碎介质的接触机会就越大，频率就越高，因此所获得的颗粒的因由杂质引起的污染程度也就越高。

除此之外，作为在工业上以低成本制造SiO粉末的方法之一，在专利文献4和5中已提出了通过使将二氧化硅和硅的混合物加热而产生的SiO气体在被冷却的析出基体上沉积，同时将该沉积析出物用刀片从析出基体上机械地刮取并回收的技术。

根据该技术，可以由沉积在析出基体上的SiO析出物直接且连续地制造SiO粉末，其中，尤其是如专利文献5中所述，当将旋转体用作析出基体时，可以获得特别高的生产效率。然而，从析出基体上被刮取下来的SiO粉末将会变成鳞片状的颗粒，不可能直接且连续地制造没有棱角的球状颗粒。另外，在该鳞片状的颗粒中，还存在粒径变大的问题。

专利文献1：日本特开2014-225347号公报

专利文献2：WO 2015/004834号再表公报

专利文献3：日本特开2017-92009号公报

专利文献4：日本特开2001-220123号公报

专利文献5：日本特表2016-519046号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够高效经济地制造没有棱角的球形颗粒状且粒径小、而且由杂质引起的污染程度低的SiO的粉末的SiO粉末的制造方法及该球形颗粒状SiO粉末。