JP5928293B2 - 化合物、及びリチウムイオン電池 - Google Patents
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Description
本発明は、化合物、及びリチウムイオン電池に関する。
従来、携帯電話、モバイルパソコン、電気自動車などの蓄電池として、エネルギー密度が大きいリチウムイオン電池が広く使用されている。
前記リチウムイオン電池は、酸化還元反応を行う正極活物質を正極に有しており、酸化還元反応を行う負極活物質を負極に有している。前記正極活物質及び前記負極活物質は、化学反応を起こすことでエネルギーを放出する。放出したエネルギーを電気エネルギーとして取り出すことで、前記リチウムイオン電池はその機能を発現している。
前記リチウムイオン電池は、酸化還元反応を行う正極活物質を正極に有しており、酸化還元反応を行う負極活物質を負極に有している。前記正極活物質及び前記負極活物質は、化学反応を起こすことでエネルギーを放出する。放出したエネルギーを電気エネルギーとして取り出すことで、前記リチウムイオン電池はその機能を発現している。
前記リチウムイオン電池においては、放電時にはカチオン（リチウムイオン）が電解質から前記正極活物質へ移動し、前記負極活物質から前記電解質へカチオンが移動する。充電時には前記正極活物質から前記電解質へカチオンが放出され、前記電解質から前記負極活物質へカチオンが移動する。前記リチウムイオンは、イオン化傾向が大きく、酸化還元電位が全元素中で最も低い（−３．０４０Ｖ）。
前記リチウムイオン電池の前記正極活物質には、通常、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）が用いられている。しかし、コバルト酸リチウムは、１８０℃程度で多量の酸素を放出することから、可燃性の有機電解液を用いるリチウムイオン電池では、発火防止が大きな課題となる。
そこで、安全性が高い正極活物質として、鉄系の正極活物質が注目されている。
例えば、前記鉄系の正極活物質として、Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、この提案の化合物は、導電性が低く、導電助材としてカーボンの添加が必要である。前記カーボンを添加すると、その分、電池作製の工程が煩雑になってしまう。
例えば、前記鉄系の正極活物質として、Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、この提案の化合物は、導電性が低く、導電助材としてカーボンの添加が必要である。前記カーボンを添加すると、その分、電池作製の工程が煩雑になってしまう。
また、前記正極活物質として、ＡａＭｂＸｃＯ（３ｃ＋１）で表される化合物（ただし、前記Ａ、前記Ｍ、及び前記Ｘは、特定の元素を表し、前記ａ、前記ｂ、及び前記ｃは、特定の数字を表す。）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この提案の化合物を用いたリチウムイオン電池は、放電容量が小さく性能的には十分とは言えない。
したがって、大きな放電容量が得られるリチウムイオン電池を導電助剤を添加しなくても作製可能にする、正極活物質として有用な化合物、及び前記化合物を用いたリチウムイオン電池の提供が求められているのが現状である。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ２０１０， １３２ （３９）， ｐｐ１３５９６−１３５９７
本件は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本件は、大きな放電容量が得られるリチウムイオン電池を導電助剤を添加しなくても作製可能にする、正極活物質として有用な化合物、及び前記化合物を用いたリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に記載した通りである。即ち、
開示の化合物は、下記一般式（１）で表される。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
開示のリチウムイオン電池は、開示の前記化合物を含有する正極を有する。
開示の化合物は、下記一般式（１）で表される。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
開示のリチウムイオン電池は、開示の前記化合物を含有する正極を有する。
開示の化合物によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、大きな放電容量が得られるリチウムイオン電池を導電助剤を添加しなくても作製可能にする。
開示のリチウムイオン電池によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、大きな放電容量が得られるリチウムイオン電池を導電助剤を添加しなくても作製できる。
開示のリチウムイオン電池によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、大きな放電容量が得られるリチウムイオン電池を導電助剤を添加しなくても作製できる。
（化合物）
開示の化合物は、下記一般式（１）で表される。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
開示の化合物は、下記一般式（１）で表される。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
前記Ｍとしては、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、及びＲｈの少なくともいずれかであることが好ましく、Ｎｂ、及びＲｕの少なくともいずれかであることがより好ましい。
前記ａとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、１．６〜２．４が好ましく、１．９〜２．１がより好ましい。
前記ｂとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、０．９００〜０．９８０が好ましい。
前記ｃとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、０．０２０〜０．１００が好ましく、０．０２０〜０．０３０がより好ましい。
前記ｂと前記ｃとの和（ｂ＋ｃ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．９００〜１．１００が好ましく、０．９５０〜１．０５０がより好ましい。
前記ａとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、１．６〜２．４が好ましく、１．９〜２．１がより好ましい。
前記ｂとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、０．９００〜０．９８０が好ましい。
前記ｃとしては、より大きな放電容量を有するリチウムイオン電池が得られる点から、０．０２０〜０．１００が好ましく、０．０２０〜０．０３０がより好ましい。
前記ｂと前記ｃとの和（ｂ＋ｃ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．９００〜１．１００が好ましく、０．９５０〜１．０５０がより好ましい。
前記Ｍが、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕから選択される２種以上である場合の前記ｃとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記Ｍが、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕから選択される２種である場合、２種の金属を、Ｍ１、Ｍ２とすると、前記Ｍｃは、Ｍ１ ｃ１Ｍ２ ｃ２と表すことができ、前記ｃは、前記ｃ１と前記ｃ２との和（ｃ１＋ｃ２）であり、前記ｃ１としては、例えば、０．０１０〜０．１５０などが挙げられる。前記ｃ２としては、例えば、０．０１０〜０．１５０などが挙げられる。
＜一般式（１）で表される化合物の製造方法＞
前記一般式（１）で表される化合物の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムを含有する化合物と、鉄を含有する化合物と、Ｍ（前記一般式（１）中のＭ）を含有する化合物と、リン酸を含有する化合物とを混合して混合物を得る混合工程と、得られた前記混合物を焼成する焼成工程とを含む製造方法などが挙げられる。
前記一般式（１）で表される化合物の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムを含有する化合物と、鉄を含有する化合物と、Ｍ（前記一般式（１）中のＭ）を含有する化合物と、リン酸を含有する化合物とを混合して混合物を得る混合工程と、得られた前記混合物を焼成する焼成工程とを含む製造方法などが挙げられる。
−混合工程−
前記混合工程は、リチウムを含有する化合物と、鉄を含有する化合物と、Ｍ（前記一般式（１）中のＭ）を含有する化合物と、リン酸を含有する化合物とを混合して混合物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記混合工程は、リチウムを含有する化合物と、鉄を含有する化合物と、Ｍ（前記一般式（１）中のＭ）を含有する化合物と、リン酸を含有する化合物とを混合して混合物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−リチウムを含有する化合物−−
前記リチウムを含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムのフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、水素硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、アセテート、シュウ酸塩などが挙げられる。前記リチウムを含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、リチウムの炭酸塩（炭酸リチウム）が好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記リチウムを含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムのフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、水素硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、アセテート、シュウ酸塩などが挙げられる。前記リチウムを含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、リチウムの炭酸塩（炭酸リチウム）が好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
−−鉄を含有する化合物−−
前記鉄を含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、水酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩などが挙げられる。前記鉄を含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、鉄のシュウ酸塩が好ましい。前記鉄のシュウ酸塩としては、例えば、シュウ酸鉄二水和物などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記鉄を含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、水酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩などが挙げられる。前記鉄を含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、鉄のシュウ酸塩が好ましい。前記鉄のシュウ酸塩としては、例えば、シュウ酸鉄二水和物などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
−−Ｍを含有する化合物−−
前記Ｍを含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属Ｍ、前記Ｍのフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、水酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩などが挙げられる。前記Ｍを含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、前記Ｍの酸化物が好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記Ｍを含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属Ｍ、前記Ｍのフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、硫酸水素塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、酸化物、水酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩などが挙げられる。前記Ｍを含有する化合物は、これらの化合物の水和物であってもよい。これらの中でも、前記Ｍの酸化物が好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
−−リン酸を含有する化合物−−
前記リン酸を含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記リン酸を含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記混合は、得られる前記混合物において、前記Ｌｉ、前記Ｆｅ、前記Ｍ、及び前記Ｐが所望の比率になるように行うことが好ましい。
前記混合の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ボールミル法、乳鉢と乳棒とによる混合などが挙げられる。
前記混合の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０分間〜２時間などが挙げられる。
前記混合における温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記混合の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ボールミル法、乳鉢と乳棒とによる混合などが挙げられる。
前記混合の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０分間〜２時間などが挙げられる。
前記混合における温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−焼成工程−
前記焼成工程としては、前記混合工程で得られた前記混合物を焼成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記焼成の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５００℃〜７００℃などが挙げられる。
前記焼成の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５時間〜２４時間などが挙げられる。
前記焼成の雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性雰囲気などが挙げられる。前記不活性雰囲気としては、例えば、アルゴン雰囲気などが挙げられる。
前記焼成工程としては、前記混合工程で得られた前記混合物を焼成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記焼成の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５００℃〜７００℃などが挙げられる。
前記焼成の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５時間〜２４時間などが挙げられる。
前記焼成の雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性雰囲気などが挙げられる。前記不活性雰囲気としては、例えば、アルゴン雰囲気などが挙げられる。
（リチウムイオン電池）
開示のリチウムイオン電池は、正極を少なくとも有し、更に必要に応じて、負極、電解質、セパレータ、正極ケース、負極ケースなどのその他の部材を有する。
開示のリチウムイオン電池は、正極を少なくとも有し、更に必要に応じて、負極、電解質、セパレータ、正極ケース、負極ケースなどのその他の部材を有する。
＜正極＞
前記正極は、開示の前記化合物を少なくとも有し、更に必要に応じて、正極集電体などのその他の部を有する。
前記正極は、開示の前記化合物を少なくとも有し、更に必要に応じて、正極集電体などのその他の部を有する。
前記正極において、前記化合物は、正極活物質である。
前記正極における前記化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極において、前記正極活物質は、結着材と混合され、正極層を形成していてもよい。
前記結着材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが挙げられる。
前記正極における前記化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極において、前記正極活物質は、結着材と混合され、正極層を形成していてもよい。
前記結着材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが挙げられる。
前記正極の材質、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、棒状、円板状などが挙げられる。
前記正極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、棒状、円板状などが挙げられる。
−正極集電体−
前記正極集電体の形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極集電体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。
前記正極集電体の形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極集電体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。
前記正極集電体は、端子である正極ケースに対して正極層を良好に導通させるためのものである。
＜負極＞
前記負極は、負極活物質を少なくとも有し、更に必要に応じて、負極集電体などのその他の部を有する。
前記負極は、負極活物質を少なくとも有し、更に必要に応じて、負極集電体などのその他の部を有する。
前記負極の大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記負極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、棒状、円板状などが挙げられる。
前記負極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、棒状、円板状などが挙げられる。
−負極活物質−
前記負極活物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリ金属元素を有する化合物が挙げられる。
前記アルカリ金属元素を有する化合物としては、例えば、金属単体、合金、金属酸化物、金属窒化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属元素としては、例えば、リチウムなどが挙げられる。
前記金属単体としては、例えば、リチウムなどが挙げられる。
前記合金としては、例えば、リチウムを有する合金などが挙げられる。前記リチウムを有する合金としては、例えば、リチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、リチウムを有する金属酸化物などが挙げられる。前記リチウムを有する金属酸化物としては、例えば、リチウムチタン酸化物などが挙げられる。
前記金属窒化物としては、例えば、リチウムを含有する金属窒化物などが挙げられる。前記リチウムを含有する金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物などが挙げられる。
前記負極活物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリ金属元素を有する化合物が挙げられる。
前記アルカリ金属元素を有する化合物としては、例えば、金属単体、合金、金属酸化物、金属窒化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属元素としては、例えば、リチウムなどが挙げられる。
前記金属単体としては、例えば、リチウムなどが挙げられる。
前記合金としては、例えば、リチウムを有する合金などが挙げられる。前記リチウムを有する合金としては、例えば、リチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、リチウムを有する金属酸化物などが挙げられる。前記リチウムを有する金属酸化物としては、例えば、リチウムチタン酸化物などが挙げられる。
前記金属窒化物としては、例えば、リチウムを含有する金属窒化物などが挙げられる。前記リチウムを含有する金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物などが挙げられる。
前記負極における前記負極活物質の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記負極において、前記負極活物質は、導電材、及び結着材とともに混合され、負極層を形成していてもよい。
前記導電材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセチレンブラック、グラファイト、カーボンなどが挙げられる。
前記結着材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが挙げられる。
前記導電材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセチレンブラック、グラファイト、カーボンなどが挙げられる。
前記結着材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム（ＥＰＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが挙げられる。
−負極集電体−
前記負極集電体の形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記負極集電体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。
前記負極集電体の形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記負極集電体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。
前記負極集電体は、端子である負極ケースに対して負極層を良好に導通させるためのものである。
＜電解質＞
前記電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、非水電解液、固体電解質などが挙げられる。
前記電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、非水電解液、固体電解質などが挙げられる。
−非水電解液−
前記非水電解液としては、例えば、リチウム塩と、有機溶媒とを含有する非水電解液などが挙げられる。
前記非水電解液としては、例えば、リチウム塩と、有機溶媒とを含有する非水電解液などが挙げられる。
−−リチウム塩−−
前記リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、六フルオロリン酸リチウム、四フルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルホン）イミド、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）イミドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、六フルオロリン酸リチウムが、前記有機溶媒への溶解性が高い点で、好ましい。
前記リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、六フルオロリン酸リチウム、四フルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルホン）イミド、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）イミドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、六フルオロリン酸リチウムが、前記有機溶媒への溶解性が高い点で、好ましい。
前記リチウム塩の濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機溶媒中に０．５ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌであることがイオン伝導度の点で好ましい。
−−有機溶媒−−
前記有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エチレンカーボネート及びジメチルカーボネートの混合溶媒が、前記リチウム塩の溶解性が高い点で、好ましい。
前記有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エチレンカーボネート及びジメチルカーボネートの混合溶媒が、前記リチウム塩の溶解性が高い点で、好ましい。
前記有機溶媒の前記非水電解液中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７５質量％〜９５質量％が好ましく、８０質量％〜９０質量％がより好ましい。
前記有機溶媒の含有量が、７５質量％未満であると、前記非水電解液の粘度が増加し、電極への濡れ性が低下するため、電池の内部抵抗の上昇を招くことがあり、９５質量％を超えると、イオン伝導度が低下し、電池の出力の低下を招くことがある。一方、前記有機溶媒の含有量が、前記より好ましい範囲内であると、高いイオン伝導度を維持することができ、前記非水電解液の粘度を抑えることで電極への濡れ性を維持することができる点で有利である。
前記有機溶媒の含有量が、７５質量％未満であると、前記非水電解液の粘度が増加し、電極への濡れ性が低下するため、電池の内部抵抗の上昇を招くことがあり、９５質量％を超えると、イオン伝導度が低下し、電池の出力の低下を招くことがある。一方、前記有機溶媒の含有量が、前記より好ましい範囲内であると、高いイオン伝導度を維持することができ、前記非水電解液の粘度を抑えることで電極への濡れ性を維持することができる点で有利である。
−固体電解質−
前記固体電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機固体電解質、真性ポリマー電解質などが挙げられる。
前記無機固体電解質としては、例えば、ＬＩＳＩＣＯＮ材料、ペロブスカイト材料などが挙げられる。
前記真性ポリマー電解質としては、例えば、エチレンオキシド結合を有するポリマーなどが挙げられる。
前記固体電解質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機固体電解質、真性ポリマー電解質などが挙げられる。
前記無機固体電解質としては、例えば、ＬＩＳＩＣＯＮ材料、ペロブスカイト材料などが挙げられる。
前記真性ポリマー電解質としては、例えば、エチレンオキシド結合を有するポリマーなどが挙げられる。
前記リチウムイオン電池における前記電解質の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜セパレータ＞
前記セパレータの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、セロハン、ポリオレフィン不織布、ポリアミド不織布、ガラス繊維不織布などが挙げられる。前記紙としては、例えば、クラフト紙、ビニロン混抄紙、合成パルプ混抄紙などが挙げられる。
前記セパレータの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シート状などが挙げられる。
前記セパレータの構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記セパレータの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記セパレータの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、セロハン、ポリオレフィン不織布、ポリアミド不織布、ガラス繊維不織布などが挙げられる。前記紙としては、例えば、クラフト紙、ビニロン混抄紙、合成パルプ混抄紙などが挙げられる。
前記セパレータの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シート状などが挙げられる。
前記セパレータの構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記セパレータの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜正極ケース＞
前記正極ケースの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、ステンレス鋼、ステンレス鋼又は鉄にニッケルなどのめっきを施した金属などが挙げられる。
前記正極ケースの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、周囲が反り上がった底の浅い皿状、有底円筒形、有底角柱状などが挙げられる。
前記正極ケースの構造は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。前記積層構造としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、及び銅の三層構造などが挙げられる。
前記正極ケースの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記正極ケースの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、ステンレス鋼、ステンレス鋼又は鉄にニッケルなどのめっきを施した金属などが挙げられる。
前記正極ケースの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、周囲が反り上がった底の浅い皿状、有底円筒形、有底角柱状などが挙げられる。
前記正極ケースの構造は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。前記積層構造としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、及び銅の三層構造などが挙げられる。
前記正極ケースの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜負極ケース＞
前記負極ケースの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、ステンレス鋼、ステンレス鋼又は鉄にニッケルなどのめっきを施した金属などが挙げられる。
前記負極ケースの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、周囲が反り上がった底の浅い皿状、有底円筒形、有底角柱状などが挙げられる。
前記負極ケースの構造は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。前記積層構造としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、及び銅の三層構造などが挙げられる。
前記負極ケースの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記負極ケースの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、ステンレス鋼、ステンレス鋼又は鉄にニッケルなどのめっきを施した金属などが挙げられる。
前記負極ケースの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、周囲が反り上がった底の浅い皿状、有底円筒形、有底角柱状などが挙げられる。
前記負極ケースの構造は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。前記積層構造としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、及び銅の三層構造などが挙げられる。
前記負極ケースの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記リチウムイオン電池の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コイン型、円筒状、角形、シート型などが挙げられる。
開示のリチウムイオン電池の一例を図を用いて説明する。図１は、開示のリチウムイオン電池の一例を示す概略断面図である。
図１に示すリチウムイオン電池は、コイン型のリチウムイオン電池である。前記コイン型リチウムイオン電池は、正極集電体１１及び正極層１２からなる正極１０と、負極集電体２１及び負極層２２からなる負極２０と、正極１０及び負極２０の間に介在する電解質層３０とを備える。図１のリチウムイオン電池においては、正極集電体１１及び負極集電体２１は、各々、正極ケース４１及び負極ケース４２に対して、集電体４３を介して固定されている。正極ケース４１と負極ケース４２との間は、例えば、ポリプロピレン製のパッキング材４４で封止されている。集電体４３は、正極集電体１１と正極ケース４１との間、及び負極集電体２１と負極ケース４２との間の空隙を埋めつつ導通を図るためのものである。
図１に示すリチウムイオン電池は、コイン型のリチウムイオン電池である。前記コイン型リチウムイオン電池は、正極集電体１１及び正極層１２からなる正極１０と、負極集電体２１及び負極層２２からなる負極２０と、正極１０及び負極２０の間に介在する電解質層３０とを備える。図１のリチウムイオン電池においては、正極集電体１１及び負極集電体２１は、各々、正極ケース４１及び負極ケース４２に対して、集電体４３を介して固定されている。正極ケース４１と負極ケース４２との間は、例えば、ポリプロピレン製のパッキング材４４で封止されている。集電体４３は、正極集電体１１と正極ケース４１との間、及び負極集電体２１と負極ケース４２との間の空隙を埋めつつ導通を図るためのものである。
以下、実施例を挙げて開示の化合物、及びリチウムイオン電池をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
リチウム源として、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３、株式会社高純度化学研究所製）、鉄源として、シュウ酸鉄二水和物（ＦｅＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、関東化学株式会社製）、リン源として、リン酸水素二アンモニウム（（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、関東化学株式会社製）、及びルテニウム源として、酸化ルテニウム（ＲｕＯ４、アルドリッチ社製）を原料に用いた。
前記原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した。秤量した試薬を、ボールミルにて１時間混合し、混合物を得た。前記混合物を管状炉に設置し、アルゴン雰囲気下、６００℃で１２時間加熱し焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
リチウム源として、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３、株式会社高純度化学研究所製）、鉄源として、シュウ酸鉄二水和物（ＦｅＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、関東化学株式会社製）、リン源として、リン酸水素二アンモニウム（（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、関東化学株式会社製）、及びルテニウム源として、酸化ルテニウム（ＲｕＯ４、アルドリッチ社製）を原料に用いた。
前記原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した。秤量した試薬を、ボールミルにて１時間混合し、混合物を得た。前記混合物を管状炉に設置し、アルゴン雰囲気下、６００℃で１２時間加熱し焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例２）
＜Ｌｉ１．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ１．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ１．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ１．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例３）
＜Ｌｉ２．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例４）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９０Ｒｕ０．０１０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９０：０．０１０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９０：０．０１０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９０Ｒｕ０．０１０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９０Ｒｕ０．０１０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９０：０．０１０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９０：０．０１０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９０Ｒｕ０．０１０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例５）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０２０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０２０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０２０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０２０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例６）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．１００Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．１００：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．１００：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．１００Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．１００Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．１００：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．１００：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．１００Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例７）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３００Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３００：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３００：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３００Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３００Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３００：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３００：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３００Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例８）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ニオブ：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ニオブ：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例９）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｍｏ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化モリブデン（ＭｏＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：モリブデン：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｍｏ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｍｏ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化モリブデン（ＭｏＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：モリブデン：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｍｏ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１０）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｈ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ロジウム（ＲｈＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ロジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｈ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｈ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ロジウム（ＲｈＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ロジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｈ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１１）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０１０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）を追加した。
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ニオブ：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０１０：０．０２０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ニオブ：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０１０：０．０２０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０１０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０１０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）を追加した。
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ニオブ：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０１０：０．０２０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ニオブ：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０１０：０．０２０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｎｂ０．０１０Ｒｕ０．０２０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１２）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９８０：０．０５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９８０Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１３）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．０５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．０５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．０５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９００：０．０５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９００Ｒｕ０．０５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１４）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｄ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化パラジウム（ＰｄＯ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：パラジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｄ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｄ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化パラジウム（ＰｄＯ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：パラジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｄ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１５）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｇ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化銀（Ａｇ２Ｏ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：銀：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｇ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｇ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化銀（Ａｇ２Ｏ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：銀：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｇ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１６）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｈｆ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ハフニウム（ＨｆＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ハフニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｈｆ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｈｆ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化ハフニウム（ＨｆＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ハフニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｈｆ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１７）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｔａ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：タンタル：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｔａ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｔａ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：タンタル：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｔａ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１８）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｗ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化タングステン（ＷＯ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：タングステン：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｗ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｗ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化タングステン（ＷＯ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：タングステン：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｗ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例１９）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｅ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化レニウム（ＲｅＯ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：レニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｅ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｅ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化レニウム（ＲｅＯ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：レニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｅ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例２０）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｉｒ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化イリジウム（ＩｒＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：イリジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｉｒ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｉｒ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化イリジウム（ＩｒＯ２、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：イリジウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｉｒ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例２１）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｔ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを白金（Ｐｔ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：白金：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｔ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｔ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを白金（Ｐｔ、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：白金：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｐｔ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例２２）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化金（Ａｕ２Ｏ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：金：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、酸化ルテニウムを酸化金（Ａｕ２Ｏ３、株式会社高純度化学研究所製）に代えた以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：金：リン＝２．０００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ａｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例１）
＜Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７の合成＞
リチウム源として、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３、株式会社高純度化学研究所製）、鉄源として、シュウ酸鉄二水和物（ＦｅＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、関東化学株式会社製）、及びリン源として、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）を原料に用いた。
前記原料を元素比で、リチウム：鉄：リン＝２．０：１．０：２．０となるように秤量した。秤量した試薬を、ボールミルにて１時間混合し、混合物を得た。前記混合物を管状炉に設置し、アルゴン雰囲気下、６００℃で１２時間加熱し焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：リン＝２．０：１．０：２．０であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７の合成＞
リチウム源として、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３、株式会社高純度化学研究所製）、鉄源として、シュウ酸鉄二水和物（ＦｅＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、関東化学株式会社製）、及びリン源として、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）を原料に用いた。
前記原料を元素比で、リチウム：鉄：リン＝２．０：１．０：２．０となるように秤量した。秤量した試薬を、ボールミルにて１時間混合し、混合物を得た。前記混合物を管状炉に設置し、アルゴン雰囲気下、６００℃で１２時間加熱し焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：リン＝２．０：１．０：２．０であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例２）
＜Ｌｉ１．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ１．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ１．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝１．４００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ１．４Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例３）
＜Ｌｉ２．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．６００：０．９７０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．６Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例４）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．００５：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．００５：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．００５：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．００５：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例５）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．３５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．３５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．３５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．３５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例６）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．６５０：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．６５０Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例７）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．０３０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９９５：０．０３０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９９５Ｒｕ０．０３０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例８）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．００５：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．００５：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．００５：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．９７０：０．００５：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．９７０Ｒｕ０．００５Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（比較例９）
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
＜Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７の合成＞
実施例１において、原料を元素比で、リチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３５０：２．０００となるように秤量した以外は、実施例１と同様にして、焼成体を得た。
得られた焼成体について、ＳＰＳ１７００ＨＶＲ（セイコーインスツル株式会社製）を用いてＩＣＰ分析を行った。その結果、元素比がリチウム：鉄：ルテニウム：リン＝２．０００：０．７００：０．３５０：２．０００であり、得られた焼成体は、Ｌｉ２．０Ｆｅ０．７００Ｒｕ０．３５０Ｐ２Ｏ７であることを確認した。
（実施例２３〜４４、及び比較例１０〜１９）
得られた焼成体を正極活物質として用いてリチウムイオン電池を作製し、充放電試験を行った。
得られた焼成体を正極活物質として用いてリチウムイオン電池を作製し、充放電試験を行った。
＜リチウムイオン電池の作製＞
２４６４のコイン電池を作製した。
前記コイン電池の作製に用いた各種材料は以下の通りである。
〔材料〕
・正極層材料：表１又は表２に記載の正極活物質、結着材、及び導電助剤を混合したもの
・負極活物質：厚み０．１ｍｍのリチウム箔（本城金属株式会社製）
・セパレータ：ポリエチレンフィルム（宝泉株式会社製）
・電解液：ヘキサフルオロリン酸リチウムの溶液
（溶媒は、エチレンカーボネート：ジエチレンカーボネート＝１：１（体積比））
（キシダ化学株式会社製、電解質の濃度１ｍｏｌ／Ｌ）
前記正極層材料を、正極集電体としてのステンレス集電体（直径１５ｍｍ、平均厚み１μｍ）上に平均厚みが１０μｍになるように製膜し、前記正極集電体と正極層とからなる正極を形成した。次に、前記正極上に、セパレータを載せ、更に前記セパレータ上に、負極活物質を載せて負極層を形成した。次に、前記正極と前記セパレータとの隙間、及び前記セパレータと前記負極層との隙間に前記電解液を浸み込ませた。次に、前記負極層上に銅を蒸着することによって、平均厚み１μｍの負極集電体を形成した。次に、前記正極集電体及び前記負極集電体に対して、各々スペーサ集電体を介して正極ケース及び負極ケースを固着させつつ、前記正極ケースと前記負極ケースとの間を樹脂封止することによって、図１に示すのと同様な構成のコイン型リチウムイオン電池を作製した。
２４６４のコイン電池を作製した。
前記コイン電池の作製に用いた各種材料は以下の通りである。
〔材料〕
・正極層材料：表１又は表２に記載の正極活物質、結着材、及び導電助剤を混合したもの
・負極活物質：厚み０．１ｍｍのリチウム箔（本城金属株式会社製）
・セパレータ：ポリエチレンフィルム（宝泉株式会社製）
・電解液：ヘキサフルオロリン酸リチウムの溶液
（溶媒は、エチレンカーボネート：ジエチレンカーボネート＝１：１（体積比））
（キシダ化学株式会社製、電解質の濃度１ｍｏｌ／Ｌ）
前記正極層材料を、正極集電体としてのステンレス集電体（直径１５ｍｍ、平均厚み１μｍ）上に平均厚みが１０μｍになるように製膜し、前記正極集電体と正極層とからなる正極を形成した。次に、前記正極上に、セパレータを載せ、更に前記セパレータ上に、負極活物質を載せて負極層を形成した。次に、前記正極と前記セパレータとの隙間、及び前記セパレータと前記負極層との隙間に前記電解液を浸み込ませた。次に、前記負極層上に銅を蒸着することによって、平均厚み１μｍの負極集電体を形成した。次に、前記正極集電体及び前記負極集電体に対して、各々スペーサ集電体を介して正極ケース及び負極ケースを固着させつつ、前記正極ケースと前記負極ケースとの間を樹脂封止することによって、図１に示すのと同様な構成のコイン型リチウムイオン電池を作製した。
得られたコイン電池について、充放電試験機（東洋システム株式会社製、ＴＯＳＣＡＴ）を用いて充放電試験を行った。まず、定電流定電圧充電により満充電した。その際の電圧値を測定し、起電力を求めた。また、満充電後、２０μＡ／ｃｍ２の電流密度で定電流放電させた。放電において電池の電圧値が３．０Ｖとなった時点を終了とし、その時点での電池の放電容量（ｍＡｈ）から、正極活物質１ｇ当たりの放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を算出した。結果を表１及び表２に示す。なお、比較例１０における放電容量は、正極活物質と導電助剤との和１ｇ当たりの放電容量である。
実施例２３〜４４では、導電助剤であるカーボンブラックを添加しなくても放電容量及び起電力に優れるコイン電池が得られた。Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７の場合、実施例２３〜４４と同等の放電容量及び起電力を得るためには、カーボンブラックを必要とした。
比較例１１〜１９では、放電容量が１０５ｍＡｈ／ｇ以下であり、不十分であった。
比較例１１〜１９では、放電容量が１０５ｍＡｈ／ｇ以下であり、不十分であった。
以上の実施例１〜４４を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
（付記２） 前記Ｍが、Ｎｂ、及びＲｕの少なくともいずれかである付記１に記載の化合物。
（付記３） 前記ｃが、０．０２０〜０．０３０である付記１から２のいずれかに記載の化合物。
（付記４） 前記ｂが、０．９００〜０．９８０である付記１から３のいずれかに記載の化合物。
（付記５） 前記ａが、１．９〜２．１である付記１から４のいずれかに記載の化合物。
（付記６） 付記１から５のいずれかに記載の化合物を含有する正極を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
（付記１） 下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。
（付記２） 前記Ｍが、Ｎｂ、及びＲｕの少なくともいずれかである付記１に記載の化合物。
（付記３） 前記ｃが、０．０２０〜０．０３０である付記１から２のいずれかに記載の化合物。
（付記４） 前記ｂが、０．９００〜０．９８０である付記１から３のいずれかに記載の化合物。
（付記５） 前記ａが、１．９〜２．１である付記１から４のいずれかに記載の化合物。
（付記６） 付記１から５のいずれかに記載の化合物を含有する正極を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
１０ 正極
１１ 正極集電体
１２ 正極層
２０ 負極
２１ 負極集電体
２２ 負極層
３０ 電解質層
４１ 正極ケース
４２ 負極ケース
４３ 集電体
４４ パッキング材
１１ 正極集電体
１２ 正極層
２０ 負極
２１ 負極集電体
２２ 負極層
３０ 電解質層
４１ 正極ケース
４２ 負極ケース
４３ 集電体
４４ パッキング材
Claims (6)
- 下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物。
ＬｉａＦｅｂＭｃＰ２Ｏ７ ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｍは、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕの少なくともいずれかを表す。ａは、１．５〜２．５を表す。ｂは、０．７００〜０．９９０を表す。ｃは、０．０１０〜０．３００を表す。 - 前記Ｍが、Ｎｂ、及びＲｕの少なくともいずれかである請求項１に記載の化合物。
- 前記ｃが、０．０２０〜０．０３０である請求項１から２のいずれかに記載の化合物。
- 前記ｂが、０．９００〜０．９８０である請求項１から３のいずれかに記載の化合物。
- 前記ａが、１．９〜２．１である請求項１から４のいずれかに記載の化合物。
- 請求項１から５のいずれかに記載の化合物を含有する正極を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
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