[发明专利]蓄电器件用负极材料

说明书

提供一种蓄电器件用负极材料。该负极材料由作为大量的粒子的集合的粉末构成，上述粒子的材质是含有Si、Cr和X的Si系合金，上述Si系合金具有(1)Si为主成分的Si相和(2)化合物相，上述化合物相(2)包含(2－1)Si－(Cr,X)化合物相或(2－2)Si－(Cr,X)化合物和Si－X化合物的复合相，满足下式(I)：[数式1]|RCr－RX|/RCr≤0.2(I)(在上述数式(I)中，RCr表示Cr的原子半径，RX表示元素X的原子半径。)。根据本发明，能够得到蓄电容量大，且该蓄电容量的维持率高的蓄电器件用负极。

技术领域

本发明涉及适合于锂离子二次电池、全固体锂离子二次电池、混合型电容器等，在充放电时伴有锂离子的移动的蓄电器件的负极材料。

背景技术

近年来，便携式电话机、随身听、移动终端等急速普及。这些移动设备具有锂离子二次电池。电动汽车和混合动力汽车也具有锂离子二次电池。此外，作为家庭用的固定蓄电器件，则使用锂离子二次电池和混合型电容器。在锂离子二次电池中，充电时负极吸藏锂离子。在锂离子二次电池的使用时，锂离子从负极被释放。负极具有集电体、和粘合于该集电体的表面的活性物质。

那么，作为负极的活性物质，使用的是天然石墨、人造石墨、焦炭等的碳系材料。但是，碳系材料对于锂离子在理论上的容量只不过是372mAh/g。希望有容量大的活性物质。另一方面，作为负极的活性物质，Si受到注目。Si与锂离子反应。经过该反应形成化合物。典型的化合物是Li₂₂Si₅。经过该反应，大量的锂离子被负极吸藏。Si能够提高负极的蓄电容量。

若含有Si的活性物质层吸藏锂离子，则由于前述的化合物的生成，导致该活性物质层膨胀。活性物质的膨胀率约为400％。若锂离子从活性物质层被释放，则该活性物质层收缩。由于膨胀和收缩的反复，活性物质从集电体脱落。该脱落使蓄电容量降低。由于膨胀和收缩的反复，也会阻碍活性物质间的导电性。负极含有Si的现有的锂离子二次电池的寿命不长。而且，Si单体的电传导性比碳质材料和金属系材料的低。因此，含有Si的负极材料，其充放电时的效率不充分。

因此，提出有改善含Si的负极材料的缺点的方案。在日本特开2016－004715号公报中，公开有一种在由Si或Sn构成的非晶态金属的团簇间，存在非晶态合金相的负极材料。此负极材料中，非晶态合金相抑制Si或Sn的膨胀和收缩。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2016－004715号公报

但是，日本特开2016－004715号公报公开的负极材料中，非晶态合金相有可能阻碍电子或离子的移动。同样的问题，在锂离子二次电池以外的各种蓄电器件中也有发生。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够得到如下负极的材料，该负极蓄电容量大，且可抑制因充放电反复进行而造成的蓄电容量降低。

根据本发明，可提供一种蓄电器件用负极材料，其是由作为大量的粒子的集合的粉末构成的蓄电器件用负极材料，其中，

上述粒子的材质是含Si、Cr和元素X的Si系合金，

上述Si系合金具有：

(1)Si为主成分的Si相，和

(2)化合物相，

上述化合物相(2)含有：

(2－1)Si－(Cr,X)化合物相,或

(2－2)Si－(Cr,X)化合物与Si－X化合物的复合相，

并满足下式(I)：

【数式1】