[发明专利]活性物质及其制造方法、电极以及二次电池

说明书

一种活性物质，包含如下元素作为构成元素：硅；氧；第一元素，其包含硼及磷中的至少一方；第二元素，其包含碱金属元素、过渡元素及典型元素(不包括硅、氧、硼、磷、碱金属元素及碱土金属元素。)中的至少一种；以及第三元素，其包含碱土金属元素。除了氧及碳以外的所有构成元素中的各构成元素的含量为：硅为60原子％以上且98原子％以下，第一元素为1原子％以上且25原子％以下，第二元素为1原子％以上且34原子％以下，第三元素为0原子％以上且6原子％以下。在使用X射线光电子能谱法(XPS)测定的Si2p的XPS光谱中，检测出在结合能为102eV以上且105eV以下的范围内具有顶点、并且在结合能比该顶点小的侧具有肩部的第一峰。在使用拉曼分光法测定的拉曼光谱中，检测出在拉曼位移为435cm^‑1以上且465cm^‑1以下的范围内具有顶点的第二峰。

技术领域

本技术涉及包含硅及氧作为构成元素的活性物质及其制造方法、以及使用了该活性物质的电极以及二次电池。

背景技术

移动电话等多种电子设备正在普及。因此，作为小型且轻量并且能够得到高能量密度的电源，正在进行二次电池的开发。该二次电池具备电极(正极及负极)以及电解液，该电极包含参与电极反应的活性物质。二次电池的构成会对电池特性造成影响，因此对该二次电池的构成进行了各种研究。

具体而言，通过加热二氧化硅而产生氧化硅气体，并且使该氧化硅气体冷凝，由此得到氧化硅(SiOx)的粉末(例如，参照专利文献1、2。)。为了改善使用了氧化硅作为负极活性物质的二次电池的循环特性等，在该氧化硅中添加了不同元素(例如，参照专利文献3、4。)。为了得到高容量用途的负极活性物质，使用了辉石硅酸化合物，并且使用了利用了还原性气体的氧化锡(SnO_x)的加热还原物(例如，参照专利文献5、6。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-103815号公报

专利文献2：日本特开2007-290890号公报

专利文献3：日本特开2011-192453号公报

专利文献4：国际公开第2019/031518号小册子

专利文献5：国际公开第2014/050086号小册子

专利文献6：日本特开2014-232680号公报

发明内容

为了改善二次电池的电池特性进行了各种研究，但由于其电池特性还不充分，因此还有改善的余地。

本技术是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，提供能够得到优异的电池特性的活性物质及其制造方法、以及电极以及二次电池。

本技术的一个实施方式为，一种活性物质，包含以下元素作为构成元素：硅(Si)；氧(O)；第一元素，所述第一元素包含硼(B)及磷(P)中的至少一方；第二元素，所述第二元素包含碱金属元素、过渡元素及典型元素(不包括硅、氧、硼、磷、碱金属元素及碱土金属元素。)中的至少一种；以及第三元素，所述第三元素包含碱土金属元素。除了氧及碳(C)以外的所有构成元素中的各构成元素的含量为：硅为60原子％以上且98原子％以下，第一元素为1原子％以上且25原子％以下，第二元素为1原子％以上且34原子％以下，第三元素为0原子％以上且6原子％以下。在使用X射线光电子能谱法(XPS：X-ray PhotoelectronSpectroscopy)测定的Si2p的XPS光谱(横轴为结合能(eV)，纵轴为光谱强度)中，检测出在结合能为102eV以上且105eV以下的范围内具有顶点、并且在结合能比该顶点小的侧具有肩部的第一峰。在使用拉曼分光法测定的拉曼光谱(横轴为拉曼位移(cm^-1)，纵轴为光谱强度)中，检测出在拉曼位移为435cm^-1以上且465cm^-1以下的范围内具有顶点的第二峰。