[发明专利]稳定化锂粉末、使用了其的锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种提高了电极制造时的发热等所涉及的安全性以及生产性的稳定化锂粉末以及使用了其的电池。所述稳定化锂粉末其特征在于：在表面具有无机化合物的锂颗粒中，该颗粒的构成成分比率是氢氧化锂为2.0重量％以下。

技术领域

本发明涉及稳定化锂粉末、使用了其的锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池。

背景技术

将在正极上使用以钴酸锂为代表的含有锂的过渡金属氧化物、在负极上使用能够对锂实施掺杂·脱掺杂的碳材料而成的锂离子二次电池作为代表的电化学装置从具有高能量密度的特征出发，作为以手机为代表的便携式电子设备的电源是重要的，伴随着这些便携式电子设备的急速普及，从而其需求一直不断在增长。

另外，混合动力汽车等意识到环境响应的汽车很多正在被开发，作为搭载的电源之一，具有高能量密度的锂离子二次电池受到较大的关注。

锂离子二次电池的容量主要依靠电极的活性物质。对于负极活性物质通常使用石墨，但是为了应对上述要求而需要使用更高容量的负极活性物质。因此，具有与石墨的理论容量(372mAh/g)相比大得多的理论容量(4210mAh/g)的金属硅(Si)正受到关注。

作为这样的锂离子二次电池的性能提高手段之一，已知有通过主要对于锂离子蓄电装置的负极预先掺杂锂离子从而抑制锂离子蓄电装置内的电极的不可逆容量的预掺杂技术。

例如，在专利文献1中记载有将具有贯通孔的开孔箔用于集电体的垂直预掺杂法。在垂直预掺杂法中，除了正极、负极以外还使用用于将锂离子提供给正极或负极的第3极。

该垂直预掺杂法其制造工序变得比通常的锂离子蓄电装置更复杂，从而需要时间和成本。

另外，也存在将锂箔用于正极混合层或负极混合层整体来进行导入的方法，但是因为锂较软，所以均匀地进行粘贴非常困难。另外，因为该操作本身的操作性低，所以对量产时的生产性有可能产生影响。

作为解决这些的方法，提出有利用锂粉末并对该粉末实施溶液涂布从而进行预掺杂的方法(参照专利文献2)。

这样的利用锂粉末的预掺杂方法由于锂粉末的稳定性差，因此正在开发经稳定化处理的锂粉末。作为锂粉末的稳定化处理方法，可以列举使用在金属锂粉末的表面上用稳定性高的物质，例如NBR(丁腈橡胶)、SBR(丁苯橡胶)等有机橡胶、EVA(乙烯-乙烯基醇共聚树脂)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PEO(聚醚)等有机树脂、或金属化合物等无机化合物来包覆金属锂颗粒而成的稳定化锂粉末的方法。

通过使用这些稳定化锂粉末，从而在大气中或在甲苯、二甲苯等溶剂中也发生稳定化，另外，即使是在露点为负40℃左右的干燥室中也能够防止锂的变质。另外，因为在预掺杂时抑制了锂与负极活性物质之间的过度反应，所以能够减少由该反应产生的发热量。

然而，在使用有机类高分子作为覆盖部的情况下，通过暴露于电池中的电解液，从而有覆盖部发生洗脱并招致电池性能降低的担忧。特别是在高温环境下或高电位下，由于洗脱或反应性增加，从而该影响会变得显著。另一方面，用锂碳酸盐或氧化锂等无机化合物等包覆锂金属的方法对于安全性或稳定性还不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4126157号

专利文献2：日本特开2008-98151号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种维持电池性能并且提高了电极制造时的安全性以及生产性的稳定化锂粉末。

解决技术问题的手段