[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

非水电解质二次电池的负极合剂具备：包含含Si材料及碳材料的负极活性物质、和碳纳米管。含Si材料包含锂硅酸盐相和/或碳相内分散有Si颗粒的第1复合材料、和SiO₂相内分散有Si颗粒的第2复合材料中的至少第1复合材料。第1复合材料相对于第1复合材料与第2复合材料的总计的质量比X、和第1复合材料与第2复合材料的总计相对于第1复合材料、第2复合材料与碳材料的总计的质量比Y满足关系式(1)：100Y‑32.2X⁵+65.479X⁴‑55.832X³+18.116X²‑6.9275X‑3.5356＜0、X≤1、且0.06≤Y。非水电解质包含LiPF₆和LiN(SO₂F)₂。

技术领域

本发明涉及将含硅材料用于负极活性物质的非水电解质二次电池。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质。负极具备：包含能够电化学地吸储及释放锂离子的负极活性物质的负极合剂。正研究在负极活性物质中使用高容量的含硅材料的方法。

专利文献1中，提出了将具备Li_2uSiO_2+u(0＜u＜2)所示的锂硅酸盐相、和锂硅酸盐相内分散的硅颗粒的含硅材料用于负极活性物质的方法。

另外，也对导电剂进行研究，专利文献2中，作为负极的导电剂，提出了使用表面形成有包含金属锂的覆盖层的碳纳米管(CNT)的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/035290号小册子

专利文献2：日本特开2015-138633号公报

发明内容

发明要解决的问题

可以考虑使负极合剂含有包含硅颗粒的含硅材料和CNT的方法。随着充放电时的硅颗粒的膨胀收缩，硅颗粒会产生裂纹或者随着硅颗粒的收缩而硅颗粒的周围会形成间隙，因此容易产生硅颗粒的孤立化。在循环的初始，即使硅颗粒孤立化，导电通路也会被CNT确保，容量得以维持。

然而，硅颗粒的活性面容易随着孤立化而露出，有时活性面会与非水电解质接触并发生副反应。包含CNT时，变得容易发生副反应，循环的中期及之后，伴随副反应的复合材料的浸蚀劣化进行，容量容易降低。

用于解决问题的方案

鉴于以上，本发明一方面涉及一种非水电解质二次电池，其具备正极、负极和非水电解质，前述负极具备负极合剂，该负极合剂含有：包含含硅材料及碳材料的负极活性物质、和碳纳米管，前述含硅材料包含第1复合材料及第2复合材料中的至少前述第1复合材料，前述第1复合材料具备锂离子导电相、和前述锂离子导电相内分散的硅颗粒，前述锂离子导电相包含硅酸盐相和/或碳相，前述硅酸盐相包含选自由碱金属元素及第2族元素组成的组中的至少1种，前述第2复合材料具备SiO₂相、和前述SiO₂相内分散的硅颗粒，前述第1复合材料相对于前述第1复合材料与前述第2复合材料的总计的质量比X、和前述第1复合材料与前述第2复合材料的总计相对于前述第1复合材料、前述第2复合材料与前述碳材料的总计的质量比Y满足关系式(1)：

100Y-32.2X⁵+65.479X⁴-55.832X³+18.116X²-6.9275X-3.5356＜0、X≤1、且0.06≤Y，

前述非水电解质包含六氟化磷酸锂和双(氟磺酰基)酰亚胺锂：LFSI。