[发明专利]非水电解质二次电池用电极活性物质及具备其的非水电解质二次电池

说明书

本申请基于2014年9月22日在日本提出申请的特愿2014-192175号并主张优先权，在此引用其内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及非水电解质二次电池用电极活性物质及具备其的非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，由于电子设备小型化技术的快速发展，各种便携式电子设备正在普及。而且，对于这些便携式电子设备的电源即电池也要求小型化，能量密度高的非水电解质二次电池受到注目。

为提高非水电解质二次电池的能量密度，尝试了使用锂嵌入容量大、密度高的物质。作为这样的物质，例如可列举出硅、锡等与锂合金化的元素及非晶质硫属化合物。在这些物质中，硅可嵌入锂至锂原子相对于硅原子的原子比即Li/Si达到4.4。因此，该负极活性物质的单位质量的负极容量为石墨质碳的大约10倍。

可是，硅有伴随着充放电循环中的锂的嵌入脱嵌而体积发生较大变化的特征，在活性物质粒子的微粉化等、循环特性方面存在问题。

发明内容

本发明者等进行了深入的实验，结果发现：在使微细的一氧化硅和碳质物复合化并烧成的活性物质中，可得到以微晶硅包含或保持在氧化硅中的状态分散在碳质物中的活性物质，该活性物质能够实现非水电解质二次电池的高容量化及循环特性的提高。但是，即使在这样的活性物质中，如果进行几百次的充放电循环，容量也下降，在长期使用中循环特性不足。

对此，本发明者等考虑到改变氧化硅性质对循环特性产生大的影响，用掺杂锂的方法，研究了生成的化合物的种类对循环特性的影响，结果发现了适合提高循环特性的活性物质的组成。

本发明要解决的课题是，提供一种循环特性优异的非水电解质二次电池用电极活性物质及具备其的非水电解质二次电池。

实施方式的非水电解质二次电池用电极活性物质包含由含硅化合物和含锂硅氧化物形成的复合体，所述含硅化合物含有硅及硅氧化物中的至少1种。

所述含锂硅氧化物以Li₂Si₂O₅为主成分。

根据上述构成的非水电解质二次电池用电极活性物质的制造方法，由于电极活性物质包含由含有硅及硅氧化物中的至少1种的含硅化合物和含锂硅氧化物形成的复合体，含锂硅氧化物以Li₂Si₂O₅为主成分，因此在用于负极时，能够缓和由硅的体积变化而导致的应力，提高循环特性。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的非水电解质二次电池用电极活性物质的制造方法的一个例子的工艺流程图。

图2是表示第2实施方式所涉及的电极的示意图。

图3是表示第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池的示意图。

图4是表示第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池的示意图。

图5是表示第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池的示意图。

图6是表示第3实施方式所涉及的非水电解质二次电池的示意图。

图7是表示第4实施方式所涉及的电池包的概略立体图。

图8是表示第4实施方式所涉及的电池包的示意图。

图9是实施例1的负极活性物质的X射线衍射图谱。

图10是比较例1的负极活性物质的X射线衍射图谱。

具体实施方式

以下，参照附图对非水电解质二次电池用电极活性物质及具备其的非水电解质二次电池的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

“非水电解质二次电池用电极活性物质”

在第1实施方式中，提供一种包含由含有硅及硅氧化物中的至少1种的含硅化合物和含锂硅氧化物形成的复合体的非水电解质二次电池用电极活性物质。

含锂硅氧化物以Li₂Si₂O₅为主成分。

以下，作为负极活性物质对本实施方式所涉及的非水电解质二次电池用电极活性物质进行说明，但本实施方式所涉及的非水电解质二次电池用电极活性物质也能作为正极活性物质使用。再者，有时将本实施方式所涉及的非水电解质二次电池用负极活性物质省略为负极活性物质。此外，对于使用本实施方式所涉及的非水电解质二次电池用电极活性物质的电极，以用于非水电解质二次电池的方式进行说明，但使用本实施方式所涉及的非水电解质二次电池用电极活性物质的电极可用于各式各样的电池。