电气设备用负极、和使用了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和使用了其的电气设备。本发明的电气设备用负极和 使用了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、燃料电池车和混合 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。在汽车行业 中，电动汽车巧V)、混合动力电动汽车化EV)的导入所带来的二氧化碳排出量的降低备受 期待，正在积极进行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。
[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和高能量。因此，在所有电池之中具有最高理论能量 的裡离子二次电池备受关注，现在正在快速地进行开发。
[0004] 裡离子二次电池通常具有如下的结构；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 的负极夹着电解质层而被连接并容纳于电池外壳。
[0005] 一直W来，裡离子二次电池的负极使用了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向石墨晶体中吸藏/释放裡离子 来进行充放电，因此存在无法获得由最大裡导入化合物即LiCe得到的理论容量372mAh/g W上的充放电容量该一缺点。因此，难W利用碳/石墨系负极材料获得满足车辆用途的实 用化水平的容量、能量密度。
[0006] 另一方面，负极使用了与Li进行合金化的材料而成的电池与现有的碳/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 电中如下述反应式（1)那样平均Imol吸藏释放4. 4mol的裡离子，对于Li22Sig( =Li4.4Si)， 理论容量为2100mAh/g。进而，相对于Si重量而算出时，具有3200mAh/g(参照参考例C的 样品42)的初始容量。
[0007]
【主权项】
1. 一种电气设备用负极，其特征在于，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， SixZnyM人 (1) 上述式（1)中， M为选自由V、Sn、Al、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， 所述集电体的弹性伸长率为I. 30%以上。
2. 根据权利要求1所述的电气设备用负极，其中，所述集电体的弹性伸长率为1. 40% 以上。
3. 根据权利要求2所述的电气设备用负极，其中，所述集电体的弹性伸长率为1. 50% 以上。
4. 根据权利要求1~3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33~50、所述y超过0且为46以下、所述z为21~67。
5. 根据权利要求1~4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33~47、所述y为11~27、所述z为33~56。
6. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为Sn， 所述X超过23且不足64、y超过0且不足65、z为4以上且58以下。
7. 根据权利要求6所述的电气设备用负极，其中，所述z不足34。
8. 根据权利要求6所述的电气设备用负极，其中，所述X不足44、z为34以上。
9. 根据权利要求7所述的电气设备用负极，其中，所述y超过27且不足61。
10. 根据权利要求8所述的电气设备用负极，其中，所述X不足34。
11. 根据权利要求9所述的电气设备用负极，其特征在于，所述y超过38、所述z不足 24。
12. 根据权利要求9所述的电气设备用负极活性物质，其中，所述X为24以上且不足 38 〇
13. 根据权利要求11所述的电气设备用负极，其中，所述X不足38、所述y超过27、所 述z不足40。
14. 根据权利要求8所述的电气设备用负极，其中，所述X不足29、所述z为40以上。
15. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为A1， 所述 x、y 和 z 为 21 < x〈100、0〈y〈79、0〈z〈79。
16. 根据权利要求15所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z为26 < X < 78、 16 彡 y 彡 69、0〈z 彡 51〇
17. 根据权利要求15或16所述的电气设备用负极，其中，所述X、y和z为26 < X < 66、 16彡y彡69、2彡z彡51〇
18. 根据权利要求15~17中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述x、y和z为 26彡X彡47、18彡y彡44、22彡z彡46〇
19. 根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备用负极，其中，所述M为C， 所述X超过25且不足54、所述y超过13且不足69、所述z超过1且不足47。
20. 根据权利要求19所述的电气设备用负极，其中，所述y超过17、所述z不足34。
21. -种电气设备，其包含权利要求1~20中任一项所述的电气设备用负极。
【专利摘要】提供一种表现出维持高循环特性且初始容量也高的平衡良好的特性的Li离子二次电池等的电气设备用负极。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)：SixZnyMzAa(上述式(1)中，M为选自由V、Sn、Al、C、以及它们的组合组成的组中的至少1种金属，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, C22C18-00, H01M4-66, C23C14-14, C22C30-04, C22C30-00, C22C21-00, C22C18-04, C22C30-06, H01M4-38
【公开号】CN104813512
【申请号】CN201380061079
【发明人】山本健介, 渡边学, 三木文博, 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】EP2924773A1, WO2014080896A1