[发明专利]含硅材料、非水电解质二次电池用负极及其制造方法、以及非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

本发明涉及一种含硅材料，其能够掺杂锂和脱掺杂，当使用三极式电池来实行充放电，所述三极式电池采用将前述含硅材料作为活性物质的工作电极、由金属锂构成的参考电极、由金属锂构成的对电极、及锂离子导电性电解质而构成，在绘出利用以前述参考电极为基准的前述工作电极的电势V对充放电容量Q进行微分而得的微分值dQ/dV与前述电势V之间的关系的曲线图的情况下，在向前述含硅材料脱掺杂锂的方向流通电流的放电时，260mV～320mV之间的前述微分值dQ/dV的极大值A与420mV～520mV之间的前述微分值dQ/dV的极大值B的B/A比为2以下。由此，提供一种能够制造循环性高的二次电池的含硅材料、使用这种含硅材料的负极及非水电解质二次电池、以及其制造方法。

技术领域

本发明涉及一种含硅材料、非水电解质二次电池用负极及其制造方法、以及非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，随着便携式电子设备、通信设备等的显著发展，从经济性和设备的小型化、轻量化的观点考虑，迫切需要一种高能量密度的二次电池。以往，作为这种二次电池的高容量化方案，已知以下方法，例如：在负极材料中使用V、Si、B、Zr、Sn等的氧化物及它们的复合氧化物(参照例如专利文献1、专利文献2)；应用熔融淬冷而成的金属氧化物来作为负极材料(参照例如专利文献3)；在负极材料中使用氧化硅(参照例如专利文献4)；及，在负极材料中使用Si₂N₂O及Ge₂N₂O(参照例如专利文献5)等。

但是，利用上述以往的方法，虽然充放电容量得以提升，能量密度得以提高，但循环性不充分、或不能充分满足市场的需求特性，未必能够符合要求，而且期望进一步提高能量密度。尤其在专利文献4中，使用氧化硅来作为锂离子二次电池负极材料，虽然获得了高容量的电极，但初次充放电时的不可逆容量较大，循环性未达到实用水平，有改良的余地。因此，在专利文献6及专利文献7中，初次效率和循环性得以改善。但当将二次电池用于电动车时，需要10年以上的寿命，进一步改善循环性成为重要问题。

[现有技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开平5-174818号公报；

专利文献2：日本特开平6-60867号公报；

专利文献3：日本特开平10-294112号公报；

专利文献4：日本专利第2997741号公报；

专利文献5：日本特开平11-102705号公报；

专利文献6：日本专利第3952180号公报；

专利文献7：日本专利第4081676号公报。

发明内容

[发明所要解决的课题]

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够制造高循环性二次电池的含硅材料。此外，其目的在于提供一种使用这种含硅材料的负极及非水电解质二次电池，并提供它们的制造方法。

[解决课题的手段]

为了解决上述课题，本发明提供一种含硅材料，其能够掺杂锂和脱掺杂，所述含硅材料的特征在于，当使用三极式电池来实行充放电，所述三极式电池采用将前述含硅材料作为活性物质的工作电极、由金属锂构成的参考电极、由金属锂构成的对电极、及锂离子导电性电解质而构成，在绘出利用以前述参考电极为基准的前述工作电极的电势V对充放电容量Q进行微分而得的微分值dQ/dV与前述电势V之间的关系的曲线图的情况下，在向前述含硅材料脱掺杂锂的方向流通电流的放电时，260mV～320mV之间的前述微分值dQ/dV的极大值A与420mV～520mV之间的前述微分值dQ/dV的极大值B的B/A比为2以下。