非水电解质二次电池、其负极、其负极活性物质及其负极材料的制造方法与流程

文档序号:12514282阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种非水电解质二次电池用负极活性物质,其具有负极活性物质颗粒,所述负极活性物质颗粒含有硅化合物SiOx,且0.5≤x≤1.6,所述非水电解质二次电池用负极活性物质的特征在于,

所述负极活性物质颗粒的至少一部分被由包含碳的物质构成的碳被膜覆盖,所述碳被膜的密度为1.2g/cm3以上且1.9g/cm3以下,

并且,所述负极活性物质颗粒的根据使用氮气的吸附解吸等温线测定所获得的吸附解吸等温线具有IUPAC分类中的II类或III类的特征。

2.如权利要求1所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,相对于所述硅化合物和所述碳被膜的总和,所述碳被膜的含有率为0.1质量%以上且25质量%以下。

3.如权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述碳被膜,根据飞行时间二次离子质谱法,被检测到CyHz类化合物的片段,并且,作为所述CyHz类化合物的片段,至少一部分被检测到满足6≥y≥2、2y+2≥z≥2y-2的范围。

4.如权利要求3所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,在所述碳被膜中被检测到的CyHz类化合物的片段,在飞行时间二次离子质谱法中的C4H9的检测强度D与C3H5的检测强度E,满足2.5≥D/E≥0.3的关系。

5.如权利要求1至4中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述负极活性物质颗粒,当压缩成1.5g/cm3时的电阻率在1.0×10-2Ω·cm以上且1.0×101Ω·cm以下的范围内。

6.如权利要求1至5中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述负极活性物质颗粒的比表面积为1.0m2/g以上且15m2/g以下。

7.如权利要求1至6中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述负极活性物质颗粒在0.1%羧甲基纤维素水溶液中的Zeta电势为负。

8.如权利要求1至7中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述碳被膜,在拉曼光谱分析中,在1330cm-1与1580cm-1处具有散射峰,所述散射峰的强度比I1330/I1580满足0.7<I1330/I1580<2.0。

9.如权利要求1至8中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述硅化合物中的所述碳被膜的平均厚度为5nm以上且500nm以下。

10.如权利要求1至9中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述硅化合物中的所述碳被膜的平均覆盖率为30%以上。

11.如权利要求1至10中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,利用将包含碳的化合物进行热分解来获得所述碳被膜。

12.如权利要求1至11中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,在所述硅化合物中,作为由29Si-MAS-NMR光谱获得的化学位移值,在-20~-74ppm处呈现的非晶硅区域的峰面积A、在-75~-94ppm处呈现的结晶性硅区域的峰面积B以及在-95~-150ppm处呈现的二氧化硅区域的峰面积C,满足式(1),

式(1):5.0≥A/B≥0.01、6.0≥(A+B)/C≥0.02。

13.如权利要求1至12中任一项所述的非水电解质二次电池用负活性物质,其中,所述硅化合物的根据X射线衍射获得的由(111)结晶面产生的衍射峰的半值宽度(2θ)为1.2°以上,并且,由所述结晶面产生的微晶尺寸为7.5nm以下。

14.如权利要求1至13中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述硅化合物的中值粒径为0.5μm以上且20μm以下。

15.如权利要求1至14中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述负极活性物质颗粒的至少一部分含有线状碳成分。

16.如权利要求1至15中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质,其中,所述负极活性物质颗粒的至少一部分含有块状碳成分。

17.一种非水电解质二次电池用负极,其特征在于,含有权利要求1至16中任一项所述的非水电解质二次电池用负极活性物质作为负极活性物质,并具有源自所述碳被膜的充放电容量。

18.如权利要求17所述的非水电解质二次电池用负极,其中,所述负极活性物质的至少一部分含有锂。

19.如权利要求17或18所述的非水电解质二次电池用负极,其中,进一步含有碳系活性物质作为所述负极活性物质。

20.如权利要求19所述的非水电解质二次电池用负极,其中,相对于所述碳系活性物质与所述硅化合物的总量,所述硅化合物的比例为5质量%以上。

21.如权利要求19或20所述的非水电解质二次电池用负极,其中,所述碳系活性物质的中值粒径F与所述硅系活性物质的中值粒径G,满足25≥F/G≥0.5的关系。

22.如权利要求19至21中任一项所述的非水电解质二次电池用负极,其中,所述碳系活性物质为石墨材料。

23.一种非水电解质二次电池,其特征在于,使用权利要求17至22中任一项所述的非水电解质二次电池用负极。

24.一种非水电解质二次电池用负极材料的制造方法,所述非水电解质二次电池用负极材料包含负极活性物质颗粒,所述制造方法的特征在于,具有以下步骤:

制作由SiOx表示的硅化合物,且0.5≤x≤1.6;

利用由包含碳的物质构成的碳被膜来覆盖所述硅化合物的表面的至少一部分;以及,

从所述碳被膜覆盖的硅化合物中,挑选出以下硅化合物,所述硅化合物的所述碳被膜的密度为1.2g/cm3以上且1.9g/cm3以下,并且,根据由氮气实施的吸附解吸等温线测定所获得的吸附解吸等温线具有IUPAC分类中的II类或III类的特征;

将所述挑选出来的所述碳被膜覆盖的硅化合物作为负极活性物质颗粒,来制造非水电解质二次电池用负极材料。

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