[发明专利]锂离子二次电池的负电极制造用粒状复合材料

说明书

通过如下方法得到电极层与集电体层叠而成的锂离子二次电池用负电极，所述方法包括：将含有石墨的颗粒(B)、由含有能吸储/释放锂离子的元素且不含石墨的物质形成的颗粒(A)、碳纤维(C)、以及含有1质量％、25℃水溶液的粘度为300mPa·s以上且6000mPa·s以下、且具有无取代或取代吡喃葡萄糖环的多糖类或其衍生物的聚合物(D)混合，得到粒状复合材料；将液体介质、与前述粒状复合材料、与粘结剂混合而得到浆料或糊剂；使该浆料或糊剂附着于集电体，所述粒状复合材料中，各颗粒(B)，其表面的至少一部分由各颗粒(A)与各碳纤维(C)彼此借助聚合物(D)连接而成为一体的亚结构体(S)覆盖且由亚结构体(S)彼此连接。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池的负电极制造用粒状复合材料和锂离子二次电池用负电极的制造方法。更详细而言，本发明涉及：为了制造可以得到具有高的能量密度、且能兼顾高的初始容量与高的容量维持率的锂离子二次电池的负电极而使用的粒状复合材料；和，使用该粒状复合材料制造锂离子二次电池用负电极的方法。

背景技术

便携式电子设备的多功能化正在以超过电子部件的节约电力化的速度推进，因此，便携式电子设备的消耗电力增加。因此，强烈要求作为便携式电子设备的主电源的锂离子二次电池的高容量化和小型化为迄今以上。另外，电动汽车的需求发展，对于其中使用的锂离子二次电池也强烈要求高容量化。

为了满足这样的要求，提出了使Si颗粒与碳材料复合化而得到的负电极用材料。例如，专利文献1公开了一种锂离子二次电池的负电极用材料，其具备：具有电子传导性的碳纤维交织、流动体能渗透的间隙位于前述碳纤维之间的载体；和，侵入至前述间隙、分散于前述载体的内部、且负载于前述载体的硅/无定形碳复合颗粒，前述硅/无定形碳复合颗粒由硅颗粒和无定形碳形成，且具备与前述硅颗粒的表面密合的表面密合物。

专利文献2公开了一种锂离子二次电池的负电极用材料，其为由含有能吸储/释放锂的元素的颗粒与含有石墨材料的碳颗粒的混合物形成的负电极用材料，对于该碳颗粒，由光学显微镜图像算出的长径比为1以上且5以下，利用激光衍射式粒度分布测定机测定的体积基准累积粒度分布中的50％粒径为2～40μm，且进行400次轻敲时的体积密度为1.0g/cm³以上且1.35g/cm³以下；对于该石墨材料，用拉曼分光光谱测定的位于1360cm^-1的附近的峰的强度(I_D)与位于1580cm^-1的附近的峰的强度(I_G)之比I_D/I_G(R值)为0.01以上且0.2以下，30℃～100℃的热膨胀系数(CTE)为4.0×10^-6/℃以上且5.0×10^-6/℃以下，由粉末X射线衍射中的002衍射线求出的面间隔d₀₀₂为0.3340nm～0.3380nm，且其是将石油系焦炭和/或石炭系焦炭以2500℃以上进行热处理而得到的。

专利文献3公开了一种复合材料，其是含有碳纤维和复合氧化物颗粒而成的复合材料，该碳纤维和复合氧化物颗粒的表面的至少一部分被碳覆盖，且该碳覆盖为非粉末覆盖。

专利文献4公开了一种复合体，其在具有石墨烯部分剥离的结构的部分剥离型剥片化石墨内包合有Si颗粒。

专利文献5公开了一种锂二次电池用负极活性物质，其含有：内部包含气孔的非晶碳；和，分散于前述气孔内部的纳米碳化颗粒。纳米碳化颗粒是将如下的纳米颗粒碳化而形成的，所述纳米颗粒包含：Si芯、以及包含高Si亲和度嵌段和低Si亲和度嵌段且以前述Si芯为中心形成球状的胶束结构的嵌段共聚物壳。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-089403号公报

专利文献2：日本特开2013-222641号公报

专利文献3：日本特表2011-529257号公报