二次电池用负极活性物质及其制造方法、二次电池用负极以及二次电池

专利2025-07-14  18


本发明涉及一种二次电池用负极活性物质及其制造方法、二次电池用负极以及二次电池。本申请基于2022年3月16日向日本申请的日本特愿2022-041246号要求优先权,并将其内容援引于此。


背景技术:

1、为了锂离子电池的高能量密度化,作为代替以往的负极材料的石墨的新材料,硅等合金类材料备受关注(例如,非专利文献1~3)。与石墨相比,硅的比容量大了近4倍,另一方面,吸留锂离子时的体积膨胀也大。因此,已知在使用硅作为二次电池的负极材料的情况下,会伴随二次电池的充放电循环引起活性物质颗粒的破碎、或由于与导电助剂的接触不良引起容量劣化。除此之外,已知由于初次充电反应时形成覆膜、进而伴随活性物质的破碎的活化反应、伴随li4sio4的生成的不可容量的产生,正极中的锂离子变少,容量变得劣化。

2、现有技术文献

3、非专利文献

4、非专利文献1:t.hirose et al.,solid state ionics 303(2017)154-160非专利文献2:t.hirose et al.,solid state ionics 304(2017)1-6非专利文献3:t.hirose etal.,solid state communications 269(2018)39-44


技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种抑制了由重复充放电引起的容量劣化的二次电池、构成该二次电池的二次电池用负极活性物质及其制造方法、以及二次电池用负极。

3、解决问题的手段

4、为了解决上述问题,本发明采用以下手段。

5、(1)根据本发明的一方式的二次电池用负极活性物质具有:活性物质颗粒,包含硅复合物和覆盖上述硅复合物的表面并含有氨基的自组装单分子膜;以及粘合剂,包含经由上述氨基而与上述自组装单分子膜结合的碳化合物,上述碳化合物包含长度为1000nm以下的第一碳纳米管和长度为2μm以上的第二碳纳米管。

6、(2)在上述(1)所述的二次电池用负极活性物质中,优选以1wt%以上且15wt%以下的比例包含上述粘合剂。

7、(3)在上述(1)或(2)所述的二次电池用负极活性物质的上述粘合剂中,优选以1wt%以上且15wt%以下的比例包含上述第二碳纳米管。

8、(4)在上述(1)~(3)中任一项所述的二次电池用负极活性物质中,优选上述第一碳纳米管为多层碳纳米管,上述第二碳纳米管为单层碳纳米管。

9、(5)根据本发明的一方式的二次电池用负极是使用了上述(1)~(4)中任一项所述的二次电池用负极活性物质的二次电池用负极,具有集电体和形成在上述集电体的一面侧的上述二次电池用负极活性物质。

10、(6)在上述(5)所述的二次电池用负极中,也可以在上述集电体的一面与上述二次电池用负极活性物质之间还具有碳膜。

11、(7)根据本发明的一方式的二次电池优选具有上述(5)或(6)所述的二次电池用负极、二次电池用正极、以及填充上述二次电池用负极与上述二次电池用正极之间的电解液,上述电解液中含有的氟代碳酸乙烯酯的比例为15wt%以下。

12、(8)根据本发明的一方式的二次电池用负极活性物质的制造方法是上述(1)~(4)中任一项所述的二次电池用负极活性物质的制造方法,具有以下工序:形成结合有1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐分子的碳化合物体;形成结合有胺的硅复合物;以及将上述碳化合物体和上述硅复合物在液体中混合,使得形成酰胺键。

13、发明效果

14、根据本发明,能够提供抑制了由重复充放电引起的容量劣化的二次电池、构成该二次电池的二次电池用负极活性物质及其制造方法、以及二次电池用负极。



技术特征:

1.一种二次电池用负极活性物质,其特征在于,具有:

2.根据权利要求1所述的二次电池用负极活性物质,其特征在于,

3.根据权利要求1或2所述的二次电池用负极活性物质,其特征在于,

4.根据权利要求1或2所述的二次电池用负极活性物质,其特征在于,

5.一种二次电池用负极,是使用了权利要求1或2所述的二次电池用负极活性物质的二次电池用负极,其特征在于,具有:

6.根据权利要求5所述的二次电池用负极,其特征在于,

7.一种二次电池,其特征在于,具有:

8.一种二次电池用负极活性物质的制造方法,是权利要求1或2所述的二次电池用负极活性物质的制造方法,其特征在于,具有以下工序:


技术总结
本发明的二次电池用负极活性物质(102)具有:活性物质颗粒(106),包含硅复合物(103)和覆盖硅复合物(103)的表面并含有氨基的自组装单分子膜(104);以及粘合剂(105),经由氨基而与自组装单分子膜(104)结合,粘合剂(105)包含长度为1000nm以下的第一碳纳米管和长度为2μm以上的第二碳纳米管。

技术研发人员:是津信行,河边奈津实
受保护的技术使用者:国立大学法人信州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
转载请注明原文地址: https://tieba.8miu.com/read-15844.html

最新回复(0)