[发明专利]负极活性材料、电池、电池组、电子设备和电动车辆

说明书

本发明涉及负极活性材料、电池、电池组、电子设备和电动车辆。提供了一种负极活性材料，其包括：包含硅的芯颗粒；以及从由以下项所组成的组中选择的至少一种金属元素：Ge、Sn、Ni、Mo、W、Ag、Pd、Cu、Bi、Fe、Co、Mn、Cr、V、Ga、B、Sb、In、Te、Cd、Rh、Ru、Nb、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Pb和P。负极活性材料具有从芯颗粒的中心到芯颗粒的表面连续改变的元素组分。还提供了分别包括负极活性材料的负极、电池、电动车辆、电力存储设备、电子设备以及电力存储系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月27提交的日本在先专利申请JP 2014-037051的权益，通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开涉及负极活性材料、电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储设备以及电力系统。

背景技术

最近，强烈需求更大容量和更快的充电放电速度的锂离子二次电池。为了实现比使用碳材料的容量大的容量，已经研究针对负极活性材料Si(硅)等的使用。然而，目前为止，就循环特性和迅速的充电放电而言，可能具有使用Si等的问题。

鉴于这类情况，已经研究利用容易的处理来修改商业可获得的Si活性材料的材料性能的技术。

例如，正在研究通过Si的表面涂层修改Si材料性能的技术。据报导，氧化铝和SiO在改善循环特性方面是有效的。SiO涂层可能特别地有效，但是关于SiO涂层，因为SiO的不稳定，所以目前为止似乎没有比通过使用CVD(化学气相沉积)等的气相涂覆更好的方法。然而，安装针对该方法的设备的成本是大的，并且此外，因为方法是气相方法，所以不容易完全涂覆Si颗粒的表面。同时，例如，日本专利申请公开第2007-305424建议将不同元素加入Si材料的技术。

发明内容

鉴于上述情况，因此，期望提供能够改善Si材料的活性材料性能的负极活性材料，并且提供使用负极活性材料的电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储设备以及电力系统。

根据一种实施方式，本公开提供了一种负极活性材料，其包括：包含硅的芯颗粒；以及从由以下项所组成的组中选择的至少一种金属元素：Ge、Sn、Ni、Mo、W、Ag、Pd、Cu、Bi、Fe、Co、Mn、Cr、V、Ga、B、Sb、In、Te、Cd、Rh、Ru、Nb、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Pb和P。负极活性材料的元素组分从芯颗粒的中心到芯颗粒的表面连续改变。

根据一种实施方式，本公开提供了一种负极活性材料，其包括：包含硅的芯颗粒；以及包括从由以下项组成的组中选择的至少一种金属元素的涂层：Ge、Sn、Ni、Mo、W、Ag、Pd、Cu、Bi、Fe、Co、Mn、Cr、V、Ga、B、Sb、In、Te、Cd、Rh、Ru、Nb、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Pb和P。芯颗粒的至少一部分形成氧化硅。

根据一种实施方式，本公开提供了负极、电池、电动车辆、电力存储设备以及电力存储系统，每个实施方式包括根据上述实施方式的任何一种的负极活性材料。

根据一种实施方式，本公开提供了一种制造负极活性材料的方法，其包括：在包括硅的芯颗粒表面的至少一部分上形成涂层；以及通过执行热处理还原涂层。涂层包括金属氧化物和金属氢氧化物的至少一种，该金属氧化物和金属氢氧化物包括从由以下项组成的组中选择的至少一种金属元素：Ge、Sn、Ni、Mo、W、Ag、Pd、Cu、Bi、Fe、Co、Mn、Cr、V、Ga、B、Sb、In、Te、Cd、Rh、Ru、Nb、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Pb和P。

通过本公开，可以改善Si材料的活性材料性能。

鉴于如在附图所示的本发明的最佳模式实施方式的下列详细描述，本发明的这些和其他目的、特征和优点将会变得更加明显。

附图说明