JP2002151065A - 負極活物質及び非水電解質電池 - Google Patents

負極活物質及び非水電解質電池

Info

Publication number
JP2002151065A
JP2002151065A JP2000339546A JP2000339546A JP2002151065A JP 2002151065 A JP2002151065 A JP 2002151065A JP 2000339546 A JP2000339546 A JP 2000339546A JP 2000339546 A JP2000339546 A JP 2000339546A JP 2002151065 A JP2002151065 A JP 2002151065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
weight
active material
electrode active
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000339546A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Inoue
弘 井上
Shinichiro Yamada
心一郎 山田
Takuya Endo
琢哉 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000339546A priority Critical patent/JP2002151065A/ja
Priority to US10/053,467 priority patent/US20020197531A1/en
Publication of JP2002151065A publication Critical patent/JP2002151065A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H01M10/0427—Button cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/001—Amorphous alloys with Cu as the major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/387—Tin or alloys based on tin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 よりリチウムのドープ・脱ドープ能力に優れ
る。 【解決手段】 第一の元素Ａ、第二の元素Ｂ及び第三の
元素Ｃからなる化合物Ａ−Ｂ−Ｃを用いた負極活物質で
あって、第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少な
くとも１種の元素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎか
ら選択される少なくとも１種の元素であり、第三の元素
ＣはＩｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも
１種の元素である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムをドープ
・脱ドープ可能な負極活物質及びこれを用いた非水電解
質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術の進歩に伴い、カメラ一
体型ビデオテープレコーダー、携帯電話、ラップトップ
コンピュータ等の小型のポータブル電子機器が開発さ
れ、これらを使用するためのポータブル電源として、小
型かつ軽量で高エネルギー密度を有する二次電池の開発
が強く要請されている。
【０００３】このような要請に応える二次電池として
は、理論上高電圧を発生でき、かつ高エネルギー密度を
有するリチウム、ナトリウム、アルミニウム等の軽金属
を負極活物質として用いる非水二次電池が期待されてい
る。中でも、非水電解液リチウム二次電池は、取扱い性
が良好で、高出力及び高エネルギー密度を達成できるこ
とから、活発に研究開発が行われている。
【０００４】ところで、これらリチウム金属等の軽金属
をそのまま非水二次電池の負極活物質として用いた場合
には、充電過程において負極に軽金属がデンドライト状
に析出しやすくなり、デンドライトの先端で電流密度が
非常に高くなる。このため、非水電解液の分解などによ
りサイクル寿命が低下したり、また、過度にデンドライ
トが成長して電池の内部短絡が発生したりするという問
題があった。
【０００５】そこで、そのようなデンドライト状の金属
の析出を防止するため、負極にこれらリチウム金属を単
にそのまま使用するのではなく、黒鉛層間へのリチウム
イオンのインターカレーション反応を利用した黒鉛材
料、或いは細孔中へのリチウムイオンのドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インタ
ーカレーション反応を利用した黒鉛材料では、第１ステ
ージ黒鉛層間化合物の組成Ｃ−６Ｌｉに規定されるよう
に、負極容量に上限が存在する。また、ドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料において、その微小な細孔
構造を制御することは、工業的に困難であるとともに、
炭素質材料の比重の低下をもたらし、単位体積当たりの
負極容量の向上に対して有効な手段とはなり得ない。
【０００７】このような理由から、現状の炭素材料で
は、今後の更なる電子機器使用の長時間化、電源の高エ
ネルギー密度化に対応することが困難と考えられ、より
リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた負極活物質の
開発が望まれている。
【０００８】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案するものであり、よりリチウムのドープ・脱ドープ
能力に優れた負極活物質を提供し、また、その負極活物
質を用いることにより大きな容量を有する非水電解質電
池を提供することを日的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の負極活物質は、
第一の元素Ａ、第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃからなる
化合物Ａ−Ｂ−Ｃを用いた負極活物質であって、第一の
元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元
素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選択される少
なくとも１種の元素であり、第三の元素ＣはＩｎ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素で
あることを特徴とする。
【００１０】上述したような本発明に係る負極活物質で
は、第一の元素Ａはリチウムと合金化せず、これにより
化合物全体の構造を保つ。一方、第二の元素Ｂがリチウ
ムと合金化し、これにより大きな容量が得られる。ま
た、第三の元素Ｃは、化合物の結晶構造に歪みを与え、
これによりリチウムの出入りをスムースにし、充放電の
効率とサイクル寿命の向上を果たす。
【００１１】また、本発明に係る非水電解質電池は、正
極活物質を含有する正極と、負極活物質を含有する負極
と、非水電解質とを備えた非水電解質電池であって、上
記負極は、負極活物質として、第一の元素Ａ、第二の元
素Ｂ及び第三の元素Ｃからなる化合物Ａ−Ｂ−Ｃを含有
し、第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少なくと
も１種の元素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選
択される少なくとも１種の元素であり、第三の元素Ｃは
Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種
の元素であることを特徴とする。
【００１２】上述したような本発明に係る非水電解質電
池では、上記負極活物質において第一の元素Ａはリチウ
ムと合金化せず、これにより化合物全体の構造を保つ。
一方、第二の元素Ｂがリチウムと合金化し、これにより
大きな容量が得られる。また、第三の元素Ｃは、化合物
の結晶構造に歪みを与え、これによりリチウムの出入り
をスムースにし、充放電の効率とサイクル寿命の向上を
果たす。これにより、この非水電解質電池は、体積当た
りのエネルギー密度を大帽に向上でき、高い負極容量を
有するものとなる。また、サイクル特性にも優れたもの
となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【００１４】木発明に係る負極活物質は、第一の元素
Ａ、第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃから構成され、一般
式ｘＡ−ｙＢ−ｚＣで表される化合物である。そして当
該化合物において第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択さ
れる少なくとも１種の元素であり、第二の元素ＢはＳ
ｉ、Ｓｎから選択される少なくとも１種の元素であり、
第三の元素ＣはＩｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される
少なくとも１種の元素であることを特徴とする。また、
ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ化合物全体に対する第一の元素
Ａ、第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃの重量％比を表す。
【００１５】このような化合物を用いた本発明に係る負
極活物質では、第一の元素ＡであるＣｕ又はＦｅはリチ
ウムと合金化せず、これにより化合物全体の構造を保
つ。一方、第二の元素ＢであるＳｉ又はＳｎがリチウム
と合金化し、これにより大きな容量が得られる。また、
第三の元素ＣであるＩｎ、Ｓｂ、Ｂｉ又はＰｂは、化合
物の結晶構造に歪みを与え、これによりリチウムの出入
りをスムースにし、充放電の効率とサイクル寿命の向上
を果たしているものと考えられる。したがって、この負
極活物質は、従来の炭素質材料に比べて大きなドープ・
脱ドープ能力を有するものとなる。さらに、この負極活
物質は、ＳｉやＳｎを負極活物質とした従来の場合に比
較して、繰り返し特性が大幅に向上したものとなる。
【００１６】ここで、第二の元素Ｂの割合ｙは、化合物
全体に対して５重量％以上、５０重量％以下の範囲であ
ることが好ましく、更には、１０重量％以上、４０重量
％以下の範囲がより好ましい。また、第三の元素Ｃの割
合ｚは、１重量％以上、５０重量％以下の範囲が好まし
く、更には、５重量％以上、４０重量％以下の範囲がよ
り好ましい。
【００１７】第二の元素Ｂの割合ｙが５重量％にみたな
いと、放電容量を上げる効果が十分に得られない。ま
た、第二の元素Ｂの割合ｙが５０重量％を超えると、こ
れは一方で第一の元素Ａ及び第三の元素Ｃの割合の低下
を意味し、構造の安定化や維持率向上の効果が十分に得
られないことになる。従って、第二の元素Ｂの割合ｙ
を、５重量％以上、５０重量％以下の範囲とすること
で、構造の安定化や維持率向上の効果を損なうことな
く、放電容量を向上することができる。
【００１８】第三の元素Ｃの割合ｚが１重量％にみたな
いと、維持率を上げる効果が十分に得られない。また、
第三の元素Ｃの割合ｚが５０重量％を超えると、これは
一方で第一の元素Ａ及び第二の元素Ｂの割合の低下を意
味し、構造の安定化や放電容量向上の効果が十分に得ら
れないことになる。従って、第三の元素Ｃの割合ｚを、
１重量％以上、５０重量％以下の範囲とすることで、構
造の安定化や放電容量向上の効果を損なうことなく、維
持率を向上することができる。
【００１９】さらに、第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃを
併せた重量比、すなわちｙ＋ｚは、８０重量％以下の範
囲であることが好ましく、更には７０重量％以下である
ことが好ましい。ｙ＋ｚの特に好ましい範囲は、５０重
量％以下である。
【００２０】第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃを併せた重
量比ｙ＋ｚが８０重量％を超えると、これは第一の元素
Ａの割合の低下を意味し、構造の安定化が得られないこ
とになる。構造の安定化が得られないと、第二の元素Ｂ
又は第三の元素Ｃの割合を多くしても、放電容量向上や
維持率向上の効果を発揮することができない。従って、
第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃを併せた重量比ｙ＋ｚを
８０重量％以下の範囲とすることによって、構造の安定
化を得ることができ、放電容量向上や維持率向上の効果
も発揮することができる。
【００２１】このような化合物の具体例としては、例え
ば、４５Ｆｅ−３５Ｓｉ−２０Ｉｎ、７０Ｃｕ−１５Ｓ
ｉ−１０Ｉｎ−５Ｓｂ等が挙げられる。
【００２２】また、この負極活物質は、結晶性の金属間
化合物であっても良いが、好ましくは低結晶性の化合物
であることが好ましく、更には非晶質の化合物であるこ
とがより好ましい。また、上記化合物が非晶質となりに
くい場合には、結晶性を低くする目的で上記化合物に原
子半径の異なる他の元素を添加しても良い。上記化合物
に添加される元素として具体的にはＢ、Ｃ、Ｎ等の軽元
素、希土類元素等が挙げられる。このように、一部、他
の元素を添加した材料も好適に用いることができる。
【００２３】ここで、低結晶、非晶質とは、Ｘ線回折法
で得られる回折パターンのピークの半値幅が２θで０．
５゜以上であり、更に２θで３０°から６０°の間にブ
ロードなパターンを有するものをいう。化合物を非晶質
化することで放電時の電位が良好なものとなる。
【００２４】そして、このような負極活物質を合成する
には、特に限定されることはなく、従来から知られてい
る方法を用いることができる。例示するならば、混合原
料を電気炉、高周波誘導加熱炉、アーク溶解炉等で溶解
し、その後凝固させることで得られる。得られる化合物
を非晶質化させるためには、急冷により凝固させる必要
がある。急冷の方法としては、ガスアトマイズ、水アト
マイズ等の各種アトマイズ法、双ロール等の各種ロール
法、スプレー法等が挙げられる。また、固体の拡散を用
いたメカニカルアロイング法や、真空成膜法によりこの
化合物を得ることも可能である。
【００２５】そして、このような負極活物質を用いた、
本実施の形態に係る非水電解液電池の一構成例を図１に
示す。この非水電解液電池１は、負極２と、負極２を収
容する負極缶３と、正極４と、正極４を収容する正極缶
５と、正極４と負極２との間に配されたセパレータ６
と、絶縁ガスケット７とを備え、負極缶３及び正極缶５
内に非水電解液が充填されてなる。
【００２６】負極２は、負極集電体上に、上述したよう
な負極活物質を含有する負極活物質層が形成されてな
る。負極集電体としては、例えばニッケル箔等が用いら
れる。
【００２７】すなわち、この非水電解液電池１は、一般
式ｘＡ−ｙＢ−ｚＣで表され、第一の元素ＡはＣｕ、Ｆ
ｅから選択される少なくとも１種の元素であり、第二の
元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選択される少なくとも１種の元
素であり、第三の元素ＣはＩｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから
選択される少なくとも１種の元素であるような化合物を
負極活物質として用いている。
【００２８】ここで上記化合物において、第一の元素Ａ
であるＣｕ又はＦｅはリチウムと合金化せず、これによ
り化合物全体の構造を保つ。一方、第二の元素Ｂである
Ｓｉ又はＳｎがリチウムと合金化し、これにより大きな
容量が得られる。また、第三の元素ＣであるＩｎ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ又はＰｂは、化合物の結晶構造に歪みを与え、
これによりリチウムの出入りをスムースにし、充放電の
効率とサイクル寿命の向上を果たしているものと考えら
れる。したがって、この負極活物質は、従来の炭素質材
料に比べて大きなドープ・脱ドープ能力を有するものと
なる。さらに、この負極活物質は、ＳｉやＳｎを負極活
物質とした従来の場合に比較して、繰り返し特性が大幅
に向上したものとなる。
【００２９】また、上記負極活物質において、第二の元
素Ｂの割合ｙは、化合物全体に対して５重量％以上、５
０重量％以下の範囲であることが好ましく、更には、１
０重量％以上、４０重量％以下の範囲がより好ましい。
また、第三の元素Ｃの割合ｚは、１重量％以上、５０重
量％以下の範囲が好ましく、更には、５重量％以上、４
０重量％以下の範囲がより好ましい。
【００３０】第二の元素Ｂの割合ｙを、５重量％以上、
５０重量％以下の範囲とすることで、構造の安定化や維
持率向上の効果を損なうことなく、放電容量を向上する
ことができる。また、第三の元素Ｃの割合ｚを、１重量
％以上、５０重量％以下の範囲とすることで、構造の安
定化や放電容量向上の効果を損なうことなく、維持率を
向上することができる。
【００３１】さらに、第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃを
併せた重量比、すなわちｙ＋ｚは、８０重量％以下の範
囲であることが好ましく、更には７０重量％以下である
ことが好ましい。ｙ＋ｚの特に好ましい範囲は、５０重
量％以下である。第二の元素Ｂ及び第三の元素Ｃを併せ
た重量比ｙ＋ｚを８０重量％以下の範囲とすることによ
って、構造の安定化を得ることができ、放電容量向上や
維持率向上の効果も発揮することができる。
【００３２】そして、このような負極活物質を用いた本
発明の非水電解液電池１は、従来の電池に比べて、体積
当たりのエネルギー密度を大帽に向上でき、高い負極容
量を有するものとなる。また、サイクル特性にも優れた
ものとなる。
【００３３】また、上記負極活物質層は、上記負極活物
質に加えて、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素質
材料を含有していることが好ましい。上記炭素質材料と
しては、例えば難黒鉛化性炭素材料、易黒鉛化性炭素材
料又は黒鉛材料等が挙げられる。
【００３４】また、負極活物質から負極を形成するに際
して、結着剤とともに、炭素質材料、電子伝導性のある
金属粉、導電性ポリマー等を導電剤として加えることに
より、負極活物質の導電性を確保してもよい。また、結
着剤としては、この種の非水電解液電池の負極活物質層
の結着剤として通常用いられている公知の樹脂材料等を
用いることができる。
【００３５】負極缶３は、負極２を収容するものであ
り、また、非水電解液電池１の外部負極となる。
【００３６】正極４は、正極集電体上に、正極活物質を
含有する正極活物質層が形成されてなる。正極集電体と
しては、例えばアルミニウム箔等が用いられる。
【００３７】ところで、上述したような負極活物質を用
いて非水電解液電池１を構成する場合、その正極は、十
分なリチウムを含んでいることが好ましい。例えば、一
般式ＬｉxＭＯ2、ＬｉxＭ2Ｏ4（ただし、ＭはＣｏ、Ｎ
ｉ、Ｍｎの少なくとも１種を表し、０＜ｘ＜１であ
る。）で表されるリチウム複合金属酸化物や、リチウム
を含んだ層間化合物が好適に用いられる。
【００３８】リチウム複合金属酸化物は、リチウムの炭
酸塩、硝酸塩、酸化物、あるいは水酸化物と、コバル
ト、マンガン、あるいはニッケル等の炭酸塩、硝酸塩、
酸化物、あるいは水酸化物とを所望の組成に応じて粉砕
混合し、酸素雰囲気下で６００℃〜１０００℃の温度範
囲で焼成することにより調製することができる。
【００３９】正極活物質層に含有される結着剤として
は、この種の非水電解液電池の正極活物質層の結着剤と
して通常用いられている公知の樹脂材料等を用いること
ができる。
【００４０】本実施の形態に係る非水電解液電池１は、
高容量を達成することを狙ったものであるので、上述し
た正極は、定常状態（例えば、５回程度充放電を繰り返
した後）で、負極活物質１ｇ当たり２５０ｍＡｈ以上の
充放電容量相当分のリチウムを含むことが必要である。
具体的には、３００ｍＡｈ以上の充放電容量相当分のリ
チウムを含むことが好ましく、３５０ｍＡｈ以上の充放
電容量相当分のリチウムを含むことがより好ましい。な
お、リチウムは、必ずしも正極活物質から全て供給され
る必要はなく、要は電池系内に負極活物質１ｇ当たり２
５０ｍＡｈ以上の充放電容量相当分のリチウムが存在す
ればよい。また、このリチウム量は、電池の放電容量を
測定することによって判断することとする。
【００４１】正極缶５は、正極４を収容するものであ
り、また、非水電解液電池１の外部正極となる。
【００４２】セパレータ６は、正極４と、負極２とを離
間させるものであり、この種の非水電解液電池のセパレ
ータとして通常用いられている公知の材料を用いること
ができ、例えばポリプロピレンなどの高分子フィルムが
用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー
密度との関係から、セパレータの厚みはできるだけ薄い
ことが必要である。具体的には、セパレータの厚みは例
えば５０μｍ以下が適当である。
【００４３】絶縁ガスケット７は、負極缶３に組み込ま
れ一体化されている。この絶縁ガスケット７は、負極缶
３及び正極缶５内に充填された非水電解液の漏出を防止
するためのものである。
【００４４】非水電解液としては、非プロトン性非水溶
媒に電解質を溶解させた溶液が用いられる。
【００４５】非水溶媒としては、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、
１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，
３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラ
ン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、
酢酸エステル、プロピオン酸エステル等を使用ずること
ができる。また、上述したような非水溶媒は１種類を単
独で用いても、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００４６】また、非水溶媒に溶解させる電解質として
は、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、
ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、Ｌｉ
ＣＦ 3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等のリチウム塩を使用
することができる。
【００４７】上述したような本発明に係る非水電解質電
池は、一般式Ａ−Ｂ−Ｃで表され、第一の元素ＡはＣ
ｕ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の元素であり、
第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選択される少なくとも１
種の元素であり、第三の元素ＣはＩｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐ
ｂから選択される少なくとも１種の元素であるような化
合物を負極活物質として用いているので、リチウムの大
きなドープ・脱ドープ能力を有するものとなり、従来の
電池に比べて、体積当たりのエネルギー密度を大帽に向
上でき、高い負極容量を有するものとなる。また、サイ
クル特性にも優れたものとなる。
【００４８】なお、上述した実施の形態では、非水電解
液を用いた非水電解液電池１を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、導電性高分子
化合物の単体あるいは混合物を含有する高分子固体電解
質を用いた固体電解質電池や、膨潤溶媒を含有するゲル
状の固体電解質を用いたゲル状電解質電池についても適
用可能である。
【００４９】上記の高分子固体電解質やゲル状電解質に
含有される導電性高分子化合物として具体的には、シリ
コン、アクリル、アクリロニトリル、ポリフォスファゼ
ン変性ポリマ、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレ
ンオキサイド、フッ素系ポリマ又はこれらの化合物の複
合ポリマや架橋ポリマ、変性ポリマ等が挙げられる。上
記フッ素系ポリマとしては、ポリ（ビニリデンフルオラ
イド）、ポリ（ビニリデンフルオライド−ｃｏ−ヘキサ
フルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオライド
−ｃｏ−テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデン
フルオライド−ｃｏ−トリフルオリエチレン）等が挙げ
られる。
【００５０】また、上述した実施の形態では、二次電池
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、一次電池についても適用可能である。ま
た、上述した実施の形態では、コイン型電池を例に挙げ
て説明したが、本発明の電池は、円筒型、角型、ボタン
型等、その形状については特に限定されることはなく、
また、薄型、大型等の種々の大きさにすることができ
る。
【００５１】
【実施例】つぎに、本発明の効果を確認すべく行った実
施例について説明する。なお、以下の例では、具体的な
数値を挙げて説明しているが、本発明はこれに限定され
るものではない。
【００５２】＜試料の作製＞試薬としてＣｕ、Ｓｉ、Ｉ
ｎ、Ｓｂを用いて、それぞれ重量比でＣｕ：１０％、Ｓ
ｉ：７０％、Ｉｎ：１５％、Ｓｂ：５％となるように秤
量、混合し、その混合物を高周波誘導加熱装置を用いて
溶融した。そして、回転したＣｕロール上に融液を噴射
し、リボン状の試料を得た。その後、この試料を粉砕、
粉末状にして試料Ａとした。
【００５３】また、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｓｂの組成を表
１に示すように変えたこと以外は同様にして試料を作製
し、これを試料Ｂ〜Ｇとした。
【００５４】
【表１】
【００５５】次に、試薬としてＣｕ、Ｓｉ、Ｉｎを用い
て、それぞれ重量比でＣｕ：１０％、Ｓｉ：３０％、Ｉ
ｎ：６０％となるよう秤量し、ボールミルを用いて、２
０時間混合、合金化した。得られた試料を試料Ｈとし
た。
【００５６】Ｃｕ、Ｓｉ、Ｉｎの組成を表２に示すよう
にしたこと以外は同様にして試料を作製し、これを試料
Ｉ〜Ｎとした。
【００５７】
【表２】
【００５８】同様の方法でＣｕ：６５％、Ｓｉ：１５
％、Ｉｎ：２０％の組成で５時間混合し、合金化した試
料を試料Ｏとした。また、同様の組成で４０時間混合
し、合金化した試料を試料Ｐとした。試料Ｏ、Ｐそれぞ
れについてＸ線回折測定を行った結果、図２に示すよう
な回折パターンを得た。このパターンより、試料Ｐにつ
いては非晶質となっていることがわかった。
【００５９】また、試料Ｐ（Ｃｕ：６５％、Ｓｉ：１５
％、Ｉｎ：２０％）と同様の方法で第一の元素としての
Ｃｕの半量をＦｅとした試料Ｑを作製した。
【００６０】そして、以上のようにして得られた試料Ａ
〜試料Ｑを負極活物質として用いて非水電解質電池を作
製し、電池特性の評価をした。
【００６１】〈サンプル１〉負極活物質として試料Ａを
用い、この負極活物質を８０重量％と、導電剤として人
造黒鉛を１０重量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デンを１０重量％加え、ジメチルホルムアミドを溶媒と
して混合、乾燥して負極合剤を調製した。そして、この
負極合剤の３７ｍｇを集電体であるニッケルメッシュと
ともに直径１５．５ｍｍのペレットに成型し、負極とし
た。
【００６２】一方、リチウム金属を上記負極と略同型に
打ち抜いて正極とした。また、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等容量混合溶媒にＬｉＰＦ6
を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させて非水電解液を調製し
た。
【００６３】そして、負極を負極缶に収容し、正極を正
極缶に収容し、負極と正極との間に、ポリプロピレン製
多孔質膜からなるセパレータを配した。負極缶及び正極
缶内に非水電解液を注入し、絶縁ガスケットを介して負
極缶と正極缶とをかしめて固定することにより、直径２
０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのコイン型非水電解液電池を作
製した。
【００６４】〈サンプル２〜サンプル７〉試料Ａに代え
て、負極活物質として試料Ｂ〜試料Ｇを用いたこと以外
は、サンプル１と同様にしてコイン型非水電解質電池を
作製した。
【００６５】以上のようにして作製されたコイン型電池
について、つぎに示すような充放電試験を行い、電池特
性の評価を行った。
【００６６】なお、本評価では、負極活物質としてのリ
チウムのドープ・脱ドープ能力を評価するためのもので
あるため、目的とする負極活物質にリチウムをドープす
る過程、つまりテストセルの電圧が降下する過程を充電
と呼ぶ。逆にリチウムを脱ドープする過程、つまりテス
トセル電圧が上昇する過程を放電と呼ぶ。
【００６７】充電は、１ｍＡの定電流で、テストセルの
電圧が０Ｖに達するまで充電を行い、０Ｖに達した後
は、セル電圧を０Ｖに保つように電流を減少させて充電
を行った。そして、電流値が２０μＡを下回った時点で
充電を終了した。
【００６８】放電は、１ｍＡの定電流で放電を行い、セ
ル電圧が１．２Ｖを上回った時点で放電を終了した。そ
して計算により負極活物質重量当たりの放電容量を求め
た。
【００６９】また、サイクル特性の評価は、上記充放電
を５０回繰り返したときの、１回目の放電容量に対す
る、５０回日の放電容量の維持率（％）を求めた。
【００７０】サンプル１〜サンプル７の電池についての
評価結果を表３に示す。
【表３】
【００７１】まず、容量について見てみるとサンプル７
で作製した電池は、サンプル１〜サンプル６で作製した
電池と比較し、明らかに容量が低下している。このこと
からＳｉは５重量％以上必要であり、好ましくは１０重
量％以上であることがわかる。
【００７２】つぎに、容量維持率について見てみると、
サンプル１の電池では、サンプル２〜サンプル６の電池
と比較し、明らかに劣っている。このことから、Ｓｉの
量は５０重量％以下とすることが好ましく、４０重量％
以下とするることがより好ましいことがわかる。
【００７３】また、サンプル４〜サンプル６の電池は維
持率に優れていることから、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｓｂの合計が
５０重量％以下であることが好ましいことがわかる。
【００７４】上述したサンプル１〜サンプル７では第二
の元素としてＳｉを用いた場合を例に挙げて述べたが、
ＳｉのかわりにＳｎを用いた場合も、容量が若干下がる
以外は同様の結果を得た。
【００７５】〈サンプル８〉炭素質材料として、出発原
料に石油ピッチを用い、これに酸素を含む官能基を１０
〜２０％導入することにより酸素架橋を行い、次いで不
活性ガス気流中１０００℃で焼成し、ガラス状炭素に近
い性質の難黒鉛化炭素材料を得た。得られた材料につい
てＸ線回折測定を行ったところ、（００２）面の面間隔
は３．７６オングストロームであり、真比重は１．５８
ｇ／ｃｍ3であった。
【００７６】この難黒鉛化炭素材料を粉砕し、平均粒径
５０μｍの炭素材料粉末とした。この炭素材料粉末と試
料Ｈとを重量比２：１で混合したものを負極活物質とし
て用い、この負極活物質を８０重量％と、導電剤として
人造黒鉛を１０重量％と、結着剤としてポリフッ化ビニ
リデンを１０重量％とを加え、ジメチルホルムアミドを
溶媒として混合、乾燥して負極合剤を調製した。そし
て、この負極合剤３７ｍｇを集電体であるニッケルメッ
シュとともに直径１５．５ｍｍのペレットに成型し、負
極とした。
【００７７】一方、リチウム金属を上記負極と略同型に
打ち抜いて正極とした。また、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等容量混合溶媒にＬｉＰＦ6
を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させて非水電解液を調製し
た。
【００７８】そして、負極を負極缶に収容し、正極を正
極缶に収容し、負極と正極との間に、ポリプロピレン製
多孔質膜からなるセパレータを配した。負極缶及び正極
缶内に非水電解液を注入し、絶縁ガスケットを介して負
極缶と正極缶とをかしめて固定することにより、直径２
０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのコイン型非水電解液電池を作
製した。
【００７９】〈サンプル９〜サンプル１４〉試料Ｈに代
えて、負極活物質として試料Ｉ〜試料Ｎを用いたこと以
外は、サンプル８と同様にしてコイン型電池を作製し
た。
【００８０】以上のようにして作製されたコイン型電池
について、上述したような方法と同様の方法により充放
電試験を行い、評価を行った。サンプル８〜サンプル１
４の電池についての評価結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
【００８２】まず、容量についてみるとサンプル８〜サ
ンプル１４の電池でほぼ等しいことがわかる。また、サ
ンプル１４の電池と比較し、サンプル８〜サンプル１３
の電池は明らかに維持率の改善が認められる。このこと
からＩｎは１重量％以上必要であり、好ましくは５０重
量％以下、更に好ましくは５重量％以上、４０重量％以
下の範囲であることがわかる。
【００８３】サンプル８の電池と比較してサンプル９の
電池、更にサンプル１０の電池は維持率に優れている。
このことから、Ｓｉ、Ｉｎの合計が８０重量％以下が好
ましく、更に７０重量％以下が好ましいことがわかる。
【００８４】上述したサンプル８〜サンプル１４では第
三の元素としてＩｎを用いた場合を例に挙げて述べた
が、ＩｎのかわりにＳｂを用いた場合でも同様の結果で
あり、Ｂｉ、Ｐｂについても、維持率が若干劣る以外は
同様の結果を得た。もちろんサンプル１〜サンプル７に
示したようにＳｂを混合した場合も同様の結果であっ
た。
【００８５】〈サンプル１５〉炭素質材料として、出発
原料に石油ピッチを用い、不活性ガス気流中１２００℃
で焼成し、易黒鉛化性炭素材料を得た。この易黒鉛化炭
素材料を粉砕し、平均粒径５０μｍの炭素材料粉末とし
た。
【００８６】この炭素材料粉末と試料Ｏとを１：１で混
合したものを負極活物質として用い、この負極活物質を
８０重量％と、導電剤として人造黒鉛を１０重量％と、
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量％とを加
え、ジメチルホルムアミドを溶媒として混合、乾燥して
負極合剤を調製した。そして、この負極合剤３７ｍｇを
集電体であるニッケルメッシュとともに直径１５．５ｍ
ｍのペレットに成型し、負極とした。
【００８７】一方、リチウム金属を上記負極と略同型に
打ち抜いて正極とした。また、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等容量混合溶媒にＬｉＰＦ6
を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させて非水電解液を調製し
た。
【００８８】そして、負極を負極缶に収容し、正極を正
極缶に収容し、負極と正極との間に、ポリプロピレン製
多孔質膜からなるセパレータを配した。負極缶及び正極
缶内に非水電解液を注入し、絶縁ガスケットを介して負
極缶と正極缶とをかしめて固定することにより、直径２
０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのコイン型非水電解液電池を作
製した。
【００８９】〈サンプル１６〜サンプル１７〉試料Ｏに
代えて、負極活物質として試料Ｐ、試料Ｑを用いたこと
以外は、サンプル１５と同様にしてコイン型電池を作製
した。
【００９０】以上のようにして作製されたコイン型電池
について、上述したような充放電を行い、評価を行っ
た。
【００９１】その結果、サンプル１５、サンプル１６で
容量、維持率に変化はなかったものの、サンプル１５の
放電カープは０．５Ｖ付近に平坦部を持つものであっ
た。それに対し、サンプル１６ではなだらかに変化し、
平坦部は見られなかった。このことから、化合物の結晶
性は、非晶質であることがより好ましいことがわかっ
た。
【００９２】また、サンプル１７はサンプル１６と比較
し、容量が４％低いものの、維持率は同等であり、優れ
た電池性能を示した。
【００９３】つぎに、円筒型電池を作製し、評価を行っ
た。
【００９４】〈サンプル１８〉炭素質材料として、平均
粒径２０μｍの人造黒鉛を用い、この炭素材料粉末を４
３重量％と、試料Ｅを４２重量％と、導電剤として人造
黒鉛を１０重量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）を５重量％とを混合して負極合剤を調製
し、さらにこれをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散さ
せてスラリー状とした。そして、このスラリーを負極集
電体である厚さ１５μｍの帯状の銅箔の両面に均一に塗
布し、乾燥後、ロールプレス機で圧縮成型し、負極を作
製した。
【００９５】一方、正極を次のように作製した。正極活
物質（ＬｉＣｏＯ2）を得るために、炭酸リチウムと炭
酸コバルトとをモル比で０．５：１の比率で混合し、空
気中９００℃で５時間焼成した。次に、得られたＬｉＣ
ｏＯ2を９１重量部と、導電剤としてグラファイトを６
重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）を３重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらに
これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリ
ー状とした。そしてこのスラリーを正極集電体となる厚
さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾
燥後、ロールプレス機で圧縮成型し、正極を作製した。
【００９６】得られた正極、負極および厚さ２５μｍの
微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータを順
次積層し、渦巻型に多数回巻回することにより巻回体を
作製した。
【００９７】次に、ニッケルめっきを施した鉄製の電池
缶の底部に絶縁板を挿入し、上記の巻回体を収納した。
そして負極の集電を取るためにニッケル製の負極リード
の一端を負極に圧着し、他端を電池缶に溶接した。ま
た、正極の集電をとるために、アルミニウム製の正極リ
ードの一端を正極に取付け、他端を電池内圧に応じて電
流を遮断する電流遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に
接続した。
【００９８】そして、この電池缶の中に、炭酸エチレン
（ＥＣ）を５０容量％と炭酸ジエチルを５０容量％との
混合溶媒中にＬｉＰＦ6を１．０ｍｏ１／ｌで溶解させ
た非水電解液を注入した。そして、アスファルトを塗布
した絶縁封ロガスケットを介して電池缶をかしめること
により電池蓋を固定し、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの
円筒型非水電解液電池を作製した。
【００９９】サンプル１８の電池は、試料Ｅを含まない
従来の電池と比較し、容量は１３％の改善があり、維持
率も同等以上の結果であった。
【０１００】
【発明の効果】本発明では、第一の元素Ａ、第二の元素
Ｂ及び第三の元素Ｃからなる化合物Ａ−Ｂ−Ｃにおい
て、第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少なくと
も１種の元素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選
択される少なくとも１種の元素であり、第三の元素Ｃは
Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種
の元素であるような化合物を用いることで、リチウムの
出入りをスムースにし、充放電の効率とサイクル寿命を
向上させる負極活物質を実現することができる。
【０１０１】そして、このような負極活物質を用いた本
発明に係る非水電解質電池は、リチウムの大きなドープ
・脱ドープ能力を有するものとなり、従来の電池に比べ
て、体積当たりのエネルギー密度を大帽に向上でき、高
い負極容量を有するものとなる。また、サイクル特性に
も優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例で作製されたコイン型電池の一構成例
を示す断面図である。
【図２】本実施例で作製された試料Ｏ及び試料Ｐについ
てのＸ線回祈バターンを示す図である。
【符号の説明】
１ 非水電解液電池、 ２ 負極、 ３ 負極缶、 ４
正極、 ５ 正極缶、 ６ セパレータ、 ７ 絶縁
ガスケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 琢哉 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AK03 AL06 AL07 AL11 AL18 AM02 DJ18 HJ01 5H050 AA08 BA17 CA08 CA09 CB07 CB08 CB11 CB29 DA03 FA20 HA01

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一の元素Ａ、第二の元素Ｂ及び第三の
    元素Ｃからなる化合物Ａ−Ｂ−Ｃを用いた負極活物質で
    あって、 第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少なくとも１
    種の元素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選択さ
    れる少なくとも１種の元素であり、第三の元素ＣはＩ
    ｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の
    元素であることを特徴とする負極活物質。
  2. 【請求項２】 第一の元素ＡとしてＣｕを用い、第二の
    元素ＢとしてＳｉを用い、第三の元素ＣとしてＩｎ、Ｓ
    ｂから選択される少なくとも１種を用いたことを特徴と
    する請求項１記載の負極活物質。
  3. 【請求項３】 上記化合物全体に対する第二の元素Ｂの
    割合が５重量％以上、５０重量％以下の範囲であり、 第三の元素Ｃの割合が１重量％以上、５０重量％以下の
    範囲であることを特徴とする請求項１記載の負極活物
    質。
  4. 【請求項４】 上記化合物が低結晶性であることを特徴
    とする請求項１記載の負極活物質。
  5. 【請求項５】 上記化合物が非晶質であることを特徴と
    する請求項１記載の負極活物質。
  6. 【請求項６】 正極活物質を含有する正極と、負極活物
    質を含有する負極と、非水電解質とを備えた非水電解質
    電池であって、 上記負極は、負極活物質として、第一の元素Ａ、第二の
    元素Ｂ及び第三の元素Ｃからなる化合物Ａ−Ｂ−Ｃを含
    有し、 第一の元素ＡはＣｕ、Ｆｅから選択される少なくとも１
    種の元素であり、第二の元素ＢはＳｉ、Ｓｎから選択さ
    れる少なくとも１種の元素であり、第三の元素ＣはＩ
    ｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の
    元素であることを特徴とする非水電解質電池。
  7. 【請求項７】 第一の元素ＡとしてＣｕを用い、第二の
    元素ＢとしてＳｉを用い、第三の元素ＣとしてＩｎ、Ｓ
    ｂから選択される少なくとも１種を用いたことを特徴と
    する請求項６記載の非水電解質電池。
  8. 【請求項８】 上記化合物全体に対する第二の元素Ｂの
    割合が５重量％以上、５０重量％以下の範囲であり、 第三の元素Ｃの割合が１重量％以上、５０重量％以下の
    範囲であることを特徴とする請求項６記載の非水電解質
    電池。
  9. 【請求項９】 上記化合物が低結晶性であることを特徴
    とする請求項６記載の非水電解質電池。
  10. 【請求項１０】 上記化合物が非晶質であることを特徴
    とする請求項６記載の非水電解質電池。
  11. 【請求項１１】 上記負極は、リチウムをドープ・脱ド
    ープ可能な炭素質材料を含有していることを特徴とする
    請求項６記載の非水電解質電池。
  12. 【請求項１２】 上記炭素質材料が難黒鉛化性炭索材
    料、易黒鉛化性炭素材料又は黒鉛材料であることを特徴
    とする請求項１１記載の非水電解質電池。
JP2000339546A 2000-11-07 2000-11-07 負極活物質及び非水電解質電池 Withdrawn JP2002151065A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000339546A JP2002151065A (ja) 2000-11-07 2000-11-07 負極活物質及び非水電解質電池
US10/053,467 US20020197531A1 (en) 2000-11-07 2001-11-07 Negative electrode active material and nonaqueous electrolyte battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000339546A JP2002151065A (ja) 2000-11-07 2000-11-07 負極活物質及び非水電解質電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002151065A true JP2002151065A (ja) 2002-05-24

Family

ID=18814605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000339546A Withdrawn JP2002151065A (ja) 2000-11-07 2000-11-07 負極活物質及び非水電解質電池

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20020197531A1 (ja)
JP (1) JP2002151065A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1566855A1 (en) * 2002-11-29 2005-08-24 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacture thereof, and non-aqueous electrolyte secondary cell

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030113622A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-19 Blasi Jane A. Electrolyte additive for non-aqueous electrochemical cells
US7838154B2 (en) * 2004-09-09 2010-11-23 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Negative electrode for nonaqueous secondary battery
JP4329676B2 (ja) * 2004-11-08 2009-09-09 ソニー株式会社 負極活物質およびそれを用いた二次電池
KR101783686B1 (ko) 2010-11-17 2017-10-10 루바타 아플레톤 엘엘씨 알칼리 집전체 애노드
US10707526B2 (en) 2015-03-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
US20220367884A1 (en) * 2021-02-24 2022-11-17 Massachusetts Institute Of Technology Electrochemical reduction of halogenated compounds comprising a haloalkane

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1145231C (zh) * 1997-01-28 2004-04-07 佳能株式会社 电极结构体、可充电电池及其制造方法
JP3620703B2 (ja) * 1998-09-18 2005-02-16 キヤノン株式会社 二次電池用負極電極材、電極構造体、二次電池、及びこれらの製造方法
JP3103357B1 (ja) * 1999-09-28 2000-10-30 株式会社サムスン横浜研究所 リチウム二次電池用の負極材料の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1566855A1 (en) * 2002-11-29 2005-08-24 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacture thereof, and non-aqueous electrolyte secondary cell
EP1566855A4 (en) * 2002-11-29 2009-06-24 Mitsui Mining & Smelting Co NEGATIVE ELECTRODE FOR NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY ACCUMULATOR ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE ELECTRODE, AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY ACCUMULATOR ELEMENT
US7811709B2 (en) 2002-11-29 2010-10-12 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Negative electrode for nonaqueous secondary battery, process of producing the negative electrode, and nonaqueous secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
US20020197531A1 (en) 2002-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3918311B2 (ja) 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池
JP3959929B2 (ja) 正極及び非水電解質電池
JP4524881B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP3726958B2 (ja) 電池
KR100848792B1 (ko) 비수전해액 2차 전지
US20010055718A1 (en) Positive electrode active material and non-aqueous electrolyte cell
JP2002075364A (ja) 正極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質電池及びその製造方法
JPH0935715A (ja) 正極活物質の製造方法及び非水電解液二次電池
JPH08213052A (ja) 非水電解質二次電池
JP3598153B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP4140222B2 (ja) 負極、非水電解質二次電池及び負極の製造方法
JP2004063422A (ja) 正極活物質、並びに非水電解質電池
JP2003317705A (ja) 電 池
JP2001345101A (ja) 二次電池
KR100646547B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극활물질 및 이의 제조방법
JPH08153513A (ja) 正極活物質の製造方法
JP3533664B2 (ja) 負極材料およびそれを用いた電池
JP3624417B2 (ja) 負極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質電池
JP2000348722A (ja) 非水電解質電池
JPH0935712A (ja) 正極活物質及びその製造方法、これを用いた非水電解液二次電池
JP2002151065A (ja) 負極活物質及び非水電解質電池
JP2004006188A (ja) 非水電解質電池
JP2002117843A (ja) 非水電解質二次電池
JP2004362934A (ja) 正極材料および電池
JP2005317447A (ja) 電池

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080108