锂离子二次电池用负极活性物质及其制造方法与流程

文档序号:11891661阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种锂离子二次电池用负极活性物质,其含有Si或Si合金,并且含有碳质物、或碳质物与石墨,

该负极活性物质的平均粒径(D50)为1~40μm,且是平均圆度为0.7~1.0的大致球形的复合粒子。

2.如权利要求1所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,该负极活性物质的平均粒径(D50)为1~10μm,是含有通过SEM图象观察所测量的短轴长度低于1μm的扁平状微粒1重量%以上、80重量%以下的复合粒子。

3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,所述Si或Si合金的平均粒径(D50)为0.01~5μm,碳质物至少包覆活性物质表面。

4.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,所述Si或Si合金的平均粒径(D50)为0.01~1μm,碳质物至少包覆活性物质表面。

5.如权利要求1~4中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其结构为所述Si或Si合金与碳质物一起夹在厚度0.2μm以下的石墨薄层之间,该结构以叠层和/或网状扩展,该石墨薄层在活性物质粒子的表面附近弯曲而包覆活性物质粒子,最外层的表面包覆有碳质物。

6.如权利要求1~5中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,根据利用ICP发光分光分析法测得的26元素(Al、Ca、Cr、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、V、Zn、Zr、Ag、As、Ba、Be、Cd、Co、Cu、Mo、Pb、Sb、Se、Th、Tl、U)的杂质半定量值求出的该石墨的纯度为99.9重量%以上,或者杂质量为1000ppm以下,

并且,利用氧瓶燃烧法并根据离子色谱(IC)测定法测得的S量为0.3重量%以下,和/或BET比表面积为40m2/g以下。

7.如权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,所述Si或Si合金的含量为10~80重量%,所述碳质物的含量为90~20重量%。

8.如权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,所述Si或Si合金的含量为10~60重量%,所述碳质物的含量为5~40重量%,所述石墨的含量为20~80重量%。

9.如权利要求1~8中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其BET比表面积为0.5~80m2/g。

10.权利要求1~9中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,该方法包括以下工序:

将Si或Si合金、碳前体及石墨进行混合的工序;

进行制粒/压实化的工序;

将混合物进行粉碎及球形化处理而形成大致球形的复合粒子的工序;

将该复合粒子在非活性气体气氛中进行焙烧的工序。

11.如权利要求10所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,在球形化处理中,使被粉碎的粒子再粘结而形成大致球形的复合粒子。

12.权利要求1~9中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,该方法包括以下工序:

将Si或Si合金、碳前体及石墨进行混合的工序;

进行制粒/压实化的工序;

将混合物进行粉碎及球形化处理而形成大致球形的复合粒子的工序;

将该复合粒子在非活性气体气氛中进行焙烧的工序;

将进行了粉碎及球形处理的粉末、或焙烧粉进行风力分级的工序。

13.如权利要求12所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,在球形化处理中,使被粉碎的粒子再粘结而形成大致球形的复合粒子和扁平状微粒;或者将大致球形复合粒子和扁平状微粒进行混合、搅拌、分级。

14.如权利要求10~13中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,碳前体为重均分子量(Mw)1000以下的碳系化合物。

15.如权利要求10~14中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,石墨为膨胀石墨或薄片状石墨。

16.如权利要求10~15中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,将复合粒子在非活性气氛中进行焙烧的工序的温度为600~1200℃。

17.一种锂离子二次电池用负极活性物质,其含有平均粒径(D50)为0.01~0.6μm、D90为0.01~1.0μm且利用BET法测得的BET比表面积为40~300m2/g的Si或Si合金10~80重量%、碳质物90~5重量%、石墨0~80重量%,是平均圆度为0.7~1.0的大致球形。

18.如权利要求17所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,该Si或Si合金的平均粒径(D50)为0.01~0.3μm,D90为0.01~0.5μm,利用BET法测得的BET比表面积为70~300m2/g。

19.如权利要求17或18所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其平均粒径(D50)为1~40μm,利用BET法测得的BET比表面积为5~120m2/g,活性物质表面包覆有碳质物。

20.如权利要求17~19中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其中,根据利用ICP发光分光分析法测得的26元素(Al、Ca、Cr、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、V、Zn、Zr、Ag、As、Ba、Be、Cd、Co、Cu、Mo、Pb、Sb、Se、Th、Tl、U)的杂质半定量值求出的该石墨的纯度为99.9重量%以上(1000ppm以下),并且,利用氧瓶燃烧法并根据离子色谱(IC)测定法测得的S量为0.3重量%以下,和/或BET比表面积为40m2/g以下。

21.如权利要求17~20中任一项所述的锂离子二次电池用负极活性物质,其结构为Si或Si合金与碳质物一起夹在厚度0.2μm以下的石墨薄层之间,该结构以叠层和/或网状扩展,该石墨薄层在活性物质粒子的表面附近弯曲而包覆活性物质粒子。

22.权利要求17~21中任一项所述锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,该方法包含如下工序:

将碳前体和平均粒径(D50)为0.01~0.6μm、D90为0.01~1.0μm且利用BET法测得的BET比表面积为40~300m2/g的Si或Si合金、以及根据需要的石墨进行混合的工序;

进行制粒/压实化的工序;

进行粉碎及球形化处理而形成复合粒子的工序;

将该复合粒子在非活性气体气氛中进行焙烧的工序。

23.如权利要求22所述的锂离子二次电池用负极活性物质的制造方法,其中,将所述复合粒子在非活性气氛中进行焙烧的工序的温度为600~1000℃。

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