硅包合物电极活性物质、负极合剂、负极活性物质层和固体锂离子电池的制作方法

本公开涉及硅包合物(silicon clathrate)电极活性物质、负极合剂、负极活性物质层和固体锂离子电池。

背景技术：

1、近年来，正活跃地进行着电池的开发。例如，在汽车产业界，正在推进用于电动汽车或混合动力汽车的电池的开发。另外，作为电池、特别是锂离子电池中使用的电极活性物质，已知硅。

2、硅电极活性物质的理论容量大，对电池的高能量密度化是有效的。但另一方面，硅电极活性物质存在充电时膨胀大的问题。对此，已知通过使用硅包合物电极活性物质作为硅电极活性物质来抑制充电时的膨胀。

3、例如，专利文献1公开了具有ii型硅包合物的晶相，且具有naxsi136(1.98<x<2.54)的组成的硅包合物电极活性物质。专利文献2公开了一种硅包合物电极活性物质，其具有ii型硅包合物的晶相，在一次粒子的内部具有空隙，细孔直径为100nm以下的空隙的空隙量为0.05cc/g以上且0.15cc/g以下。

4、现有技术文献

5、专利文献1：日本特开2021-158003号公报

6、专利文献2：日本特开2021-158004号公报

技术实现思路

1、虽然与通常的硅电极活性物质相比，硅包合物电极活性物质能够抑制充电时的膨胀，但要求进一步抑制硅包合物电极活性物质在充电时的膨胀。

2、本公开的目的在于提供一种充电时的膨胀小的硅包合物电极活性物质、以及具有这种硅包合物电极活性物质的固体锂离子电池。

3、本公开人发现了可以通过以下手段解决上述课题。

4、<方式1>

5、一种硅包合物的电极活性物质，含有大于0质量％且小于19.4质量％的氧原子。

6、<方式2>

7、根据方式1所述的硅包合物电极活性物质，含有2.0质量％以上的氧原子。

8、<方式3>

9、根据方式2所述的硅包合物电极活性物质，含有3.3质量％以上且7.0质量％以下的氧原子。

10、<方式4>

11、根据方式1所述的硅包合物电极活性物质，至少部分地具有ii型包合物结构。

12、<方式5>

13、一种负极合剂，含有方式1所述的硅包合物电极活性物质和固体电解质。

14、<方式6>

15、根据方式5所述的负极合剂，所述固体电解质是硫化物固体电解质。

16、<方式7>

17、一种负极活性物质层，含有方式5所述的负极合剂。

18、<方式8>

19、一种固体锂离子电池，具有方式7所述的负极活性物质层。

20、根据本公开，可以提供充电时的膨胀小的硅包合物电极活性物质、以及具有这种硅包合物电极活性物质的固体锂离子电池。

技术特征：

1.一种硅包合物电极活性物质，含有大于0质量％且小于19.4质量％的氧原子。

2.根据权利要求1所述的硅包合物电极活性物质，含有2.0质量％以上的氧原子。

3.根据权利要求2所述的硅包合物电极活性物质，含有3.3质量％以上且7.0质量％以下的氧原子。

4.根据权利要求1所述的硅包合物电极活性物质，至少部分地具有ii型包合物结构。

5.一种负极合剂，含有权利要求1所述的硅包合物电极活性物质和固体电解质。

6.根据权利要求5所述的负极合剂，所述固体电解质是硫化物固体电解质。

7.一种负极活性物质层，含有权利要求5所述的负极合剂。

8.一种固体锂离子电池，具有权利要求7所述的负极活性物质层。

技术总结本公开提供一种充电时的膨胀小的硅包合物电极活性物质以及具有这种硅包合物电极活性物质的固体锂离子电池。本公开的硅包合物电极活性物质含有大于0质量％且小于19.4质量％的氧原子。本公开的固体锂离子电池具有本公开的负极活性物质层。本公开的负极活性物质层含有本公开的负极合剂。本公开的负极合剂含有本公开的硅包合物电极活性物质和固体电解质。技术研发人员：大泷光俊,吉田淳,山口泰弘,江口达哉,原田正则,新美知宏,汤川加代子,浦部晃太受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/11/14