[发明专利]阳极及其制造方法以及电池及其制造方法

说明书

相关申请的互相参考

本发明包含与2007年6月13日向日本专利局递交的日本专利申请JP 2007-156410相关的主题，该专利的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种阳极、制造该阳极的方法、包含该阳极的电池以及制造 该电池的方法。

背景技术

近年来，便携式电子设备如带照相机的VTR(录像机)、数字化静像摄影 机(digital steel camera)、移动电话、个人数字助理和膝上型计算机得以广泛 使用，强烈需要减小便携式电子设备的尺寸和重量并增加它们的寿命，因此， 已经促进了作为便携式电子设备电源的电池，特别是能够得到高能量密度的 轻质二次电池的开发。

其中，利用嵌入和脱出锂来充放电反应的二次电池(所谓的锂离子二次 电池)具有极大前景，因为与铅蓄电池或镍镉电池相比，该二次电池能得到 更大的能量密度。在锂离子二次电池中，碳材料是广泛应用的阳极活性物质。

近年来，随着便携式电子设备功能的增强，需要进一步提高容量，因此， 考虑使用锡、硅等代替碳材料作为阳极活性物质(例如，参见美国专利US 4950566)，这是因为锡的理论容量(994mAh/g)和硅的理论容量(4199mAh/g) 远大于石墨的理论容量(372mAh/g)，因此有望显著提高电池容量。

然而，在具有高容量的锂离子二次电池中，在充电过程中插入锂的阳极 活性物质具有高容量，所以存在电解质溶液容易分解和锂失活的问题。因此， 当重复充放电时，充放电效率降低，因而难于获得足够的循环特性。

因此，为了提高电池特性例如循环特性，使用包含六氟锑酸的碱金属盐、 六氟钽酸的碱金属盐、含氟复盐如六氟铌酸锂、六氟钒酸锂、四氟铁酸锂、 五氟钛酸锂或五氟锆酸锂或者含卤素复盐如碱金属高碘酸盐的电解质溶液 (例如，参见公开号为S58-204478、S63-310568、H03-152879、H06-290808、 2002-047255和2003-142154的日本未审专利申请)。

此外，为了提高循环特性，考虑通过利用锂的化合物如氟化锂或碳酸锂， 或者利用氧化物如氧化硅或氧化铝在阳极活性物质表面形成惰性涂层(例 如，参见公开号为2004-327211、H07-302617、H10-255800、H11-135153、 2005-026230、2005-142156、2005-166469和2006-185728的日本未审专利申 请)。

发明内容

然而，随着近年来便携式电子设备性能的进一步增强和功能的进一步扩 展，当二次电池频繁地重复充放电时，电解质溶液会分解，因此放电容量容 易降低。伴随着充放电的电解质溶液分解很可能发生在特别是具有高理论容 量的锡、硅等用作阳极活性物质的时候。因此，需要进一步提高二次电池的 循环特性。

考虑到上述内容，希望提供一种能提高循环特性的阳极，一种制造该阳 极的方法，一种包含该阳极的电池和制造该电池的方法。

根据本发明的实施方案，提供一种阳极，该阳极包括阳极集电体；布置 在阳极集电体上的阳极活性物质；及布置在阳极活性物质层上的涂层，其中 该涂层包括化学式1所示的金属盐和含氧碳酸(oxycarbonicacid)的金属盐中 的至少一种。此外，根据本发明的实施方案，提供一种电池，该电池包括上 述阳极、阴极和电解质溶液。

化学式1

其中，M表示金属元素，a、b、c和d各自为0或更大的整数，a、b、 c和d的和为2或更大的整数，a和b的和为1或更大的整数，e、f、g和h 各自为1或更大的整数，R1和R2各表示一价基团，R3表示化合价等于a、 b、c和d之和的基团。

根据本发明的实施方案，提供一种制造阳极的方法，该阳极包括阳极集 电体、布置在该阳极集电体上的阳极活性物质层和布置在该阳极活性物质层 上的涂层，该方法包括如下步骤：通过使用包括至少一种化学式2所示的金 属盐和含氧碳酸的金属盐的溶液，在阳极活性物质层上形成涂层。此外，根 据本发明的实施方案，提供一种制造电池的方法，该电池包括阴极、阳极和 电解质溶液，该阳极如上所述制成。

化学式2