电气设备用负极、及使用其的电气设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电气设备用负极、及使用其的电气设备。本发明的电气设备用负极及 使用其的电气设备例如可W作为二次电池、电容器等用于电动汽车、燃料电池车及混合动 力电动汽车等车辆的发动机等的驱动用电源、辅助电源。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了应对大气污染、全球变暖，迫切期望二氧化碳量的降低。汽车行业中， 电动汽车巧V)、混合动力电动汽车化EV)的引入所带来的二氧化碳排出量的降低备受期 待，掌握它们的实用化的关键的发动机驱动用二次电池等电气设备的开发正在积极进行。
[0003] 作为发动机驱动用二次电池，与移动电话、笔记本电脑等所使用的民用裡离子二 次电池相比，要求极高的功率特性、W及具有高能量。因此，在所有电池中具有最高的理论 能量的裡离子二次电池备受关注，现在正迅速地进行开发。
[0004] 裡离子二次电池通常具有如下的结构；使用粘结剂将正极活性物质等涂布于正极 集电体的两面而成的正极、与使用粘结剂将负极活性物质等涂布于负极集电体的两面而成 的负极介由电解质层而被连接，容纳于电池外壳中。
[0005] 一直W来，裡离子二次电池的负极使用在充放电循环的寿命、成本方面有利的碳/ 石墨系材料。但是，碳/石墨系的负极材料由于通过裡离子向石墨晶体中的吸藏/释放而 进行充放电，因此具有得不到由最大裡导入化合物即LiCe得到的理论容量372mAh/gW上 的充放电容量该样的缺点。因此，难W利用碳/石墨系负极材料得到满足车辆用途的实用 化水平的容量、能量密度。
[0006] 另一方面，负极使用了与Li合金化的材料的电池与现有的碳/石墨系负极材料相 比，能量密度提高，因此作为车辆用途的负极材料受到期待。例如，Si材料在充放电中像下 述的反应式（A)该样每Imol中吸藏释放4. 4mol的裡离子，对于Li22Si5( =Li4.4Si)，理论 容量为2100mAh/g。进而，相对于Si重量而算出时，具有3200mAh/g(参见参考例C的比较 参考例34)的初始容量。
[0007]
【主权项】
1. 一种电气设备用负极，其特征在于，具有集电体、以及配置于所述集电体的表面的包 含负极活性物质、导电助剂和粘结剂的电极层， 所述负极活性物质包含下述式（1)所示的合金， SixTiyM人 ⑴ 上述式（1)中， M为选自由Ge、Sn、Zn、以及它们的组合组成的组中的至少1种金属， 所述A为不可避免的杂质， x、y、z 和 a 表示质量 ％ 的值，此时，0〈x〈100,0〈y〈100,0〈z〈100,并且 O < a〈0. 5， x+y+z+a = 100， 所述集电体的弹性伸长率为I. 30%以上。
2. 根据权利要求1所述的电气设备用负极，其中，所述集电体的弹性伸长率为1. 40% 以上。
3. 根据权利要求2所述的电气设备用负极，其中，所述集电体的弹性伸长率为1. 50% 以上。
4. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Ge， 所述X为17以上且低于90,所述y超过10且低于83, z超过0且低于73。
5. 根据权利要求4所述的电气设备用负极，其中，所述X为77以下，所述y为20以上， 所述z为3以上且63以下。
6. 根据权利要求5所述的电气设备用负极，其中，所述y为68以下。
7. 根据权利要求6所述的电气设备用负极，其中，所述X为50以下。
8. 根据权利要求7所述的电气设备用负极，其中，所述X为46以下，所述y为51以上， 所述z为32以下。
9. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Sn， 所述x、y和z满足下述数学式⑴或（2): 35. X 彡 78、0〈y 彡 37、7 彡 z 彡 30 (1) 35. X 彡 52、0〈y 彡 35、30 彡 z 彡 51 (2)。
10. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Sn， 所述x、y和z满足下述数学式⑶或（4): 35彡X彡78、7彡y彡37、7彡z彡30 (3) 35. X 彡 52、7 彡 y 彡 35、30 彡 z 彡 51 (4)。
11. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Sn， 所述x、y和z满足下述数学式（5)或（6): 35. X 彡 68、18 彡 y 彡 37、7 彡 z 彡 30 (5) 39. X 彡 52、7 彡 y 彡 20、30 彡 z 彡 51 (6)。
12. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Sn， 所述x、y和z满足下述数学式（7): 46. X 彡 58、24 彡 y 彡 37、7 彡 z 彡 21 (7)。
13. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Zn， 所述x、y和z满足下述数学式（8): 38. x〈100、0〈y〈62、0〈z〈62 (8)。
14. 根据权利要求13所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z满足下述数学式 (9)： 38. x〈100、0〈y < 42、0〈z < 39 (9)。
15. 根据权利要求13或14所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z满足下述数学 式（10): 38. X 彡 72、8 彡 y 彡 42、12 彡 z 彡 39 (10)。
16. 根据权利要求13~15中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z满足 下述数学式（11): 38. X 彡 61、19 彡 y 彡 42、12 彡 z 彡 35 (11)。
17. 根据权利要求13~16中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z满足 下述数学式（12): 47. X 彡 53、19 彡 y 彡 21、26 彡 z 彡 35 (12)。
18. -种电气设备，其包含权利要求1~17中任一项所述的电气设备用负极。
【专利摘要】提供维持高循环特性、且初始容量也高、表现出平衡良好的特性的Li离子二次电池等的电气设备用负极。一种电气设备用负极，其特征在于，具有集电体、以及配置于前述集电体的表面的包含负极活性物质、导电助剂和粘结剂的电极层，前述负极活性物质包含下述式(1)：SixTiyMzAa(上述式(1)中，M为选自由Ge、Sn、Zn、以及它们的组合组成的组中的至少1种金属，前述A为不可避免的杂质，x、y、z和a表示质量％的值，此时，0＜x＜100，0＜y＜100，0＜z＜100，并且0≤a＜0.5，x+y+z+a＝100。)所示的合金，前述集电体的弹性伸长率为1.30％以上。
【IPC分类】C22C30-06, C23C14-06, C22C14-00, C22C28-00, C22C30-04, H01M4-134, H01M4-38, H01M4-66
【公开号】CN104813510
【申请号】CN201380058524
【发明人】渡边学, 三木文博, 真田贵志, 千叶启贵
【申请人】日产自动车株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月19日
【公告号】EP2924774A1, WO2014080890A1