[发明专利]负极活性物质

说明书

负极活性物质包括硅材料，上述硅材料被含有4～6族的金属的碳层覆盖。负极活性物质的制造方法的特征在于，包括如下工序：在硅材料、含有4～6族的金属的化合物以及碳源共存的状态下，通过加热使该化合物和碳源分解。

技术领域

本发明涉及负极活性物质。

背景技术

已知锂离子二次电池等二次电池的负极活性物质使用包含硅的硅材料。

例如，专利文献1和专利文献2记载了负极活性物质为硅的锂离子二次电池。

专利文献3和专利文献4记载了负极活性物质为SiO的锂离子二次电池。

专利文献5记载了合成以使CaSi₂与酸发生反应而除去了Ca后的层状聚硅烷为主成分的层状硅化合物，将该层状硅化合物以300℃以上进行加热使氢脱离来制造硅材料，并且记载了具备该硅材料作为负极活性物质的锂离子二次电池表现出良好的容量维持率。

并且，也已知为了避免包含硅的硅材料与电解液直接接触，或者为了提高包含硅的硅材料的导电性，采用被碳层覆盖的硅材料作为负极活性物质。

实际上，专利文献6记载了将SiO和碳源加热来使碳源分解，用碳层覆盖SiO，并且记载了具备被碳层覆盖的SiO作为负极活性物质的锂离子二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2014-203595号公报

专利文献2：特开2015-57767号公报

专利文献3：特开2015-185509号公报

专利文献4：特开2015-179625号公报

专利文献5：国际公开第2014/080608号

专利文献6：特开2013-258032号公报

发明内容

发明要解决的问题

对锂离子二次电池等的二次电池的性能要求在提高，特别是迫切希望提供更优异的负极活性物质及其制造方法。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供新的负极活性物质及其制造方法。

用于解决问题的方案

那么，被碳层覆盖的硅材料中的碳层需要能耐受在二次电池的充放电中发生的硅和锂的合金化所带来的膨胀的强度。在此，如果仅关注碳层，则认为以1100℃以上的加热条件、例如以2000℃制造的碳层具备合适的强度。然而，认为当在硅的存在下将碳以1100℃以上的温度进行加热时会生成SiC，并且由于SiC的存在，作为负极活性物质的性能会降低。即，覆盖硅材料的碳层在强度和作为负极活性物质的性能之间具有此消彼长的关系。

因此，在制造被碳层覆盖的硅材料的情况下，通常在600～1000℃程度的加热条件下进行。实际上，专利文献6中的加热条件在实施例1中为1000℃，实施例2中为1020℃，实施例3中为800℃。

为了打破上述此消彼长的关系，本发明人反复试验而进行了深入研究，发现具备用含有特定金属的碳层覆盖的硅材料作为负极活性物质的二次电池在充放电后的容量维持率是优异的。这暗示了充放电后的容量维持率优异的活性物质的强度是优异的。于是，本发明的发明人基于该发现完成了本发明。

即，本发明的负极活性物质的特征在于，包括硅材料，上述硅材料被含有4～6族的金属的碳层覆盖。