锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、以及锂离子二次电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101908618A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101908618101908618A(43)申请公布日2010.12.08(21)申请号201010196371.3(22)申请日2010.06.03(30)优先权数据2009-1370862009.06.08JP(71)申请人株式会社神户制钢所地址日本兵库县(72)发明人佐藤俊树铃木顺桂翔生(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人张宝荣(51)Int.Cl.H01M4/133(2010.01)H01M4/1393(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、以及锂离子二次电池(57)摘要本发明提供一种具有高的充放电容量且能够改善伴随充放电循环的负极活性物质的劣化，并且可以以高速充放电的锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、以及使用该锂离子二次电池用负极材料的锂离子二次电池。本发明的用于锂离子二次电池的锂离子二次电池用负极材料(10)的特征在于，锂离子二次电池用负极材料(10)是在负极集电体(1)上形成负极活性物质(2)而成的，所述负极活性物质(2)是在非晶质碳中分散1～40at％的Sn和3～20at％的选自4A、5A、6A族元素中的至少一种金属而成的。CN10986ACN101908618ACCNN110190861801908624A权利要求书1/1页1.一种锂离子二次电池用负极材料，其用于锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池用负极材料是在负极集电体上形成负极活性物质而成的，所述负极活性物质是在非晶质碳中分散1～40at％的Sn和3～20at％的选自4A、5A、6A族元素中的至少一种金属而成的。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于，通过气相沉积法，使负极活性物质形成在负极集电体上，所述负极活性物质是在非晶质碳中分散1～40at％的Sn和3～20at％的选自4A、5A、6A族元素中的至少一种金属而成的。3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法，其特征在于，使用石墨靶，通过电弧离子镀法形成所述负极活性物质的非晶质碳。4.一种锂离子二次电池，其特征在于，具备权利要求1所述的锂离子二次电池用负极材料。2CCNN110190861801908624A说明书1/10页锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、以及锂离子二次电池技术领域[0001]本发明涉及用于锂离子二次电池的锂离子二次电池用负极材料及其制造方法、使用该锂离子二次电池用负极材料的锂离子二次电池。背景技术[0002]近年来，由于便携设备的小型化及高性能化，对搭载的二次电池的能量密度的要求越来越高。其中，锂离子二次电池与镍镉二次电池或镍氢二次电池相比，显示高的电压、高的充放电容量(能量密度)，因此，开始作为上述便携设备的电源而广泛使用。[0003]锂离子二次电池主要由负极材料、正极材料、将这些电极材料绝缘的隔离材料、辅助电极材料间的电荷移动的电解液、收容这些的电池盒构成。而且，锂离子二次电池用负极材料由在作为集电材料的铜箔或铜合金箔上涂敷负极活性物质的材料构成，作为负极活性物质，通常使用石墨系碳材料。但是，由于石墨系碳材料的放电容量达到理论容量(372mAh/g)，所以追求更高的放电容量及充电容量。[0004]因此，作为显示高的充放电容量的负极活性物质，对Si、Ge、Ag、In、Sn及Pb等可以与锂合金化的金属进行研究。例如在专利文献1提案了将显示石墨系碳材料的大概2.5倍的993mAh/g这样的理论充放电容量的Sn蒸镀在集电体表面时的负极材料。但是，由于Sn在锂离子的充放电时(与锂的合金化、锂的释放)重复体积膨胀和收缩，由此，Sn从集电体剥离而电阻增加，或Sn自身破裂而导致Sn之间的接触电阻增加，因此，结果存在充放电容量较大地降低这样的问题。[0005]作为解决该问题的方案，为了缓和负极活性物质的体积变化，例如在专利文献2中提案了将Sn等金属纳米结晶的表面进行碳涂敷的金属纳米结晶复合体、或将用碳涂敷层连结金属纳米结晶复合体的金属纳米结晶复合体与聚偏氟乙烯(PVDF)等结合材料和炭黑混合并涂布在铜集电体上后，进行真空烧结而成的负极材料。[0006]专利文献1：日本特开2002-110151号公报[0007]专利文献2：日本特开2007-305569号公报[0008]但是，在现有的技术中，存在如下所示的问题。[0009]在专利文献2的负极材料中，由于吸留锂的金属结晶为纳米尺寸，所以锂吸留引起的体积变化小，可以提高充放电容量，但为了使用结合材料进行金属纳米结晶复合体之间的结合，即使添加了炭