JP2015092473A5 - マグネシウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、マグネシウムイオン二次電池 - Google Patents
マグネシウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、マグネシウムイオン二次電池 Download PDFInfo
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Description
本発明は、マグネシウムイオン二次電池用正極活物質およびその製造方法、マグネシウムイオン二次電池に関する。
Claims (9)
- 下記（式１）で示される組成であることを特徴とするマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
ＭｇｘＡｙＭＯ２・・・（式１）
（式１）において、Ｍｇはマグネシウムであり、Ａはマグネシウムよりイオン半径の大きい元素から選ばれる一種以上の金属元素であり、Ａが複数の金属元素である場合ｙはそれら金属元素の合計値であり、ＭはＡと異なる金属元素であって、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属元素であり、ｘは０≦ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜０．５であり、かつ０＜ｘ＋ｙ≦１の範囲の数である。 - 前記（式１）において、ＡはＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｙ，Ｇｄから選ばれる一種以上の元素である請求項１に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
- 前記（式１）において、ＡはＣａ，Ｓｒから選ばれる一種以上のアルカリ土類金属元素である請求項１に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
- Ｐ２型構造の積層構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
- ＭｇｘＭＯ２（Ｍｇはマグネシウムであり、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属元素であり、ｘは０≦ｘ＜１である。）からなり、前記遷移金属元素と前記遷移金属元素に六配位した酸素原子とからなる三角柱および／または八面体が結合されてなる複数の配位多面体層と、前記配位多面体層間に配置され、マグネシウム原子を吸蔵・脱離するサイトを含むマグネシウム拡散層とを有するマグネシウムイオン二次電池用正極活物質において、
前記マグネシウム拡散層に、マグネシウムよりもイオン半径の大きい元素から選ばれる一種以上の金属元素が配置されたことを特徴とするマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。 - 前記マグネシウムよりもイオン半径の大きい元素がＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｙ，Ｇｄから選ばれる一種以上の元素である請求項５に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
- 組成が下記（式１）で示される組成であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質。
ＭｇｘＡｙＭＯ２・・・（式１）
（式１）において、Ｍｇはマグネシウムであり、Ａはマグネシウムよりイオン半径の大きい元素から選ばれる一種以上の金属元素であり、Ａが複数の金属元素である場合ｙはそれら金属元素の合計値であり、ＭはＡと異なる金属元素であって、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属元素であり、ｘは０≦ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜０．５であり、かつ０＜ｘ＋ｙ≦１の範囲の数である。 - 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質を製造する方法であって、
Ｎａ又はＫの酸化物もしくは加熱によりＮａ又はＫの酸化物を生成するＮａ又はＫの化合物と、Ｍ元素（ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属元素である。）の酸化物もしくは、加熱により前記Ｍ元素の酸化物を生成するＭ化合物とを混合して加熱し、Ｎａ又はＫと前記Ｍ元素とを含有する複酸化物からなる中間化合物を生成する工程と、
前記中間化合物のＮａ又はＫとＡ元素（Ａはマグネシウムよりイオン半径の大きい元素から選ばれる一種以上の金属元素であって、Ｍと異なる金属元素である。）あるいは、Ｎａ又はＫと前記Ａ元素およびＭｇとをイオン交換する工程とを含むことを特徴とするマグネシウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。 - 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のマグネシウムイオン二次電池用正極活物質を含有する正極を備えることを特徴とするマグネシウムイオン二次電池。
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