[发明专利]负极活性物质、含有其的电极、使用该电极的锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及负极活性物质、含有其的电极、使用该电极的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池因为与镍镉电池、镍氢电池等相比分量轻、高容量，所以广泛用作便携式电子设备用电源。另外，作为搭载于混合动力车或电动汽车用的电源也是最有希望的候补。而且，近年来，伴随着便携式电子设备的小型化、高功能化，对于作为其电源的锂离子二次电池期待进一步高容量化。

锂离子二次电池的容量主要依赖于电极的活性物质。对于负极活性物质来说，通常利用石墨，但是为了对应于上述要求，需要使用更高容量的负极活性物质。因此，具有远远比石墨的理论容量（372mAh/g）大的理论容量（4210mAh/g）的硅受到注目。

另外，硅和氧化硅的混合物由于氧化硅缓和由硅的充放电时的膨胀收缩而产生的应力，所以与硅相比，循环特性优异。然而，由于硅和氧化硅的混合物缺乏电传导性，对于电池容量而言，在放电时的电流密度高的情况下的放电容量显著降低，因此特别需要高速率下的放电容量，成为为了利用作上述混合动力车、电动汽车用的电源而应该克服的大的技术问题。

再有，为了提高高速率下的放电容量，提出了用碳包覆硅和氧化硅的技术。然而，在上述专利文献1和2所记载的方法中，由于负极活性物质的表面多被碳覆盖，缺少与电解液的接触，因此高速率下的放电容量的提高不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-15101号

专利文献2：日本特开2004-55505号

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述现有技术所具有的技术问题，其目的在于提供高速率下也具有充分高的容量的负极活性物质、使用其的电极以及锂离子二次电池。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明所涉及的负极活性物质的特征在于，在以硅和氧化硅为主成分的负极活性物质中，氩激光拉曼光谱中具有950±30cm^-1（A）和480±30cm^-1（B）的峰值，其强度比（B/A）为1～10。

通过使用这样的负极活性物质，可以维持负极活性物质的强度，并且负极活性物质内的硅和氧不发生过度交联，充分设计锂的扩散路径，从而能够得到高速率下充分高的放电容量。

本发明的负极包含上述的负极活性物质，由此可以得到高速率下具有充分高的放电容量的负极。

本发明的锂离子二次电池通过使用上述的负极，可以得到在高速率下具有充分高的放电容量的锂离子二次电池。

发明的效果

根据本发明，可以提供高速率下也具有充分高的容量的负极活性物质、包含其的电极、使用该电极的锂离子二次电池。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的锂离子二次电池的模式截面图。

图2是本实施方式所涉及的负极活性物质的拉曼光谱。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明优选的实施方式进行说明。另外，本发明并没有被限定于以下的实施方式。另外，在以下记载的构成要素中包括本领域技术人员可以容易地想到的要素、实质上相同的要素。进而，以下记载的构成要素可以适当组合。

如图1所示，锂离子二次电池100具备：层叠体30，具备正极10、与正极10相对的负极20、介于正极10和负极20之间并且分别接触于正极10的主面和负极20的主面的隔离物18；含有锂离子的电解液。锂离子二次电池100主要具备：层叠体30；在密闭的状态下收容层叠体30的箱体（case）50；以及连接于层叠体30的一对引线60、62。

正极10具有正极集电体12和形成于正极集电体12上的正极活性物质层14。另外，负极20具有负极集电体22和形成于负极集电体22上的负极活性物质层24。隔离物18位于负极活性物质层24和正极活性物质层14之间。

正极活性物质层14至少含有正极活性物质和导电助剂。作为正极活性物质，只要是能够可逆地进行锂离子的吸附和放出、锂离子的脱离和插入（嵌入，intercalation）、或者、锂离子与该锂离子的共存阴离子（例如，PF₆^—）的掺杂和脱掺杂，就没有特别的限定，可以使用公知的电极活性物质。