JP5142515B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5142515B2 JP5142515B2 JP2006341529A JP2006341529A JP5142515B2 JP 5142515 B2 JP5142515 B2 JP 5142515B2 JP 2006341529 A JP2006341529 A JP 2006341529A JP 2006341529 A JP2006341529 A JP 2006341529A JP 5142515 B2 JP5142515 B2 JP 5142515B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- secondary battery
- electrolyte secondary
- nonaqueous electrolyte
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、正極、負極および非水電解質からなる非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
現在、高エネルギー密度の二次電池として、非水電解質を使用し、例えばリチウムイオンを正極と負極との間で移動させて充放電を行うようにした非水電解質二次電池が多く利用されている。 Currently, non-aqueous electrolyte secondary batteries that use a non-aqueous electrolyte as a secondary battery with a high energy density, for example, charge and discharge by moving lithium ions between the positive electrode and the negative electrode are widely used. Yes.
このような非水電解質二次電池において、一般に正極としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ、負極としてリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素材料、リチウム金属、リチウム合金等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。 In such a non-aqueous electrolyte secondary battery, a lithium transition metal composite oxide having a layered structure such as lithium nickelate (LiNiO 2 ) or lithium cobaltate (LiCoO 2 ) is generally used as a positive electrode, and lithium is occluded as a negative electrode. In addition, carbon materials that can be released, lithium metal, lithium alloys, and the like are used (for example, see Patent Document 1).
また、非水電解質として、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等の有機溶媒に四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等の電解質塩を溶解させたものが使用されている。 In addition, a nonaqueous electrolyte in which an electrolyte salt such as lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) or lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved in an organic solvent such as ethylene carbonate or diethyl carbonate is used. ing.
一方、近年では、リチウムイオンの代わりにナトリウムイオンを利用した非水電解質二次電池の研究が始められている（例えば、特許文献２参照）。この非水電解質二次電池の負極はナトリウムを含む金属により形成されている。ナトリウムは海水中に豊富に含まれているので、このようなナトリウムを利用することにより非水電解質二次電池の低コスト化を図ることができる。
ナトリウムを利用した非水電解質二次電池の充放電反応は、ナトリウムイオンの溶解および析出により行われるため、充放電効率および充放電特性が良好でない。 Since the charge / discharge reaction of the nonaqueous electrolyte secondary battery using sodium is performed by dissolution and precipitation of sodium ions, charge / discharge efficiency and charge / discharge characteristics are not good.
また、充放電を繰り返すと、非水電解質中に樹枝状の析出物（デンドライト）が生成されやすくなる。そのため、上記デンドライトにより内部短絡が発生する場合があり、十分な安全性の確保が困難である。 Moreover, when charging and discharging are repeated, dendritic precipitates (dendrites) are likely to be generated in the nonaqueous electrolyte. Therefore, an internal short circuit may occur due to the dendrite, and it is difficult to ensure sufficient safety.
さらに、ナトリウムイオンを利用した非水電解質二次電池において、リチウムイオンを吸蔵および放出することができる実用性の高い炭素を含む負極を用いた場合、この負極に対してナトリウムイオンが十分に吸蔵および放出されず、高い充放電容量密度を得ることができない。同様に、珪素を含む負極を用いた場合でも、この負極に対してはナトリウムイオンが吸蔵および放出されない。 Furthermore, in a non-aqueous electrolyte secondary battery using sodium ions, when a negative electrode containing highly practical carbon that can occlude and release lithium ions is used, sodium ions are sufficiently occluded and absorbed into the negative electrode. It is not released and a high charge / discharge capacity density cannot be obtained. Similarly, even when a negative electrode containing silicon is used, sodium ions are not occluded and released from the negative electrode.
本発明の目的は、充放電を行うことが可能で安価な非水電解質二次電池を提供することである。 An object of the present invention is to provide an inexpensive non-aqueous electrolyte secondary battery that can be charged and discharged.
（１）本発明に係る非水電解質二次電池は、負極活物質層を有する負極と、正極と、ナトリウムイオンを含む非水電解質とを備え、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質は、ホウ化マグネシウム、ホウ化チタン、ホウ化タンタル、ホウ化ジルコニウムおよびホウ化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものである。
(1) A nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a negative electrode having a negative electrode active material layer, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte containing sodium ions. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material are those containing magnesium boride, titanium boride, tantalum boride, at least one member selected from the group consisting of zirconium boride and aluminum boride.
本発明に係る非水電解質二次電池においては、ホウ化マグネシウム、ホウ化チタン、ホウ化タンタル、ホウ化ジルコニウム、ホウ化アルミニウムおよびホウ素からなる群から選択される少なくとも１種を含む負極活物質層を用いることにより、非水電解質のナトリウムイオンが負極に対して十分に吸蔵および放出される。それにより、可逆的な充放電を行うことが可能となる。 In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, a negative electrode active material layer containing at least one selected from the group consisting of magnesium boride, titanium boride, tantalum boride, zirconium boride, aluminum boride and boron By using this, sodium ions of the non-aqueous electrolyte are sufficiently occluded and released from the negative electrode. Thereby, reversible charging / discharging can be performed.
また、資源的に豊富なナトリウムを用いることにより非水電解質二次電池の低コスト化を図ることができる。 In addition, the cost of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be reduced by using resource-rich sodium.
さらに、上記の負極活物質を含む負極活物質層を用いることによって高い初期放電容量密度を得ることができる。 Furthermore, a high initial discharge capacity density can be obtained by using a negative electrode active material layer containing the negative electrode active material.
（２）負極は、箔状の金属集電体をさらに有し、負極活物質層は、金属集電体上に形成されてもよい。この場合、負極活物質層の形成が容易となる。 (2) The negative electrode may further include a foil-shaped metal current collector, and the negative electrode active material layer may be formed on the metal current collector. In this case, the negative electrode active material layer can be easily formed.
（３）非水電解質は、六フッ化リン酸ナトリウムを含んでもよい。この場合、非水電解質二次電池の安全性および熱安定性が向上される。 (3) The non-aqueous electrolyte may contain sodium hexafluorophosphate. In this case, the safety and thermal stability of the nonaqueous electrolyte secondary battery are improved.
（４）非水電解質は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類およびアミド類からなる群から選択される１種または２種以上を含んでもよい。この場合、非水電解質二次電池の低コスト化が図れるとともに安全性が向上される。 (4) The nonaqueous electrolyte may contain one or more selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles and amides. Good. In this case, the cost of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be reduced and the safety is improved.
本発明によれば、充放電を行うことが可能で安価な非水電解質二次電池を得ることができる。 According to the present invention, an inexpensive non-aqueous electrolyte secondary battery that can be charged and discharged can be obtained.
以下、本発明の一実施の形態に係る非水電解質二次電池について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態に係る非水電解質二次電池は、作用極（負極）、対極（正極）および非水電解質により構成される。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment includes a working electrode (negative electrode), a counter electrode (positive electrode), and a nonaqueous electrolyte.
なお、以下に説明する各種材料および当該材料の厚さおよび濃度等は以下の記載に限定されるものではなく、適宜設定することができる。 The various materials described below and the thicknesses and concentrations of the materials are not limited to those described below, and can be set as appropriate.
（１）作用極の作製
本実施の形態においては、次のようにして作用極（以下、負極と呼ぶ）を作製する。
(1) Production of Working Electrode In this embodiment, a working electrode (hereinafter referred to as a negative electrode) is produced as follows.
例えば、負極活物質として、２５０μｍ以下の粒径を有するＭｇＢ２（ホウ化マグネシウム）、ＴｉＢ２（ホウ化チタン）、ＴａＢ２（ホウ化タンタル）、ＺｒＢ２（ホウ化ジルコニウム）、ＡｌＢ２（ホウ化アルミニウム）（以上はホウ化物）またはＢ（ホウ素）の粉末と、当該粉末に対して８重量％の結着剤のポリフッ化ビニリデンを含むＮ−メチル−２−ピロリドン溶液とを、この順で重量比が９５：５となるよう混合することによりスラリー（負極合剤）を作製する。なお、上記の各負極活物質の結晶構造は、六方晶系（Ｐ６／ｍｍｍ（１９１））に帰属する。 For example, as the negative electrode active material, MgB 2 (magnesium boride), TiB 2 (titanium boride), TaB 2 (tantalum boride), ZrB 2 (zirconium boride), AlB 2 (boron) having a particle size of 250 μm or less. Aluminum fluoride) (above is boride) or B (boron) powder and an N-methyl-2-pyrrolidone solution containing 8% by weight of the binder polyvinylidene fluoride in this order. A slurry (negative electrode mixture) is prepared by mixing so that the weight ratio is 95: 5. The crystal structure of each negative electrode active material belongs to the hexagonal system (P6 / mmm (191)).
続いて、ドクターブレード法により、作製したスラリーを負極集電体（例えば、厚さ１０μｍの銅箔）上に塗布した後、真空中で乾燥させ、圧延ローラーにより圧延することによって負極活物質層を形成する。 Then, after apply | coating the produced slurry on a negative electrode collector (for example, 10-micrometer-thick copper foil) with a doctor blade method, it dries in a vacuum and rolls with a rolling roller, and forms a negative electrode active material layer. Form.
このように、圧延により負極活物質層を形成することによって、負極活物質の粒子間、および負極活物質と負極集電体との間における密着性を向上できる。これにより、負極活物質の粒子間、および負極活物質と負極集電体との間における導電性を向上できる。なお、上記導電性が十分に高ければ、負極活物質層を箔または薄膜により形成してもよい。 Thus, by forming the negative electrode active material layer by rolling, the adhesion between the particles of the negative electrode active material and between the negative electrode active material and the negative electrode current collector can be improved. Thereby, the electroconductivity between the particles of the negative electrode active material and between the negative electrode active material and the negative electrode current collector can be improved. Note that the negative electrode active material layer may be formed of a foil or a thin film as long as the conductivity is sufficiently high.
そして、負極活物質層を形成しない銅箔の領域上に負極タブを取り付けることにより負極を完成させる。 And a negative electrode is completed by attaching a negative electrode tab on the area | region of the copper foil which does not form a negative electrode active material layer.
なお、負極を作製する際に添加する結着剤（バインダー）は、ポリフッ化ビニリデンの他に、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアセテート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエンラバーおよびカルボキシメチルセルロース等から選択される少なくとも１種を用いることができる。 In addition to the polyvinylidene fluoride, the binder (binder) added when producing the negative electrode is polytetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polyvinyl acetate, polymethacrylate, polyacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, styrene- At least one selected from butadiene rubber and carboxymethyl cellulose can be used.
結着剤の添加量が多いと、負極に含まれる負極活物質の割合が少なくなるため、高いエネルギー密度が得られなくなる。したがって、結着剤の添加量は、負極の全体の０〜３０重量％の範囲とし、好ましくは０〜２０重量％の範囲とし、より好ましくは０〜１０重量％の範囲とする。 When the amount of the binder added is large, the ratio of the negative electrode active material contained in the negative electrode is reduced, so that a high energy density cannot be obtained. Therefore, the addition amount of the binder is in the range of 0 to 30% by weight of the whole negative electrode, preferably in the range of 0 to 20% by weight, and more preferably in the range of 0 to 10% by weight.
（２）非水電解質の作製
非水電解質としては、非水溶媒に電解質塩を溶解させたものを用いることができる。
(2) Production of non-aqueous electrolyte As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte salt dissolved in a non-aqueous solvent can be used.
非水溶媒としては、通常電池用の非水溶媒として用いられる環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類等およびこれらの組合せからなるものが挙げられる。 Examples of non-aqueous solvents include cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, amides, and the like, which are usually used as non-aqueous solvents for batteries. Is mentioned.
環状炭酸エステルとしては、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等が挙げられ、これらの水素基の一部または全部がフッ素化されているものも用いることが可能で、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネート、フルオロエチルカーボネート等が挙げられる。 Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc., and those in which some or all of these hydrogen groups are fluorinated can be used. For example, trifluoropropylene carbonate, fluoro Examples include ethyl carbonate.
鎖状炭酸エステルとしては、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等が挙げられ、これらの水素基の一部または全部がフッ素化されているものも用いることが可能である。 Examples of the chain carbonic acid ester include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, and the like. Some of these hydrogen groups are fluorinated. It is possible to use.
エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ一ブチロラクトン等が挙げられる。環状エーテル類としては、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、クラウンエーテル等が挙げられる。 Examples of the esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and γ-butyrolactone. Examples of cyclic ethers include 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,4-dioxane, 1,3,5. -Trioxane, furan, 2-methylfuran, 1,8-cineol, crown ether, etc. are mentioned.
鎖状エーテル類としては、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、テトラエチレングリコールジメチル等が挙げられる。 As chain ethers, 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, tetraethy Glycols dimethyl, and the like.
ニトリル類としては、アセトニトリル等が挙げられ、アミド類としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。 Nitriles include acetonitrile and the like, and amides include dimethylformamide and the like.
電解質塩としては、非水溶媒に可溶な過酸化物（ＮａＣｌＯ４等）でない安全性および熱安定性が高いものを用いる。 As the electrolyte salt, one that is not a peroxide (such as NaClO 4 ) that is soluble in a nonaqueous solvent and has high safety and thermal stability is used.
例えば、電解質塩として、六フッ化リン酸ナトリウム（ＮａＰＦ６）、四フッ化ホウ酸ナトリウム（ＮａＢＦ４）、ＮａＡＳＦ６、ＮａＣＦ３ＳＯ３、ＮａＮ（ＣｌＦ２１＋１ＳＯ２）（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）（ｌおよびｍは１以上の整数）、ＮａＣ（ＣｐＦ２ｐ＋１ＳＯ２）（ＣｑＦ２ｑ＋１ＳＯ２）（ＣｒＦ２ｒ＋１ＳＯ２）（ｐ、ｑおよびｒは１以上の整数）、またはジフルオロ（オキサラト）ホウ酸ナトリウム等を用いることができる。なお、上記電解質塩のうち１種を用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記電解質塩は、０．１〜１．５ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．５〜１．５ｍｏｌ／ｌの濃度になるように上記非水溶媒に添加される。 For example, as an electrolyte salt, sodium hexafluorophosphate (NaPF 6 ), sodium tetrafluoroborate (NaBF 4 ), NaASF 6 , NaCF 3 SO 3 , NaN (C l F 21 + 1 SO 2 ) (C m F 2m + 1 SO 2 ) (l and m are integers of 1 or more), NaC (C p F 2p + 1 SO 2 ) (C q F 2q + 1 SO 2 ) (C r F2 r + 1 SO 2 ) (p, q and r are integers of 1 or more ), Or sodium difluoro (oxalato) borate or the like. In addition, you may use 1 type in the said electrolyte salt, and may use it in combination of 2 or more type. The electrolyte salt is added to the nonaqueous solvent so as to have a concentration of 0.1 to 1.5 mol / l, preferably 0.5 to 1.5 mol / l.
本実施の形態では、非水電解質として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比５０：５０の割合で混合した非水溶媒に、電解質塩としての六フッ化リン酸ナトリウムを１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように添加したものを用いる。 In the present embodiment, as a nonaqueous electrolyte, a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 50:50, and sodium hexafluorophosphate as an electrolyte salt to a concentration of 1 mol / l. What was added so that it may become is used.
（３）非水電解質二次電池の作製
図１は、本実施の形態に係る非水電解質二次電池の試験セルの概略説明図である。
(3) Production of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a test cell of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment.
図１に示すように、不活性雰囲気下において、上記負極２にリードを取り付けるとともに、例えばナトリウム金属からなる対極としての正極１にリードを取り付ける。なお、ナトリウム金属からなる上記正極１の代わりに、ナトリウムイオンを吸蔵および放出することが可能な炭素材料および導電性ポリマー等の他の材料を含む正極を用いてもよい。 As shown in FIG. 1, a lead is attached to the negative electrode 2 in an inert atmosphere, and a lead is attached to the positive electrode 1 as a counter electrode made of, for example, sodium metal. In place of the positive electrode 1 made of sodium metal, a positive electrode including other materials such as a carbon material and a conductive polymer capable of inserting and extracting sodium ions may be used.
次に、負極２と正極１との間にセパレータ４を挿入し、セル容器１０内に負極２、正極１および例えばナトリウム金属からなる参照極３を配置する。そして、セル容器１０内に上記非水電解質５を注入することにより試験セルを作製する。 Next, the separator 4 is inserted between the negative electrode 2 and the positive electrode 1, and the negative electrode 2, the positive electrode 1, and the reference electrode 3 made of, for example, sodium metal are disposed in the cell container 10. Then, the test cell is manufactured by injecting the nonaqueous electrolyte 5 into the cell container 10.
（４）本実施の形態における効果
負極活物質としてＭｇＢ２、ＴｉＢ２、ＴａＢ２、ＺｒＢ２、ＡｌＢ２またはＢを用いた場合に、これらの負極活物質がナトリウムイオンを吸蔵および放出することが可能か否かについては本出願時まで知見がなかった。
(4) Effects in this Embodiment When MgB 2 , TiB 2 , TaB 2 , ZrB 2 , AlB 2 or B is used as the negative electrode active material, these negative electrode active materials may occlude and release sodium ions. There was no knowledge as to whether it was possible or not until the present application.
本実施の形態においては、以下の作用効果を得ることができる。 In the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
第１に、ＭｇＢ２、ＴｉＢ２、ＴａＢ２、ＺｒＢ２、ＡｌＢ２またはＢ含む負極２を用いることにより、ナトリウムイオンが当該負極２に対して十分に吸蔵および放出される。 First, by using the negative electrode 2 containing MgB 2 , TiB 2 , TaB 2 , ZrB 2 , AlB 2 or B, sodium ions are sufficiently occluded and released from the negative electrode 2.
第２に、上記の負極活物質を含む負極２を用いることにより、高い放電容量密度を得ることができる。 Secondly, a high discharge capacity density can be obtained by using the negative electrode 2 containing the negative electrode active material.
第３に、資源的に豊富なナトリウムを使用することにより非水電解質二次電池の低コスト化を図ることができる。 Thirdly, the cost of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be reduced by using resource-rich sodium.
（ａ）実施例１〜４、６、および参考例５の非水電解質二次電池
実施例１〜４、６、および参考例５においては、上記実施の形態に基づいて非水電解質二次電池の試験セルを作製し、作製した非水電解質二次電池の充放電特性を調べた。ただし、実施例１〜４、６、および参考例５に係る負極２の負極活物質として、それぞれＭｇＢ2、ＴｉＢ2、ＴａＢ2、ＺｒＢ2、ＡｌＢ2およびＢを用いた。
(A) Nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 4, 6 and Reference Example 5
In Examples 1 to 4, 6 and Reference Example 5 , a test cell for a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced based on the above embodiment, and the charge / discharge characteristics of the produced non-aqueous electrolyte secondary battery were examined. . However, MgB 2 , TiB 2 , TaB 2 , ZrB 2 , AlB 2 and B were used as the negative electrode active material of the negative electrode 2 according to Examples 1 to 4, 6 and Reference Example 5 , respectively.
作製した各試験セルにおいて、０．１ｍＡの定電流で、参照極３を基準とする負極２の電位が０Ｖに達するまで充電を行った。そして、０．１ｍＡの定電流で、参照極３を基準とする負極２の電位が１．５Ｖに達するまで放電を行うことにより充放電特性を調べた。 In each of the fabricated test cells, charging was performed at a constant current of 0.1 mA until the potential of the negative electrode 2 based on the reference electrode 3 reached 0V. Then, the charge / discharge characteristics were examined by performing discharge at a constant current of 0.1 mA until the potential of the negative electrode 2 with respect to the reference electrode 3 reached 1.5V.
（ｂ）比較例の非水電解質二次電池
比較例においては、上記実施の形態に基づいて非水電解質二次電池の試験セルを作製し、作製した非水電解質二次電池の充放電特性を調べた。ただし、比較例に係る負極２の負極活物質として、黒鉛粉末を用いた。
(B) Nonaqueous electrolyte secondary battery of comparative example In a comparative example, a test cell of a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced based on the above embodiment, and the charge / discharge characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were Examined. However, graphite powder was used as the negative electrode active material of the negative electrode 2 according to the comparative example.
作製した試験セルにおいて、実施例１〜４、６、および参考例５と同様に充放電試験を行い、充放電特性を調べた。
In the produced test cell, the charge / discharge test was done similarly to Examples 1-4, 6 and Reference Example 5 , and the charge / discharge characteristic was investigated.
（ｃ）充放電試験の評価
図２〜図７は、それぞれ実施例１〜４、６、および参考例５の非水電解質二次電池の充放電特性を示したグラフであり、図８は、比較例の非水電解質二次電池の充放電特性を示したグラフである。
(C) Evaluation of Charge / Discharge Test FIGS. 2 to 7 are graphs showing the charge / discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 4 and 6 and Reference Example 5 , respectively. It is the graph which showed the charging / discharging characteristic of the nonaqueous electrolyte secondary battery of a comparative example.
図２〜図７に示すように、実施例１〜４、６、および参考例５の非水電解質二次電池においては、充放電が良好に行われていることが確認できた。すなわち、ナトリウムイオンが負極２に対して可逆的に吸蔵および放出されていることが明らかになった。
As shown in FIGS. 2-7, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Examples 1-4, 6 and Reference Example 5 , it has confirmed that charging / discharging was performed favorably. That is, it was revealed that sodium ions were reversibly occluded and released from the negative electrode 2.
また、実施例１〜４、６、および参考例５で用いた負極活物質の比重（密度）、粒径およ
び初期放電容量密度をそれぞれ表１に示す。
Table 1 shows the specific gravity (density), particle diameter, and initial discharge capacity density of the negative electrode active materials used in Examples 1 to 4 and 6, and Reference Example 5 .
表１に示すように、負極活物質としてＴｉＢ２およびＴａＢ２をそれぞれ用いた実施例２および実施例３においては、特に高い初期放電容量密度を得ることができた。 As shown in Table 1, in Example 2 and Example 3 using TiB 2 and TaB 2 as the negative electrode active material, respectively, a particularly high initial discharge capacity density could be obtained.
一方、図８に示すように、負極活物質として黒鉛を用いた比較例の非水電解質二次電池においては、良好な充放電特性を得ることができなかった。また、上記の表１から、比較例では、初期放電容量密度は著しく小さいものとなった。 On the other hand, as shown in FIG. 8, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the comparative example using graphite as the negative electrode active material, good charge / discharge characteristics could not be obtained. Moreover, from said Table 1, in the comparative example, initial stage discharge capacity density became a remarkably small thing.
以上のことから、リチウムイオンを利用する従来の非水電解質二次電池に代わる上記新たな非水電解質二次電池の有効性を確認することができた。 From the above, the effectiveness of the new non-aqueous electrolyte secondary battery replacing the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium ions could be confirmed.
本発明に係る非水電解質二次電池は、携帯用電源および自動車用電源等の種々の電源として利用することができる。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be used as various power sources such as a portable power source and an automotive power source.
１ 正極
２ 負極
３ 参照極
４ セパレータ
５ 非水電解質
１０ セル容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Reference electrode 4 Separator 5 Nonaqueous electrolyte 10 Cell container
Claims (4)
前記負極活物質層は負極活物質を含み、
前記負極活物質は、ホウ化マグネシウム、ホウ化チタン、ホウ化タンタル、ホウ化ジルコニウムおよびホウ化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする非水電解質二次電池。 A negative electrode having a negative electrode active material layer, a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte containing sodium ions,
The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material,
The negative electrode active material, magnesium diboride, titanium boride, tantalum boride, a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of zirconium boride and aluminum boride.
前記負極活物質層は、前記金属集電体上に形成されたことを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。 The negative electrode further has a foil-like metal current collector,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material layer is formed on the metal current collector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006341529A JP5142515B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006341529A JP5142515B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008153122A JP2008153122A (en) | 2008-07-03 |
| JP5142515B2 true JP5142515B2 (en) | 2013-02-13 |
Family
ID=39655081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006341529A Active JP5142515B2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5142515B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8416150B2 (en) | 2007-08-22 | 2013-04-09 | Igt | Method and system for determining a position for an interstital diffuser for use in a multi-layer display |
| US8687149B2 (en) | 2001-10-11 | 2014-04-01 | Pure Depth Limited | Visual display unit illumination |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2237346B1 (en) | 2009-04-01 | 2017-08-09 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Electrically conductive nanocomposite material comprising sacrificial nanoparticles and open porous nanocomposites produced thereof |
| EP2228854B1 (en) | 2009-03-12 | 2014-03-05 | Belenos Clean Power Holding AG | Nitride and carbide anode materials |
| EP2287946A1 (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-23 | Belenos Clean Power Holding AG | New electrode materials, in particular for rechargeable lithium ion batteries |
| WO2011037250A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 住友化学株式会社 | Sodium-ion-type power storage device |
| WO2012132173A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 株式会社豊田自動織機 | Non-aqueous electrolyte secondary battery and vehicle |
| US9843080B2 (en) * | 2014-04-11 | 2017-12-12 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Magnesium-based methods, systems, and devices |
| KR102221719B1 (en) | 2014-05-23 | 2021-02-26 | 삼성전자주식회사 | Transparent conductor and electronic device including the same |
| US10777806B2 (en) * | 2018-03-29 | 2020-09-15 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Energy storage devices including at least one electrode comprising a metal diboride, and related methods |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468694B1 (en) * | 1997-03-27 | 2002-10-22 | Millennium Cell, Inc. | High energy density boride batteries |
| US5948558A (en) * | 1997-03-27 | 1999-09-07 | National Patent Development Corporation | High energy density boride batteries |
| JP2000299107A (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lithium secondary battery |
| JP3570670B2 (en) * | 1999-06-28 | 2004-09-29 | 松下電池工業株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery, its negative electrode and negative electrode material |
| JP4547504B2 (en) * | 1999-10-04 | 2010-09-22 | 中央電気工業株式会社 | Graphite material suitable for negative electrode of lithium ion secondary battery and method for producing the same |
| JP3882447B2 (en) * | 2000-02-29 | 2007-02-14 | 松下電器産業株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JP4055642B2 (en) * | 2003-05-01 | 2008-03-05 | 日産自動車株式会社 | High speed charge / discharge electrodes and batteries |
| JP5089028B2 (en) * | 2005-02-07 | 2012-12-05 | 三洋電機株式会社 | Sodium secondary battery |
| JP4739769B2 (en) * | 2005-02-07 | 2011-08-03 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JP4739770B2 (en) * | 2005-02-07 | 2011-08-03 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
2006
- 2006-12-19 JP JP2006341529A patent/JP5142515B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8687149B2 (en) | 2001-10-11 | 2014-04-01 | Pure Depth Limited | Visual display unit illumination |
| US8416150B2 (en) | 2007-08-22 | 2013-04-09 | Igt | Method and system for determining a position for an interstital diffuser for use in a multi-layer display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008153122A (en) | 2008-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5142515B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4739769B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| KR100982595B1 (en) | Positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5142544B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4739770B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4963806B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5260850B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode and method for producing positive electrode | |
| JP6320876B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4993891B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2009004285A (en) | Cathode active material, manufacturing method of cathode active material, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| WO2018137169A1 (en) | Lithium ion battery and preparation method therefor | |
| JP5089028B2 (en) | Sodium secondary battery | |
| JP2007073424A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| CN106104860B (en) | Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5100069B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP2008004461A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4693371B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2006216510A (en) | Positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same | |
| JP2006216511A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2006164695A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2007123236A (en) | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous secondary battery | |
| JP2008251190A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2006164810A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4989049B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2006269234A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091127 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121001 |
|
| 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: 20121023 |
|
| 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: 20121120 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5142515 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |