JP6208957B2 - 二次電池用活物質、二次電池用電極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 - Google Patents
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Description
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm
1.二次電池用活物質
2.二次電池用電極および二次電池
2−1.角型
2−2.円筒型
2−3.ラミネートフィルム型
3.二次電池の用途
3−1.電池パック
3−2.電動車両
3−3.電力貯蔵システム
3−4.電動工具
図1は、本技術の一実施形態における二次電池用活物質の断面構成を表しており、図2は、図1に示した二次電池用活物質の表面のSEM写真である。なお、図3は、比較例における二次電池用活物質の表面のSEM写真である。
二次電池用活物質である活物質1は、図1に示したように、粒子状の中心部2と、その中心部2の表面に設けられた被覆部3とを含んでいる。
中心部2は、活物質1の内郭部分であり、主に、電極反応物質を吸蔵放出する機能を担っている。「電極反応物質」とは、例えば、リチウムイオン二次電池ではリチウム(リチウムイオン)である。この中心部2は、電極反応物質を吸蔵放出可能である活物質材料を含んでおり、その活物質材料は、ケイ素(Si)を構成元素として含んでいる。エネルギー密度が高いため、高い電池容量が得られるからである。ただし、活物質材料は、ケイ素と共に、1種類または2種類以上の他の元素を構成元素として含んでいてもよい。
被覆部3は、活物質1の外郭部分であり、主に、中心部2を物理的および化学的に保護する機能を担っている。この被覆部3は、導電性材料を含んでおり、その導電性材料は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含んでいる。被覆部3が炭素を構成元素として含んでいるのは、高い導電性が得られるため、活物質1全体の電気抵抗が低下するからである。これにより、中心部2が高抵抗の酸化ケイ素を含んでいても、活物質1全体の電気抵抗が低く抑えられる。ただし、被覆部3は、炭素および水素と共に、1種類または2種類以上の他の元素を構成元素として含んでいてもよい。
この活物質1は、例えば、以下の手順により製造される。
この活物質1によれば、ケイ素を構成元素として含む中心部2の表面に、炭素および水素を構成元素として含む被覆部3が設けられている。また、TOF−SIMSを用いた被覆部3の正イオン分析により特定イオンが検出される。この場合には、上記したように、活物質1全体の電気抵抗が低下する。また、被覆部3の表面における反応性が低減するため、電解液の分解反応が抑制されると共に、電極反応物質の吸蔵放出を阻害する不可逆反応(副反応)も抑制される。よって、活物質1を用いた二次電池の電池特性を向上させることができる。
次に、上記した二次電池用活物質の適用例について説明する。この二次電池用活物質は、以下のようにして二次電池用電極および二次電池に用いられる。
図4および図5は、角型の二次電池の断面構成を表しており、図5では、図4に示した二次電池のV−V線に沿った断面を示している。図6は、図5に示した正極21および負極22の平面構成を模式的に表している。
ここで説明する二次電池は、電極反応物質であるリチウム(リチウムイオン)の吸蔵放出により負極22の容量が得られるリチウムイオン二次電池であり、いわゆる角型の電池構造を有している。ここでは、二次電池用電極が負極22に適用されている。
正極21は、正極集電体21Aの片面または両面に正極活物質層21Bを有している。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの導電性材料により形成されている。
(Mは、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)、スズ(Sn)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、テクネチウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウム(Re)、イッテルビウム(Yb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、バリウム(Ba)、ホウ素(B)、クロム(Cr)、ケイ素(Si)、ガリウム(Ga)、リン(P)、アンチモン(Sb)およびニオブ(Nb)のうちの少なくとも1種である。zは、0.005<z<0.5を満たす。)
負極22は、負極集電体22Aの片面または両面に負極活物質層22Bを有している。
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離することで、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ23は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜であり、2種類以上の多孔質膜が積層された積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
セパレータ23には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒および電解質塩を含んでおり、さらに添加剤などの他の材料のいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極21から放出されたリチウムイオンが電解液を介して負極22に吸蔵される。一方、放電時には、負極22から放出されたリチウムイオンが電解液を介して正極21に吸蔵される。
この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
この角型の二次電池によれば、負極22の負極活物質層22Bが負極活物質として上記した二次電池用活物質を含んでいる。よって、負極活物質の電気抵抗が低下すると共に、電解液の分解反応などが抑制されるため、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の効果は、二次電池用活物質と同様である。
図7および図8は、円筒型の二次電池の断面構成を表しており、図8では、図7に示した巻回電極体40の一部を拡大している。以下では、既に説明した角型の二次電池の構成要素を随時引用する。
ここで説明する二次電池は、いわゆる円筒型のリチウムイオン二次電池であり、例えば、中空円柱状の電池缶31の内部に、一対の絶縁板32,33と、巻回電極体40とを収納している。巻回電極体40は、例えば、セパレータ43を介して正極41と負極42とが積層されてから巻回されたものである。
この円筒型の二次電池は、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極41から放出されたリチウムイオンが電解液を介して負極42に吸蔵される。一方、放電時には、負極42から放出されたリチウムイオンが電解液を介して正極41に吸蔵される。
この円筒型の二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。最初に、例えば、正極21および負極22と同様の作製手順により、正極41および負極42を作製する。すなわち、正極集電体41Aの両面に正極活物質層41Bを形成して正極41を作製すると共に、負極集電体42Aの両面に負極活物質層42Bを形成して負極42を作製する。続いて、溶接法などを用いて正極41に正極リード45を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極42に負極リード46を取り付ける。続いて、セパレータ43を介して正極41と負極42とを積層させてから巻回させて巻回電極体40を作製したのち、その巻回中心の空洞にセンターピン44を挿入する。続いて、一対の絶縁板32,33で挟みながら巻回電極体40を電池缶31の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード45を安全弁機構35に取り付けると共に、溶接法などを用いて負極リード46の先端部を電池缶31に取り付ける。続いて、電池缶31の内部に電解液を注入してセパレータ43に含浸させる。最後に、電池缶31の開口端部に電池蓋34、安全弁機構35および熱感抵抗素子36を取り付けたのち、それらをガスケット37を介してかしめる。
この円筒型の二次電池によれば、負極42の負極活物質層42Bが負極活物質として上記した二次電池用活物質を含んでいるので、角型の二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、角型の場合と同様である。
図9は、ラミネートフィルム型の二次電池の分解斜視構成を表しており、図10は、図9に示した巻回電極体50のX−X線に沿った断面を拡大している。ただし、図9では、巻回電極体50と2枚の外装部材60とを離間させた状態を示している。以下では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。
ここで説明する二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池であり、例えば、フィルム状の外装部材60の内部に巻回電極体50を収納している。この巻回電極体50は、例えば、セパレータ55および電解質層56を介して正極53と負極54とが積層されてから巻回されたものである。正極53には正極リード51が取り付けられていると共に、負極54には負極リード52が取り付けられている。巻回電極体50の最外周部は、保護テープ57により保護されている。
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極53から放出されたリチウムイオンが電解質層56を介して負極54に吸蔵される。一方、放電時には、負極54から放出されたリチウムイオンが電解質層56を介して正極53に吸蔵される。
ゲル状の電解質層56を備えた二次電池は、例えば、以下の3種類の手順により製造される。
このラミネートフィルム型の二次電池によれば、負極54の負極活物質層54Bが負極活物質として上記した二次電池用活物質を含んでいるので、角型の場合と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、角型の場合と同様である。
次に、上記した二次電池の適用例について説明する。
図11は、電池パックのブロック構成を表している。この電池パックは、例えば、プラスチック材料などにより形成された筐体60の内部に、制御部61と、電源62と、スイッチ部63と、電流測定部64と、温度検出部65と、電圧検出部66と、スイッチ制御部67と、メモリ68と、温度検出素子69と、電流検出抵抗70と、正極端子71および負極端子72とを備えている。
図12は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。この電動車両は、例えば、金属製の筐体73の内部に、制御部74と、エンジン75と、電源76と、駆動用のモータ77と、差動装置78と、発電機79と、トランスミッション80およびクラッチ81と、インバータ82,83と、各種センサ84とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置78およびトランスミッション80に接続された前輪用駆動軸85および前輪86と、後輪用駆動軸87および後輪88とを備えている。
図13は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋89の内部に、制御部90と、電源91と、スマートメータ92と、パワーハブ93とを備えている。
図14は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体98の内部に、制御部99と、電源100とを備えている。この工具本体98には、例えば、可動部であるドリル部101が稼働(回転)可能に取り付けられている。
以下の手順により、図9および図10に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。
表2に示したように、比D1/D2および比D1/D3を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、熱分解CVD法を用いた被覆部の形成工程において、メタンガスとアセチレンガスとの配合比、加熱温度、および補助ガスの種類などの条件を変更することで、比D1/D2および比D1/D3を調整した。
表3に示したように、被覆部の平均厚さおよび平均被覆率を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、被覆部の形成工程において、堆積速度および堆積時間などの条件を変更することで平均厚さを調整すると共に、投入電力および堆積時間などの条件を変更することで平均被覆率を調整した。
表4に示したように、被覆部の比IG/IDを変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、被覆部の形成工程において、圧力、熱分解温度および炭素源ガスの種類などの条件を変更することで、比IG/IDを調整した。
表5に示したように、中心部の組成(SiOw )を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、原材料であるケイ素の溶融凝固時における酸素導入量を変更することで、組成(原子比w)を調整した。
表6に示したように、中心部の表面における原子割合(Si/O)を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、水素ガスを供給しながら中心部を加熱して、その中心部の表面を還元する工程において、水素ガスの供給量および加熱温度などの条件を変更することで、原子割合を調整した。なお、表6に示した「推移」とは、中心部の表面から内部に向かう方向における原子割合の推移を表している。
表7に示したように、中心部のメジアン径(D50)を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、成膜物の粉砕条件などを変更することで、メジアン径を調整した。
表8に示したように、中心部における結晶粒の平均面積占有率および平均粒径を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、アルゴンガスの雰囲気中において酸化ケイ素を加熱しながら堆積させる工程において、その加熱時の温度および時間などの条件を変更することで、平均面積占有率および平均粒径を調整した。
表9に示したように、中心部に金属元素を含有させたことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、中心部の形成工程において、酸化ケイ素粉および金属粉を用いて共蒸着した。
表10に示したように、負極活物質にリチウムをプレドームしたことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、負極活物質などとリチウム金属粉末とを混合したのち、不活性ガス(Ar)雰囲気中において混合物を加熱(加熱温度=500℃)した(粉末混合法)。また、負極54を作製したのち、蒸着法を用いて負極54にリチウム金属を堆積させた(蒸着法)。
表11に示したように、負極結着剤の種類を変更したことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、負極結着剤として、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアミド(PA)、ポリアクリル酸(PAA)、ポリアクリル酸リチウム(PAALi)、炭化ポリイミド(炭化PI)、ポリエチレン(PE)、ポリマレイン酸(PMA)およびアラミド(AR)を用いた。なお、PAAおよびPAALを用いる場合には、それらを純水に溶解させた17体積%の水溶液(ポリエチレン粒子1.5重量%含む)を用いて負極合剤スラリーを準備すると共に、熱プレスしてから焼成せずに負極活物質層54Bを形成した。
表12に示したように、負極集電体54Aに炭素および硫黄を含有させたことを除き、実験例1−1と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。この場合には、負極集電体54Aとして、炭素および硫黄がドープされた圧延銅箔を用いた。
(1)
正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、ケイ素(Si)を構成元素として含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出される、
二次電池。
(2)
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であるか、または50以上である、
上記(1)に記載の二次電池。
(3)
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCHz (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きい、
上記(1)または(2)に記載の二次電池。
(4)
前記被覆部の平均厚さは、500nm以下であり、
前記中心部に対する前記被覆部の平均被覆率は、30%以上であり、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下である、
上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の二次電池。
(5)
前記被覆部の表面は、前記Cx Hy (2≦x≦6および3≦y≦9)で表される正イオンのうちの少なくとも1種に起因した凹凸構造を有する、
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の二次電池。
(6)
前記中心部は、酸素(O)を構成元素として含む、
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の二次電池。
(7)
前記中心部は、SiOw (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、75原子%以下であるか、または30原子%以上70原子%以下である、
上記(6)に記載の二次電池。
(8)
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の二次電池。
(9)
前記中心部は、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、マグネシウム(Mg)およびニッケル(Ni)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む、
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の二次電池。
(10)
前記中心部において、結晶領域(結晶粒)は非結晶領域の中に点在しており、
ケイ素の(111)面および(220)面に起因する結晶粒の平均面積占有率は、35%以下であり、
前記結晶粒の平均粒径は、30nm以下である、
上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の二次電池。
(11)
未充電状態の前記中心部おいて、ケイ素のうちの少なくとも一部はリチウム(Li)と合金化しており、
前記中心部は、ケイ酸リチウムを含む、
上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の二次電池。
(12)
前記負極は、集電体の上に活物質層を有し、
前記活物質層は、前記活物質を含み、
前記集電体は、銅(Cu)、炭素(C)および硫黄(S)を構成元素として含み、
前記集電体における炭素および硫黄のそれぞれの含有量の総和は、100ppm以下である、
上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の二次電池。
(13)
リチウムイオン二次電池である、
上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の二次電池。
(14)
活物質を含み、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、ケイ素(Si)を構成元素として含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出される、
二次電池用電極。
(15)
中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、ケイ素(Si)を構成元素として含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出される、
二次電池用活物質。
(16)
上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記二次電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
(17)
上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の使用状態を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
(18)
上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
(19)
上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
(20)
上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
Claims (16)
- 正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
二次電池。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 前記被覆部の平均厚さは、500nm以下であり、
前記中心部に対する前記被覆部の平均被覆率は、30%以上である、
請求項1記載の二次電池。 - 前記被覆部の表面は、前記Cx Hy (2≦x≦6および3≦y≦9)で表される正イオンのうちの少なくとも1種に起因した凹凸構造を有する、
請求項1または請求項2に記載の二次電池。 - 前記原子割合(Si/O)は、75原子%以下である、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の二次電池。 - 前記中心部は、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、マグネシウム(Mg)およびニッケル(Ni)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の二次電池。 - 前記中心部において、結晶領域(結晶粒)は非結晶領域の中に点在しており、
ケイ素の(111)面および(220)面に起因する結晶粒の平均面積占有率は、35%以下であり、
前記結晶粒の平均粒径は、30nm以下である、
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の二次電池。 - 未充電状態の前記中心部おいて、ケイ素のうちの少なくとも一部はリチウム(Li)と合金化しており、
前記中心部は、ケイ酸リチウムを含む、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の二次電池。 - 前記負極は、集電体の上に活物質層を有し、
前記活物質層は、前記活物質を含み、
前記集電体は、銅(Cu)、炭素(C)および硫黄(S)を構成元素として含み、
前記集電体における炭素および硫黄のそれぞれの含有量の総和は、100ppm以下である、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の二次電池。 - リチウムイオン二次電池である、
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の二次電池。 - 活物質を含み、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
二次電池用電極。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
二次電池用活物質。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 二次電池と、
その二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記二次電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記二次電池は、正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
電池パック。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 二次電池と、
その二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の使用状態を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
電動車両。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 二次電池と、
その二次電池から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
電力貯蔵システム。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 二次電池と、
その二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記二次電池は、正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
電動工具。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm - 二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、正極と、活物質を含む負極と、電解液とを備え、
前記活物質は、中心部と、その中心部の表面に設けられた被覆部とを含み、
前記中心部は、SiO w (wは0.3≦w<1.9を満たす。)で表される酸化ケイ素を含み、
前記被覆部は、炭素(C)および水素(H)を構成元素として含み、
下記の分析条件における飛行時間型二次イオン質量分析法を用いた前記被覆部の正イオン分析により、Cx Hy (xおよびyは2≦x≦6および3≦y≦9を満たす。)で表される正イオンのうちの少なくとも1種が検出され、
C2 H3 、C2 H5 およびC3 H5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCの検出強度D2との比D1/D2は、1.25以上であり、
C 2 H 3 、C 2 H 5 およびC 3 H 5 のそれぞれで表される正イオンの検出強度の総和D1とCH z (zは0≦z≦3を満たす。)で表される正イオンの検出強度の総和D3との比D1/D3は、1よりも大きく、
ラマンスペクトル法により測定される前記被覆部のGバンド強度IGとDバンド強度IDとの比IG/IDは、0.3以上3以下であり、
前記中心部の表面において、酸素に対するケイ素の原子割合(Si/O)は、30原子%以上であり、
前記中心部のメジアン径(D50)は、0.1μm以上20μm以下である、
電子機器。
<分析条件>
一次イオン種=Bi 3+ ,イオン銃加速電圧=25kV,パンチングモード,照射イオン電流=0.3pA(パルスモードでの計測),質量範囲=1amu〜800amu,走査範囲=200μm×200μm
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