JP2020035633A - Positive active material for secondary batteries and secondary battery using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、二次電池用正極活物質、及びそれを用いた二次電池に関する。 The present disclosure relates to a positive electrode active material for a secondary battery and a secondary battery using the same.
近年、既存のリチウムイオン二次電池を超える容量をもつ新しい電池として、アルカリ土類金属の2電子反応を利用した二次電池の開発が期待されている。しかしながら、アルカリ土類金属イオンを挿入及び脱離させることが可能な正極活物質の報告はまだ少ない。 In recent years, development of a secondary battery using a two-electron reaction of an alkaline earth metal has been expected as a new battery having a capacity exceeding that of an existing lithium ion secondary battery. However, there are still few reports of positive electrode active materials capable of inserting and removing alkaline earth metal ions.
例えば、非特許文献1は、マグネシウム二次電池用の正極活物質として、V2O5を開示している。 For example, Non-Patent Document 1 discloses V 2 O 5 as a positive electrode active material for a magnesium secondary battery.
本開示は、二次電池の放電容量を向上させることができる電極活物質を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an electrode active material that can improve the discharge capacity of a secondary battery.
本開示の一態様に係る二次電池用電極活物質は、一般式M1xM2yC6で表される黒鉛層間化合物を含む。ここで、M1はアルカリ土類金属およびアルカリ金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、x及びyは、それぞれ、0<x≦3.2、及び、0.7≦y≦2.3を満たす。 Rechargeable battery electrode active material according to an aspect of the present disclosure includes a graphite intercalation compound represented by the general formula M1 x M2 y C 6. Here, M1 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals and alkali metals, M2 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals, and x and y are each , 0 <x ≦ 3.2 and 0.7 ≦ y ≦ 2.3.
本開示によれば、二次電池用の新規な電極活物質、及びそれを用いた二次電池が提供されうる。 According to the present disclosure, a novel electrode active material for a secondary battery and a secondary battery using the same can be provided.
以下、実施形態に係る電極活物質、及び、それを用いた二次電池について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an electrode active material according to an embodiment and a secondary battery using the same will be described in detail with reference to the drawings.
以下の説明は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下に示される数値、組成、形状、膜厚、電気特性、二次電池の構造などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。加えて、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素である。 The following description is a comprehensive or specific example. The numerical values, composition, shape, film thickness, electrical characteristics, structure of the secondary battery, and the like shown below are merely examples, and do not limit the present disclosure. In addition, components not described in the independent claim indicating the top concept are optional components.
[1.電極活物質]
本実施の形態に係る電極活物質は、一般式M1xM2yC6で表される黒鉛層間化合物(graphite intercalation compound)を含む。ここで、M1はアルカリ土類金属およびアルカリ金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、x及びyは、それぞれ、0<x≦3.2、及び、0.7≦y≦2.3を満たす。この黒鉛層間化合物は、M1カチオンを挿入及び脱離することができ、大きな充放電容量を示しうる。
[1. Electrode active material]
Electrode active material according to the present embodiment includes the general formula M1 x M2 graphite intercalation compound represented by y C 6 a (graphite intercalation compound). Here, M1 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals and alkali metals, M2 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals, and x and y are each , 0 <x ≦ 3.2 and 0.7 ≦ y ≦ 2.3. This graphite intercalation compound can insert and remove the M1 cation, and can exhibit a large charge / discharge capacity.
アルカリ土類金属の例としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムが挙げられる。アルカリ金属の例としては、リチウム、ナトリウム、及びカリウムが挙げられる。 Examples of alkaline earth metals include magnesium, calcium, strontium, and barium. Examples of alkali metals include lithium, sodium, and potassium.
上記一般式において、M1がアルカリ土類金属を含む場合、M1に含まれるアルカリ土類金属と、M2のアルカリ土類金属とは別の元素であってもよい。 In the above general formula, when M1 contains an alkaline earth metal, the alkaline earth metal contained in M1 and the alkaline earth metal of M2 may be different elements.
上記一般式において、M1は、マグネシウムであってもよい。すなわち、黒鉛層間化合物は、一般式MgxM2yC6で表されてもよい。これにより、マグネシウムイオンを挿入及び脱離させうる黒鉛層間化合物が実現される。この黒鉛層間化合物を含む電極活物質は、例えば、マグネシウム二次電池の正極活物質または負極活物質として用いられ、既存の活物質に比べて大きな充放電容量を示しうる。 In the above general formula, M1 may be magnesium. That is, the graphite intercalation compound may be represented by the general formula Mg x M2 y C 6. This realizes a graphite intercalation compound capable of inserting and removing magnesium ions. The electrode active material containing the graphite intercalation compound is used, for example, as a positive electrode active material or a negative electrode active material of a magnesium secondary battery, and can exhibit a larger charge / discharge capacity than an existing active material.
上記一般式において、M1は、マグネシウム及びリチウムであってもよい。すなわち、黒鉛層間化合物は、一般式Mgx1Lix2M2yC6(ここで、x=x1+x2)で表されてもよい。これにより、マグネシウムイオン及びリチウムイオンを挿入及び脱離させうる黒鉛層間化合物が実現される。この黒鉛層間化合物を含む電極活物質は、例えば、マグネシウム二次電池の正極活物質または負極活物質として用いられ、既存の活物質に比べて大きな充放電容量を示しうる。 In the above general formula, M1 may be magnesium and lithium. That is, the graphite intercalation compound may be represented by the general formula Mg x1 Li x2 M2 y C 6 (where x = x1 + x2). This realizes a graphite intercalation compound capable of inserting and removing magnesium ions and lithium ions. The electrode active material containing the graphite intercalation compound is used, for example, as a positive electrode active material or a negative electrode active material of a magnesium secondary battery, and can exhibit a larger charge / discharge capacity than an existing active material.
上記一般式において、M1は、リチウムであってもよい。すなわち、黒鉛層間化合物は、一般式LixM2yC6で表されてもよい。これにより、リチウムイオンを挿入及び脱離させうる黒鉛層間化合物が実現される。この黒鉛層間化合物を含む電極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池の負極活物質として用いられ、黒鉛の理論容量を超える充放電容量を示しうる。 In the above general formula, M1 may be lithium. That is, the graphite intercalation compound may be represented by the general formula Li x M2 y C 6. This realizes a graphite intercalation compound capable of inserting and removing lithium ions. The electrode active material containing the graphite intercalation compound is used, for example, as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, and can exhibit a charge / discharge capacity exceeding the theoretical capacity of graphite.
上記一般式において、M2はカルシウムであってもよい。カルシウムは、黒鉛層間化合物の黒鉛層の層間間隔を広げ、リチウムおよび/またはマグネシウムの挿入及び脱離を促進させうる。カルシウムは、電極活物質の充放電反応に応じて黒鉛層間化合物から挿入及び脱離してもよい。 In the above general formula, M2 may be calcium. Calcium can increase the interlayer spacing of the graphite layer of the graphite intercalation compound and promote insertion and removal of lithium and / or magnesium. Calcium may be inserted and removed from the graphite intercalation compound according to the charge and discharge reaction of the electrode active material.
黒鉛層間化合物は、炭素を含有する複数の黒鉛層を含んでいてもよい。上記一般式においてM1及びM2で示される金属の原子またはイオンが、これらの黒鉛層の間に配置されていてもよい。例えば、M2イオンが黒鉛層の間隔を広げ、これにより、層間層(intercalation layer)内をM1イオンが移動しやすくなりうる。 The graphite intercalation compound may include a plurality of graphite layers containing carbon. The atoms or ions of the metals represented by M1 and M2 in the above general formula may be arranged between these graphite layers. For example, M2 ions may increase the spacing of the graphite layers, thereby making it easier for M1 ions to move within an intercalation layer.
電極活物質の充放電反応に応じて、黒鉛層間化合物の少なくとも一部は、第1の相と第2の相との間で可逆的に相変化してもよい。例えば、第1の相からM1イオンが脱離することによって、第1の相から第2の相へ変化し、第2の相にM1イオンが挿入されることによって、第2の相から第1の相へ変化してもよい。第1の相に含有されるM2の量と、第2の相に含有されるM2の量は異なっていてもよい。第1の相および第2の相は、いずれも、上記の一般式を満たしうる。黒鉛層間化合物は、充電状態および/または放電状態において、α相とβ相の両方を含んでいてもよい。この場合、α相とβ相の割合が充放電反応に応じて変化しうる。 At least a portion of the graphite intercalation compound may undergo a reversible phase change between the first phase and the second phase according to the charge / discharge reaction of the electrode active material. For example, desorption of M1 ions from the first phase causes a change from the first phase to the second phase, and insertion of M1 ions into the second phase causes the first phase to change from the second phase to the first phase. Phase may be changed. The amount of M2 contained in the first phase and the amount of M2 contained in the second phase may be different. Both the first phase and the second phase may satisfy the above general formula. The graphite intercalation compound may contain both an α phase and a β phase in a charged state and / or a discharged state. In this case, the ratio of the α phase and the β phase may change according to the charge / discharge reaction.
黒鉛層間化合物の組成がLixCayC6で表される場合、第1の相は、β相であってもよく、第2の相はα相であってもよい。LixCayC6において、α相とは黒鉛層の層間間隔が7.6〜8.0Åである構造を有する相であり、β相とは黒鉛層の層間間隔が9.5〜9.9Åである構造を有する相である。 When the composition of the graphite intercalation compound is represented by Li x Ca y C 6, the first phase may be a β-phase, the second phase may be a α-phase. In Li x Ca y C 6, the α-phase is a phase in which the interlayer spacing of the graphite layer has a structure which is 7.6~8.0A, the β phase is interlayer spacing of the graphite layer from 9.5 to 9. This is a phase having a structure of 9 °.
β相のLixCayC6は、例えば、1.8≦x≦3.2、かつ、1.7≦y≦2.3を満たしてもよい。α相のLixCayC6は、例えば、0.2≦x≦0.8、かつ、0.7≦y≦2.1を満たしてもよい。ただし、合成条件、電池の系、及び/又は、充放電の際の電気的条件に応じて、黒鉛層間におけるリチウムとカルシウムの挿入量が変わり得る。例えば、カルシウムよりもリチウムが豊富に存在する電解質中で黒鉛層間化合物が充放電された場合、黒鉛層間にはリチウムが挿入されやすくなりうる。例えば、黒鉛層間化合物からほとんど全てのリチウムを脱離させた場合、xは0に近づく。 of β-phase Li x Ca y C 6, for example, 1.8 ≦ x ≦ 3.2, and may satisfy 1.7 ≦ y ≦ 2.3. Li x Ca y C 6 of α-phase, for example, 0.2 ≦ x ≦ 0.8, and may satisfy 0.7 ≦ y ≦ 2.1. However, the amount of lithium and calcium inserted between the graphite layers can vary depending on the synthesis conditions, the battery system, and / or the electrical conditions during charging and discharging. For example, when the graphite intercalation compound is charged and discharged in an electrolyte in which lithium is more abundant than calcium, lithium can be easily inserted between the graphite intercalations. For example, when almost all lithium is desorbed from the graphite intercalation compound, x approaches zero.
黒鉛層間化合物の構造は、例えば、X線回折(XRD)測定によって得られるXRDチャートから特定または推定することができる。本実施形態に係る黒鉛層間化合物の組成は、例えば、ICP(誘導結合プラズマ)発光分光法によって得られるスペクトルから特定することができる。 The structure of the graphite intercalation compound can be specified or estimated from, for example, an XRD chart obtained by X-ray diffraction (XRD) measurement. The composition of the graphite intercalation compound according to the present embodiment can be specified, for example, from a spectrum obtained by ICP (inductively coupled plasma) emission spectroscopy.
[2.電極活物質の製造方法]
[2−1.LixCayC6の製造方法]
まず、原料として、炭素源、カルシウム源、及びリチウム源が用意される。
[2. Method for producing electrode active material]
[2-1. Method for producing Li x Ca y C 6]
First, a carbon source, a calcium source, and a lithium source are prepared as raw materials.
炭素源の例としては、黒鉛、非晶質炭素材料、及び有機材料が挙げられる。黒鉛の例としては、塊状黒鉛、鱗片状黒鉛、及び人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛は、例えば、HOPGやPGCCLなどの熱分解グラファイトであってもよい。非晶質炭素材料の例としては、活性炭、カーボンファイバー、カーボンブラック、及び、コークスが挙げられる。有機材料の例としては、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂が挙げられる。 Examples of carbon sources include graphite, amorphous carbon materials, and organic materials. Examples of graphite include massive graphite, flaky graphite, and artificial graphite. The artificial graphite may be, for example, pyrolytic graphite such as HOPG or PGCCL. Examples of the amorphous carbon material include activated carbon, carbon fiber, carbon black, and coke. Examples of the organic material include a synthetic resin such as polyvinyl alcohol.
カルシウム源の例としては、カルシウム金属、水素化カルシウム、水酸化カルシウム、炭化カルシウム、及び、炭酸カルシウムが挙げられる。 Examples of calcium sources include calcium metal, calcium hydride, calcium hydroxide, calcium carbide, and calcium carbonate.
リチウム源の例としては、リチウム金属、水素化リチウム、水酸化リチウム、炭化リチウム、及び、炭酸リチウムが挙げられる。 Examples of lithium sources include lithium metal, lithium hydride, lithium hydroxide, lithium carbide, and lithium carbonate.
炭素源、カルシウム源、及びリチウム源は、それぞれ別個の材料として用意されなくてもよい。例えば、炭化カルシウムが、炭素源とカルシウム源とを兼ねていてもよい。 The carbon source, the calcium source, and the lithium source may not be provided as separate materials. For example, calcium carbide may serve both as a carbon source and a calcium source.
各原料の形状の例としては、粒子状、繊維状、及びシート状が挙げられる。電極活物質を形成した後の加工のしやすさの観点から、それらの形状は、例えば、平均粒径が1μm〜100μmの粒子状であってもよく、または、平均繊維径が1μm〜100μmの繊維状であってもよい。なお、本開示において「平均粒径」とは、球体積相当径のメディアン径を意味する。 Examples of the shape of each raw material include a particle shape, a fiber shape, and a sheet shape. From the viewpoint of ease of processing after forming the electrode active material, their shapes may be, for example, particles having an average particle diameter of 1 μm to 100 μm, or an average fiber diameter of 1 μm to 100 μm. It may be fibrous. In the present disclosure, the “average particle diameter” means a median diameter equivalent to a sphere volume.
各原料は、目標とする黒鉛層間化合物またはその前駆体の組成に応じて、秤量される。 Each raw material is weighed according to the target composition of the graphite intercalation compound or its precursor.
次に、秤量された炭素源とカルシウム源とリチウム源との混合物を溶融させる。これらの原料は、混合されてから溶融されてもよいし、融点の相対的に低い原料を溶融させてから、加熱温度を段階的に上昇させながら溶融された原料に他の原料を加えていってもよい。例えば、まずカルシウム源とリチウム源を溶融させてから、そこに炭素源を加えて、加熱温度を上げてもよい。 Next, the weighed mixture of the carbon source, the calcium source, and the lithium source is melted. These raw materials may be mixed and then melted, or a raw material having a relatively low melting point may be melted, and then another raw material may be added to the melted raw material while gradually increasing the heating temperature. You may. For example, the calcium source and the lithium source may be melted first, and then the carbon source may be added thereto to increase the heating temperature.
加熱方法は原料の種類および/又は目標とする組成によっても異なるが、例えば、以下のように加熱してもよい。まず、リチウム金属を180〜250℃まで加熱して溶融させる。溶融したリチウム金属にカルシウム金属を加えて、300〜350℃まで加熱する。これにより溶融したリチウム−カルシウム合金が得られる。この溶融合金に熱分解性黒鉛を浸漬させ、300℃〜400℃まで加熱し、400〜500時間保持する。 Although the heating method varies depending on the type of the raw material and / or the target composition, for example, the heating may be performed as follows. First, lithium metal is heated to 180 to 250 ° C. and melted. Add calcium metal to the molten lithium metal and heat to 300-350 ° C. As a result, a molten lithium-calcium alloy is obtained. The decomposable graphite is immersed in the molten alloy, heated to 300 ° C. to 400 ° C., and held for 400 to 500 hours.
加熱処理は、不活性雰囲気中で行われてもよい。不活性ガスの例としては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、及びネオンガスが挙げられる。 The heat treatment may be performed in an inert atmosphere. Examples of the inert gas include a nitrogen gas, an argon gas, a helium gas, and a neon gas.
以上により、リチウムとカルシウムが黒鉛層間に配置された黒鉛層間化合物LixCayC6が得られる。 Thus, the graphite intercalation compound of lithium and calcium are disposed between the graphite layers Li x Ca y C 6 is obtained.
[2−2.MgxCayC6の製造方法]
化学的または電気化学的な方法によって、合成された黒鉛層間化合物にアルカリ土類金属が挿入されてもよい。
[2-2. Method for producing a Mg x Ca y C 6]
The alkaline earth metal may be inserted into the synthesized graphite intercalation compound by a chemical or electrochemical method.
例えば、LixCayC6を含む電極と、他方の電極と、マグネシウムイオンを含有する電解液とを有する電気化学セルが用意される。電気化学セルは、例えば、[3.二次電池]にて後述される二次電池であってもよい。 For example, an electrode comprising a Li x Ca y C 6, and the other electrode, the electrochemical cell having an electrolyte solution containing magnesium ions is prepared. The electrochemical cell is, for example, [3. Secondary Battery].
電気化学セルの電極間に所定の電圧を印加することにより、電解液中のマグネシウムイオンが黒鉛層間化合物に挿入される。例えば、電気化学セルが二次電池である場合、LixCayC6を、マグネシウムイオンを含有する電解質中で充放電させる。これにより、まず、黒鉛層間からリチウムイオンの一部または全部が不可逆的に脱離し、その後、マグネシウムイオンが可逆的に挿入される。すなわち、LixCayC6のリチウムが、マグネシウムに置換される。 By applying a predetermined voltage between the electrodes of the electrochemical cell, magnesium ions in the electrolyte are inserted into the graphite intercalation compound. For example, if the electrochemical cell is a secondary battery, the Li x Ca y C 6, is charged and discharged in an electrolyte containing magnesium ions. As a result, first, part or all of lithium ions are irreversibly desorbed from the graphite layer, and then magnesium ions are reversibly inserted. That is, lithium Li x Ca y C 6 is replaced with magnesium.
以上により、マグネシウムとカルシウムが黒鉛層間に配置された黒鉛層間化合物MgxCayC6、又は、Mgx1Lix2CayC6が得られる。 Thus, the graphite intercalation compound magnesium and calcium are disposed between the graphite layers Mg x Ca y C 6, or, Mg x1 Li x2 Ca y C 6 is obtained.
[2−3.補足]
本実施形態に係る電極活物質の製造方法は、上記の例に限定されない。
[2-3. Supplement]
The method for producing an electrode active material according to the present embodiment is not limited to the above example.
例えば、上記[2−1.LixCayC6の製造方法]の製造方法において、「リチウム源」に代えて、任意のアルカリ金属源又はアルカリ土類金属源を選択することにより、また、「カルシウム源」に代えて、任意のアルカリ土類金属源を選択することにより、所望の黒鉛層間化合物が作製されうる。 For example, [2-1. In li x Ca y production method of the production method] of C 6, instead of the "lithium source", by selecting any of the alkali metal source or alkaline earth metal source, also, instead of the "calcium source", By selecting an arbitrary alkaline earth metal source, a desired graphite intercalation compound can be produced.
例えば、上記[2−2.MgxCayC6の製造方法]の製造方法において、「マグネシウムイオン」に代えて、任意のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンを選択することにより、所望の金属を黒鉛層間化合物に挿入できる。 For example, [2-2. In mg x Ca y production method of the production method] of C 6, instead of the "magnesium ions", by selecting any alkali metal ions or alkaline earth metal ions, can be inserted a desired metal to graphite intercalation compound .
[3.二次電池]
[3−1.全体構成]
本実施形態に係る電極活物質は、二次電池に利用されうる。すなわち、二次電池は、正極と、負極と、電解質と、を備え、正極または負極が、上記[1.電極活物質]で説明された電極活物質を含む。
[3. Secondary battery]
[3-1. overall structure]
The electrode active material according to the present embodiment can be used for a secondary battery. That is, the secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and the positive electrode or the negative electrode is formed as described in [1. Electrode Active Material].
二次電池は、アルカリ土類金属二次電池であってもよく、アルカリ金属二次電池であってもよい。アルカリ土類金属二次電池の例としては、マグネシウム二次電池、及びカルシム二次電池が挙げられる。アルカリ金属二次電池の例としては、リチウム二次電池、及びナトリウム二次電池が挙げられる。 The secondary battery may be an alkaline earth metal secondary battery or an alkaline metal secondary battery. Examples of the alkaline earth metal secondary battery include a magnesium secondary battery and a calcium secondary battery. Examples of the alkali metal secondary battery include a lithium secondary battery and a sodium secondary battery.
例えば、マグネシウム二次電池が、正極と、本実施形態に係る電極活物質を含む負極と、マグネシウムイオン伝導性を有する電解質と、を備える。あるいは、マグネシウム二次電池が、本実施形態に係る電極活物質を含む正極と、負極と、マグネシウムイオン伝導性を有する電解質と、を備える。 For example, a magnesium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode including the electrode active material according to the present embodiment, and an electrolyte having magnesium ion conductivity. Alternatively, a magnesium secondary battery includes a positive electrode including the electrode active material according to the present embodiment, a negative electrode, and an electrolyte having magnesium ion conductivity.
例えば、リチウムイオン二次電池が、正極と、本実施形態に係る電極活物質を含む負極と、リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を備える。 For example, a lithium ion secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode including the electrode active material according to the present embodiment, and an electrolyte having lithium ion conductivity.
図1は、二次電池10の構成例を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of the secondary battery 10.
二次電池10は、正極21と、負極22と、セパレータ14と、ケース11と、封口板15と、ガスケット18と、を備えている。セパレータ14は、正極21と負極22との間に配置されている。正極21、負極22、及びセパレータ14には、非水電解質が含浸されており、これらがケース11の中に収められている。ケース11は、ガスケット18及び封口板15によって閉じられている。 The secondary battery 10 includes a positive electrode 21, a negative electrode 22, a separator 14, a case 11, a sealing plate 15, and a gasket 18. The separator 14 is disposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. The positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 14 are impregnated with a non-aqueous electrolyte, and are contained in the case 11. The case 11 is closed by a gasket 18 and a sealing plate 15.
二次電池10の構造は、例えば、円筒型、角型、ボタン型、コイン型、又は扁平型であってもよい。 The structure of the secondary battery 10 may be, for example, a cylindrical type, a square type, a button type, a coin type, or a flat type.
[3−2.正極]
正極21は、正極集電体12と、正極集電体12の上に配置された正極活物質層13と、を含む。
[3-2. Positive electrode]
The positive electrode 21 includes a positive electrode current collector 12 and a positive electrode active material layer 13 disposed on the positive electrode current collector 12.
正極活物質層13は、アルカリ金属イオン及び/又はアルカリ土類金属イオンを挿入及び脱離し得る正極活物質を含有する。 The positive electrode active material layer 13 contains a positive electrode active material capable of inserting and removing alkali metal ions and / or alkaline earth metal ions.
正極活物質は、例えば、上記[1.電極活物質]で説明された電極活物質であってもよい。 The positive electrode active material is, for example, as described in [1. Electrode Active Material].
あるいは、正極活物質は、その他の材料であってもよい。その他の材料の例としては、金属複合酸化物、金属ハロゲン化物、金属オキシフッ化物、及びポリアニオン化合物が挙げられる。 Alternatively, the positive electrode active material may be another material. Examples of other materials include metal composite oxides, metal halides, metal oxyfluorides, and polyanion compounds.
二次電池10がマグネシウム二次電池である場合、正極活物質の例としては、MgM2O4(ただし、Mは、Mn、Co、Cr、Ni及びFeから選択される少なくとも1種である)、MgMO2(ただし、Mは、Mn、Co、Cr、Ni及びAlから選択される少なくとも1種である)、及び、MgMSiO4(ただし、Mは、Mn、Co、Ni及びFeから選択される少なくとも1種)が挙げられる。 When the secondary battery 10 is a magnesium secondary battery, an example of the positive electrode active material is MgM 2 O 4 (where M is at least one selected from Mn, Co, Cr, Ni, and Fe). , MgMO 2 (where M is at least one selected from Mn, Co, Cr, Ni and Al), and MgMSiO 4 (where M is selected from Mn, Co, Ni and Fe) At least one).
二次電池10がリチウムイオン二次電池である場合、正極活物質の例としては、リチウム−コバルト複合酸化物(例えばLiCoO2)、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物(例えば、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、または、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2)、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物(例えば、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、及びLiNi0.8Co0.18Al0.02O2)が挙げられる。 When the secondary battery 10 is a lithium ion secondary battery, examples of the positive electrode active material include a lithium-cobalt composite oxide (for example, LiCoO 2 ) and a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (for example, LiNi 0. 5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 or LiNi 0.4 Co 0.2 Mn 0.4 O 2 ), lithium-nickel-cobalt -Aluminum composite oxide (for example, LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.18 Al 0.02 O 2 ).
正極活物質層13は、必要に応じて、導電剤、結着剤、及び/又はイオン伝導体をさらに含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer 13 may further include a conductive agent, a binder, and / or an ionic conductor as necessary.
導電材の例として、炭素材料、金属、無機化合物、及び導電性高分子が挙げられる。炭素材料の例としては、天然黒鉛(例えば塊状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、グラフェン、フラーレン、及び、酸化黒鉛が挙げられる。金属の例としては、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、及び金が挙げられる。無機化合物の例としては、タングステンカーバイド、炭化チタン、炭化タンタル、炭化モリブデン、ホウ化チタン、チッ化チタンが挙げられる。導電性高分子の例としては、ポリアニリン、ポリピロール、及びポリチオフェンが挙げられる。これらの材料は単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。 Examples of the conductive material include a carbon material, a metal, an inorganic compound, and a conductive polymer. Examples of the carbon material include graphite such as natural graphite (eg, massive graphite and flaky graphite) and artificial graphite, acetylene black, carbon black, Ketjen black, carbon whisker, needle coke, carbon nanotube, carbon fiber, graphene, fullerene. , And graphite oxide. Examples of metals include copper, nickel, aluminum, silver, and gold. Examples of the inorganic compound include tungsten carbide, titanium carbide, tantalum carbide, molybdenum carbide, titanium boride, and titanium nitride. Examples of the conductive polymer include polyaniline, polypyrrole, and polythiophene. These materials may be used alone or in combination of two or more.
結着材の例としては、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリイミドが挙げられる。これらの材料は単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。 Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, and styrene-butadiene copolymer. Examples include polymerized rubber, polypropylene, polyethylene, and polyimide. These materials may be used alone or in combination of two or more.
イオン伝導体の例としては、高分子電解質、及び、無機固体電解質が挙げられる。高分子電解質は、ゲル高分子電解質であってもよく、固体高分子電解質であってもよい。高分子電解質のホスト高分子の例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、及びポリエチレンオキシドが挙げられる。ホスト高分子によって保持される電解質は、非水溶媒にアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を溶解させたものであってもよいし、イオン液体であってもよい。電解質の材料は、[3−5.電解質]にて後述される材料の中から選択されてもよい。 Examples of the ion conductor include a polymer electrolyte and an inorganic solid electrolyte. The polymer electrolyte may be a gel polymer electrolyte or a solid polymer electrolyte. Examples of the polyelectrolyte host polymer include polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, and polyethylene oxide. The electrolyte held by the host polymer may be a solution in which an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is dissolved in a non-aqueous solvent, or may be an ionic liquid. The material of the electrolyte is [3-5. Electrolyte] may be selected from the materials described below.
正極活物質、導電材、及び、結着材を分散させる溶剤の例としては、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、及びテトラヒドロフランが挙げられる。例えば、分散剤に増粘剤を加えてもよい。増粘剤の例としては、カルボキシメチルセルロース、及び、メチルセルロースが挙げられる。 Examples of the solvent in which the positive electrode active material, the conductive material, and the binder are dispersed include N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methylethylketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethylenetriamine, N, N-dimethyl Aminopropylamine, ethylene oxide, and tetrahydrofuran. For example, a thickener may be added to the dispersant. Examples of the thickener include carboxymethylcellulose and methylcellulose.
正極活物質層13は、例えば、次のように形成される。まず、正極活物質と導電材と結着材とが混合される。次に、この混合物に適当な溶剤が加えられ、これによりペースト状の正極合剤が得られる。次に、この正極合剤が正極集電体12の表面に塗布され、乾燥される。これにより、正極集電体12の上に正極活物質層13が形成される。なお、正極活物質層13は、電極密度を高めるために、圧縮されてもよい。 The positive electrode active material layer 13 is formed, for example, as follows. First, a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed. Next, an appropriate solvent is added to this mixture, whereby a paste-like positive electrode mixture is obtained. Next, this positive electrode mixture is applied to the surface of the positive electrode current collector 12 and dried. Thereby, the positive electrode active material layer 13 is formed on the positive electrode current collector 12. Note that the positive electrode active material layer 13 may be compressed in order to increase the electrode density.
正極活物質層13の膜厚は、特に限定はされないが、例えば、1μm以上、100μm以下である。 The thickness of the positive electrode active material layer 13 is not particularly limited, but is, for example, 1 μm or more and 100 μm or less.
正極集電体12の材料は、例えば、金属又は合金である。より具体的には、正極集電体12の材料は、銅、クロム、ニッケル、チタン、白金、金、アルミニウム、タングステン、鉄、及び、モリブデンからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属又は合金であってもよい。正極集電体12の材料は、例えば、ステンレス鋼であってもよい。 The material of the positive electrode current collector 12 is, for example, a metal or an alloy. More specifically, the material of the positive electrode current collector 12 is copper, chromium, nickel, titanium, platinum, gold, aluminum, tungsten, iron, and a metal containing at least one selected from the group consisting of molybdenum or It may be an alloy. The material of the positive electrode current collector 12 may be, for example, stainless steel.
正極集電体12は板状または箔状であってもよく、多孔質、メッシュ、または無孔であってもよい。正極集電体12は、積層膜であってもよい。正極集電体12は、正極活物質層13に接触する面にカーボンなどの炭素材料からなる層を有してもよい。 The positive electrode current collector 12 may be plate-shaped or foil-shaped, and may be porous, mesh, or non-porous. The positive electrode current collector 12 may be a laminated film. The positive electrode current collector 12 may have a layer made of a carbon material such as carbon on a surface that contacts the positive electrode active material layer 13.
ケース11が正極集電体を兼ねている場合は、正極集電体12は省略されてもよい。 When the case 11 also serves as a positive electrode current collector, the positive electrode current collector 12 may be omitted.
[3−3.負極]
負極22は、例えば、負極活物質を含有する負極活物質層17と、負極集電体16とを含む。
[3-3. Negative electrode]
The negative electrode 22 includes, for example, a negative electrode active material layer 17 containing a negative electrode active material and a negative electrode current collector 16.
負極活物質層17は、アルカリ金属イオン及び/又はアルカリ土類金属イオンを挿入及び脱離し得る負極活物質を含有する。 The negative electrode active material layer 17 contains a negative electrode active material capable of inserting and removing alkali metal ions and / or alkaline earth metal ions.
負極活物質は、例えば、上記[1.電極活物質]で説明された電極活物質であってもよい。 The negative electrode active material is, for example, as described in [1. Electrode Active Material].
あるいは、負極活物質は、その他の材料であってもよい。その他の材料の例としては、炭素材料が挙げられる。炭素材料の例としては、黒鉛、ハードカーボンやコークスといった非黒鉛系炭素、黒鉛層間化合物が挙げられる。 Alternatively, the negative electrode active material may be another material. Examples of other materials include a carbon material. Examples of the carbon material include graphite, non-graphite carbon such as hard carbon and coke, and graphite intercalation compounds.
負極活物質層17は、必要に応じて、導電剤及び/又は結着剤をさらに含んでいてもよい。導電材、結着材、溶剤及び増粘剤は、例えば、[2−3.正極]で説明されたものを適宜利用することができる。 The negative electrode active material layer 17 may further include a conductive agent and / or a binder as necessary. Examples of the conductive material, the binder, the solvent, and the thickener include [2-3. Positive electrode] can be appropriately used.
負極活物質層17の膜厚は、特に限定はされないが、例えば、1μm以上、50μm以下である。 The thickness of the negative electrode active material layer 17 is not particularly limited, but is, for example, 1 μm or more and 50 μm or less.
二次電池10がアルカリ土類金属二次電池である場合、負極活物質は、例えば、アルカリ土類金属、又はアルカリ土類金属合金であってもよい。アルカリ土類金属合金は、例えば、アルミニウム、シリコン、ガリウム、亜鉛、錫、マンガン、ビスマス、及びアンチモンからなる群より選択される少なくとも1つと、アルカリ土類金属との合金である。 When the secondary battery 10 is an alkaline earth metal secondary battery, the negative electrode active material may be, for example, an alkaline earth metal or an alkaline earth metal alloy. The alkaline earth metal alloy is, for example, an alloy of an alkaline earth metal and at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon, gallium, zinc, tin, manganese, bismuth, and antimony.
負極集電体16の材料は、例えば、上記[3−2.正極]で説明された正極集電体12と同様の材料を適宜利用することができる。負極集電体16は板状または箔状であってもよい。 The material of the negative electrode current collector 16 is, for example, the above [3-2. Positive electrode] The same material as the positive electrode current collector 12 described in [Positive electrode] can be appropriately used. The negative electrode current collector 16 may have a plate shape or a foil shape.
ケース11が負極集電体を兼ねている場合は、負極集電体16は省略されてもよい。 When the case 11 also serves as the negative electrode current collector, the negative electrode current collector 16 may be omitted.
負極集電体16が、その表面上にアルカリ土類金属を溶解及び析出させ得る材料で構成される場合、負極活物質層17は省略されてもよい。すなわち、負極22は、アルカリ土類金属を溶解及び析出させ得る負極集電体16のみからなってもよい。この場合、負極集電体16は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、又は、鉄であってもよい。 When the negative electrode current collector 16 is made of a material capable of dissolving and depositing an alkaline earth metal on its surface, the negative electrode active material layer 17 may be omitted. That is, the negative electrode 22 may include only the negative electrode current collector 16 capable of dissolving and depositing the alkaline earth metal. In this case, the negative electrode current collector 16 may be stainless steel, nickel, copper, or iron.
[3−4.セパレータ]
セパレータ14の材料の例としては、多孔膜、織布、不織布が挙げられる。不織布の例としては、樹脂不織布、ガラス繊維不織布、及び、紙製不織布が挙げられる。セパレータ14の材料は、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィンであってもよい。セパレータ14の厚さは、例えば、10〜300μmである。セパレータ14は、1種の材料で構成された単層膜であってもよく、2種以上の材料で構成された複合膜(または、多層膜)であってもよい。セパレータ14の空孔率は、例えば、30〜70%の範囲にある。
[3-4. Separator]
Examples of the material of the separator 14 include a porous film, a woven fabric, and a nonwoven fabric. Examples of the nonwoven fabric include a resin nonwoven fabric, a glass fiber nonwoven fabric, and a paper nonwoven fabric. The material of the separator 14 may be a polyolefin such as polypropylene or polyethylene. The thickness of the separator 14 is, for example, 10 to 300 μm. The separator 14 may be a single-layer film made of one type of material, or a composite film (or a multi-layered film) made of two or more types of materials. The porosity of the separator 14 is in the range of, for example, 30 to 70%.
[3−5.電解質]
電解質は、アルカリ金属イオン伝導性またはアルカリ土類金属イオン伝導性を有する材料であればよい。
[3-5. Electrolytes]
The electrolyte may be any material having alkali metal ion conductivity or alkaline earth metal ion conductivity.
電解質は、例えば、非水電解液である。非水電解液は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した金属塩と、を含む。 The electrolyte is, for example, a non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and a metal salt dissolved in the non-aqueous solvent.
非水溶媒の材料の例としては、環状エーテル、鎖状エーテル、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、ピロ炭酸エステル、リン酸エステル、ホウ酸エステル、硫酸エステル、亜硫酸エステル、環状スルホン、鎖状スルホン、ニトリル、アミド、及びスルトンが挙げられる。 Examples of the material of the non-aqueous solvent include cyclic ether, chain ether, cyclic carbonate, chain carbonate, cyclic carboxylate, chain carboxylate, pyrocarbonate, phosphate, borate, and sulfuric acid. Esters, sulfites, cyclic sulfones, linear sulfones, nitriles, amides, and sultones.
環状エーテルの例としては、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3,5−トリオキサン、フラン、2−メチルフラン、1,8−シネオール、及びクラウンエーテル、及びこれらの誘導体が挙げられる。鎖状エーテルの例としては、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、o−ジメトキシベンゼン、1,2−ジエトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、1,1−ジメトキシメタン、1,1−ジエトキシエタン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジメチル、及びこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of the cyclic ether include 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,4-dioxane, 1,3,3 5-trioxane, furan, 2-methylfuran, 1,8-cineole, and crown ethers, and derivatives thereof. Examples of chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, methyl phenyl ether, ethyl phenyl ether, butyl phenyl ether, pentyl Phenyl ether, methoxytoluene, benzyl ethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, o-dimethoxybenzene, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 1, 1-dimethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, triethylene glycol dimethyl ether, and tet Ethylene glycol dimethyl, and derivatives thereof.
環状炭酸エステルの例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4,4,4−トリフルオロエチレンカーボネート、フルオロメチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、4−フルオロプロピレンカーボネート、5−フルオロプロピレンカーボネート、及びこれらの誘導体が挙げられる。鎖状炭酸エステルの例としては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、及びこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4,4,4-trifluoroethylene carbonate, fluoromethylethylene carbonate, and trifluorocarbonate. Examples include methyl ethylene carbonate, 4-fluoropropylene carbonate, 5-fluoropropylene carbonate, and derivatives thereof. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, and derivatives thereof.
環状カルボン酸エステルの例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−アセトラクトン、及びこれらの誘導体が挙げられる。鎖状カルボン酸エステルの例としては、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、及びこれらの誘導体が挙げられる。 Examples of the cyclic carboxylate include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, α-acetolactone, and derivatives thereof. Examples of linear carboxylic esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, and derivatives thereof.
ピロ炭酸エステルの例としては、ジエチルピロカーボネート、ジメチルピロカーボネート、ジ−tert−ブチルジカーボネート、及びこれらの誘導体が挙げられる。リン酸エステルの例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、ヘキサメチルホスフォルアミド、及びこれらの誘導体が挙げられる。ホウ酸エステルの例としては、トリメチルボレート、トリエチルボレート、及びこれらの誘導体が挙げられる。硫酸エステルの例としては、トリメチルサルフェート、トリエチルサルフェート、及びこれらの誘導体が挙げられる。亜硫酸エステルの例としては、エチレンサルファイト及びその誘導体が挙げられる。 Examples of pyrocarbonates include diethyl pyrocarbonate, dimethyl pyrocarbonate, di-tert-butyl dicarbonate, and derivatives thereof. Examples of phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, hexamethylphosphoramide, and derivatives thereof. Examples of borate esters include trimethyl borate, triethyl borate, and derivatives thereof. Examples of sulfate esters include trimethyl sulfate, triethyl sulfate, and derivatives thereof. Examples of sulfites include ethylene sulfite and its derivatives.
環状スルホンの例としては、スルホラン及びその誘導体が挙げられる。鎖状スルホンの例としては、アルキルスルホン及びその誘導体が挙げられる。ニトリルの例としては、アセトニトリル、バレロニトリル、プロピオニトリル、トリメチルアセトニトリル、シクロペンタンカルボニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル及びその誘導体が挙げられる。アミドの例としては、ジメチルホルムアミド及びその誘導体が挙げられる。スルトンの例としては、1,3−プロパンスルトン及びその誘導体が挙げられる。 Examples of cyclic sulfones include sulfolane and its derivatives. Examples of linear sulfones include alkyl sulfones and derivatives thereof. Examples of nitriles include acetonitrile, valeronitrile, propionitrile, trimethylacetonitrile, cyclopentanecarbonitrile, adiponitrile, pimeronitrile and derivatives thereof. Examples of amides include dimethylformamide and its derivatives. Examples of sultone include 1,3-propane sultone and its derivatives.
溶媒として、上記の物質のうち1種類だけが用いられてもよいし、2種類以上が組み合わされて用いられてもよい。 As the solvent, only one of the above substances may be used, or two or more of them may be used in combination.
二次電池10がマグネシウム二次電池である場合、マグネシウム塩の例としては、MgBr2、MgI2,MgCl2、Mg(AsF6)2、Mg(ClO4)2、Mg(PF6)2、Mg(BF4)2、Mg(CF3SO3)2、Mg[N(CF3SO2)2]2、Mg(SbF6)2、Mg(SiF6)2、Mg[C(CF3SO2)3]2、Mg[N(FSO2)2]2、Mg[N(C2F5SO2)2]2、MgB10Cl10、MgB12Cl12、Mg[B(C6F5)4]2、Mg[B(C6H5)4]2、Mg[N(SO2CF2CF3)2]2、Mg[BF3C2F5]2、及びMg[PF3(CF2CF3)3]2が挙げられる。マグネシウム塩として、上記の物質のうち1種類だけが用いられてもよいし、2種類以上が組み合わされて用いられてもよい。 When the secondary battery 10 is a magnesium secondary battery, examples of magnesium salts include MgBr 2 , MgI 2 , MgCl 2 , Mg (AsF 6 ) 2 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg (PF 6 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 , Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , Mg [N (CF 3 SO 2 ) 2 ] 2 , Mg (SbF 6 ) 2 , Mg (SiF 6 ) 2 , Mg [C (CF 3 SO 2 ) 3 ] 2 , Mg [N (FSO 2 ) 2 ] 2 , Mg [N (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ] 2 , MgB 10 Cl 10 , MgB 12 Cl 12 , Mg [B (C 6 F 5) ) 4 ] 2 , Mg [B (C 6 H 5 ) 4 ] 2 , Mg [N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 ] 2 , Mg [BF 3 C 2 F 5 ] 2 , and Mg [PF 3 ( CF 2 CF 3) 3] 2 and the like. As the magnesium salt, only one of the above substances may be used, or two or more of them may be used in combination.
二次電池10がリチウムイオン二次電池である場合、リチウム塩の例としては、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3、及びLiBF2(C2O4)が挙げられる。リチウム塩として、上記の物質のうち1種類だけが用いられてもよいし、2種類以上が組み合わされて用いられてもよい。 When the secondary battery 10 is a lithium ion secondary battery, examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiSO 3 CF 3 , LiN (SO 2 F) 2 , and LiN (SO 2). CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , and LiBF 2 (C 2 O 4 ) Is mentioned. As the lithium salt, only one of the above substances may be used, or two or more of them may be used in combination.
あるいは、電解質は、固体電解質であってもよい。 Alternatively, the electrolyte may be a solid electrolyte.
二次電池10がマグネシウム二次電池である場合、固体電解質の例としては、Mg2−1.5xAlxSiO4(ただし、0.1≦x≦1)、Mg2−1.5x−0.5yAlx−yZnySiO4(ただし、0.5≦x≦1、 0.5≦y≦0.9、 x−y≧0、 x+y≦1)、MgZr4(PO4)6、MgMPO4(ただし、Mは、Zr、Nb及びHfから選択される少なくとも1種である)、Mg1−xAxM(M’O4)3(ただし、Aは、Ca、Sr、Ba及びRaから選択される少なくとも1種であり、Mは、Ze及びHfから選択される少なくとも1種であり、M’は、W及びMoから選択される少なくとも1種であり、0≦x<1)、及びMg(BH4)(NH2)が挙げられる。 When the secondary battery 10 is a magnesium secondary battery, examples of the solid electrolyte include Mg 2-1.5x Al x SiO 4 (where 0.1 ≦ x ≦ 1) and Mg 2-1.5x-0. .5y Al x-y Zn y SiO 4 ( however, 0.5 ≦ x ≦ 1, 0.5 ≦ y ≦ 0.9, x-y ≧ 0, x + y ≦ 1), MgZr 4 (PO 4) 6, MgMPO 4 (although, M is, Zr, at least one selected from Nb and Hf), Mg 1-x a x M (M'O 4) 3 ( however, a is, Ca, Sr, Ba, and At least one selected from Ra, M is at least one selected from Ze and Hf, M ′ is at least one selected from W and Mo, and 0 ≦ x <1) , and Mg (BH 4) (NH 2 ) can be mentioned.
二次電池10がリチウムイオン二次電池である場合、固体電解質の例としては、NASICON型固体電解質(例えばLiTi2(PO4)3、又は、その置換体)、ペロブスカイト型電解質(例えば(LaLi)TiO3)、LISICON型固体電解質(例えばLi14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4、又は、それらの置換体)、ガーネット型固体電解質(例えば、Li7La3Zr2O12又は、その置換体)、リン酸リチウム沖氏ナイトライド(LiPON)、及び、硫化物固体電解質(例えば、Li2S−P2S5)が挙げられる。 When the secondary battery 10 is a lithium ion secondary battery, examples of the solid electrolyte include a NASICON type solid electrolyte (for example, LiTi 2 (PO 4 ) 3 or a substitute thereof) and a perovskite type electrolyte (for example, (LaLi)). TiO 3 ), LISICON type solid electrolyte (for example, Li 14 ZnGe 4 O 16 , Li 4 SiO 4 , LiGeO 4 , or a substitute thereof), garnet-type solid electrolyte (for example, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 or Substitutes thereof), lithium phosphate oxide nitride (LiPON), and a sulfide solid electrolyte (for example, Li 2 S—P 2 S 5 ).
[4.実験結果]
[4−1.サンプル1]
まず、原料として、高配向性熱分解グラファイト(HOPG)と、カルシウム金属(Ca)と、リチウム金属(Li)とを用意した。HOPGを42.7mg、カルシウム金属を190mg、リチウム金属を66mg秤量した。
[4. Experimental result]
[4-1. Sample 1]
First, highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), calcium metal (Ca), and lithium metal (Li) were prepared as raw materials. 42.7 mg of HOPG, 190 mg of calcium metal, and 66 mg of lithium metal were weighed.
秤量されたリチウム金属をステンレス製の容器内に投入し、リボンヒータを用いて200℃になるまで容器を加熱した。リチウム金属が溶融した後、秤量されたカルシウム金属を加え、350℃になるまで加熱した。これにより、Li−Ca溶融合金が得られた。HOPGを容器に投入してHOPGをLi−Ca溶融合金に浸漬させ、その容器をステンレス製の反応器内に入れて密封した。反応器をグローブボックス内に設置された電気炉に入れて、炉内の温度を350℃に設定し、500時間保持した。その後、加熱を停止して炉内を自然冷却し、生成物を取り出した。取り出された生成物をメノウ乳鉢で粉砕し、電極活物質のサンプル1を得た。 The weighed lithium metal was put into a stainless steel container, and the container was heated to 200 ° C. using a ribbon heater. After the lithium metal was melted, the weighed calcium metal was added and heated to 350 ° C. As a result, a Li-Ca molten alloy was obtained. HOPG was put into a container, and HOPG was immersed in the molten Li-Ca alloy, and the container was placed in a stainless steel reactor and sealed. The reactor was placed in an electric furnace installed in a glove box, the temperature in the furnace was set to 350 ° C., and held for 500 hours. Thereafter, the heating was stopped and the inside of the furnace was naturally cooled, and the product was taken out. The product taken out was crushed in an agate mortar to obtain a sample 1 of an electrode active material.
サンプル1と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、質量比8:1:1となるよう秤量し、メノウ乳鉢を用いて均質になるように混合した。これにより、合剤を得た。得られた合剤をN−メチル−2−ピロリドン溶媒に分散させ、スラリーを作製した。スラリーを銅箔上に塗布して、これを乾燥させ、電極シートを得た。電極シートを圧延機で圧延し、20mm×20mmの正方形の形状に打ち抜いた。これにより、サンプル1を含む電極(すなわち作用極)を得た。厚さ300μmのリチウム金属箔を、20mm×20mmの正方形のニッケルメッシュに圧着した。これにより、対極を得た。対極と同様の方法により、リチウム金属製の参照極を得た。エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比5:70:25で混合し、混合溶媒を得た。この混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.4mol/リットルの濃度で溶解させた。これにより、非水電解液を得た。ポリエチレン微多孔膜のセパレータを用意し、非水電解液を含浸させた。作用極、対極、参照極、セパレータを3極式ビーカーセル(株式会社イーシーフロンティア社製)に配置した。これにより、評価用の電池セル1を得た。なお、電池セル1の作成はすべて、露点−60度以下、酸素値1ppm以下のAr雰囲気のグローブボックス内で行った。 Sample 1, acetylene black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) were weighed to a mass ratio of 8: 1: 1, and mixed using an agate mortar. As a result, a mixture was obtained. The obtained mixture was dispersed in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent to prepare a slurry. The slurry was applied on a copper foil and dried to obtain an electrode sheet. The electrode sheet was rolled by a rolling mill and punched into a 20 mm × 20 mm square shape. Thus, an electrode (that is, a working electrode) including Sample 1 was obtained. A lithium metal foil having a thickness of 300 μm was pressed on a square nickel mesh of 20 mm × 20 mm. Thereby, a counter electrode was obtained. A lithium metal reference electrode was obtained in the same manner as the counter electrode. Ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 5:70:25 to obtain a mixed solvent. In this mixed solvent, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved at a concentration of 1.4 mol / liter. Thus, a non-aqueous electrolyte was obtained. A separator of a polyethylene microporous membrane was prepared and impregnated with a non-aqueous electrolyte. The working electrode, counter electrode, reference electrode, and separator were arranged in a three-electrode beaker cell (manufactured by EC Frontier Inc.). Thereby, the battery cell 1 for evaluation was obtained. Note that all the battery cells 1 were prepared in a glove box in an Ar atmosphere having a dew point of −60 degrees or less and an oxygen value of 1 ppm or less.
作用極に対する電流密度を1mA/cm2に設定し、作用極と参照極との電位差が0Vに達するまで、電池セル1を充電した。20分間休止した後、作用極に対する電流密度を1mA/cm2に設定し、作用極と参照極との電位差が3Vに達するまで、電池セル1を放電させた。なお、充放電動作は、25℃の恒温槽内で行われた。 The current density with respect to the working electrode was set to 1 mA / cm 2 , and the battery cell 1 was charged until the potential difference between the working electrode and the reference electrode reached 0V. After suspending for 20 minutes, the current density for the working electrode was set to 1 mA / cm 2 , and the battery cell 1 was discharged until the potential difference between the working electrode and the reference electrode reached 3 V. The charge / discharge operation was performed in a constant temperature bath at 25 ° C.
電池セル1の充電容量は711mAh/gであり、放電容量は629mAh/gであった。 The charge capacity of the battery cell 1 was 711 mAh / g, and the discharge capacity was 629 mAh / g.
[4−2.サンプル2]
電極活物質のサンプル2として、平均粒径が20μmの黒鉛粉末を用意した。
[4-2. Sample 2]
As an electrode active material sample 2, a graphite powder having an average particle diameter of 20 μm was prepared.
サンプル1に代えてサンプル2を用いた点を除いて、上記[4−1.サンプル1]に記載の電池セル1の作製方法と同様の方法で、電池セル2を作製した。 Except that Sample 2 was used instead of Sample 1, the above [4-1. Battery cell 2 was produced in the same manner as the method for producing battery cell 1 described in [Sample 1].
上記[4−1.サンプル1]に記載の充放電動作と同様の条件で、電池セル2を充放電させた。 [4-1. Battery cell 2 was charged and discharged under the same conditions as the charging and discharging operation described in [Sample 1].
電池セル2の充電容量は351mAh/gであり、放電容量は345mAh/gであった。 The charge capacity of the battery cell 2 was 351 mAh / g, and the discharge capacity was 345 mAh / g.
[4−3.サンプル3]
上記[4−1.サンプル1]に記載のサンプル1の合成方法と同様の方法で、電極活物質のサンプル3を作製した。
[4-3. Sample 3]
[4-1. Sample 1 of an electrode active material was produced in the same manner as in the method of synthesizing Sample 1 described in [Sample 1].
サンプル1に代えてサンプル3を用いた点、リチウム箔に代えて対向極と参照極としてマグネシウムリボンを用いた点、及び、トリエチレングリコールジメチルエーテルにビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドマグネシウムを0.3mol/リットルの濃度で溶解させた非水電解質を用いた点を除いて、上記[4−1.サンプル1]に記載の電池セル1の作製方法と同様の方法で、サンプル3を電極活物質とする電池セル3を作製した。 The point that sample 3 was used instead of sample 1, the point that a magnesium ribbon was used as a counter electrode and a reference electrode instead of lithium foil, and that 0.3 mol of bis (trifluoromethylsulfonyl) imide magnesium was added to triethylene glycol dimethyl ether / 4-1. Except that a non-aqueous electrolyte dissolved at a concentration of 1 / liter was used. Sample 1] was used to prepare a battery cell 3 using Sample 3 as an electrode active material.
60℃の恒温槽内で、電池セル3に対して充放電動作を2サイクル行った。 Two cycles of charge / discharge operation were performed on the battery cell 3 in a 60 ° C. constant temperature bath.
まず、作用極に対する電流密度を0.1mA/cm2に設定し、充電容量が450mAh/gに達するまで電池セル3を充電した。20分間休止した後、作用極に対する電流密度を0.1mA/cm2に設定し、放電容量が450mAh/gに達するまで電池セル3を放電させた。 First, the current density with respect to the working electrode was set to 0.1 mA / cm 2 , and the battery cell 3 was charged until the charging capacity reached 450 mAh / g. After resting for 20 minutes, the current density for the working electrode was set to 0.1 mA / cm 2 , and the battery cell 3 was discharged until the discharge capacity reached 450 mAh / g.
次に、作用極に対する電流密度を0.1mA/cm2に設定し、作用極と参照極との電位差が0Vに達するまで、電池セル3を充電した。20分間休止した後、作用極に対する電流密度を0.1mA/cm2に設定し、作用極と参照極との電位差が3Vに達するまで、電池セル3を放電させた。 Next, the current density with respect to the working electrode was set to 0.1 mA / cm 2 , and the battery cell 3 was charged until the potential difference between the working electrode and the reference electrode reached 0V. After resting for 20 minutes, the current density with respect to the working electrode was set to 0.1 mA / cm 2 , and the battery cell 3 was discharged until the potential difference between the working electrode and the reference electrode reached 3V.
2回目の充放電動作において、電池セル3の充電容量は316mAh/gであり、放電容量は179mAh/gであった。 In the second charge / discharge operation, the charge capacity of the battery cell 3 was 316 mAh / g, and the discharge capacity was 179 mAh / g.
サンプル3は、充放電動作前は、炭素、リチウム、及びカルシウムからなる黒鉛層間化合物であり、1回目の充放電動作によって、この黒鉛層間化合物にマグネシウムが挿入されたと考えられる。その後、2回目の充放電動作において、黒鉛層間からマグネシウムが脱離し、黒鉛層間にマグネシウムが再挿入されたと考えられる。 Sample 3 was a graphite intercalation compound composed of carbon, lithium, and calcium before the charge / discharge operation, and it is considered that magnesium was inserted into this graphite intercalation compound by the first charge / discharge operation. Thereafter, it is considered that magnesium was desorbed from the graphite layer in the second charge / discharge operation, and magnesium was re-inserted between the graphite layers.
[4−4.サンプル4]
電極活物質のサンプル4として、平均粒径が20μmの黒鉛粉末を用意した。
[4-4. Sample 4]
As the electrode active material sample 4, graphite powder having an average particle diameter of 20 μm was prepared.
サンプル3に代えてサンプル4を用いた点を除いて、上記[4−3.サンプル3]に記載の電池セル3の作製方法と同様の方法で、電池セル4を作製した。 Except that the sample 4 was used instead of the sample 3, the above [4-3. Battery cell 4 was produced in the same manner as the method for producing battery cell 3 described in [Sample 3].
上記[4−3.サンプル3]に記載の2回目の充放電動作と同様の条件で、電池セル4を充放電させた。 [4-3. Battery cell 4 was charged and discharged under the same conditions as the second charging and discharging operation described in [Sample 3].
電池セル4の充電容量は3mAh/gであり、放電容量は1mAh/gであった。 The charge capacity of the battery cell 4 was 3 mAh / g, and the discharge capacity was 1 mAh / g.
[4−5.サンプル5]
電極活物質のサンプル5として、平均粒径が50μmの酸化バナジウム(V2O5)粉末を用意した。
[4-5. Sample 5]
As the electrode active material sample 5, a vanadium oxide (V 2 O 5 ) powder having an average particle size of 50 μm was prepared.
サンプル1に代えてサンプル5を用いた点を除いて、上記[4−3.サンプル3]に記載の電池セル3の作製方法と同様の方法で、電池セル5を作製した。 Except that the sample 5 was used instead of the sample 1, [4-3. The battery cell 5 was produced in the same manner as the method for producing the battery cell 3 described in [Sample 3].
上記[4−3.サンプル3]に記載の2回目の充放電動作と同様の条件で、電池セル5を充放電させた。 [4-3. The battery cell 5 was charged and discharged under the same conditions as the second charging and discharging operation described in [Sample 3].
電池セル5の充電容量は54mAh/gであり、放電容量は46mAh/gであった。 The charge capacity of the battery cell 5 was 54 mAh / g, and the discharge capacity was 46 mAh / g.
[4−6.充放電容量の比較]
サンプル1、2は、上述の通り、リチウムイオンを含有する電解液中で充放電された。黒鉛層間化合物のサンプル1は、黒鉛のサンプル2よりも大きな充放電容量を示した。
[4-6. Comparison of charge and discharge capacity]
Samples 1 and 2 were charged and discharged in the electrolyte containing lithium ions as described above. Sample 1 of the graphite intercalation compound exhibited a larger charge / discharge capacity than Sample 2 of graphite.
サンプル3〜5は、上述の通り、マグネシウムイオンを含有する電解液中で充放電された。黒鉛層間化合物のサンプル3は、黒鉛のサンプル4、酸化バナジウムのサンプル5よりも大きな充放電容量を示した。 Samples 3 to 5 were charged and discharged in the electrolyte containing magnesium ions as described above. Sample 3 of the graphite intercalation compound exhibited a larger charge / discharge capacity than Sample 4 of graphite and Sample 5 of vanadium oxide.
[4−7.組成分析]
ICP(誘導結合プラズマ)発光分光法分析装置(Spectro社製CIROS−120)を用いて、サンプル1の充電前の組成と充電後の組成とを分析した。
[4-7. Composition analysis]
The composition before charging and the composition after charging of Sample 1 were analyzed using an ICP (inductively coupled plasma) emission spectroscopy analyzer (CIROS-120 manufactured by Spectro).
充電前のサンプル1の組成はLi2.1Ca2.0C6であり、充電後のサンプル1の組成は、Li0.5Ca1.4C6であった。この結果は、(i)充電動作によって黒鉛層間のリチウムが脱離したことと、(ii)黒鉛層間化合物は黒鉛まで酸化されずに、リチウムおよびカルシウムの一部が残存した組成まで酸化されたことを示唆している。リチウムおよびカルシウムが残存することにより、充放電を繰り返した場合であっても広い層間間隔を維持することができる。 The composition of Sample 1 before charging was Li 2.1 Ca 2.0 C 6 , and the composition of Sample 1 after charging was Li 0.5 Ca 1.4 C 6 . The results show that (i) lithium between the graphite layers was desorbed by the charging operation, and (ii) the graphite intercalation compound was not oxidized to graphite but oxidized to a composition in which part of lithium and calcium remained. It suggests. By leaving lithium and calcium, a wide interlayer spacing can be maintained even when charge and discharge are repeated.
[4−8.X線回折測定]
充電前のサンプル1、充電後のサンプル1、およびサンプル2に対してX線回折(XRD)分析を行った。図2は、各サンプルに対するXRDチャートを示す。
[4-8. X-ray diffraction measurement]
An X-ray diffraction (XRD) analysis was performed on Sample 1 before charging, Sample 1 after charging, and Sample 2. FIG. 2 shows an XRD chart for each sample.
充電前のサンプル1のXRDチャートは、2θ=27.3°、36.6°、46.4°の位置にピークを示した。これらのピークは、それぞれ、Li−Ca黒鉛層間化合物のβ相の(003)面、(004)面、(005)面に帰属すると考えられる。すなわち、この結果は、充電前のサンプル1がβ相構造を有していることを示している。充電前のサンプル1の黒鉛層の層間間隔は、9.8Åであった。 The XRD chart of Sample 1 before charging showed peaks at 2θ = 27.3 °, 36.6 °, and 46.4 °. These peaks are considered to belong to the (003) plane, (004) plane, and (005) plane of the β phase of the Li—Ca graphite intercalation compound, respectively. That is, this result indicates that Sample 1 before charging has a β-phase structure. The interlayer distance between the graphite layers of Sample 1 before charging was 9.8 °.
充電後のサンプル1のXRDチャートは、充電前のサンプル1がピークを示した位置に加えて、2θ=11.2°、35.1°、47.6°の位置にピークを示した。これらのピークは、それぞれ、Li−Ca黒鉛層間化合物のα相の(001)面、(003)面、(004)面に帰属すると考えられる。すなわち、この結果は、充電後のサンプル1の少なくとも一部がα相構造を有していることを示している。充電後のサンプル1の黒鉛層の層間間隔は、7.9Åであった。 The XRD chart of Sample 1 after charging showed peaks at 2θ = 11.2 °, 35.1 °, and 47.6 ° in addition to the positions where Sample 1 before charging showed peaks. It is considered that these peaks belong to the (001), (003), and (004) planes of the α phase of the Li—Ca graphite intercalation compound, respectively. That is, this result shows that at least a part of the charged sample 1 has an α-phase structure. The interlayer distance between the graphite layers of Sample 1 after charging was 7.9 °.
サンプル2のXRDチャートは、2θ=26°の位置にピークを示した。サンプル2の黒鉛層の層間間隔は、3.4Åであった。 The XRD chart of Sample 2 showed a peak at the position of 2θ = 26 °. The interlayer distance between the graphite layers of Sample 2 was 3.4 °.
以上の結果より、サンプル1の黒鉛層の層間間隔は、充電前/充電後に依らず、黒鉛(すなわちサンプル2)の層間間隔よりも広かった。また、サンプル1は、充電動作によって、その一部がβ相からα相に変化した。 From the above results, the interlayer spacing of the graphite layer of Sample 1 was wider than the interlayer spacing of graphite (ie, Sample 2) regardless of before / after charging. A part of Sample 1 was changed from β phase to α phase by the charging operation.
[4−9.補足]
サンプル1、並びに、充放電動作を経た後のサンプル3は、本実施形態に係る電極活物質の実施例に相当し、サンプル2、4及び5は、比較例に相当する。
[4-9. Supplement]
Sample 1 and Sample 3 after the charge / discharge operation correspond to Examples of the electrode active material according to the present embodiment, and Samples 2, 4, and 5 correspond to Comparative Examples.
本開示の電極活物質は、二次電池に利用されうる。 The electrode active material of the present disclosure can be used for a secondary battery.
10 二次電池
11 ケース
12 正極集電体
13 正極活物質層
14 セパレータ
15 封口板
16 負極集電体
17 負極活物質層
18 ガスケット
21 正極
22 負極
REFERENCE SIGNS LIST 10 secondary battery 11 case 12 positive electrode current collector 13 positive electrode active material layer 14 separator 15 sealing plate 16 negative electrode current collector 17 negative electrode active material layer 18 gasket 21 positive electrode 22 negative electrode
Claims (9)
ここで、M1はアルカリ土類金属およびアルカリ金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、M2はアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種であり、x及びyは、それぞれ、0<x≦3.2、及び、0.7≦y≦2.3を満たす。 Including general formula M1 x M2 graphite intercalation compound represented by y C 6, the electrode active material for a secondary battery.
Here, M1 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals and alkali metals, M2 is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals, and x and y are each , 0 <x ≦ 3.2 and 0.7 ≦ y ≦ 2.3.
請求項1に記載の二次電池用電極活物質。 M1 is at least one selected from the group consisting of magnesium and lithium;
The electrode active material for a secondary battery according to claim 1.
請求項2に記載の二次電池用電極活物質。 M2 is calcium,
The electrode active material for a secondary battery according to claim 2.
M1およびM2は、前記複数の黒鉛層の間に位置する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の二次電池用電極活物質。 The graphite intercalation compound includes a plurality of graphite layers each containing carbon,
M1 and M2 are located between the plurality of graphite layers,
The electrode active material for a secondary battery according to claim 1.
正極と、
マグネシウムイオン伝導性を有する電解質と、を備え、
前記M1はマグネシウムを含む、
二次電池。 A negative electrode comprising the electrode active material for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
A positive electrode,
And an electrolyte having magnesium ion conductivity,
M1 contains magnesium;
Rechargeable battery.
負極と、
マグネシウムイオン伝導性を有する電解質と、を備え、
前記M1はマグネシウムを含む、
二次電池。 A positive electrode comprising the electrode active material for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
A negative electrode,
And an electrolyte having magnesium ion conductivity,
M1 contains magnesium;
Rechargeable battery.
請求項5または6に記載の二次電池。 Depending on the charging and discharging of the secondary battery, the amount of magnesium contained in the graphite intercalation compound changes,
The secondary battery according to claim 5.
正極と、
リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を備え、
前記M1はリチウムである、
二次電池。 A negative electrode comprising the electrode active material for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
A positive electrode,
An electrolyte having lithium ion conductivity,
M1 is lithium;
Rechargeable battery.
x及びyは、前記黒鉛層間化合物の前記少なくとも一部が前記第1の相と前記第2の相のどちらであっても、0<x≦3.2、及び、0.7≦y≦2.3を満たす、
請求項5から8のいずれか一項に記載の二次電池。 At least a portion of the graphite intercalation compound reversibly changes between a first phase and a second phase in accordance with charging and discharging of the secondary battery,
x and y are 0 <x ≦ 3.2 and 0.7 ≦ y ≦ 2, regardless of whether the at least a part of the graphite intercalation compound is the first phase or the second phase. .3 is satisfied,
The secondary battery according to claim 5.
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