[发明专利]非水电解质二次电池用负极活性物质以及使用该负极活性物质的非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用负极活性物质以及使用该负极活性物质的非水电解质二次电池。

背景技术

由于以SiO_X表示的硅氧化物的比容量高，充电时吸收锂时的体积膨胀率也小于Si，因此对其与石墨混合用作负极活性物质进行了研究(参照专利文献1)。

但是，使用以SiO_X表示的硅氧化物作为负极活性物质的非水电解质二次电池，与仅使用石墨作为负极活性物质的情况相比，存在初次充放电效率以及循环初期的容量显著降低的问题。

为了谋求初次充放电效率的提高，提出了硅氧化物分散于碳活性物质中、在该硅氧化物中具有硅和硅酸锂相的结构的复合体颗粒(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-233245号公报

专利文献2：日本特开2007-59213号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献2所述的提案中，分散于碳活性物质中的硅氧化物由于具有硅氧化物散布在碳基质内的结构，因此充放电时碳基质阻碍锂扩散。因此，锂有可能不能充分到达硅氧化物，实际的电池容量显著小于理论容量，从而具有初次充放电效率降低等问题。

用于解决问题的方案

本发明的负极活性物质具备由内部含有硅酸锂相的SiO_X(0.8≤X≤1.2)形成的颗粒，并且由上述SiO_X形成的颗粒的表面被碳覆盖50％以上且100％以下。

发明的效果

根据本发明的实施例，对于使用SiO_X作为负极活性物质的非水电解质二次电池，初次充放电效率和循环特性得到飞跃性地提高。

附图说明

图1为表示电池A1、Z中的SiO_X的XRD测定结果的图表。

具体实施方式

对于本说明书中的“大致**”，以“大致同等”为例进行说明，则指的是完全相同自不必说、还包括被认为实质上相同的意思。

对于本发明的负极活性物质，其为由内部含有硅酸锂相的SiO_X(0.8≤X≤1.2)形成的颗粒，并且由SiO_X形成的颗粒的表面被碳覆盖50％以上且100％以下。

对于使用有上述构成的负极活性物质的电池，可以提高初次充放电效率和循环特性。其理由如下所示。

SiO_X是Si和SiO₂的微细混合体，用作负极活性物质时的初次充电反应通常用下述(1)式表示。

4SiO(2Si+2SiO₂)+16Li⁺+16e^-→3Li₄Si+Li₄SiO₄…(1)

如上述(1)式所示，在初次充电时能够生成Li₄SiO₄，但该Li₄SiO₄是不可逆反应产物。因此，并非SiO_X中的全部Si进行可逆反应，理论效率变低。具体来说，像上述(1)式那样生成作为不可逆反应产物的Li₄SiO₄的情况中，由于16个锂离子中有4个是不可逆的，因此理论效率为75％。