多孔硅电极活性物质粒子及其制造方法、电极合材、电池与流程

本公开涉及多孔硅电极活性物质粒子及其制造方法、电极合材以及电池。

背景技术：

1、如专利文献1公开那样，作为负极活性物质，已知包含多孔硅粒子的电池。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2020-170605号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在包含硅作为负极活性物质的电池中，在充放电时有时硅膨胀收缩。对于多孔硅粒子而言，虽然利用其细孔，能够吸收硅的膨胀收缩，但关于这样的膨胀收缩的抑制，有进一步改善的余地。

3、本公开的目的在于提供膨胀收缩得到抑制的多孔硅电极活性物质粒子及其制造方法、包含这样的多孔硅电极活性物质粒子的电极合材和包含这样的电极合材的电池。

4、用于解决课题的手段

5、本申请公开者发现：采用以下的手段能够解决上述课题。

6、＜方案1＞

7、多孔硅电极活性物质粒子，其具有多个细孔、和包围所述多个细孔的三维结构的支柱，并且平均细孔直径的、相对于平均支柱直径的比例为8.0以下。

8、＜方案2＞

9、根据方案1所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述比例为2.0以上且7.5以下。

10、＜方案3＞

11、根据方案2所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述比例为3.0以上且6.5以下。

12、＜方案4＞

13、根据方案1～3中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述平均细孔直径为20nm以上且35nm以下。

14、＜方案5＞

15、根据方案1～4中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述平均支柱直径为1nm以上且15nm以下。

16、＜方案6＞

17、根据方案1～5中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，基于截面sem像的细孔率为30面积%以上且55面积%以下。

18、＜方案7＞

19、电极合材，其包含根据方案1～6中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子。

20、＜方案8＞

21、电池，其依次具有负极活性物质层、电解质层、和正极活性物质层，所述负极活性物质层包含根据方案7所述的电极合材。

22、＜方案9＞

23、根据方案8所述的电池，其为所述电解质层包含固体电解质的固体电池。

24、＜方案10＞

25、根据方案1～6中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子的制造方法，其包括下述的工序：

26、（a）在700℃以上且750℃以下的温度下，用镁对二氧化硅粒子进行还原处理，得到包含硅和氧化镁的前体粒子；和

27、（b）从所述前体粒子将所述氧化镁除去。

28、＜方案11＞

29、根据方案10所述的方法，其中，在工序（a）中，用所述镁对所述二氧化硅粒子进行还原处理历时10小时以上且20小时以下。

30、＜方案12＞

31、根据方案10或11所述的方法，其中，在工序（b）中，通过用酸对所述前体粒子进行处理，从而将所述氧化镁除去。

32、发明效果

33、根据本公开，能够提供膨胀收缩得到抑制的多孔硅电极活性物质粒子及其制造方法、包含这样的多孔硅电极活性物质粒子的电极合材和包含这样的电极合材的电池。

1.多孔硅电极活性物质粒子，其具有多个细孔、和包围所述多个细孔的三维结构的支柱，并且平均细孔直径的、相对于平均支柱直径的比例为8.0以下。

2.根据权利要求1所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述比例为2.0以上且7.5以下。

3.根据权利要求2所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述比例为3.0以上且6.5以下。

4.根据权利要求1所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述平均细孔直径为20nm以上且35nm以下。

5.根据权利要求1所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，所述平均支柱直径为1nm以上且15nm以下。

6.根据权利要求1所述的多孔硅电极活性物质粒子，其中，基于截面sem像的细孔率为30面积%以上且55面积%以下。

7.电极合材，其包含根据权利要求1～6中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子。

8.电池，其依次具有负极活性物质层、电解质层、和正极活性物质层，所述负极活性物质层包含根据权利要求7所述的电极合材。

9.根据权利要求8所述的电池，其为所述电解质层包含固体电解质的固体电池。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的多孔硅电极活性物质粒子的制造方法，其包括下述的工序：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在工序（a）中，用所述镁对所述二氧化硅粒子进行还原处理历时10小时以上且20小时以下。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，在工序（b）中，通过用酸对所述前体粒子进行处理，从而将所述氧化镁除去。