発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

従来技術と比べ、本発明は以下のような有益な効果を有する。

（１）本発明は、炭素被覆酸化ケイ素と特定のリチウム源とを固相混合の方式で混合し、さらに特定の条件下で熱処理し、最後に表面処理することにより、性能に優れた複合体を調製する。本発明の方法は、加工過程が環境に優しく、有毒有害な中間生成物の生成がなく、且つ、原料が入手しやすく、プロセスが簡単で、装置に対する要求が低く、コストが安く、大規模な商業生産に適用しやすい。

（２）本発明のＳｉ－Ｏ－Ｃ－Ｌｉ複合体において、酸化ケイ素を含むか否かにより、下記の２種類の構造に分けられる。複合体がナノケイ素と、リチウム含有化合物と、カーボンコーティングとを含む場合、前記複合体は、ナノケイ素が海島状の形式でリチウム含有化合物からなるマトリックスに分散し、融合粒子を形成し、前記カーボンコーティングが前記融合粒子の表面に被覆された構造となる。前記複合体がナノケイ素と、酸化ケイ素と、リチウム含有化合物と、カーボンコーティングとを含む場合、前記複合体は、ナノケイ素がリチウム含有化合物に分散し、融合粒子を形成し、前記融合粒子が海島状の形式で酸化ケイ素からなるマトリックスに分散し、複合粒子を形成し、前記カーボンコーティングが前記複合粒子の表面に被覆された構造となる。

本発明では、ナノケイ素が海島状の形式でリチウム含有化合物からなるマトリックスに分散する構造、または、ナノケイ素がまずリチウム含有化合物に分散した後、得られた融合粒子が更に海島状の形式で酸化ケイ素からなるマトリックスに分散する構造という２種類の構造において、ナノＳｉはいずれも近くの基体に埋め込まれ、互いに凝集することがなく、更に直接露出することがないため、ケイ素の体積膨張の問題を緩和することができる。本発明の複合体は構造が安定し、空気等の成分が粒子内部に侵入して活性成分が失効することを回避することができ、該複合体は長期間保存されても構造と性能が劣化しない。

（３）本発明の複合体は構造が安定し、性能に優れ、リチウムイオン二次電池の負極材料に特に適合し、インサイチュで生成されたリチウム含有化合物により電解液を隔離し、且つ材料における不可逆的なリチウム消費相を予め反応させる。一方、初回充放電過程における不可逆的なリチウム損失を低減し、容量と初回クーロン効率を向上させることができる。他方、本発明の複合体の構造は、リチウムイオン二次電池に適用する時のＳｉの膨張問題を効果的に抑制し、極板の膨張を低減し、サイクル寿命を延ばすことができる。該複合体を含む負極を用いてリチウムイオン二次電池を作製すると、高いリチウム吸蔵放出容量、高い初回クーロン効率、および良好なサイクル性能を示し、充電容量が１９２０ｍＡｈ／ｇ以上であり、放電容量が１７６８ｍＡｈ／ｇ以上であり、初回効率が９０．２％以上である。

（４）また、本発明に係る複合体を含む負極材料は、リチウムを吸蔵・放出する能力を有する他の負極材料と複合的に使用することができ、良好な応用の見通しを有する。