負極活性物質、負極和鋰二次電池的製作方法

2023-11-01 15:16:27

專利名稱：：負極活性物質、負極和鋰二次電池的製作方法
技術領域：
：本發明涉及適於快速充電的負極活性物質以及使用了該負極活性物質的負極和鋰二次電池。
背景技術：
：隨著個人計算機、攝像機、手機等的小型化，在信息關聯機器、通信機器的領域中，作為這些機器所使用的電源，從高能量密度的理由出發，實現了鋰二次電池的實用化並廣泛普及。此外，另一方面，在汽車領域中，從環境問題、資源問題出發，也加快了電動汽車的開發，作為這種電動汽車用的電源，也在研究鋰二次電池。以往，作為鋰二次電池中使用的負極活性物質，廣泛使用石墨等碳材料，但一般來說，碳材料的儲Li量少，因此儲Li量比碳材料多的Sn、Sn合金等受到關注。在專利文獻l中，公開了一種多孔薄膜電極，其特徵在於，具有由不與Li形成合金的材料形成的集電體、以及由Sn或含Sn合金形成並通過電鍍法在上述集電體上形成的薄膜，且上述薄膜具有特定密度。進而，在其實施例中，記載了形成膜厚為10nm左右的Sn合金等的薄膜的內容。在專利文獻2中，公開了一種非水電解質二次電池用負極材料，其特徵在於，使用了施以電鍍Sn-Ni等的銅箔作為負極材料。進而，在其實施例中，記載了形成膜厚為l化m30nm左右的Sn合金等的薄膜的內容。在專利文獻3中，公開了一種二次電池用電極材料，其是一種在集電體的單面或兩面形成錫或錫合金鍍敷皮膜的二次電池用電極材料，該錫或錫合金鍍敷皮膜是從錫或錫合金鍍浴中析出的，其特徵在於，該鍍敷皮膜形成平均粒徑小於0.5nm的鍍敷粒子基本上連續的皮膜，而且該鍍敷皮膜是從具有特定成分的錫或錫合金鍍浴中析出的。進而，在其實3施例中，記載了形成膜厚為2pm左右的Sn合金等的薄膜的內容。另一方面，例如將鋰二次電池用於汽車時，該鋰二次電池必須能夠快速充電。然而，即使使用上述專利文獻中記載的鋰二次電池等，有時也無法進行有效的快速充電。專利文獻l:特開2004-139768,〉才艮專利文獻2:特開2001-256968公才艮專利文獻3:特開2003-142088>才艮
發明內容本發明是鑑於上述問題而完成的，主要目的在於提供適於快速充電的負極活性物質。為了達成上述目的，在本發明中，提供一種負極活性物質，其特徵在於，具有含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬部。根據本發明，通過使金屬部的膜厚在上述值以下，可以製成適於快速充電的負極活性物質。對鋰二次電池充電時，在負極活性物質中插入有Li離子，通過使負極活性物質的膜厚充分減小，可以使Li離子易於擴散，可以製成適於快速充電的負極活性物質。在上述發明中，優選所述金屬部是金屬薄膜。這是因為，由於負極活性物質為薄膜狀，因此充電時的Li擴散距離變小，能夠快速充電(以高比率(rate)進行充電)。在上述發明中，優選所述金屬部是金屬薄片。這是因為，由於負極活性物質為薄片狀，因此可以製成具有比上述薄膜狀負極活性物質大的表面積的負極活性物質，可以實現高輸出。在上述發明中，優選是層疊有所述金屬部和碳皮膜的薄片狀物質。這是因為，通過設置碳皮膜，電子阻抗減少，可以實現高輸出。在上述發明中，優選所述金屬部以覆蓋碳粒子表面的方式形成。這是因為，通過用金屬部覆蓋碳粒子的方式形成，可以製成導電性高的負極活性物質，通過減少內部阻抗，可以實現高輸出。此外，在本發明中，提供一種以使用了上述負極活性物質為特徵的負極。根據本發明，通過使用上述負極活性物質，可以製成適於快速充電的負極。此外，在本發明中，提供一種以使用了上述負極為特徵的鋰二次電池，。根據本發明，通過使用上述負極，可以製成適於快速充電的鋰二次電池。此外，在本發明中，提供一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有在基材上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序；以及從所述基材上將所述金屬薄膜剝離並進行粉碎的粉碎工序。根據本發明，可以得到薄片狀的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。此外，在本發明中，提供一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有通過進行在基材上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序以及形成碳皮膜的碳皮膜形成工序，在所述基材上形成金屬—碳層疊體的金屬—碳層疊體形成工序；以及從所述基材上將所述金屬—碳層疊體剝離並進行粉碎的粉碎工序。根據本發明，可以得到層疊有金屬部和碳皮膜的作為薄片狀物質的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。此外，在本發明中，提供一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有在碳粒子的表面上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序。根據本發明，可以得到在碳粒子的表面形成有金屬薄膜的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。此外，在本發明中，提供一種負極的製造方法，其特徵在於，具有在負極集電體上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05)im以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序。根據本發明，可以得到在負極集電體上形成有薄膜狀負極活性物質5的負極，可以得到適於快速充電的負極。在本發明中，發揮可以得到適於快速充電的負極活性物質等的效果。圖1:是說明本發明的負極活性物質的一例的說明圖。圖2:是說明本發明的負極活性物質的其他例子的說明圖。圖3:是說明本發明的負極活性物質的其他例子的說明圖。圖4:是說明本發明的負極活性物質的其他例子的說明圖。圖5:是說明本發明的負極活性物質製造方法的一例的工序圖。圖6:是說明本發明的負極活性物質製造方法的其他例子的工序圖。圖7:是說明本發明的負極活性物質製造方法的其他例子的工序圖。圖8:是表示比率(C)與充電容量(mAh/cm3)的關係的曲線圖。圖9:是表示比率(C)與充電容量(mAh/cm3)的關係的曲線圖。符號說明l...金屬部l'…金屬薄膜2...負極集電體3...碳皮膜4...碳粒子6...金屬-碳層疊體IO...負極活性物質具體實施例方式以下對本發明的負極活性物質、負極、鋰二次電池、負極活性物質的製造方法和負極的製造方法進行詳細說明。A.負極活性物質首先，對本發明的負極活性物質進行說明。本發明的負極活性物質，其特徵在於，具有含有Sn或Si且膜厚在0.05fim以下的金屬部。根據本發明，通過使金屬部的膜厚在上述值以下，可以製成適於快速充電的負極活性物質。對鋰二次電池充電時，在負極活性物質中插入有Li離子，通過使負極活性物質的膜厚充分減小，可以使Li離子易於擴散，可以製成適於快速充電的負極活性物質。進而，在本發明中，通過使用Sn或Si作為金屬部的構成材料，可以製成儲Li量比石墨等碳材料等多的負極活性物質，可以實現電池的小型化。在本發明中，上述金屬部的膜厚通常在0.05nm以下，其中優選在0.005nm~0.05nm的範圍內，特別優選在(KOljim~0.02nm的範圍內。這是因為可以製成更適合快速充電的負極活性物質。應說明的是，上述金屬部的膜厚可以採用掃描型電子顯微鏡(SEM)進行測定。此外，上述金屬部含有Sn或Si。在本發明中，上述金屬部只要含有Sn或Si作為主要成分就沒有特別限制，還可以含有除Sn或Si以外的微量成分。作為上述微量成分，可以列舉例如Ni、Zn、Mn、Ti、La、Cr、Nb、Ag等。上述金屬部可以含有在製作金屬部時生成的微量雜質。此外，上述金屬部中的Sn或Si含量通常在50摩爾。/。以上，優選在80摩爾％以上。本發明的負極活性物質只要具有上述的金屬部就沒有特別限定，可以僅由上述金屬部形成，還可以將上述金屬部和碳材料等組合。以下，對於本發明的負極活性物質的具體例，分為第一方式~第四方式進行說明。l.第一方式本方式的負極活性物質，其特徵在於，是具有含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬部的負極活性物質，上述金屬部是金屬薄膜。根據本方式，由於負極活性物質為薄膜狀，因此充電時的Li擴散距離變小，能夠快速充電(以高比率進行充電)。進而，根據本方式，由7於使用例如濺射法等可以容易地得到均勻的金屬薄膜，因此使用本方式的負極活性物質製作鋰二次電池時，可以得到循環特性優異的鋰二次電^>。圖l是表示本方式的負極活性物質的一例的說明圖。圖l所示的負極活性物質IO僅由薄膜狀的金屬部l構成。應說明的是，如圖l所示，通過在負極集電體2上形成金屬部1,可以在不使用粘結材料等的情況下直接作為負極使用。在本方式中，上述金屬部的膜厚通常在0.05nm以下，其中優選在0.005nm~0.05nm的範圍內，特別優選在O.Oljim~0.02nm的範圍內。本方式的負極活性物質，可以採用例如濺射法進行製作。對於更具體的製造方法，在後述的"C.負極的製造方法"中進行詳細說明。2.第二方式本方式的負極活性物質，其特徵在於，是具有含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬部的負極活性物質，上述金屬部是金屬薄片。根據本方式，由於負極活性物質為薄片狀，因此可以製成具有比上述薄膜狀負極活性物質大的表面積的負極活性物質。因此，使用本方式的負極活性物質製作鋰二次電池時，可以增加負極活性物質與電解質的接觸面積，減少阻抗而實現高輸出。圖2是表示本方式的負極活性物質的一例的說明圖。圖2所示的負極活性物質IO僅由薄片狀的金屬部l構成。應說明的是，根據需要，可以含有導電化材料。此外，在本方式中，所謂"金屬薄片，，，是將金屬薄膜粉碎到規定大小而得的。在本方式中，上述金屬部的膜厚通常在0.05fim以下，其中優選在0.005nm~0.05nm的範圍內，特別優選在O.Olnm~0.02nm的範圍內。在本方式中，作為從平面方向觀察金屬薄膜時的平均徑，根據所用鋰二次電池的種類等的不同而不同，但通常在0.05nm~50nm的範圍內，其中優選在0.05nm~10nm的範圍內。8本方式的負極活性物質，為了提高導電性，可以含有導電化材料。作為導電化材料，可以使用與一般的鋰二次電池中使用的導電化材料相同的材料，沒有特別限定，但具體可以列舉炭黑等。本方式的負極活性物質，例如，可以通過採用濺射法在基材上形成金屬薄膜，並將該金屬薄膜粉碎來製作。對於更具體的製造方法，在後述的"B.負極活性物質的製造方法l.第五方式"中進行詳細說明。3.第三方式本方式的負極活性物質，其特徵在於，是具有含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬部的負極活性物質，是層疊有上述金屬部和碳皮膜的薄片狀物質。根據本方式，通過設置碳皮膜，電子阻抗減少，可以實現高輸出。進而，根據本方式，通過設置碳皮膜，無需另外添加導電化材料，可以實現成本降低。圖3是表示本方式的負極活性物質的一例的說明圖。圖3所示的負極活性物質10是層疊有金屬部1、碳皮膜3和與上述相同的金屬部1的薄片狀物質，該金屬部1含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下。在本方式中，上述金屬部的膜厚通常在0.05nm以下，其中優選在0.005nm~0.05nm的範圍內，特別優選在O.Oljim~0.02nm的範圍內。本方式中使用的碳皮膜，只要含有碳作為主要成分且具有導電性就沒有特別限定。上述碳皮膜可以含有在製作碳皮膜時生成的微量雜質。此外，上述碳皮膜中的碳含量通常在卯摩爾％以上，優選在95摩爾％以上。作為上述碳皮膜的膜厚，例如在0.01nm1.0nm的範圍內，其中優選在0.05jim0.1nm的範圍內。這是因為，碳皮膜的膜厚過大時，金屬部的比例相對地變小，有儲Li性變差的可能性，碳皮膜的膜厚過小時，有導電性降低的可能性。本方式的負極活性物質，只要具有金屬部和碳皮膜就可以採用任意的層構成。其中，本方式的負極活性物質優選為兩層構成或三層構成。9具體可以列舉層疊有金屬部和碳皮膜的兩層構成，按金屬部、碳皮膜和金屬部的順序層疊而成的三層構成，按碳皮膜、金屬部和碳皮膜的順序層疊而成的三層構成等。特別優選本方式的負極活性物質是按金屬部、碳皮膜和金屬部的順序層疊而成的三層構成。這是因為，通過在碳皮膜的兩面存在金屬部，單位體積中金屬部所佔的比例提高，單位體積的容量增加。此外，本方式的負極活性物質是層疊有金屬部和碳皮膜的薄片狀物質。作為從平面方向觀察本方式的負極活性物質時的平均徑，根據所用鋰二次電池的用途等的不同而不同，但例如在0.05pm~50jim的範圍內，其中優選在0.05nm~10nm的範圍內。本方式的負極活性物質，例如，可以通過採用濺射法在基材上按金屬薄膜、碳皮膜、金屬薄膜的順序層疊，並將該層疊體粉碎來製作。對於更具體的製造方法，在後述的"B.負極活性物質的製造方法2.第六方式，，中進行詳細說明。4.第四方式本方式的負極活性物質，其特徵在於，是具有含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬部的負極活性物質，上述金屬部以覆蓋碳粒子表面的方式形成o根據本方式，通過用金屬部覆蓋碳粒子的方式形成，可以製成導電性高的負極活性物質，通過減少內部阻抗，可以實現高輸出。進而，根據本方式，通過使用碳粒子，無需另外添加導電化材料，可以實現成本降低。應說明的是，本方式的負極活性物質通常為粉末狀。圖4是表示本方式的負極活性物質的一例的說明圖。對於圖4所示的負極活性物質10，含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬部1以覆蓋碳粒子4表面的方式形成。在本方式中，上述金屬部的膜厚通常在0.05nm以下，其中優選在0.005nm~0.05nm的範圍內，特別優選在O.Olnm~0.02nm的範圍內。作為本方式中使用的碳粒子的平均粒徑，根據所用鋰二次電池的種10類等的不同而不同，但通常在0.005nm1.0nm的範圍內，其中優選在0.01jim~0.05nm的範圍內。此外，上述碳粒子可以是結晶的碳粒子，還可以是非晶質(無定形)的碳粒子。進而，上述碳粒子可以是一次粒子，也可以是二次粒子。在本方式中，金屬部以覆蓋碳粒子表面的方式形成，作為其被覆率，例如在30%~99.9%的範圍內，其中優選在60%~99%的範圍內。本方式的負極活性物質，例如，可以通過採用濺射法在碳粒子的表面形成金屬薄膜來製作。對於更具體的製造方法，在後述的"B.負極活性物質的製造方法3.第七方式，，中進行詳細說明。5.負極接著，對本發明的負極進行說明。本發明的負極以使用了上述負極活性物質為特徵。根據本發明，通過使用上述負極活性物質，可以製成適於快速充電的負極。本發明的負極通常具有含有負極活性物質的負極層和負極集電體。使用上述的第一方式的負極活性物質時，由於負極活性物質是金屬薄膜，因此通過在負極集電體上直接形成金屬薄膜就可以得到負極。另一方面，使用上述的第二方式第四方式的負極活性物質時，通常使用粘結劑製作負極層。作為上述粘結劑，可以列舉例如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等。此外，特別是第二方式的負極活性物質，優選除了金屬薄片之外，還含有導電化材料。作為上述負極集電體，可以列舉例如將銅、鎳等金屬加工成板狀的箔等。6.鋰二次電池接著，對本發明的鋰二次電池進行說明。本發明的鋰二次電池以使用了上述負極為特徵。根據本發明，通過使用上述負極，可以製成適於快速充電的鋰二次電池。本發明的鋰二次電池只要使用了上述負極則沒有特別限定，但通常ii具有正極、隔板、電解液和電池殼等。對於這些部件，由於與一般的鋰二次電池中使用的部件相同，因此在此省略說明。B.負極活性物質的製造方法接著，對本發明的負極活性物質的製造方法進行說明。本發明的負極活性物質的製造方法可以大致分為以下三種方式(第五方式~第七方式)。以下對每個方式進行說明。l.第五方式本方式的負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有在基材上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jum以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序；以及從所述基材上將所述金屬薄膜剝離並進行粉碎的粉碎工序。根據本方式，可以得到薄片狀的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。圖5是表示本方式的負極活性物質製造方法的一例的工序圖。圖5所示的負極活性物質的製造方法是具有如下工序而得到負極活性物質IO的方法，即，在基材5上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬薄膜l'的金屬薄膜形成工序(圖5(a))以及從基材5上將金屬薄膜l'剝離並進行粉碎的粉碎工序(圖5(b))。以下，對本方式的負極活性物質製造方法的每個工序進行說明。(1)金屬薄膜形成工序本方式的金屬薄膜形成工序是在基材上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下的金屬薄膜的工序。作為本方式中使用的基材，只要是能夠形成金屬薄膜就沒有特別限定，具體可以列舉玻璃基材等。作為在基材上形成金屬薄膜的方法，只要是能夠得到所需膜厚的金屬薄膜的方法就沒有特別限定，但可以列舉例如濺射法、溼式鍍敷法、蒸鍍法等。應說明的是，對於通過本工序得到的金屬薄膜，由於與上述"A.負極活性物質"中說明的內容相同，因此在此省略說明。12在本方式中，為了提高基材與金屬薄膜的脫模性，優選在基材表面塗布脫模材料。作為上述脫模材料，可以列舉例如硬脂酸鈉等。(2)粉碎工序本方式的粉碎工序是從基材上將金屬薄膜剝離並進行粉碎的工序。作為將從基材上剝離的金屬薄膜進行粉碎的方法，只要是能夠得到所需大小的金屬薄片的方法就沒有特別限定，具體可以列舉使用超聲波的方法、使用球磨機等粉碎裝置進行粉碎的方法等。應說明的是，對於通過本方式的製造方法得到的負極活性物質，由於與上述"A.負極活性物質2.第二方式"中記載的內容相同，因此在此省略說明。2.第六方式本方式的負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有通過進行在基材上形成金屬薄膜的金屬薄膜形成工序以及形成碳皮膜的碳皮膜形成工序，在所述基材上形成金屬-碳層疊體的金屬-碳層疊體形成工序；以及從所述基材上將所述金屬—碳層疊體剝離並進行粉碎的粉碎工序，其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下。根據本方式，可以得到作為層疊有金屬部和碳皮膜的薄片狀物質的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。圖6是表示本方式的負極活性物質製造方法的一例的工序圖。圖6IO的方法，即，在基材5上按含有Sn或Si且膜厚在0.05pm以下的金屬薄膜1'、碳皮膜3和與上述相同的金屬薄膜1'的順序層疊，從而在基材5上形成金屬-碳層疊體6的金屬一碳層疊體形成工序(圖6(a))，以及從基材5上將金屬—碳層疊體6剝離並進行粉碎的粉碎工序(圖6以下，對本方式的負極活性物質製造方法的每個工序進行說明。(1)金屬-碳層疊體形成工序本方式的金屬—碳層疊體形成工序是通過進行在基材上形成金屬13薄膜的金屬薄膜形成工序以及形成碳皮膜的碳皮膜形成工序，從而在所述基材上形成金屬-碳層疊體的工序，其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05Mm以下。在本方式中，先進行金屬薄膜形成工序和碳皮膜形成工序中的哪一個都可以。即，可以先在基材上形成金屬薄膜，接著形成碳皮膜，也可以先在基材上形成碳皮膜，接著形成金屬薄膜。進而，在本方式中，可以交替反覆進行金屬薄膜形成工序和碳皮膜形成工序。由此，通過本工序得到的金屬-碳層疊體可以採用任意的層構成。其中，在本方式中，優選金屬—碳層疊體為兩層構成或三層構成。特別優選金屬—碳層疊體是按金屬薄膜、碳皮膜和金屬薄膜的順序層疊而成的三層構成。這是因為，通過在碳皮膜的兩面存在金屬部，單位體積中金屬部所佔的比例提高，單位體積的容量增加。應說明的是，對於金屬薄膜形成工序，由於與上述"l.第五方式"相同，因此在此省略i兌明。碳皮膜形成工序是在金屬薄膜上形成碳皮膜的工序。作為形成碳皮膜的方法，只要是能夠得到所需膜厚的碳皮膜的方法就沒有特別限定，可以列舉例如濺射法、等離子體CVD法、脈衝雷射沉積法(PLD法)等。(2)粉碎工序本方式的粉碎工序是從上述基材上將上述金屬-碳層疊體剝離並進行粉碎的工序。對於本方式的粉碎工序，由於與上述"l.第五方式"相同，因此在此省略說明。應說明的是，對於通過本方式的製造方法得到的負極活性物質，由於與上述"A.負極活性物質3.第三方式"中記載的內容相同，因此在此省略說明。3.第七方式本方式的負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有在碳原子的表面上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jim以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序。14根據本方式，可以得到在碳粒子表面形成有金屬薄膜的負極活性物質，可以得到適於快速充電的負極活性物質。圖7是表示本方式的負極活性物質製造方法的一例的工序圖。圖7IO的方法，即，準備碳粒子4(圖7(a))，在碳粒子4的表面上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05|im以下的金屬薄膜l，的金屬薄膜形成工序(圖7(b))。以下，對本方式的負極活性物質製造方法的每個工序進行說明。(1)金屬薄膜形成工序本方式的金屬薄膜形成工序是在碳粒子的表面上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jLim以下的金屬薄膜的工序。作為本方式中使用的碳粒子，由於與上述"A.負極活性物質4.第四方式"中記載的內容相同，因此在此省略i^明。作為在碳粒子表面上形成金屬薄膜的方法，只要是能夠得到所需膜厚的金屬薄膜的方法就沒有特別限定，但可以列舉例如濺射法、溼式鍍敷法、蒸鍍法等。應說明的是，對於通過本方式的製造方法得到的負極活性物質，由於與上述"A.負極活性物質4.第四方式"中記載的內容相同，因此在此省略"^兌明。C.負極的製造方法接著，對本發明的負極的製造方法進行說明。本發明的負極的製造方法，其特徵在於，具有在負極集電體上形成含有Sn或Si且膜厚在0.05jam以下的金屬薄膜的金屬薄膜形成工序。根據本發明，可以得到在負極集電體上形成有薄膜狀的負極活性物質的負極，可以得到適於快速充電的負極。對於本發明的金屬薄膜形成工序，由於與上述"B.負極活性物質的製造方法l.第五方式"中記載的內容相同，因此在此省略說明。此外，對於本發明中使用的負極集電體和通過本發明得到的負極，由於與上述15"A.負極活性物質"中記載的內容相同，因此在此省略說明。應說明的是，本發明並不限於上述實施方式。上述實施方式是例示，具有與本發明的權利要求書所記載的技術思想實質上相同的構成並且顯示相同作用效果的任意方式都包括在本發明的技術範圍內。實施例以下示出實施例對本發明進行更具體的說明。(負極活性物質的製作)所示的值以外，與實施例2-1在基材上形成金屬薄膜/碳皮膜兩層結構的層疊體，以及將層疊體的各層膜厚設為表1所示的值，除此以外，與實施例2-1同樣地得到硬幣形電池。使用實施例2-1~實施例2-4以及比較例2-1和比較例2-2中得到的硬幣形電池來評價充放電特性。對於充電容量，將所得的硬幣形18電池以相當於10C的電流值進行恆定電流放電(是指在錫、矽中插入Li離子，對於一般的鋰二次電池而言相當於充電)，算出到達10mV為止的容量。另一方面，對於放電容量，使所得的硬幣形電池以C/2的電流值完全放電到10mV為止，將其以相當於10C的電流值進行恆定電流充電(是指使Li離子從錫、珪中脫離，對於一般的鋰二次電池而言相當於放電)，算出到達3V為止的容量。將所得結果示於表l。使用粉末狀的無定形二氧化矽(高純度化學公司制)代替粉末狀的無定形碳作為進行濺射處理的基材，以及將金屬薄膜的膜厚設為0.05nm,除此以外，與實施例3-1同樣地得到硬幣形電池。[評價使用實施例3-1~實施例3-3以及比較例3-1和比較例3-2中得到的硬幣形電池來評價充放電特性。對於評價方法，由於與上述的實施例2-l等中製作的硬幣形電池的評價方法相同，因此在此省略說明。將所得結果示於表2。[表221tableseeoriginaldocumentpage22也可以以高電流(高比率)得到高的充電容量，可以進行快速充電。另一方面，比較例的硬幣形電池顯示充電容量差。此外，參考例的硬幣形電池顯示，雖然充放電容量相對較低，但是充電容量與放電容量之差小。[實施例4-1(負極活性物質的製作)在厚20nm的PET膜表面上塗布作為脫模材料的硬脂酸鈉的水/乙醇分散液(80:20)，並使其乾燥，將如此得到的材料作為基材使用。採用濺射法在該基材上成膜錫薄膜或矽薄膜。使用錫單體或矽單體作為濺射靶，在真空度1.7xlO^Pa、210sccm的氬氣氛圍下，在基材上形成膜厚O.Olftm的錫薄膜或矽薄膜。然後，將所得金屬薄膜連同基材一起裝入充滿水的超聲波清洗器中，通過超聲波振蕩同時進行剝離和粉碎。粉碎後，在60n下進行真空乾燥，由此得到薄片狀的負極活性物質。(負極的製作)將所得負極活性物質、作為導電化材料而準備的HS100(電氣化學工業公司制)以及作為粘結材料準備的PVDF(KFPOLYMER、L弁1120、吳羽化學工業公司制)以負極活性物質導電化材料PVDF-85:10:5的比例混合，製作漿料。接著，將該漿料以lmg/cn^的單位面積重量塗布於銅箔，在120匸下乾燥1小時，然後，衝壓成直徑16mm的圓形，得到硬幣形電池用的負極。(硬幣形電池的製作)除了使用通過上述方法得到的負極以外，與實施例2-1同樣地得到硬幣形電池。[實施例4-2、實施例4-3、比較例4—1、比較例4一2除了將金屬薄膜的膜厚設為表3所示的值以外，與實施例4-1同樣地得到硬幣形電池。[評價I23使用實施例4一1~實施例4一3以及比較例4一1和比較例4一2中得到的硬幣形電池來評價充放電特性。對於評價方法，由於與上述的實施例2-l等中製作的硬幣形電池的評價方法相同，因此在此省略說明。將所得結果示於表3。[表3tableseeoriginaldocumentpage25由表3顯示，實施例的硬幣形電池無論使用錫、矽中的任一種，都可以以高電流(高比率)得到高的充電容量，可以進行快速充電。另一方面，比較例的硬幣形電池顯示充電容量差。權利要求1、一種負極活性物質，其特徵在於，具有含有Sn或Si且膜厚在0.05μm以下的金屬部。2、根據權利要求1所述的負極活性物質部是金屬薄膜。3、根據權利要求1所述的負極活性物質部是金屬薄片。4、根據權利要求1所述的負極活性物質所述金屬部和碳皮膜的薄片狀物質。5、根據權利要求l所述的負極活性物質部以覆蓋碳粒子表面的方式形成。6、一種負極，其特徵在於，使用了權利要求1~5中任一項所述的負極活性物質。7、一種鋰二次電池，其特徵在於，使用了權利要求6所述的負極。8、一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有如下工序在基材上形成金屬薄膜的金屬薄膜形成工序；以及從所述基材上將所述金屬薄膜剝離並進行粉碎的粉碎工序；其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下。9、一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有如下工序通過進行在基材上形成金屬薄膜的金屬薄膜形成工序以及形成碳皮膜的碳皮膜形成工序，從而在所述基材上形成金屬-碳層疊體的金屬-碳層疊體形成工序；以及從所述基材上將所述金屬—碳層疊體剝離並進行粉碎的粉碎工序；其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下。10、一種負極活性物質的製造方法，其特徵在於，具有在碳粒子的表面上形成金屬薄膜的金屬薄膜形成工序，其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05nm以下。11、一種負極的製造方法，其特徵在於，具有在負極集電體上形成金屬薄膜的金屬薄膜形成工序，其中，所述金屬薄膜含有Sn或Si且膜厚在0.05,以下。,其特徵在於，所述金屬,其特徵在於，所述金屬，其特徵在於，是層疊有，其特徵在於，所述金屬全文摘要本發明的主要目的在於提供一種適於快速充電的負極活性物質。本發明通過提供如下的負極活性物質解決上述課題，該負極活性物質的特徵在於，具有含有Sn或Si且膜厚在0.05μm以下的金屬部。文檔編號H01M4/36GK101512797SQ20078003183公開日2009年8月19日申請日期2007年9月6日優先權日2006年9月7日發明者橫內慶一申請人:豐田自動車株式會社