[发明专利]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。

背景技术

由于硅(Si)以及由SiO_x所表示的氧化硅的每单位体积的容量比石墨等碳材料高，因此将其应用于负极活性物质的研究正在进行中。尤其是，充电时，SiO_x吸藏Li⁺时的体积膨胀率小于Si，因此可以期待提前实用化。例如，在专利文献1中提出了将SiO_x和石墨混合来作为负极活性物质的非水电解质二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-233245号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，存在以下问题：与将石墨用作负极活性物质的情况相比，将SiO_x等用作负极活性物质的非水电解质二次电池的循环特性显著降低。

用于解决问题的方案

上述问题发生的主要的原因在于，充放电时SiO_x等的体积变化大于石墨，以及SiO_x与电解液的反应导致的不可逆容量的增加。

为了解决上述问题，本发明的非水电解质二次电池的特征在于，具备包含由SiO_x(0＜x＜2)所表示的物质的负极活性物质，在表面将前述通式中的x的值设为x_s、在中心部将前述通式中的x的值设为x_b时，x_b＜x_s，将前述物质的达到x＝(x_s+x_b)/2的距表面的深度设为z_a(μm)、将前述物质的平均粒径设为R(μm)时，0.05＜z_a、0.025≤z_a/R≤0.4。

发明的效果

根据本发明，能够改善使用了SiO_x作为负极活性物质的非水电解质二次电池的循环特性。

附图说明

图1是示出实验4中使用的负极活性物质颗粒(25次循环后)的截面的电子显微镜图像。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式详细地说明。本说明书中的“大致**”是指，若以“大致相等”为例进行说明，则表示不仅包括完全相同，还包括可以认为实质相同的情况。

本发明的实施方式的一个例子的非水电解质二次电池具备：包含正极活性物质的正极、包含负极活性物质的负极、以及包含非水溶剂的非水电解质。在正极和负极之间优选设置分隔件。作为非水电解质二次电池的一个例子，可以举出正极和负极隔着分隔件卷绕而成的电极体以及非水电解质容纳于外壳体的结构。

[正极]

正极由正极集电体和形成于正极集电体上的正极活性物质层构成是优选的。作为正极集电体，可以使用例如具有导电性的薄膜体，尤其是铝等的在正极的电位范围内稳定的金属箔、合金箔，具有铝等的金属表层的薄膜。除了正极活性物质以外，正极活性物质层还包含导电材料和粘结剂是优选的。

对正极活性物质没有特别限制，但优选为含锂的过渡金属氧化物。含锂的过渡金属氧化物也可以含有Mg、Al等非过渡金属元素。作为具体例子，可以举出钴酸锂、以磷酸铁锂为代表的橄榄石型磷酸锂、Ni-Co-Mn、Ni-Mn-Al、Ni-Co-Al等含锂的过渡金属氧化物。正极活性物质可以单独使用其中的1种，也可以混合使用多种。

作为导电材料，可以使用炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨等碳材料、以及其中的2种以上的混合物等。作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、以及其中的2种以上的混合物等。

[负极]

负极具备负极集电体以及形成于负极集电体上的负极活性物质层是优选的。作为负极集电体，可以使用例如具有导电性的薄膜体，尤其是铜等的在负极的电位范围内稳定的金属箔、合金箔，具有铜等的金属表层的薄膜。负极活性物质层包含负极活性物质以及粘结剂是优选的。作为粘结剂，与正极的情况同样地可以使用聚四氟乙烯等，但优选使用丁苯橡胶(SBR)、聚酰亚胺等。粘结剂也可以和羧甲基纤维素等增稠剂组合使用。