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，要求具有极高的功率特性、W及高能量。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构成；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 的负极隔着电解质层而被连接，并容纳于电池外壳中。
[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在石墨晶体中的吸藏/释放而 进行充放电，因此存在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进行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（1)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，W每单位重量Si计而算出时，具有3200mAh/g(参见参考例 C的比较参考例29)的初始容量。
[0007]
【主权项】
1. 一种电气设备用负极，其特征在于，其具有集电体、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， SixSnyM人 (1) 上述式（1)中， M为选自由Al、V、C、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， 并且电极层的伸长率（s )为I. 29%〈 S〈1. 70%。
2. 根据权利要求1所述的电气设备用负极，其特征在于，所述S为1.40% 彡 S〈1.70%〇
3. 根据权利要求1或2所述的电气设备用负极，其特征在于，所述S为1.40% 彡S彡L66%〇
4. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述S为 1. 40%彡 S 彡 L 57%〇
5. 根据权利要求1~4中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述S为 1. 47%彡 S 彡 L 57%〇
6. 根据权利要求1~5中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述S为 1. 53%彡 S 彡 L 57%〇
7. 根据权利要求1~6中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述粘结剂包含 具有大于1.0 OGPa且低于7. 40GPa的E弹性模量的树脂。
8. 根据权利要求1~7中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述集电体的弹 性伸长率为1. 30%以上。
9. 根据权利要求1~8中任一项所述的电气设备用负极，其特征在于，所述负极活性物 质是所述式（1)所示的合金与碳系材料混合而成的。
10. 根据权利要求1~9中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为A1， 所述X为12以上且低于100,所述y大于0且为45以下，所述z大于0且为43以下。
11. 根据权利要求10所述的电气设备用负极，其中，所述X为31以上。
12. 根据权利要求11所述的电气设备用负极，其中，所述X为50以下。
13. 根据权利要求12所述的电气设备用负极，其中，所述y为15以上，所述z为18以 上。
14. 根据权利要求1~9中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为V， 所述X为27以上且低于100,所述y大于0且为73以下，所述z大于0且为73以下。
15. 根据权利要求14所述的电气设备用负极，其中，所述X为84以下，所述y为10以 上且73以下，所述z为6以上且73以下。
16. 根据权利要求15所述的电气设备用负极，其中，所述y为10以上且63以下，所述 z为6以上且63以下。
17. 根据权利要求16所述的电气设备用负极，其中，所述X为52以下。
18. 根据权利要求17所述的电气设备用负极，其中，所述y为40以下，所述z为20以 上。
19. 根据权利要求1~9中任一项所述的电气设备用负极，其中， 所述M为C， 所述X为29以上。
20. 根据权利要求19所述的电气设备用负极，其中，所述X为63以下，所述y为14以 上且48以下，所述z为11以上且48以下。
21. 根据权利要求20所述的电气设备用负极，其中，所述X为44以下。
22. 根据权利要求21所述的电气设备用负极，其中，所述X为40以下，所述y为34以 上。
23. -种电气设备，其包含权利要求1~22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)：SixSnyMzAa(上述式(1)中，M为选自由Al、V、C、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，并且电极层的伸长率(δ)为1.29％<δ<1.70％。
【IPC分类】H01M4-134, C22C27-02, C22C30-04, C22C21-00, H01M4-36, C22C28-00, H01M4-64, H01M4-62, C22C13-00, H01M4-38
【公开号】CN104813516
【申请号】CN201380061227
【发明人】三木文博, 渡边学, 山本健介, 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】EP2924779A1, WO2014080885A1