JP4462276B2 - 負極活物質および二次電池 - Google Patents
負極活物質および二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4462276B2 JP4462276B2 JP2007029668A JP2007029668A JP4462276B2 JP 4462276 B2 JP4462276 B2 JP 4462276B2 JP 2007029668 A JP2007029668 A JP 2007029668A JP 2007029668 A JP2007029668 A JP 2007029668A JP 4462276 B2 JP4462276 B2 JP 4462276B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- negative electrode
- examples
- electrode active
- active material
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 title claims description 286
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 175
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 148
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 129
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 129
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 129
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 128
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 108
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 91
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 89
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 71
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 47
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 39
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims description 37
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 37
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 35
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 21
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 19
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 17
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 15
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 12
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 178
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 139
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 84
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 48
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 46
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 42
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 36
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 32
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 23
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 22
- -1 argon ion Chemical class 0.000 description 21
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 17
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 14
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 6-[2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]acetyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 7
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 5
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 4
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1COC(=O)O1 OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NEFSEAUEPCRQGH-UHFFFAOYSA-N 4-iodo-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound IC1COC(=O)O1 NEFSEAUEPCRQGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WTFUTSCZYYCBAY-SXBRIOAWSA-N 6-[(E)-C-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-N-hydroxycarbonimidoyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C/C(=N/O)/C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 WTFUTSCZYYCBAY-SXBRIOAWSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 3
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KQDOUXAQOUQPQW-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound BrC1COC(=O)O1 KQDOUXAQOUQPQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001148 Al-Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- YUJRPTYFVGVHSW-UHFFFAOYSA-N [Co].P#[Sn] Chemical compound [Co].P#[Sn] YUJRPTYFVGVHSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VKEOHFZBZRXPOG-UHFFFAOYSA-N [Ti].[P].[Sn].[Co] Chemical compound [Ti].[P].[Sn].[Co] VKEOHFZBZRXPOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 150000004651 carbonic acid esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011808 electrode reactant Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 2
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTWIZMNMTWYQRN-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1OCCO1 HTWIZMNMTWYQRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BETICXVUVYXEJX-UHFFFAOYSA-N 4,5-Dichloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1OC(=O)OC1Cl BETICXVUVYXEJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1F DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015044 LiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYRPTBCTBICHRQ-UHFFFAOYSA-N [Bi].[P].[Sn].[Co] Chemical compound [Bi].[P].[Sn].[Co] QYRPTBCTBICHRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N ac1l2n4h Chemical compound [Co].[Co] SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- CXRFFSKFQFGBOT-UHFFFAOYSA-N bis(selanylidene)niobium Chemical compound [Se]=[Nb]=[Se] CXRFFSKFQFGBOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 1
- WDHWFGNRFMPTQS-UHFFFAOYSA-N cobalt tin Chemical compound [Co].[Sn] WDHWFGNRFMPTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000006713 insertion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920006284 nylon film Polymers 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N titanium disulfide Chemical compound S=[Ti]=S CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHZCMUVGYXEBMY-UHFFFAOYSA-N trilithium;azanide Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[NH2-] BHZCMUVGYXEBMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- 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
-
- 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
- H01M10/02—Details
-
- 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
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si 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
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- 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
- 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
-
- 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
- H01M4/5805—Phosphides
-
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- 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
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- 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
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
- H01M4/463—Aluminium based
-
- 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
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明の第1の実施の形態に係る負極活物質は、リチウムなどと反応可能なものであり、構成元素として、スズとコバルトとを含んでいる。スズは単位質量あたりのリチウムの反応量が高いため、高い容量が得られるからである。また、スズ単体では十分なサイクル特性を得ることは難しいが、コバルトを含むことによってサイクル特性が向上するからである。
図1は、第1の電池の断面構成を表している。ここで説明する電池は、例えば、負極の容量が電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出に基づく容量成分により表されるリチウムイオン二次電池である。
図3は、第2の電池の分解斜視構成を表している。この電池は、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。この電池は、例えば、第1の電池と同様にリチウムイオン二次電池であり、フィルム状の外装部材40を含む電池構造は、ラミネートフィルム型と呼ばれている。
図5は、第3の電池の断面構成を表しており、この電池は、例えば、第1の電池と同様にリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、正極リード51が取り付けられた正極52と、負極リード53が取り付けられた負極54とを、電解質層55を介して対向配置させた平板状の電極体50をフィルム状の外装部材56に収容したものである。外装部材56の構成は、上記した第2の電池における外装部材40と同様である。
本発明の第2の実施の形態に係る負極活物質は、構成元素としてスズ、コバルト、炭素およびリンに加えて鉄を含んでいることを除き、上記した第1の実施の形態の負極活物質と同様の構成を有しており、同様の製造方法によって製造される。
(実施例1−1〜1−7)
まず、負極活物質を作製した。すなわち、原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末とを用意し、コバルト粉末およびスズ粉末を合金化してコバルト・スズ合金粉末としたのち、その合金粉末に炭素粉末およびリン粉末を加えて乾式混合した。この際、原料の割合(原料比:質量%)を表1に示したように変化させた。具体的には、リンの原料比を1.5質量%、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合(以下、Co/(Sn+Co)比という)を37質量%でそれぞれ一定とし、炭素の原料比を10質量%以上30質量%以下の範囲内で変化させた。続いて、伊藤製作所製の遊星ボールミルの反応容器中に、上記した混合物20gを直径9mmの鋼玉約400gと共にセットした。続いて、反応容器中をアルゴン(Ar)雰囲気に置換したのち、毎分250回転の回転速度による10分間の運転と10分間の休止とを運転時間の合計が30時間になるまで繰り返した。最後に、反応容器を室温まで冷却したのち、合成された負極活物質粉末を取り出し、280メッシュのふるいを通して粗粉を取り除いた。
コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を表2に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を10質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を表3に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co) 比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を表4に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を30質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を表5に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、リンの原料比を0.1質量%以上2.2質量%以下の範囲内で変化させた。
負極活物質を合成する際の運転時間および回転数を変え、2θ=20°〜50°の間に見られる広い半値幅を有する回折ピークの半値幅を変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。この際、実施例6−1〜6−6,7−1〜7−6の間において、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%で一定とし、コバルト、スズおよび炭素の原料比を表6に示したように変化させた。
原料として更にケイ素粉末を用い、コバルト、スズ、炭素、リンおよびケイ素の原料比を表7に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、ケイ素の原料比を0.3質量%以上10質量%以下の範囲内で変化させた。実施例8−1〜8−11の二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして組成の分析を行った。この際、ケイ素の含有量についてはICP発光分析で測定した。それらの結果を表7に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例1−1〜1−7と同様に、表面汚染炭素のピークP2と負極活物質中におけるC1sのピークP3とが得られ、そのピークP3はいずれについても284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。それらの結果を表8に示す。
実施例9−1では、コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を表9に示したようにしたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。また、実施例9−2〜9−12では、原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末とチタン粉末とを用意し、それらの原料比を表9に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させた。負極活物質を作製する場合には、コバルト粉末とスズ粉末とリン粉末とチタン粉末とを合金化してコバルト・スズ・リン・チタン合金粉末を作製したのち、その合金粉末に炭素粉末を混合した。実施例9−1〜9−12の負極活物質についても、実施例1−1〜1−7と同様にして組成の分析を行った。この際、チタンの含有量についてはICP発光分析で測定した。それらの結果を表9に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例1−1〜1−7と同様に、表面汚染炭素のピークP2と負極活物質中におけるC1sのピークP3とが得られ、そのピークP3はいずれについても284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。それらの結果を表9および図15に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末とビスマス粉末とを用意し、それらの原料比を表10に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、ビスマスの原料比を0.8質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させた。負極活物質を作製する場合には、コバルト粉末とスズ粉末とリン粉末とビスマス粉末とを合金化してコバルト・スズ・リン・ビスマス合金粉末を作製したのち、その合金粉末に炭素粉末を混合した。実施例10−1〜10−11の負極活物質についても、実施例1−1〜1−7と同様にして組成の分析を行った。この際、ビスマスの含有量についてはICP発光分析で測定した。それらの結果を表10に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例1−1〜1−7と同様に、表面汚染炭素のピークP2と負極活物質中におけるC1sのピークP3とが得られ、そのピークP3はいずれについても284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。それらの結果を表10および図16に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と共にモリブデン粉末とニオブ粉末とゲルマニウム粉末とインジウム粉末とガリウム粉末とを用い、コバルト、スズ、炭素、リン、モリブデン、ニオブ、ゲルマニウム、インジウムおよびガリウムの原料比を表11に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、モリブデン等の原料比を3質量%、4質量%、5質量%あるいは6質量%のいずれかとした。負極活物質を作製する場合には、コバルト粉末とスズ粉末とリン粉末とを合金化してコバルト・スズ・リン合金粉末を作製したのち、その合金粉末に炭素粉末およびモリブデン粉末等を混合した。実施例11−1〜11−10の負極活物質についても、実施例1−1〜1−7と同様にして組成の分析を行った。この際、モリブデン等の含有量についてはICP発光分析で測定した。それらの結果を表11に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例1−1〜1−7と同様に、表面汚染炭素のピークP2と負極活物質中におけるC1sのピークP3とが得られ、そのピークP3はいずれについても284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。また、二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。それらの結果を表12に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末とケイ素粉末とチタン粉末とを用意し、それらの原料比を表13に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を18質量%、リンの原料比を1.5質量%、ケイ素の原料比を3質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上7.5質量%以下の範囲内で変化させた。負極活物質を作製する場合には、コバルト粉末とスズ粉末とリン粉末とを合金化してコバルト・スズ・リン合金粉末を作製し、あるいはコバルト粉末とスズ粉末とリン粉末とチタン粉末とを合金化してコバルト・スズ・リン・チタン合金粉末を作製したのち、それらの合金粉末に炭素粉末およびケイ素粉末を混合した。実施例12−1〜12−4の負極活物質についても、実施例1−1〜1−7と同様にして組成の分析を行った。この際、ケイ素およびチタンの含有量についてはICP発光分析で測定した。その結果を表13に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例1−1〜1−7と同様に、表面汚染炭素のピークP2と負極活物質中におけるC1sのピークP3とが得られ、そのピークP3はいずれについても284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。また、二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。それらの結果を表13に示す。
電解液の溶媒に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を加え、その溶媒の組成を質量比でFEC:EC:PC:DMC=20:10:10:60としたことを除き、他は実施例1−5,8−5,12−2と同様にして二次電池を作製し、実施例1−1〜1−7と同様にして容量維持率を調べた。その結果を表14に示す。
溶媒の組成を表15に示したように変更させたことを除き、他は実施例1−5,13−1と同様にして円筒型の二次電池を作製した。実施例14−1〜14−16の二次電池についても、実施例1−1〜1−7と同様にして容量維持率を調べた。それらの結果を表15に示す。
FECに代えて、他のハロゲン原子を有する環状の炭酸エステル誘導体を用いたことを除き、他は実施例13−1と同様にして円筒型の二次電池を作製した。この際、実施例15−1では4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)を用い、実施例15−2では4−ジフルオロ−5−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(Tri−FEC)を用い、実施例15−3では4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(Cl−EC)を用い、実施例15−4では4−ブロモ−1,3−ジオキソラン−2−オン(Br−EC)を用い、実施例15−5では4−ヨード−1,3−ジオキソラン−2−オン(I−EC)を用い、実施例15−6では4−フルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン(F−PC)を用いた。
(実施例16−1〜16−7)
液状の電解質(電解液)に代えて、ゲル状の電解質からなる電解質層を試験極61および対極63の表面に形成したことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にしてコイン型の二次電池を作製した。すなわち、試験極61には、表17に示したように、コバルト、スズ、炭素およびリンの原料比を実施例1−1〜1−7と同様にした負極活物質を用いた。電解質層の作製手順は、以下の通りである。まず、溶媒としてECおよびPCと電解質塩としてLiPF6 とをEC:PC:LiPF6 =11.5:11.5:4の質量比で混合した電解液に、高分子化合物としてフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(分子量=600000)と、混合溶剤として炭酸ジエチル(DEC)とを電解液:高分子化合物:混合溶剤=27:10:60の質量比で混合して前駆溶液を作製した。そして、試験極61と対極63とが対向するそれぞれの面に前駆溶液を均一に塗布したのち、常温で6時間放置してDECを揮発させることにより、ゲル状の電解質層を形成した。
実施例17−1〜17−11として、表18に示したように、炭素の原料比を10質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例2−1〜2−11と同様にしたことを除き、他は実施例16−1〜16−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。なお、実施例17−1〜17−11に対する比較例17−1〜17−3として、表18に示したように、Co/(Sn+Co)比をそれぞれ75質量%、20質量%および16質量%とし、すなわち原料比を比較例2−1〜2−3と同様にしたことを除き、他は実施例17−1〜17−11と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表21に示したように、炭素の原料比を20質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、リンの原料比を0.1質量%以上2.2質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を参考例5−1,5−2,実施例5−3,参考例5−4,5−5と同様にしたことを除き、他は実施例16−1〜16−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。また、参考例20−1,20−2,実施例20−3,参考例20−4,20−5に対する比較例20−1〜20−3として、表21に示したように、リンの原料比をそれぞれ0質量%、3質量%および5質量%とし、すなわち原料比を比較例5−1〜5−3と同様にしたことを除き、他は参考例20−1,20−2,実施例20−3,参考例20−4,20−5と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表22に示したように、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、ケイ素の原料比を0.3質量%以上10質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例8−1〜8−11と同様にしたことを除き、他は実施例16−1〜16−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表24に示したように、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例9−1〜9−12と同様にしたことを除き、他は実施例16−1〜16−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
電解液の溶媒にFECを加えたことを除き、他は実施例16−5と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。この際、混合溶媒の組成を質量比でそれぞれFEC:EC:PC=1:10.5:11.5、5:6.5:11.5および10:1.5:11.5とした。
(実施例24−1〜24−7)
原料として更に鉄粉末を用い、コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表26に示したように変化させたことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、炭素の原料比を10質量%以上30質量%以下の範囲内で変化させた。負極活物質を作製する場合には、原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と鉄粉末とを用意し、コバルト粉末とスズ粉末と鉄粉末とを合金化してコバルト・スズ・鉄合金粉末を作製したのち、その合金粉末に炭素粉末およびリン粉末を加えて乾式混合した。
コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表27に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を10質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素、リンおよび炭素の原料比を表28に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表29に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を30質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表30に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、リンの原料比を0.1質量%以上2.2質量%以下の範囲内で変化させた。
コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表31に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、鉄の原料比を0.1質量%以上6.0質量%以下の範囲内で変化させた。
実施例6−1〜6−6,7−1〜7−6と同様にして、表32に示したように半値幅を変更させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。この際、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、コバルト、スズおよび炭素の原料比を表32に示したように変化させた。
原料として更にケイ素粉末を用い、コバルト、スズ、炭素、リン、鉄およびケイ素の原料比を表33に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、ケイ素の原料比を0.3質量%以上10質量%以下の範囲内で変化させた。実施例32−1〜32−11の二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして組成の分析を行った。それらの結果を表33に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例24−1〜24−7と同様にピークP2,P3が得られ、そのピークP3はいずれも284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして初回充電容量および容量維持率を調べた。それらの結果を表34に示す。
実施例33−1では、コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を表35に示したようにしたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。また、実施例33−2〜33−12では、原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と鉄粉末とチタン粉末とを用意し、それらの原料比を表35に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させた。実施例33−1〜33−12の負極活物質についても、実施例24−1〜24−7と同様にして組成の分析を行った。それらの結果を表35に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例24−1〜24−7と同様にピークP2,P3が得られ、そのピークP3はいずれも284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして初回充電容量および容量維持率を調べた。それらの結果を表35および図31に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と鉄粉末とビスマス粉末とを用意し、それらの原料比を表36に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、ビスマスの原料比を0.8質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させた。実施例34−1〜34−11の負極活物質についても、実施例24−1〜24−7と同様にして組成の分析を行った。それらの結果を表36に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例24−1〜24−7と同様にピークP2,P3が得られ、そのピークP3はいずれも284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。更に、二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして初回充電容量および容量維持率を調べた。それらの結果を表36および図32に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と鉄粉末と共にモリブデン粉末とニオブ粉末とゲルマニウム粉末とインジウム粉末とガリウム粉末とを用い、コバルト、スズ、炭素、リン、鉄、モリブデン、ニオブ、ゲルマニウム、インジウムおよびガリウムの原料比を表37に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、モリブデン等の原料比を3質量%、4質量%、5質量%あるいは6質量%のいずれかとした。実施例35−1〜35−10の負極活物質についても実施例24−1〜24−7と同様にして組成の分析を行った。それらの結果を表37に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例24−1〜24−7と同様にピークP2,P3が得られ、そのピークP3はいずれも284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。また、二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして初回充電容量および容量維持率を調べた。それらの結果を表38に示す。
原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とリン粉末と鉄粉末とケイ素粉末とチタン粉末とを用意し、それらの原料比を表39に示したように変化させたことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を18質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、ケイ素の原料比を3質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上7.5質量%以下の範囲内で変化させた。実施例36−1〜36−4の負極活物質についても、実施例24−1〜24−7と同様にして組成の分析を行った。それらの結果を表39に示す。また、XPSを行い、得られたピークを解析したところ、実施例24−1〜24−7と同様にピークP2,P3が得られ、そのピークP3はいずれも284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、負極活物質に含まれる炭素の少なくとも一部が他の元素と結合していることが確認された。また、二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして初回充電容量および容量維持率を調べた。それらの結果を表39に示す。
電解液の溶媒にFECを加え、その溶媒の組成を質量比でFEC:EC:PC:DMC=20:10:10:60としたことを除き、他は実施例24−5,32−5,36−2と同様にして二次電池を作製し、実施例24−1〜24−7と同様にして容量維持率を調べた。その結果を表40に示す。
溶媒の組成を表41に示したように変更させたことを除き、他は実施例24−5,37−1と同様にして円筒型の二次電池を作製した。実施例38−1〜38−16の二次電池についても、実施例24−1〜24−7と同様にして容量維持率を調べた。それらの結果を表41に示す。
FECに代えて、他のハロゲン原子を有する環状の炭酸エステル誘導体を用いたことを除き、他は実施例37−1と同様にして円筒型の二次電池を作製した。この際、実施例39−1ではDFECを用い、実施例39−2ではTri−FECを用い、実施例39−3ではCl−ECを用い、実施例39−4ではBr−ECを用い、実施例39−5ではI−ECを用い、実施例39−6ではF−PCを用いた。
(実施例40−1〜40−7)
液状の電解質(電解液)に代えて、ゲル状の電解質からなる電解質層を試験極61および対極63の表面に形成したことを除き、他は実施例24−1〜24−7と同様にしてコイン型の二次電池を作製した。すなわち、試験極61には、表43に示したように、コバルト、スズ、炭素、リンおよび鉄の原料比を実施例24−1〜24−7と同様にした負極活物質を用いた。なお、電解質層の作成手順は、実施例16−1〜16−7と同様にした。
実施例41−1〜41−11として、表44に示したように、炭素の原料比を10質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%でそれぞれ一定とし、Co/(Sn+Co)比を24質量%以上70質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例25−1〜25−11と同様にしたことを除き、他は実施例40−1〜40−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。なお、実施例41−1〜41−11に対する比較例41−1〜41−3として、表44に示したように、Co/(Sn+Co)比をそれぞれ75質量%、20質量%および16質量%とし、すなわち原料比を比較例25−1〜25−3と同様にしたことを除き、他は実施例41−1〜41−11と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表47に示したように、炭素の原料比を20質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、リンの原料比を0.1質量%以上2.2質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例28−1〜28−5と同様にしたことを除き、他は実施例40−1〜40−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。なお、実施例44−1〜44−5に対する比較例44−1〜44−3として、表47に示したように、リンの原料比をそれぞれ0質量%、3質量%および5質量%とし、すなわち原料比を比較例28−1〜28−3と同様にしたことを除き、他は実施例44−1〜44−5と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表48に示したように、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、鉄の原料比を0.1質量%以上6質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例29−1〜29−7と同様にしたことを除き、他は実施例40−1〜40−7と同様にして二次電池を作製した。
表49に示したように、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、ケイ素の原料比を0.3質量%以上10質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例32−1〜32−11と同様にしたことを除き、他は実施例40−1〜40−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
表51に示したように、炭素の原料比を20質量%、リンの原料比を1.5質量%、鉄の原料比を0.8質量%、Co/(Sn+Co)比を37質量%でそれぞれ一定とし、チタンの原料比を0質量%以上16質量%以下の範囲内で変化させ、すなわち原料比を実施例33−1〜33−12と同様にしたことを除き、他は実施例40−1〜40−7と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
電解液の溶媒にFECを加え、すなわち溶媒の組成を実施例23−1〜23−3と同様にしたことを除き、他は実施例40−5と同様にして二次電池を作製した。
Claims (17)
- 構成元素として、スズと、コバルトと、炭素と、リンと、鉄(Fe)とを少なくとも含み、
炭素の含有量は9.9質量%以上29.7質量%以下であり、リンの含有量は0.1質量%以上2.2質量%以下であり、鉄の含有量は0.1質量%以上5.9質量%以下であり、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合は24質量%以上70質量%以下である
負極活物質。 - X線光電子分析法により284.5eVよりも低い領域に前記炭素の1sピークが得られる、請求項1記載の負極活物質。
- リチウムと反応可能であり、X線回折により得られる回折ピークの半値幅が1°以上である反応相を有する、請求項1記載の負極活物質。
- 更に、構成元素として、ケイ素を含む、請求項1記載の負極活物質。
- 前記ケイ素の含有量は、0.5質量%以上7.9質量%以下である、請求項4記載の負極活物質。
- 更に、構成元素として、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、14.9質量%以下の範囲内で含む、請求項1記載の負極活物質。
- 前記インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、1.5質量%以上含む、請求項6記載の負極活物質。
- 更に、ケイ素を0.5質量%以上7.9質量%以下の範囲内で含むと共に、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、1.5質量%以上14.9質量%以下の範囲内で含む、請求項1記載の負極活物質。
- 正極および負極と共に電解質を備え、
前記負極は、構成元素としてスズと、コバルトと、炭素と、リンと、鉄とを少なくとも含む負極活物質を含有し、
前記負極活物質における炭素の含有量は9.9質量%以上29.7質量%以下であり、リンの含有量は0.1質量%以上2.2質量%以下であり、鉄の含有量は0.1質量%以上5.9質量%以下であり、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合は24質量%以上70質量%以下である
二次電池。 - 前記負極活物質は、X線光電子分析法により284.5eVよりも低い領域に前記炭素の1sピークが得られる、請求項9記載の二次電池。
- 前記負極活物質は、リチウムと反応可能であり、X線回折により得られる回折ピークの半値幅が1°以上である反応相を有する、請求項9記載の二次電池。
- 前記負極活物質は、更に、構成元素としてケイ素を含む、請求項9記載の二次電池。
- 前記負極活物質におけるケイ素の含有量は、0.5質量%以上7.9質量%以下である、請求項12記載の二次電池。
- 前記負極活物質は、更に、構成元素として、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、14.9質量%以下の範囲内で含む、請求項9記載の二次電池。
- 前記負極活物質は、前記インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、1.5質量%以上含む、請求項14記載の二次電池。
- 前記負極活物質は、更に、ケイ素を0.5質量%以上7.9質量%以下の範囲内で含むと共に、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、ガリウムおよびビスマスからなる群のうちの少なくとも1種を、1.5質量%以上14.9質量%以下の範囲内で含む、請求項9記載の二次電池。
- 前記電解質は、ハロゲン原子を有する環状の炭酸エステル誘導体を含有する、請求項9記載の二次電池。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007029668A JP4462276B2 (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 負極活物質および二次電池 |
KR20080010814A KR101490870B1 (ko) | 2007-02-08 | 2008-02-01 | 부극 활물질 및 전지 |
US12/026,594 US8993166B2 (en) | 2007-02-08 | 2008-02-06 | Anode active material and battery |
CN2008100059103A CN101241990B (zh) | 2007-02-08 | 2008-02-13 | 负极活性材料和电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007029668A JP4462276B2 (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 負極活物質および二次電池 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009273719A Division JP5201123B2 (ja) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | 負極活物質および二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008198391A JP2008198391A (ja) | 2008-08-28 |
JP4462276B2 true JP4462276B2 (ja) | 2010-05-12 |
Family
ID=39686120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007029668A Expired - Fee Related JP4462276B2 (ja) | 2007-02-08 | 2007-02-08 | 負極活物質および二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8993166B2 (ja) |
JP (1) | JP4462276B2 (ja) |
KR (1) | KR101490870B1 (ja) |
CN (1) | CN101241990B (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9806332B2 (en) | 2011-12-06 | 2017-10-31 | Lg Chem, Ltd. | Anode active material for lithium secondary batteries |
CN103988350B (zh) * | 2011-12-06 | 2016-08-24 | 株式会社Lg化学 | 锂二次电池用负极活性材料及其制造方法 |
JP6555278B2 (ja) * | 2014-12-17 | 2019-08-07 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極活物質、およびこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
JPWO2016098213A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2017-11-02 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
US20180013141A1 (en) * | 2014-12-17 | 2018-01-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Negative Electrode Active Material for Electric Device and Electric Device Using the Same |
CN112436117B (zh) * | 2019-06-04 | 2021-09-28 | 中国地质大学(北京) | 一种Sn-P-CNT复合材料 |
EP4200452A1 (en) | 2020-08-18 | 2023-06-28 | Enviro Metals, LLC | Metal refinement |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4950566A (en) | 1988-10-24 | 1990-08-21 | Huggins Robert A | Metal silicide electrode in lithium cells |
JP3002114B2 (ja) | 1995-05-15 | 2000-01-24 | 鐘紡株式会社 | 電池用電極の製造方法 |
JP3733292B2 (ja) | 1998-09-18 | 2006-01-11 | キヤノン株式会社 | リチウム二次電池の負極用電極材、該電極材を用いた電極構造体、該電極構造体を用いたリチウム二次電池、及び該電極構造体及び該リチウム二次電池の製造方法 |
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 |
JP2000311684A (ja) | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池およびその正極の製造方法 |
JP4406789B2 (ja) | 2003-11-20 | 2010-02-03 | 福田金属箔粉工業株式会社 | リチウム二次電池用負極材料及びその製造方法 |
JP4055207B2 (ja) | 2004-09-30 | 2008-03-05 | ソニー株式会社 | 負極活物質およびそれを用いた電池 |
JP4051686B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2008-02-27 | ソニー株式会社 | 負極活物質およびそれを用いた電池 |
JP4270109B2 (ja) * | 2004-11-05 | 2009-05-27 | ソニー株式会社 | 電池 |
JP4324794B2 (ja) | 2004-11-09 | 2009-09-02 | ソニー株式会社 | 負極活物質および二次電池 |
JP4997706B2 (ja) | 2005-02-25 | 2012-08-08 | 中央電気工業株式会社 | 非水系二次電池用負極材料とその製造方法 |
JP4839673B2 (ja) | 2005-05-12 | 2011-12-21 | ソニー株式会社 | 二次電池用電解液および二次電池 |
JP4213687B2 (ja) | 2005-07-07 | 2009-01-21 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池及び電池パック |
-
2007
- 2007-02-08 JP JP2007029668A patent/JP4462276B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-01 KR KR20080010814A patent/KR101490870B1/ko active IP Right Grant
- 2008-02-06 US US12/026,594 patent/US8993166B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-02-13 CN CN2008100059103A patent/CN101241990B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8993166B2 (en) | 2015-03-31 |
US20080193856A1 (en) | 2008-08-14 |
KR101490870B1 (ko) | 2015-02-06 |
JP2008198391A (ja) | 2008-08-28 |
KR20080074748A (ko) | 2008-08-13 |
CN101241990A (zh) | 2008-08-13 |
CN101241990B (zh) | 2011-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4324794B2 (ja) | 負極活物質および二次電池 | |
KR101362513B1 (ko) | 부극 활성 물질 및 이를 이용한 전지 | |
KR101251640B1 (ko) | 부극 활성 물질 및 그것을 사용한 전지 | |
JP2007128842A (ja) | 負極活物質および電池 | |
JP4462276B2 (ja) | 負極活物質および二次電池 | |
JP4626679B2 (ja) | 負極活物質および二次電池 | |
JP4897718B2 (ja) | 負極活物質および二次電池 | |
JP4055207B2 (ja) | 負極活物質およびそれを用いた電池 | |
JP2006134758A (ja) | 二次電池 | |
US20080261114A1 (en) | Anode active material and secondary battery | |
JP2006134684A (ja) | 負極および電池 | |
JP2006261072A (ja) | 負極活物質および電池 | |
JP5034287B2 (ja) | 電池 | |
JP4910282B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極活物質およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP5201123B2 (ja) | 負極活物質および二次電池 | |
JP2006344403A (ja) | 負極活物質およびそれを用いた電池、ならびに負極活物質の製造方法 | |
JP4613584B2 (ja) | 負極活物質およびそれを用いた電池 | |
JP5532328B2 (ja) | 負極活物質、二次電池、電動工具、電気自動車および電力貯蔵システム | |
JP4910281B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP2007250394A (ja) | 負極および電池 | |
JP2007109416A (ja) | 負極活物質,負極活物質の製造方法および電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090309 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091201 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4462276 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |