CN113036083A - 锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池，包含正极、负极和电解质。负极包含负极活性物质。负极活性物质包含硅材料。硅材料包含硅合金相和硅酸盐相。硅合金相具有三维网状结构。硅酸盐相配置在三维网状结构的网眼中。三维网状结构的平均网眼尺寸为2.8nm～3.5nm。

Description

锂离子电池及其制造方法
技术领域
本公开涉及锂离子电池及其制造方法。
背景技术
日本专利公开2017-147247公开了以1.1C～3.0C的电流速率对含有硅氧化物的负极结构体进行充放电。
发明内容
作为锂离子电池(以下可简称为“电池”)的负极活性物质，研究了硅(Si)材料。Si材料的优点在于比电容大。Si材料的缺点在于循环寿命短。
以往，为了改善Si材料的循环寿命，进行了各种研究。例如在日本专利公开2017-147247中，在电池组装前，通过预定的电流速率仅对含有Si材料的负极进行充放电。在日本专利公开2017-147247中，通过该充放电，使Si网络在Si材料内以三维网状发展。在日本专利公开2017-147247中，通过Si网络的形成来改善循环寿命。但是，含有Si材料的电池在保存特性上存在改善的余地。
本公开提供在含有Si材料的电池中改善了保存特性的电池。
以下，说明本公开的技术方案及作用效果。不过，本公开的作用机制包含推定。作用机制的准确与否都不限定专利请求保护的范围。
本公开的锂离子电池的第1方式包含正极、负极和电解质。负极包含负极活性物质。负极活性物质包含硅材料。硅材料包含硅合金相和硅酸盐相。硅合金相具有三维网状结构。硅酸盐相配置在三维网状结构的网眼中。三维网状结构的平均网眼尺寸为2.8nm～3.5nm。
第1方式中的Si材料包含Si合金相和硅酸盐相。Si合金相含有锂(Li)与Si的合金。Si合金相具有三维网状结构。认为Li主要储存在Si合金相中。硅酸盐相含有Li硅酸盐(硅酸锂)。硅酸盐相配置在三维网状结构的网眼中。随着Li的储存和释放，Si合金相膨胀收缩。认为硅酸盐相能够缓和Si合金相的体积变化。而且，认为硅酸盐相能够阻碍电解质的分解反应。
Si合金相的三维网状结构可以通过STEM-EELS(Scninig Transmission ElectronMicroscopy-Electron Energy-Loss Spectroscopy)在Si分布像中确认。
根据所述第1方式，三维网状结构的致密性可根据对电池进行的初次充电条件而变化。由于三维网状结构具有适度的致密性，由此具有改善保存特性的倾向。即，三维网状结构的平均网眼尺寸为2.8nm以上且3.5nm以下时，有保存特性改善的倾向。
认为三维网状结构(Si合金相)也作为Li的传递路径发挥作用。认为通过Li的传递路径具有适度的致密性，难以引起容量劣化。
在上述第1方式所记载的锂离子电池中，负极活性物质可以还包含碳材料。
本公开的锂离子电池的制造方法的第2方式包括组装锂离子电池以及对锂离子电池实施初次充电。锂离子电池包含正极、负极和电解质。负极包含负极活性物质。负极活性物质包含硅材料的前体。前体的组成由SiOx表示。式中，满足0＜x＜2的关系。初次充电包括第1阶段和第2阶段。在第1阶段中，以第1电流速率实施充电直到中间电压。在第2阶段中，以第2电流速率从中间电压实施充电直到最大电压。第1电流速率低于0.5C。第2电流速率高于第1电流速率。中间电压为3.75V以上。
在本公开中，使用“C”作为电流速率的单位。“1C”被定义为电池的满充电容量用1小时充电的电流速率。例如，0.5C表示1C的0.5倍的电流速率。根据0.5C的电流速率，满充电容量用2小时充电。
在本公开中，初次充电被分成2个阶段。在第1阶段中，通过相对低的电流速率实施充电直到中间电压。在第2阶段中，通过相对高的电流速率从中间电压实施充电直到最大电压。尽管机制尚不明确，但在第2方式所记载的条件下，存在形成具有适度致密性的三维网状结构的倾向。
在上述第2方式所记载的锂离子电池的制造方法中，负极活性物质可以还包含碳材料。
附图说明
以下，参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和产业意义，相同的数字表示相同的元件。
图1是本实施方式中的锂离子电池的第1概略图。
图2是本实施方式中的锂离子电池的第2概略图。
图3是本实施方式中的蓄电元件的概略截面图。
图4是采用STEM-EELS的Si分布像的第1例。
图5是采用STEM-EELS的Si分布像的第2例。
图6是本实施方式中的锂离子电池的制造方法的概略流程图。
具体实施方式
以下，说明本公开中的实施方式(以下也记为“本实施方式”)。不过，以下的说明没有限定专利请求保护的范围。
在本实施方式中，例如“2.8nm～3.5nm”等记载，只要没有特别说明，就表示包含边界值的范围。即，例如“2.8nm～3.5nm”表示“2.8nm以上且3.5nm以下”的范围。
锂离子电池
本实施方式中的“锂离子电池”表示将锂(Li)离子作为电荷载体(载体、carrier)的二次电池。本实施方式中的电池可以具有任意的形态。电池例如可以是方形电池，可以是圆筒形电池，也可以是袋型电池。在本实施方式中，作为一例说明袋型电池。袋型电池也被称为“层压型电池”。
图1是本实施方式中的锂离子电池的第1概略图。电池100是袋型电池。电池100包含外包装材料90。外包装材料90是铝层压膜制的袋。外包装材料90被密封。外包装材料90例如可以通过热封来密封。正极端子81和负极端子82分别在外包装材料90的外部露出。
图2是本实施方式中的锂离子电池的第2概略图。外包装材料90收纳有蓄电元件50和电解质(未图示)。即，电池100包含蓄电元件50和电解质。正极端子81和负极端子82分别与蓄电元件50连接。
图3是本实施方式中的蓄电元件的概略截面图。蓄电元件50是层叠(堆叠)型的。蓄电元件50通过重叠3枚以上片状电极而形成。蓄电元件也可以是卷绕型的。即，蓄电元件也可以通过将带状电极卷绕成螺旋状而形成。
蓄电元件50包含正极10、负极20和隔膜30。即，电池100包含正极10和负极20。正极10和负极20交替层叠。隔膜30配置在正极10与负极20之间。
负极
负极20是片状的。负极20可以包含例如负极集电体21和负极活性物质层22。负极集电体21例如可以具有5μm～50μm的厚度。负极集电体21例如也可以包含铜(Cu)箔等。
负极活性物质层22形成在负极集电体21的表面。负极活性物质层22可以仅形成在负极集电体21的一面。负极活性物质层22也可以形成在负极集电体21的正反两面。负极活性物质层22例如可以具有10μm～200μm的厚度。
负极活性物质层22含有负极活性物质。即，负极20包含负极活性物质。负极活性物质层22也可以实质上仅由负极活性物质构成。负极活性物质含有Si材料。负极活性物质也可以实质上仅由Si材料构成。
Si材料
Si材料可以是例如粒子群(粉末)。Si材料可以具有例如0.01μm～20μm的中位径。Si材料可以具有例如0.1μm～10μm的中位径。Si材料可以具有例如0.5μm～5μm的中位径。本实施方式中的“中位径”表示在体积基准的粒度分布中，从微粒侧起的累积粒子体积变为全部粒子体积的50％的粒径。中位径可以采用激光衍射式粒度分布测定装置等进行测定。
本实施方式中的Si材料在初次充电时，通过前体与Li反应而生成。前体是Si的氧化物。前体的组成由下式(I)表示：
SiOx (I)。
在上述式(I)中，满足“0<x<2”的关系。例如，可以满足“0.5≤x≤1.5”的关系。例如，也可以满足“0.8≤x≤1.2”的关系。
Si材料包含Si合金相和硅酸盐相。Si合金相含有Li与Si的合金。Si合金相可以实质上仅由LiSi合金构成。认为Li主要储存在Si合金相中。随着Li的储存和释放，Si合金相膨胀收缩。
硅酸盐相含有Li硅酸盐。硅酸盐相可以实质上仅由Li硅酸盐构成。认为硅酸盐相可缓和Si合金相的体积变化。而且，认为硅酸盐相能够阻碍电解质的分解反应。
Li硅酸盐的组成例如可以由下式(II)表示：
LiySiOz (II)。
在上述式(II)中，例如可以满足“1≤y≤8、2.5≤z≤6”的关系。在上述式(II)中，例如也可以满足“y＝z＝4”、“y＝2、z＝3”、“y＝1、z＝2.5”、“y＝3、z＝3.5”、“y＝2/3、z＝7/3”、“y＝8、z＝6”等关系。
平均网眼尺寸
图4是采用STEM-EELS的Si分布像的第1例。Si合金相是三维连续的。Si合金相形成网状骨架。即，Si合金相具有三维网状结构。在Si合金相中，金属Si以高浓度分布。认为采用STEM-EELS的Si分布像表示Si合金相的结构。在图4中，认为以三维网状延伸的白色部(亮部)表示Si合金相。黑色部(暗部)形成三维网状的白色部的网眼。认为黑色部表示硅酸盐相。即，硅酸盐相配置在三维网状结构的网眼中。
在本实施方式中，平均网眼尺寸为2.8nm～3.5nm。在该范围内，可期待保存特性的改善。如果平均网眼尺寸小于2.8nm，则可能无法实现预期的保存特性。即使平均网眼尺寸超过3.5nm，可能也无法实现预期的保存特性。平均网眼尺寸例如可以为3.1nm以上。例如，平均网眼尺寸可以为3.3nm以下。
平均网眼尺寸的测定方法
本实施方式中的平均网眼尺寸通过下述顺序进行测定。通过0.2C的电流速率，对电池100进行放电直到2.5V。放电后，电池100被解体，由此回收负极20。通过预定的有机溶剂洗涤负极20。洗涤后，通过切割负极20，来制作负极活性物质层22的截面试料。通过FIB(Focused Ion Beam、聚焦离子束)使截面试料的表面平滑化。
通过STEM来观察截面试料。观察倍率例如为10万倍～50万倍左右。作为ADF-STEM(Annular Dark Field-STEM、环境暗场扫描透射电子显微镜)像，取得Si材料的放大像。进而，通过EELS检测器获取EELS光谱。
通过将检测到15eV～18eV的EELS光谱的位置进行图像化，来形成STEM-EELS像。即，取得Si分布像(例如图4)。在Si分布像中，Si合金相被显示为白色部(亮部)。硅酸盐相被显示为黑色部(暗部)。在20个位置，测定黑色部的定向直径。在本实施方式中，20处的定向直径的算术平均值被看作“平均网眼尺寸”。
碳材料
除了Si材料之外，负极活性物质可以还包含碳材料。Si材料与碳材料可以复合化。通过负极活性物质进一步含有碳材料，可期待大容量和长循环寿命的兼顾。碳材料可以是例如粒子群。碳材料可以具有例如1μm～20μm的中位径。碳材料可以具有例如1μm～10μm的中位径。
只要可作为负极活性物质发挥作用，碳材料就可以含有任选成分。碳材料可以包含例如选自石墨、软碳和硬碳中的至少一种。
在本实施方式中，Si材料与碳材料的混合比是任意的。例如，可以满足“Si材料/碳材料＝1/99”～“Si材料/碳材料＝99/1”的关系。例如，可以满足“Si材料/碳材料＝1/99”～“Si材料/碳材料＝30/70”的关系。例如，可以满足“Si材料/碳材料＝5/95”～“Si材料/碳材料＝25/75”的关系。例如，也可以满足“Si材料/碳材料＝10/90”～“Si材料/碳材料＝20/80”的关系。
其他成分
除了负极活性物质之外，负极活性物质层22可以还包含导电材料。导电材料具有电子传导性。导电材料可以包含任选成分。导电材料可以包含例如选自乙炔黑(AB)、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNT)和石墨烯片中的至少一种。相对于100质量份负极活性物质，导电材料的配合量例如可以是0.1质量份～20质量份。
除了负极活性物质之外，负极活性物质层22可以还包含粘合剂。粘合剂将固体彼此结合。粘合剂可以包含任选成分。粘合剂可以包含例如选自羧甲基纤维素(CMC)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、丁基橡胶(IIR)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)中的至少一种。相对于100质量份负极活性物质，粘合剂的配合量例如可以是0.1质量份～10质量份。
正极
正极10是片状的。正极10例如可以包含正极集电体11和正极活性物质层12。正极集电体11例如也可以具有5μm～50μm的厚度。正极集电体11例如也可以包含铝(Al)箔等。
正极活性物质层12形成在正极集电体11的表面。正极活性物质层12可以仅形成在正极集电体11的一面。正极活性物质层12也可以形成在正极集电体11的正反两面。正极活性物质层12例如可以具有10μm～200μm的厚度。
正极活性物质层12含有正极活性物质。正极活性物质层12可以实质上仅由正极活性物质构成。正极活性物质例如也可以是粒子群。正极活性物质例如可以具有1μm～30μm的中位径。
正极活性物质可以含有任选成分。正极活性物质例如可以含有选自钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂和磷酸铁锂中的至少一种。
除了正极活性物质之外，正极活性物质层12可以还包含导电材料。导电材料可以包含任选成分。导电材料例如可以含有乙炔黑等。相对于100质量份正极活性物质，导电材料的配合量例如可以是0.1质量份～10质量份。
除了正极活性物质之外，正极活性物质层12可以还包含粘合剂。粘合剂可以包含任选成分。粘合剂例如可以含有PVdF等。相对于100质量份的正极活性物质，粘合剂的配合量例如可以是0.1质量份～10质量份。
电解质
电解质是Li离子传导体。电解质可以是固体，可以是凝胶，也可以是液体。即，本实施方式中的电池100可以是全固体电池，可以是聚合物电池，也可以是液系电池。在本实施方式中，作为一例，对液体电解质进行说明。液体电解质例如可以含有电解液、离子液体等。
电解液包含溶剂和支持电解质。溶剂是非质子性的。溶剂可以溶解支持电解质。溶剂可以包含例如选自氟代碳酸亚乙酯(FEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)中的至少一种。
支持电解质包含离子化合物。支持电解质包含Li。支持电解质可以包括选自LiPF6、LiBF4和Li(FSO2)2N中的至少一种。例如，支持电解质的浓度可以是0.5mol/L～2mol/L。
除了溶剂和支持电解质之外，电解液可以还包含各种添加剂。添加剂例如可以包含选自碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、1,3-丙烷磺内酯(PS)、环己基苯(CHB)、叔戊基苯(TAB)和双草酸硼酸锂(LiBOB)中的至少一种。
隔膜
隔膜30介于正极10与负极20之间。隔膜30物理性地分离正极10和负极20。例如，在全固体电池中，电解质也可以作为隔膜发挥作用。
隔膜30例如也可以是片状的。隔膜30可以具有例如5μm～30μm的厚度。隔膜30是多孔质的。在隔膜30的内部形成有多个细孔。电解液可被保持在细孔内。隔膜30可以具有例如30％～60％的孔隙率。孔隙率可通过水银压入法测定。
隔膜30例如可以是聚烯烃制的。隔膜30例如可以是聚乙烯(PE)制的。隔膜30例如可以是聚丙烯(PP)制的。隔膜30例如可以具有单层结构。隔膜30例如也可以实质上仅由PE层构成。隔膜30例如可以具有多层结构。隔膜30例如可以通过依次层叠PP层、PE层和PP层而形成。例如，陶瓷材料可以涂敷到隔膜30的表面。陶瓷材料可以对隔膜30的表面赋予耐热性。
锂离子电池的制造方法
图6是本实施方式中的锂离子电池的制造方法的概略流程图。本实施方式中的锂离子电池的制造方法包括“(A)组装”和“(B)初次充电”。
(A)组装
本实施方式中的锂离子电池的制造方法包括组装电池100。电池100包含正极10、负极20和电解质。电池100的详情如上所述。电池100通过任意方法组装。在初次充电前，负极活性物质包含Si材料的前体。前体的组成由上述式(I)表示。
(B)初次充电
本实施方式中的锂离子电池的制造方法包括对电池100实施初次充电。初次充电时，前体(SiOx)与Li反应。由此，认为前体歧化为Si合金相和硅酸盐相。进而，认为通过Si合金相以三维网状生长，形成三维网状结构。在本实施方式中，实施初次充电，以使得三维网状结构具有2.8nm～3.5nm的平均网眼尺寸。
初次充电由充电装置实施。充电装置也可以是充放电装置。初次充电可在室温环境下实施。例如，可以在设定为15℃～30℃的恒温槽内执行初次充电。
在本实施方式中，初次充电被分成两个阶段。即，初次充电包括第1阶段和第2阶段。
第1阶段
第1阶段是从未充电状态的电压到中间电压的范围的充电。第1阶段的充电可以是恒流(CC)方式。在第1阶段中，通过第1电流速率实施充电直到中间电压。
中间电压为3.75V以上。如果中间电压小于3.75V，则平均网眼尺寸可能超过3.5nm。中间电压例如可以是3.75V～3.9V。
第1电流速率低于0.5C。如果第1电流速率为0.5C以上，则平均网眼尺寸可能超过3.5nm。例如，第1电流速率可以是0.1C～0.3C。
第2阶段
达到中间电压后，初次充电从第1阶段移至第2阶段。第2阶段是从中间电压到最大电压的范围的充电。第2阶段的充电可以是CC方式。在第2阶段中，通过第2电流速率从中间电压实施充电直到最大电压。
第2电流速率高于第1电流速率。如果第2电流速率在第1电流速率以下，则平均网眼尺寸可能小于2.8nm。第2电流速率例如可以是0.3C～1C。
最大电压是高于中间电压的电压。最大电压是初次充电中的电压的最大值。初次充电中的最大电压可以等于电池100的使用电压范围中的最大电压。最大电压例如可以是4.1V～4.3V。最大电压例如可以是4.2V～4.3V。通过电池100的电压达到最大电压，完成初次充电。
其他操作
在初次充电之后，例如，电池100可以被放电。在初次充电后，例如可以对电池100实施加热老化。例如，可以在50℃～70℃的温度环境下，将电池100放置24小时～48小时左右。
通过以上处理，制造锂离子电池。在本实施方式中的锂离子电池(成品)中，可期待保存特性的改善。认为这是由于Si合金相的三维网状结构具有适度的致密性。
以下，说明本公开中的实施例(以下也记为“本实施例”)。不过，以下的说明不限定专利请求保护的范围。
锂离子电池的制造
通过下述步骤制造了各种锂离子电池。
实施例1
(A)组装
1.正极的制作
准备了下述材料。
正极活性物质：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(中位径10μm)
导电材料：乙炔黑
粘合剂：PVdF
分散介质：N-甲基-2-吡咯烷酮
正极集电体：Al箔
通过混合正极活性物质、导电材料、粘合剂和分散介质来调制出浆料。通过将浆料涂布到正极集电体的表面(正反两面)并干燥，在正极集电体的表面形成了正极活性物质层。正极活性物质层的组成为“正极活性物质/导电材料/粘合剂＝87/10/3(质量比)”。
通过以上处理，制造了正极原板。通过切割正极原板，制造了多枚正极。
2.负极的制作
混合了SiO2粉末(市售品)和金属Si粉末(市售品)。由此调制出混合粉末。准备了反应容器。反应容器具有密闭结构。将先前调制出的混合粉末填充到反应容器内。在反应容器内，在氩(Ar)气氛下，混合粉末被加热到1300～1400℃的温度。由此生成升华气体。认为升华气体的组成是SiOx(x＝1)。通过升华气体被冷却，形成了SiO粉末。SiO粉末被捕集。SiO粉末被粉碎。
准备了下述材料。
负极活性物质：Si材料的前体(上述调制出的SiO)、碳材料(市售品的人造石墨)
粘合剂：“SBR/CMC＝1/1(质量比)”
分散介质：水
负极集电体：Cu箔
通过混合76质量份的碳材料和20质量份的前体(SiO)，调制出负极活性物质。通过混合负极活性物质、粘合剂和分散介质来调制出浆料。通过将浆料涂布到负极集电体的表面(正反两面)并干燥，在负极集电体的表面形成了负极活性物质层。负极活性物质层的组成为“负极活性物质/粘合剂＝96/4(质量比)”。
通过以上处理，制造了负极原板。通过切割负极原板，制造了多枚负极。
3.蓄电元件的形成
准备了隔膜。在正极与负极之间夹有隔膜，同时正极与负极交替重叠。由此，形成了层叠型蓄电元件。蓄电元件包含7枚正极和8枚负极。正极端子和负极端子连接于蓄电元件。
4.注液
作为外包装材料，准备铝层压薄膜制的袋。蓄电元件被收纳在外包装材料中。电解液被注入到外包装材料中。电解液含有下述成分。
溶剂：“FEC/EC/DMC/EMC＝1/2/4/3(体积比)”
支持电解质：LiPF6(浓度1.0mol/L)
注入电解液后，通过热封来密封外包装材料。通过以上处理，组装了供试电池。
(B)初次充电
准备了2枚金属板。供试电池夹在2枚金属板之间。2枚金属板被固定，以使得预定的压力被施加到蓄电元件上。
第1阶段
在25℃的温度环境下，通过0.1C的第1电流速率实施充电直到3.75V的中间电压。充电是CC方式。
第2阶段
在25℃的温度环境下，通过1C的第2电流速率实施充电直到4.3V的最大电压。充电是CC方式。
初次充电后，通过0.2C的电流速率，对供试电池放电直到2.5V。此时的放电容量为初始容量。通过以上处理，制造了供试电池。
在本实施例中，对于各规格，分别制造了各2个供试电池。一方供试电池用于平均网眼尺寸的测定。另一方供试电池用于保存特性的评价。
实施例2
如下述表1所示，变更初次充电中的第1电流速率，除此以外与实施例1同样地制造了供试电池。
实施例3
如下述表1所示，变更初次充电中的第2电流速率，除此以外与实施例1同样地制造了供试电池。
实施例4
如下述表1所示，变更初次充电中的中间电压，除此以外与实施例1同样地制造了供试电池。
比较例1
如下述表1所示，初次充电没有被分为第1阶段和第2阶段，而是连贯地实施了初次充电。电流速率为1C。除此之外，与实施例1同样地制造了供试电池。
比较例2、比较例3
如下述表1所示，变更初次充电中的第1电流速率，除此以外与实施例1同样地制造了供试电池。
比较例4
如下述表1所示，变更初次充电中的第2电流速率，除此以外与实施例1同样地制造了供试电池。
比较例5
如下述表1所示，变更初次充电中的第2电流速率，除此以外与实施例2同样地制造了供试电池。
比较例6
如下述表1所示，变更初次充电中的中间电压，除此以外与实施例2同样地制造了供试电池。
评价
平均网眼尺寸
采用上述方法，在各规格中将供试电池解体，测定了平均网眼尺寸。再者，在本实施例中，作为负极洗涤用的有机溶剂，使用了EMC。
保存特性
通过0.2C的电流速率，对供试电池充电直到4.2V。在设定为60℃的恒温槽内将充电状态的供试电池保存了28天。
经过28天后，在室温环境中，通过0.2C的电流速率，对供试电池放电直到2.5V。接着，通过0.2C的电流速率对供试电池充电直到4.1V。充电后，通过0.2C的电流速率，对供试电池放电直到2.5V。此时的放电容量为保存后容量。通过将保存后容量除以初始容量来求出容量维持率。容量维持率如下述表1所示。认为容量维持率越高，保存特性越改善。
表1
Figure BDA0002769816230000141
结果
如上述表1所示，平均网眼尺寸为2.8nm～3.5nm时，有改善保存特性的倾向。
图4是采用STEM-EELS的Si分布像的第1例。图5是采用STEM-EELS的Si分布像的第2例。图4示出比较例1中的Si分布像(Si合金相)。图5示出实施例1中的Si分布像。图4的观察倍率与图5的观察倍率相同。认为在图5(实施例1)中，与图4(比较例1)相比，Si合金相的三维网状结构致密。
本实施方式和本实施例在所有方面都是示例。本实施方式和本实施例不是限制性的。由专利请求保护的范围的记载所确定的技术范围包括与专利请求保护的范围的记载均等的意义上的所有变更。由专利请求保护的范围的记载所确定的技术范围包括在与专利请求保护的范围的记载均等的范围内的所有变更。

Claims (4)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包含正极、负极和电解质，
所述负极包含负极活性物质，
所述负极活性物质包含硅材料，
所述硅材料包含硅合金相和硅酸盐相，
所述硅合金相具有三维网状结构，
所述硅酸盐相配置在所述三维网状结构的网眼中，
所述三维网状结构的平均网眼尺寸为2.8nm～3.5nm。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述负极活性物质还包含碳材料。
3.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括：
组装锂离子电池；以及
对所述锂离子电池实施初次充电，
所述锂离子电池包含正极、负极和电解质，
所述负极包含负极活性物质，
所述负极活性物质包含硅材料的前体，
所述前体的组成由SiOx表示，且满足0＜x＜2，
所述初次充电包括第1阶段和第2阶段，
在所述第1阶段中，以第1电流速率实施充电直到中间电压，
在所述第2阶段中，以第2电流速率从所述中间电压实施充电直到最大电压，
所述第1电流速率低于0.5C，
所述第2电流速率高于所述第1电流速率，
所述中间电压为3.75V以上。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，
所述负极活性物质还包含碳材料。
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