JP7256560B2 - Anode material for secondary battery, anode for secondary battery, and secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、電極材料、電極、及び電池、特に、二次電池用アノード材料、二次電池用アノード、及び二次電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to electrode materials, electrodes, and batteries, and more particularly to anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries.

近年、繰り返し充放電が可能で、軽量、高電圧値、高エネルギー密度といった特徴を持つリチウムイオン二次電池の市場要求が急速に高まっている。そのため、現在のリチウムイオン二次電池に求められる軽量性、耐久性、高電圧、高エネルギー密度、高い安全性などの要求は、ますます厳しくなっている。リチウムイオン二次電池は、小型電気自動車、電気自動車、大規模電力貯蔵産業などの用途や拡張性において、非常に高い可能性を秘めている。最も一般的な市販の電極材料は黒鉛だが、黒鉛の容量(理論値は372mAh/g)は低いため、それで作られた電池の性能には限界がある。そのため、安定性が高く、高容量の二次電池用電極材料を見つけることは、当業者にとって実現したい目標の一つである。 In recent years, the market demand for lithium-ion secondary batteries, which are capable of repeated charging and discharging, are lightweight, have high voltage values, and have high energy densities, is rapidly increasing. Therefore, the requirements for lightness, durability, high voltage, high energy density, high safety, etc. required for current lithium-ion secondary batteries are becoming more and more severe. Lithium-ion secondary batteries have great potential for applications and scalability in small electric vehicles, electric vehicles, and the large-scale power storage industry. The most common commercial electrode material is graphite, but graphite's low capacity (theoretical value is 372 mAh/g) limits the performance of batteries made from it. Therefore, finding an electrode material for a secondary battery with high stability and high capacity is one of the goals that those skilled in the art would like to achieve.

このような観点から、本発明は、二次電池に使用され、二次電池の容量及び安定性を良好にすることができる、アノード材料及びアノードを提供する。 From this point of view, the present invention provides an anode material and an anode that can be used in secondary batteries to improve the capacity and stability of the secondary batteries.

本発明の一つの実施形態として提供される二次電池用アノード材料は、下記式(1)~(3)のいずれかで表されるコバルト-銅-スズ酸化物を含む:
CoCuSnMOx1 式(1)、
CoCuSnMOx2 式(2)、
CoCuSnMOx3 式(3)、
ここで、x1は8、9又は14であり、x2は4、6又は8であり、x3は3、4又は5であり、Mは、Ni、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、Mの原子比率が、式(1)、式(2)又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。
The secondary battery anode material provided as one embodiment of the present invention contains a cobalt-copper-tin oxide represented by any of the following formulas (1) to (3):
Co5Cu1Sn3MOx1 Formula ( 1) ,
Co2Cu1Sn1MO x2 formula ( 2),
Co1Cu1Sn1MO x3 formula ( 3),
where x1 is 8, 9 or 14, x2 is 4, 6 or 8, x3 is 3, 4 or 5, M is Ni, Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, At least one element selected from the group consisting of Mo and W, and the atomic ratio of M is represented by formula (1), formula (2) or formula (3) in cobalt-copper-tin oxide It is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of the metal element.

本発明の他の実施形態による二次電池用アノード材料は、Co、Co及びCoOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、並びにSnO及びSnOの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中のコバルトと銅とスズとの原子比が、5:1:3、2:1:1又は1:1:1である酸化物混合物を含む。 Anode materials for secondary batteries according to other embodiments of the present invention include at least one of Co3O4 , Co2O3 and CoO, at least one of CuO and Cu2O , and at least one of SnO and SnO2 . and wherein the atomic ratio of cobalt, copper and tin in the oxide mixture is 5:1:3, 2:1:1 or 1:1: 1 containing oxide mixtures.

本発明の他の実施形態により提供される二次電池用アノード材料は、下記式(4)~(6)のいずれかで表されるケイ素-スズ-鉄酸化物を含む:
SiSnFe16MOx4 式(4)、
SiSnFeMOx5 式(5)、
SiSnFeMOx6 式(6)、
ここで、x4は21~34であり、x5は3~5であり、x6は6~11.5であり、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり、Mの原子比率が、式(4)、式(5)又は式(6)で表されるケイ素-スズ-鉄酸化物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。
A secondary battery anode material provided by another embodiment of the present invention comprises a silicon-tin-iron oxide represented by any of the following formulas (4) to (6):
Si4Sn1Fe16MO x4 formula ( 4) ,
Si1Sn1Fe1MO x5 formula ( 5),
Si4Sn1Fe1MO x6 formula (6) ,
wherein x4 is 21-34, x5 is 3-5, x6 is 6-11.5, M is the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo and W is at least one element selected from, and the atomic ratio of M is the number of elements other than the oxygen element in the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5) or formula (6) It is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms.

本発明の他の実施形態による二次電池用アノード材料は、SiO及びSiOの少なくとも1つ、SnO及びSnOの少なくとも1つ、並びにFe、Fe及びFeOの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中のケイ素とスズと鉄の原子比が、4:1:16、1:1:1又は4:1:1である酸化物混合物を含む。 Anode materials for secondary batteries according to other embodiments of the present invention include at least one of SiO2 and SiO , at least one of SnO and SnO2 , and at least one of Fe2O3 , Fe3O4 and FeO. wherein the atomic ratio of silicon, tin and iron in the oxide mixture is 4:1:16, 1:1:1 or 4:1:1 Contains certain oxide mixtures.

本発明の他の実施形態により提供される二次電池用アノード材料は、下記式(7)で表される銅-マンガン-ケイ素酸化物を含む:
Cux7Mn7-x7SiMO12 式(7)、
ここで、x7は0より大きく1以下であり、Mは、Cr、Sn、Ni、Co、Zn、Al、Ti、In、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり、Mの原子比率が、式(7)で表される銅-マンガン-ケイ素酸化物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。
A secondary battery anode material provided by another embodiment of the present invention comprises a copper-manganese-silicon oxide represented by the following formula (7):
Cu x7 Mn 7-x7 SiMO 12 formula (7),
Here, x7 is greater than 0 and less than or equal to 1, M is at least one element selected from the group consisting of Cr, Sn, Ni, Co, Zn, Al, Ti, In, Mo and W; is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of elements other than oxygen in the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7).

本発明の他の実施形態による二次電池用アノード材料は、CuO及びCuOの少なくとも1つ、SiO及びSiOの少なくとも1つ、並びにMnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中の銅とマンガンとケイ素の原子比が、1:1:1、1:4:1、4:1:1又は1:1:4である酸化物混合物を含む。 Anode materials for secondary batteries according to other embodiments of the present invention include at least one of CuO and Cu2O , at least one of SiO2 and SiO, and MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3O4 . wherein the atomic ratio of copper, manganese and silicon in the oxide mixture is 1:1:1, 1:4:1, 4: Including oxide mixtures that are 1:1 or 1:1:4.

本発明の他の実施形態により提供される二次電池用アノード材料は、下記式(8)~(11)のいずれかで表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物を含む:
SnMnNiMOx8 式(8)、
SnMnNiMOx9 式(9)、
SnMnNiMOx10 式(10)、
SnMnNiMOx11 式(11)、
ここで、x8は4~7、x9は4~7、x10は4~7、x11は3~6、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、Mの原子比率は、式(8)、式(9)、式(10)又は式(11)で表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。
A secondary battery anode material provided by another embodiment of the present invention comprises a tin-manganese-nickel oxide represented by any of the following formulas (8) to (11):
Sn 1 Mn 2 Ni 1 MO x8 formula (8),
Sn 1 Mn 1 Ni 2 MO x9 formula (9),
Sn2Mn1Ni1MO x10 formula (10) ,
Sn 1 Mn 1 Ni 1 MO x11 Formula (11),
where x8 is 4-7, x9 is 4-7, x10 is 4-7, x11 is 3-6, M is selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo and W is at least one element, and the atomic ratio of M is represented by formula (8), formula (9), formula (10) or formula (11) of the metal element in the tin-manganese-nickel oxide It is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms.

本発明の他の実施態様により提供される二次電池用アノード材料は、SnO及びSnOの少なくとも1つ、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、並びにNiO及びNiの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中のスズとマンガンとニッケルの原子比が、1:2:1、1:1:1、1:1:2又は2:1:1である酸化物混合物を含む。 Anode materials for secondary batteries provided by other embodiments of the present invention include at least one of SnO and SnO2 , at least one of MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3O4 , and NiO and An oxide mixture obtained by performing a step of mixing at least one of Ni 2 O 3 , wherein the atomic ratio of tin, manganese and nickel in the oxide mixture is 1:2:1, 1:1: including oxide mixtures that are 1, 1:1:2 or 2:1:1.

本発明の他の実施態様により提供される二次電池用アノード材料は、下記式(12)~(14)のいずれかで表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物を含む:
MnCuNiMO 式(12)、
MnCuNiMO 式(13)、
MnCuNiMO 式(14)、
ここで、Mは、Fe、Cr、Zn、Al、Ti、In、Mo、W及びSiからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり、Mの原子比率は、式(12)、式(13)又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。
A secondary battery anode material provided by another embodiment of the present invention comprises a manganese-copper-nickel oxide represented by any of the following formulas (12) to (14):
Mn3Cu2Ni1MO8 formula ( 12) ,
Mn2Cu1Ni1MO4 formula ( 13) ,
Mn1Cu1Ni1MO4 formula ( 14) ,
Here, M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Cr, Zn, Al, Ti, In, Mo, W and Si, and the atomic ratio of M is expressed by formula (12), formula ( 13) or 10 atomic % or less of the total number of metal elements in the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (14).

本発明の他の実施態様により提供される二次電池用アノード材料は、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、並びにNiO及びNiの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中のマンガンと銅とニッケルとの原子比が、3:2:1、2:1:1又は1:1:1である酸化物混合物を含む。 Anode materials for secondary batteries provided by other embodiments of the present invention include at least one of MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3O4 , at least one of CuO and Cu2O , and NiO and Ni 2 O 3 , wherein the atomic ratio of manganese, copper and nickel in the oxide mixture is 3:2:1, 2: Including oxide mixtures that are 1:1 or 1:1:1.

本発明の他の実施態様により提供される二次電池用アノード材料は、下記式(15)~(17)のいずれかで表されるニッケル-銅-スズ酸化物を含む:
NiCuSnMOx15 式(15)、
NiCuSnMOx16 式(16)、
NiCuSnMOx17 式(17)、
ここで、x15は3、6又は9であり、x16は4、6又は9であり、x17は4、6又は9であり、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、W及びCoからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり、Mの原子比率は、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。
A secondary battery anode material provided by another embodiment of the present invention comprises a nickel-copper-tin oxide represented by any of the following formulas (15) to (17):
NiCuSn2MO x15 formula (15),
Ni2CuSn3MO x16 formula (16),
NiCu2Sn3MO x17 formula (17),
where x15 is 3, 6 or 9, x16 is 4, 6 or 9, x17 is 4, 6 or 9, M is Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, At least one element selected from the group consisting of W and Co, and the atomic ratio of M is the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16) or formula (17) It is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of the metal element.

本発明の他の実施態様による二次電池用アノード材料は、Ni及びNiOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、並びにSnO及びSnOの少なくとも1つを混合する工程を行うことによって得られる酸化物混合物であって、酸化物混合物中のニッケルと銅とスズとの原子比が、1:1:2、2:1:3又は1:2:3である酸化物混合物を含む。 An anode material for a secondary battery according to another embodiment of the present invention is a process of mixing at least one of Ni2O3 and NiO , at least one of CuO and Cu2O , and at least one of SnO and SnO2 wherein the atomic ratio of nickel, copper and tin in the oxide mixture is 1:1:2, 2:1:3 or 1:2:3 Contains mixtures.

本発明の一実施形態による二次電池用アノードは、集電体及びアノード材料層を含む。アノード材料層は、前記集電体上に配置され、前述のいずれかの二次電池用アノード材料を含む。 A secondary battery anode according to one embodiment of the present invention includes a current collector and an anode material layer. The anode material layer is disposed on the current collector and contains any of the aforementioned secondary battery anode materials.

本発明の一実施形態により提供される二次電池は、カソード、アノード、電解質、パッケージ構造体を含む。前記アノードは、前記カソードとは別に配置され、前述の二次電池用アノードである。電解質は、カソードとアノードの間に設けられる。パッケージ構造体は、カソード、アノード、電解質をパッキングする。 A secondary battery provided by one embodiment of the present invention includes a cathode, an anode, an electrolyte, and a package structure. The anode is arranged separately from the cathode and is the above-described secondary battery anode. An electrolyte is provided between the cathode and the anode. A package structure packs the cathode, anode and electrolyte.

上記に基づき、本発明の二次電池用アノード材料は、式(1)~(17)のいずれかで表される金属酸化物を含むか、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物、又は、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含み、前記酸化物混合物は、元素の特定の原子比率を有する。このような本発明の二次電池用アノード材料は、二次電池に使用することができ、その結果、二次電池に良好な容量、安定性、及び充放電サイクル寿命を付与することができる。 Based on the above, the anode material for a secondary battery of the present invention contains a metal oxide represented by any one of formulas (1) to (17), or an oxide mixture containing cobalt, copper and tin, silicon , tin and iron, oxide mixtures containing copper, manganese and silicon, oxide mixtures containing tin, manganese and nickel, oxide mixtures containing manganese, copper and nickel, or nickel , copper, and tin, the oxide mixture having specific atomic proportions of the elements. Such an anode material for secondary batteries of the present invention can be used in secondary batteries, and as a result, can impart good capacity, stability, and charge/discharge cycle life to secondary batteries.

本発明の上記特徴及び利点をより理解しやすくするために、実施形態を、以下の添付の図面とともに詳細に以下に説明する。 In order to make the above features and advantages of the present invention more comprehensible, embodiments are described in detail below in conjunction with the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る二次電池の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery according to one embodiment of the invention. 図2は、実施例1及び比較例1の二次電池のサイクル寿命曲線図である。2 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 図3は、実施例2及び比較例1の二次電池のサイクル寿命曲線図である。3 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 2 and Comparative Example 1. FIG. 図4は、実施例3及び比較例1の二次電池のサイクル寿命曲線図である。4 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 3 and Comparative Example 1. FIG. 図5は、実施例4及び比較例2~4の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 5 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 4 and Comparative Examples 2-4. 図6は、実施例5及び比較例4~6の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 6 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 5 and Comparative Examples 4-6. 図7は、実施例6及び比較例4~6の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 7 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 6 and Comparative Examples 4-6. 図8は、実施例7の二次電池のサイクル寿命曲線図である。8 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 7. FIG. 図9は、実施例8と比較例3、5、7の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 9 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 8 and Comparative Examples 3, 5, and 7. As shown in FIG. 図10は、実施例9及び比較例4、8~9の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 10 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 9 and Comparative Examples 4 and 8-9. 図11は、実施例10及び比較例4、8~9の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 11 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 10 and Comparative Examples 4 and 8-9. 図12は、実施例11の二次電池のサイクル寿命曲線図である。12 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 11. FIG. 図13は、実施例12及び比較例3、8~9の二次電池のサイクル寿命曲線図である。FIG. 13 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 12 and Comparative Examples 3 and 8-9. 図14は、実施例13及び比較例3~4、9の二次電池のサイクル寿命曲線図である。14 is a cycle life curve diagram of secondary batteries of Example 13 and Comparative Examples 3 to 4 and 9. FIG. 図15は、実施例14の二次電池のサイクル寿命曲線図である。15 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 14. FIG.

本明細書では、「数値から別の数値」で表される範囲は、明細書中に記載の範囲の全ての数値を挙げることを回避するための概略表現である。従って、特定の数値範囲の記述は、本明細書における任意の数値及びそれより小さい数値範囲の場合と同様に、数値範囲内の任意の数値及び数値範囲内の任意の数値により定義されるより小さい数値範囲もカバーする。 As used herein, ranges expressed as "from one value to another" are shorthand to avoid listing all the values in the range recited herein. Accordingly, the recitation of a particular numerical range includes any number within the numerical range and any number less than defined by any numerical value within the numerical range, as well as any numerical value and lesser numerical ranges herein. Numerical ranges are also covered.

本明細書で使用される、「約」、「ほぼ」、「本質的に」又は「実質的に」は、記載された値を含み、問題となっている測定と特定の量の測定に関連する誤差(すなわち、測定システムの限界)を考慮して、当業者によって決定される、特定の値に対する許容可能な偏差範囲内にあることを意味する。例えば、「約」は、1つ以上の標準偏差内、又は、例えば、記載された値の±30%、±20%、±15%、±10%、±5%以内を意味し得る。さらに、全ての特性にわたって1つの標準偏差を適用するのではなく、測定特性又は他の特性に基づいて、本明細書で使用される「約」、「ほぼ」、「本質的に」又は「実質的に」という用語に対して、偏差又は標準偏差の比較的許容可能な範囲を選択してもよい。 As used herein, "about", "approximately", "essentially" or "substantially" includes the stated value and relates to the measurement in question and the measurement of the specified quantity. within an acceptable range of deviation for a particular value as determined by one of ordinary skill in the art, taking into account the errors in measurement (ie, limitations of the measurement system). For example, "about" can mean within one or more standard deviations, or within ±30%, ±20%, ±15%, ±10%, ±5%, eg, of the stated value. Further, as used herein, “about,” “approximately,” “essentially,” or “substantially” are based on measured properties or other properties, rather than applying one standard deviation across all properties. A relatively acceptable range of deviations or standard deviations may be selected for the term "typically".

二次電池のアノードに適用でき、二次電池に良好な安定性と容量を付与することができるアノード材料を用意するために、本発明は、前記利点を達成することができるアノード材料を提供する。以下では、本発明を確実に実施することができる例として、具体的な実施形態について説明する。 In order to prepare an anode material that can be applied to the anode of a secondary battery and can impart good stability and capacity to the secondary battery, the present invention provides an anode material that can achieve the above advantages. . Specific embodiments are described below as examples by which the present invention can be reliably implemented.

本発明の一実施形態は、4つ以上の元素を含む金属酸化物、又は4つ以上の元素を含む酸化物混合物を含み得るアノード材料を提供する。本実施形態では、アノード材料は、粉末、フィルム、又はバルク材料であり得る。 One embodiment of the invention provides an anode material that can comprise a metal oxide containing four or more elements, or an oxide mixture containing four or more elements. In this embodiment, the anode material can be a powder, film, or bulk material.

本実施形態において、4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製するための方法は、例えば、熱水法、共沈降法、ゾル-ゲル法、固体法、蒸発法、スパッタリング法、又は蒸着法を含むが、本発明はこれに限定されない。熱水法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約200℃以上、保温時間は約5時間以上、周囲圧力は約10-2Torr以上であり得る。共沈法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、最初に共沈を行い、反応温度が200℃以上、溶液のpHは、約2~約12、保温時間は約1時間以上であり得;反応終了後、焼成処理を行い、焼成温度は約300℃以上、保温時間は約1時間以上であり得る。ゾル-ゲル法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約100℃以上、溶液のpHは約2~約12、温度保持時間は約5時間以上であり得る。さらに、固体法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約100℃以上、保温時間は約8時間以上であり得る。蒸発法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約25℃以上、蒸発時間は約1時間以上、周囲圧力は約10-3Torr以上であり得る。スパッタリング法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約25℃以上、スパッタリング時間は約0.5時間以上、周囲圧力は約10-3Torr以上であり得る。蒸着法を用いて4つ以上の元素を含む金属酸化物を調製する一実施形態では、温度は約25℃以上、堆積時間は約1時間以上、周囲圧力は約10-3Torr以上であり得る。 In this embodiment, methods for preparing metal oxides containing four or more elements include, for example, hydrothermal methods, coprecipitation methods, sol-gel methods, solid state methods, evaporation methods, sputtering methods, or vapor deposition methods. but the invention is not limited thereto. In one embodiment of using a hydrothermal method to prepare metal oxides containing four or more elements, the temperature is about 200° C. or more, the holding time is about 5 hours or more, and the ambient pressure is about 10 −2 Torr or more. obtain. In one embodiment of using a coprecipitation method to prepare a metal oxide containing four or more elements, the coprecipitation is performed first, the reaction temperature is 200° C. or higher, the pH of the solution is about 2 to about 12, and the temperature is maintained. The time may be about 1 hour or longer; after completion of the reaction, calcination may be performed at a calcination temperature of about 300° C. or higher, and the heat retention time may be about 1 hour or longer. In one embodiment of using a sol-gel method to prepare metal oxides containing four or more elements, the temperature is about 100° C. or higher, the pH of the solution is about 2 to about 12, and the temperature holding time is about 5 hours or longer. can be Further, in one embodiment where a solid state method is used to prepare metal oxides containing four or more elements, the temperature can be about 100° C. or higher and the incubation time can be about 8 hours or longer. In one embodiment where an evaporation method is used to prepare a metal oxide containing four or more elements, the temperature can be about 25° C. or greater, the evaporation time can be about 1 hour or greater, and the ambient pressure can be about 10 −3 Torr or greater. . In one embodiment using a sputtering method to prepare a metal oxide containing four or more elements, the temperature is about 25° C. or greater, the sputtering time is about 0.5 hours or greater, and the ambient pressure is about 10 −3 Torr or greater. could be. In one embodiment using a vapor deposition method to prepare a metal oxide containing four or more elements, the temperature can be about 25° C. or greater, the deposition time can be about 1 hour or greater, and the ambient pressure can be about 10 −3 Torr or greater. .

本実施形態では、4つ以上の元素を含む金属酸化物は、コバルト-銅-スズ酸化物、ケイ素-スズ-鉄酸化物、銅-マンガン-ケイ素酸化物、スズ-マンガン-ニッケル酸化物、マンガン-銅-ニッケル酸化物、又はニッケル-銅-スズ酸化物を含み得る。以下、上記の様々な酸化物について詳細に説明する。 In this embodiment, metal oxides containing four or more elements are cobalt-copper-tin oxide, silicon-tin-iron oxide, copper-manganese-silicon oxide, tin-manganese-nickel oxide, manganese - may contain copper-nickel oxide or nickel-copper-tin oxide. The various oxides mentioned above are described in detail below.

コバルト-銅-スズ酸化物
本実施形態では、コバルト-銅-スズ酸化物は、下記式(1)~(3)のいずれかで表すことができる:
CoCuSnMOx1 式(1)、
CoCuSnMOx2 式(2)、
CoCuSnMOx3 式(3)。
Cobalt-Copper-Tin Oxide In this embodiment, cobalt-copper-tin oxide can be represented by any of the following formulas (1) to (3):
Co5Cu1Sn3MOx1 Formula ( 1) ,
Co2Cu1Sn1MO x2 formula ( 2),
Co1Cu1Sn1MO x3 formula (3) .

式(1)において、x1は、8、9、又は14である。式(2)において、x2は、4、6、又は8である。式(3)において、x3は、3、4、又は5である。x1、x2、x3がそれぞれ上記の特定の値を満たす場合、コバルト-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量、改善された容量保持性、及び優れたサイクル寿命を備える。 In formula (1), x1 is 8, 9, or 14. In equation (2), x2 is 4, 6, or 8. In equation (3), x3 is 3, 4, or 5. When x1, x2, and x3 each satisfy the above specific values, the secondary battery to which the anode material containing cobalt-copper-tin oxide is applied has excellent capacity, improved capacity retention, and excellent Provide cycle life.

式(1)、(2)、及び(3)のそれぞれにおいて、Mは、Ni、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(1)、式(2)、又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(1)、式(2)、又は式(3)によって表されるコバルト-銅-スズ酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、コバルト、銅、スズ、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まないコバルト-銅-スズ酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含むコバルト-銅-スズ酸化物は、電気伝導度が約10%以上増加している。さらに、本実施形態において、元素Mを含むコバルト-銅-スズ酸化物の場合、コバルト、銅、及び/又はスズの一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、コバルトの一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、コバルトの一部及び銅の一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、コバルトの一部、銅の一部、及びスズの一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(1)、式(2)、又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物の原子数は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散が原因で、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In each of formulas (1), (2), and (3), M is at least one element selected from the group consisting of Ni, Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W; could be. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3). In other words, the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) may be free of the element M, and the four elements namely cobalt, copper , tin, and oxygen. In addition, compared to cobalt-copper-tin oxide that does not contain element M, cobalt-copper-tin oxide containing M with an atomic ratio of more than 0 atomic % and 10 atomic % or less has an electrical conductivity of about 10. % or more. Further, in this embodiment, for cobalt-copper-tin oxides containing the element M, M can replace part of the cobalt, copper, and/or tin. For example, in one embodiment, a portion of the cobalt can be replaced with M; in another embodiment, a portion of the cobalt and a portion of the copper can be replaced with M; , part of copper, and part of tin can be replaced with M, but the invention is not so limited. In this embodiment, the number of atoms of the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) is due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. , an error of ±10% may occur.

実施形態において、式(1)、式(2)、又は式(3)によって表されるコバルト-銅-スズ酸化物は、スピネル構造、ペロブスカイト構造、塩化ナトリウム構造、又はカルコパイライト(Chalcopyrite)構造を有し得る。なお、式(1)、式(2)、又は式(3)によって表されるコバルト-銅-スズ酸化物は、上記の構造を有することにより、より多くの酸素空孔を可能にし、それにより、前記コバルト-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、リチウムイオンを容易に素早く出し入れできるため、リチウムイオンの拡散速度とイオン伝導度が効果的に向上する。さらに、式(1)、式(2)、又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物は、上記構造を有しているため、充放電過程で崩壊しにくく、その結果、前記コバルト-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、良好な充放電サイクル寿命を維持することができる。 In embodiments, the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) has a spinel structure, a perovskite structure, a sodium chloride structure, or a chalcopyrite structure. can have Note that the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) has the above structure, thereby enabling more oxygen vacancies, thereby In the secondary battery to which the anode material containing the cobalt-copper-tin oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken in and out, so that the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions are effectively improved. Furthermore, since the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) has the above structure, it is difficult to disintegrate during the charging and discharging process, and as a result, A secondary battery to which the anode material including the cobalt-copper-tin oxide is applied can maintain a good charge-discharge cycle life.

本実施形態において、コバルト-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。コバルト-銅-スズ酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法によりコバルト-銅-スズ酸化物を製造するための一実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記のコバルト-銅-スズ酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the average particle size of cobalt-copper-tin oxide is, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the cobalt-copper-tin oxide is within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In one embodiment for producing cobalt-copper-tin oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, Grinding can be performed using a vibrating ball mill or a planetary ball mill, but the invention is not so limited.

ケイ素-スズ-鉄酸化物
本実施形態では、ケイ素-スズ-鉄酸化物は、下記式(4)~(6)のいずれかで表すことができる:
SiSnFe16MOx4 式(4)、
SiSnFeMOx5 式(5)、
SiSnFeMOx6 式(6)。
Silicon-Tin-Iron Oxide In this embodiment, the silicon-tin-iron oxide can be represented by any of the following formulas (4) to (6):
Si4Sn1Fe16MO x4 formula ( 4) ,
Si1Sn1Fe1MO x5 formula ( 5),
Si4Sn1Fe1MO x6 formula ( 6 ).

式(4)では、x4は、21~34である。式(5)では、x5は、3~5である。式(6)では、x6は、6~11.5である。x4、x5、x6が、それぞれ上記の範囲内にある場合、ケイ素-スズ-鉄酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。 In equation (4), x4 is 21-34. In equation (5), x5 is 3-5. In equation (6), x6 is between 6 and 11.5. When x4, x5 and x6 are within the above ranges, the secondary battery to which the anode material containing silicon-tin-iron oxide is applied has excellent capacity and improved capacity retention.

式(4)、(5)、及び(6)のそれぞれにおいて、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(4)、式(5)、又は式(6)で表されるケイ素-スズ-鉄酸化物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(4)、式(5)、又は式(6)によって表されるケイ素-スズ-鉄酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、ケイ素、スズ、鉄、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まないケイ素-スズ-鉄酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含むケイ素-スズ-鉄酸化物は、電気伝導度が約10%以上増加している。また、本実施形態では、元素Mを含むケイ素-スズ-鉄酸化物の場合、ケイ素、スズ、及び/又は鉄の一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、ケイ素の一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、ケイ素の一部及びスズの一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、ケイ素の一部、スズの一部、及び鉄の一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(4)、式(5)、又は式(6)で表されるケイ素-スズ-鉄酸化物の原子数は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散が原因で、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In each of formulas (4), (5), and (6), M can be at least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W . The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of elements other than oxygen in the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6). is. In other words, the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) may be free of the element M and contain four elements: silicon, tin , iron, and oxygen. In addition, compared to silicon-tin-iron oxides that do not contain element M, silicon-tin-iron oxides containing M with an atomic ratio of greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less have an electrical conductivity of about 10. % or more. Also, in this embodiment, in the case of silicon-tin-iron oxides containing element M, M can be substituted for a portion of silicon, tin, and/or iron. For example, in one embodiment, a portion of silicon can be replaced with M; in another embodiment, a portion of silicon and a portion of tin can be replaced with M; , tin, and iron can be replaced with M, but the invention is not so limited. In this embodiment, the number of atoms of the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) is due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. , an error of ±10% may occur.

本実施形態において、式(4)、式(5)、又は式(6)によって表されるケイ素-スズ-鉄酸化物は、菱面体晶構造、立方晶ビクスビアイト(Cubic Bixbyite)構造、スピネル構造、又は斜方晶構造を有し得る。なお、式(4)、式(5)、又は式(6)によって表されるケイ素-スズ-鉄酸化物は、上記の構造を有することにより、より多くの酸素空孔を可能にし、それにより、前記ケイ素-スズ-鉄酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、リチウムイオンを容易に素早く出し入れできるため、リチウムイオンの拡散速度とイオン伝導度が効果的に向上する。さらに、式(4)、式(5)、又は式(6)で表されるケイ素-スズ-鉄酸化物は、上記構造を有しているため、充放電過程で崩壊しにくく、その結果、前記ケイ素-スズ-鉄酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、良好な充放電サイクル寿命を維持することができる。 In this embodiment, the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) has a rhombohedral crystal structure, a cubic bixbyite structure, a spinel structure, or may have an orthorhombic structure. Note that the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) has the above structure, thereby enabling more oxygen vacancies, thereby In a secondary battery to which the anode material containing the silicon-tin-iron oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken in and out, so that the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions are effectively improved. Furthermore, since the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) has the above structure, it is difficult to disintegrate during the charging and discharging process, and as a result, A secondary battery to which the anode material containing the silicon-tin-iron oxide is applied can maintain good charge-discharge cycle life.

本実施形態において、ケイ素-スズ-鉄酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。ケイ素-スズ-鉄酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法によりケイ素-スズ-鉄酸化物を製造するための実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記のケイ素-スズ-鉄酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the silicon-tin-iron oxide has an average particle size, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the silicon-tin-iron oxide is within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In an embodiment for producing silicon-tin-iron oxides by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating Grinding can be performed using a ball mill, or a planetary ball mill, although the invention is not so limited.

銅-マンガン-ケイ素酸化物
本実施形態では、銅-マンガン-ケイ素酸化物は、以下の式(7)で表すことができる:
Cux7Mn7-x7SiMO12 式(7)。
Copper-Manganese-Silicon Oxide In this embodiment, the copper-manganese-silicon oxide can be represented by the following formula (7):
Cu x7 Mn 7-x7 SiMO 12 formula (7).

式(7)において、x7は、0より大きく1以下である。x7が上記の範囲内である場合、銅-マンガン-ケイ素酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。 In Equation (7), x7 is greater than 0 and less than or equal to 1. When x7 is within the above range, the secondary battery to which the anode material containing copper-manganese-silicon oxide is applied has excellent capacity and improved capacity retention.

式(7)において、Mは、Cr、Sn、Ni、Co、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(7)で表される銅-マンガン-ケイ素酸化物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(7)によって表される銅-マンガン-ケイ素酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、銅、マンガン、ケイ素、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まない銅-マンガン-ケイ素酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含む銅-マンガン-ケイ素酸化物は、電気伝導度が約10%以上増加している。また、本実施形態では、元素Mを含む銅-マンガン-ケイ素酸化物の場合、銅、マンガン、及び/又はケイ素の一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、銅の一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、銅の一部及びマンガンの一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、銅の一部、マンガンの一部、及びケイ素の一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(7)で表される銅-マンガン-ケイ素酸化物の原子数は、不均一な拡散又は酸素空孔の形成が原因で、±10%の誤差が生じる可能性があり、それにより不定比化合物が形成される。 In formula (7), M may be at least one element selected from the group consisting of Cr, Sn, Ni, Co, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of elements other than oxygen in the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7). In other words, the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7) may contain no element M, and may contain only four elements: copper, manganese, silicon, and oxygen. In addition, compared to the copper-manganese-silicon oxide that does not contain the element M, the copper-manganese-silicon oxide containing M with an atomic ratio of greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less has an electrical conductivity of about 10. % or more. Also, in this embodiment, in the case of a copper-manganese-silicon oxide containing the element M, M can be substituted for a portion of the copper, manganese, and/or silicon. For example, in one embodiment, a portion of the copper can be replaced with M; in another embodiment, a portion of the copper and a portion of the manganese can be replaced with M; , a portion of manganese, and a portion of silicon can be replaced with M, but the invention is not so limited. In this embodiment, the number of atoms of the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7) may have an error of ±10% due to uneven diffusion or formation of oxygen vacancies. , thereby forming a non-stoichiometric compound.

本実施形態において、式(7)によって表される銅-マンガン-ケイ素酸化物は、アブスウルムバカイト(Abswurmbachite)構造、パイロクスマンガント(Pyroxmangite)構造、又はブラウナイト(Braunite)構造を有し得る。式(7)によって表される銅-マンガン-ケイ素酸化物は、上記の構造を有することにより、前記銅-マンガン-ケイ素酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、過電位によるエネルギー損失を低減することができ、リチウムイオン拡散率及びイオン伝導度を向上することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。 In this embodiment, the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7) may have an Abswurmbachite structure, a Pyroxmangite structure, or a Braunite structure. . Since the copper-manganese-silicon oxide represented by the formula (7) has the above structure, in a secondary battery to which the anode material containing the copper-manganese-silicon oxide is applied, energy due to overpotential Loss can be reduced, lithium ion diffusivity and ion conductivity can be improved, and charge-discharge cycle life can be improved.

本実施形態において、銅-マンガン-ケイ素酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。銅-マンガン-ケイ素酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法により銅-マンガン-ケイ素酸化物を製造するための実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記の銅-マンガン-ケイ素酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the copper-manganese-silicon oxide has an average particle size, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the copper-manganese-silicon oxide is within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In an embodiment for producing copper-manganese-silicon oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibration Grinding can be performed using a ball mill, or a planetary ball mill, although the invention is not so limited.

スズ-マンガン-ニッケル酸化物
本実施形態では、スズ-マンガン-ニッケル酸化物は、以下の式(8)~(11)のいずれかで表すことができる:
SnMnNiMOx8 式(8)、
SnMnNiMOx9 式(9)、
SnMnNiMOx10 式(10)、
SnMnNiMOx11 式(11)。
Tin-Manganese-Nickel Oxide In this embodiment, the tin-manganese-nickel oxide can be represented by any of the following formulas (8)-(11):
Sn 1 Mn 2 Ni 1 MO x8 formula (8),
Sn 1 Mn 1 Ni 2 MO x9 formula (9),
Sn2Mn1Ni1MO x10 formula (10) ,
Sn1Mn1Ni1MO x11 formula (11) .

式(8)では、x8は、4~7である。式(9)では、x9は、4~7である。式(10)では、x10は、4~7である。式(11)では、x11は、3~6である。x8、x9、x10、x11が、それぞれ上記の範囲内にある場合、スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。 In equation (8), x8 is 4-7. In equation (9), x9 is 4-7. In equation (10), x10 is 4-7. In equation (11), x11 is 3-6. When x8, x9, x10, and x11 are within the above ranges, the secondary battery to which the anode material containing tin-manganese-nickel oxide is applied has excellent capacity and improved capacity retention. .

式(8)、式(9)、式(10)、及び式(11)のそれぞれにおいて、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(8)、式(9)、式(10)、及び式(11)で表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(8)、式(9)、式(10)、及び式(11)で表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、スズ、マンガン、ニッケル、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まないスズ-マンガン-ニッケル酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含むスズ-マンガン-ニッケル酸化物は、電気伝導度が約10%以上増加している。また、本実施形態では、元素Mを含むスズ-マンガン-ニッケル酸化物の場合、スズ、マンガン、及び/又はニッケルの一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、スズの一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、スズの一部及びマンガンの一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、スズの一部、マンガンの一部、及びニッケルの一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(8)、式(9)、式(10)、及び式(11)で表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物の原子数は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散が原因で、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In each of formula (8), formula (9), formula (10), and formula (11), M is selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W It can be at least one element. The atomic ratio of M is 10 atoms with respect to the total number of metal elements in the tin-manganese-nickel oxide represented by formulas (8), (9), (10), and (11). % or less. In other words, the tin-manganese-nickel oxides represented by formulas (8), (9), (10), and (11) may be free of the element M, the four elements That is, it may contain only tin, manganese, nickel, and oxygen. Note that, compared to tin-manganese-nickel oxides that do not contain element M, tin-manganese-nickel oxides containing M with an atomic ratio of greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less have an electrical conductivity of about 10. % or more. Also, in this embodiment, for tin-manganese-nickel oxides containing the element M, M can replace part of the tin, manganese, and/or nickel. For example, in one embodiment, a portion of the tin can be replaced with M; in another embodiment, a portion of the tin and a portion of the manganese can be replaced with M; , manganese, and nickel can be replaced with M, but the invention is not so limited. In the present embodiment, the number of atoms of the tin-manganese-nickel oxide represented by formulas (8), (9), (10), and (11) is An error of ±10% can occur due to uniform diffusion.

本実施形態において、式(8)、式(9)、式(10)、又は式(11)によって表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物が、スピネル構造、ルチル構造、又は岩塩構造を有し得る。なお、式(8)、式(9)、式(10)、又は式(11)によって表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物は、上記の構造を有することにより、より多くの酸素空孔を可能にし、それにより、前記スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、リチウムイオンを容易に素早く出し入れできるため、リチウムイオンの拡散速度とイオン伝導度が効果的に向上する。さらに、式(8)、式(9)、式(10)、又は式(11)によって表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物は、上記構造を有しているため、充放電過程で崩壊しにくく、その結果、前記スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、良好な充放電サイクル寿命を維持することができる。 In the present embodiment, the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), or formula (11) has a spinel structure, rutile structure, or rock salt structure. obtain. Note that the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), or formula (11) has more oxygen vacancies by having the above structure. As a result, in the secondary battery to which the anode material containing the tin-manganese-nickel oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken in and out, so that the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions are effectively improved. improves. Furthermore, since the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), or formula (11) has the above structure, it collapses during the charging and discharging process. As a result, the secondary battery to which the anode material containing the tin-manganese-nickel oxide is applied can maintain good charge-discharge cycle life.

本実施形態において、スズ-マンガン-ニッケル酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。スズ-マンガン-ニッケル酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法によりスズ-マンガン-ニッケル酸化物を製造するための実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記のスズ-マンガン-ニッケル酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the tin-manganese-nickel oxide has an average particle size, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the tin-manganese-nickel oxide has an average particle size within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In an embodiment for producing tin-manganese-nickel oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating Grinding can be performed using a ball mill, or a planetary ball mill, although the invention is not so limited.

マンガン-銅-ニッケル酸化物
本実施形態では、マンガン-銅-ニッケル酸化物は、以下の式(12)~(14)のいずれかで表すことができる:
MnCuNiMO 式(12)、
MnCuNiMO 式(13)、
MnCuNiMO 式(14)。
Manganese-Copper-Nickel Oxide In this embodiment, the manganese-copper-nickel oxide can be represented by any of the following formulas (12)-(14):
Mn3Cu2Ni1MO8 formula ( 12) ,
Mn2Cu1Ni1MO4 formula ( 13) ,
Mn1Cu1Ni1MO4 formula ( 14) .

つまり、本実施形態では、マンガン-銅-ニッケル酸化物におけるマンガンと銅とニッケルと酸素の原子比は、3:2:1:8、2:1:1:4、又は1:1:1:4であり得る。なお、マンガン-銅-ニッケル酸化物は、式(12)~(14)のいずれかで表され、当該マンガン-銅-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。 That is, in this embodiment, the atomic ratio of manganese to copper to nickel to oxygen in the manganese-copper-nickel oxide is 3:2:1:8, 2:1:1:4, or 1:1:1: can be four. The manganese-copper-nickel oxide is represented by any of the formulas (12) to (14), and the secondary battery to which the anode material containing the manganese-copper-nickel oxide is applied has excellent capacity. and improved capacity retention.

式(12)、式(13)、及び式(14)のそれぞれにおいて、Mは、Fe、Cr、Zn、Al、Ti、In、Mo、W、及びSiからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、マンガン、銅、ニッケル、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まないマンガン-銅-ニッケル酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含むマンガン-銅-ニッケル酸化物は、電気伝導度が約10%以上増加している。また、本実施形態では、元素Mを含むマンガン-銅-ニッケル酸化物の場合、マンガン、銅、及び/又はニッケルの一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、マンガンの一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、マンガンの一部及び銅の一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、マンガンの一部、銅の一部、及びニッケルの一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物の原子数は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散が原因で、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In each of formula (12), formula (13), and formula (14), M is at least one selected from the group consisting of Fe, Cr, Zn, Al, Ti, In, Mo, W, and Si. can be an element. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14). In other words, the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) may not contain the element M, but the four elements, namely manganese, copper , nickel, and oxygen. Note that, compared to manganese-copper-nickel oxides that do not contain element M, manganese-copper-nickel oxides containing M with an atomic ratio of greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less have an electrical conductivity of about 10. % or more. Also, in this embodiment, in the case of a manganese-copper-nickel oxide containing the element M, M can be substituted for a portion of the manganese, copper, and/or nickel. For example, in one embodiment, a portion of the manganese can be replaced with M; in another embodiment, a portion of the manganese and a portion of the copper can be replaced with M; , a portion of copper, and a portion of nickel can be replaced with M, but the present invention is not limited thereto. In this embodiment, the number of atoms of the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) is due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. , an error of ±10% may occur.

本実施形態において、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物が、正方晶構造、スピネル構造、ペロブスカイト構造、又はカルコパイライト(Chalcopyrite)構造を有し得る。なお、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物は、上記の構造を有することにより、より多くの酸素空孔を可能にし、それにより、前記マンガン-銅-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、リチウムイオンを容易に素早く出し入れできるため、リチウムイオンの拡散速度とイオン伝導度が効果的に向上する。さらに、式(12)、式(13)、又は式(14)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物は、上記構造を有しているため、充放電過程で崩壊しにくく、その結果、前記マンガン-銅-ニッケル酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、良好な充放電サイクル寿命を維持することができる。 In the present embodiment, the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) has a tetragonal structure, a spinel structure, a perovskite structure, or a chalcopyrite structure. can have Note that the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) has the above structure, thereby enabling more oxygen vacancies, thereby In the secondary battery to which the anode material containing the manganese-copper-nickel oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken in and out, so that the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions are effectively improved. Furthermore, since the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) has the above structure, it is difficult to disintegrate during the charging and discharging process, and as a result, A secondary battery to which the anode material including the manganese-copper-nickel oxide is applied can maintain good charge-discharge cycle life.

本実施形態において、マンガン-銅-ニッケル酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。マンガン-銅-ニッケル酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法によりマンガン-銅-ニッケル酸化物を製造するための実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記のマンガン-銅-ニッケル酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the manganese-copper-nickel oxide has an average particle size, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the manganese-copper-nickel oxide has an average particle size within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In an embodiment for producing manganese-copper-nickel oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating Grinding can be performed using a ball mill, or a planetary ball mill, although the invention is not so limited.

ニッケル-銅-スズ酸化物
本実施形態では、ニッケル-銅-スズ酸化物は、以下の式(15)~(17)のいずれかで表すことができる:
NiCuSnMOx15 式(15)、
NiCuSnMOx16 式(16)、
NiCuSnMOx17式 式(17)。
Nickel-Copper-Tin Oxide In this embodiment, the nickel-copper-tin oxide can be represented by any of the following formulas (15)-(17):
NiCuSn2MO x15 formula (15),
Ni2CuSn3MO x16 formula (16),
NiCu 2 Sn 3 MO x17 formula Formula (17).

式(15)では、x15は、3、6又は9である。式(16)では、x16は、4、6又は9である。式(17)では、x17は、4、6又は9である。x15、x16、x17が、それぞれ上記の範囲内にある場合、ニッケル-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。 In equation (15), x15 is 3, 6 or 9. In equation (16), x16 is 4, 6 or 9. In equation (17), x17 is 4, 6 or 9. When x15, x16, and x17 are within the above ranges, the secondary battery to which the anode material containing nickel-copper-tin oxide is applied has excellent capacity and improved capacity retention.

式(15)、式(16)、及び式(17)のそれぞれにおいて、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、W、及びCoからなる群から選択される少なくとも1つの元素であり得る。Mの原子比率は、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。換言すれば、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物は、元素Mを含まなくてもよく、4つの元素、すなわち、ニッケル、銅、スズ、及び酸素のみを含み得る。なお、元素Mを含まないニッケル-銅-スズ酸化物と比較して、原子比率が0原子%より大きく10原子%以下のMを含むニッケル-銅-スズ酸化物は、電気伝導度が約15%以上増加している。また、本実施形態では、元素Mを含むニッケル-銅-スズ酸化物の場合、ニッケル、銅、及び/又はスズの一部をMで置き換えることができる。例えば、一実施形態では、ニッケルの一部をMで置き換えることができ;別の実施形態では、ニッケルの一部及び銅の一部をMで置き換えることができ;さらに別の実施形態では、ニッケルの一部、銅の一部、及びスズの一部をMで置き換えることができるが、本発明はそれに限定されない。なお、本実施形態において、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物の原子数は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散が原因で、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In each of Formula (15), Formula (16), and Formula (17), M is at least one selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, W, and Co. can be an element. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16) or formula (17). In other words, the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16) or formula (17) may be free of the element M, and the four elements namely nickel, copper, It may contain only tin and oxygen. It should be noted that, compared to nickel-copper-tin oxides that do not contain element M, nickel-copper-tin oxides containing M with an atomic ratio of greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less have an electrical conductivity of about 15. % or more. Also, in this embodiment, in the case of a nickel-copper-tin oxide containing the element M, M can be substituted for a portion of the nickel, copper, and/or tin. For example, in one embodiment, a portion of the nickel can be replaced with M; in another embodiment, a portion of the nickel and a portion of the copper can be replaced with M; , part of copper, and part of tin can be replaced with M, but the invention is not so limited. In this embodiment, the number of atoms of the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16), or formula (17) is , an error of ±10% may occur.

本実施形態において、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物が、ペロブスカイト構造、塩化ナトリウム構造、又はカルコパイライト(Chalcopyrite)構造を有し得る。なお、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物は、上記の構造を有することにより、より多くの酸素空孔を可能にし、それにより、前記ニッケル-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池において、リチウムイオンを容易に素早く出し入れできるため、リチウムイオンの拡散速度とイオン伝導度が効果的に向上する。さらに、式(15)、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物は、上記構造を有しているため、充放電過程で崩壊しにくく、その結果、前記ニッケル-銅-スズ酸化物を含むアノード材料が適用された二次電池は、良好な充放電サイクル寿命を維持することができる。 In this embodiment, the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16) or formula (17) may have a perovskite structure, a sodium chloride structure, or a chalcopyrite structure. . Note that the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16), or formula (17) has the above structure, so that more oxygen vacancies are possible, thereby In a secondary battery to which the anode material containing the nickel-copper-tin oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken in and out, so that the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions are effectively improved. Furthermore, since the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16) or formula (17) has the above structure, it is difficult to disintegrate during the charging and discharging process, and as a result, the above A secondary battery to which an anode material containing nickel-copper-tin oxide is applied can maintain good charge-discharge cycle life.

本実施形態において、ニッケル-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、例えば、約10nmから約1mmの間である。ニッケル-銅-スズ酸化物の平均粒子径が上記の範囲内にある場合、良好な特性を備えたアノードを形成するのに有利である。固相法によりニッケル-銅-スズ酸化物を製造するための実施形態において、特定の範囲の平均粒子径を有する上記のニッケル-銅-スズ酸化物を得るために、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、又は遊星ボールミルを使用して粉砕を行うことができるが、本発明はそれに限定されない。 In this embodiment, the average particle size of nickel-copper-tin oxide is, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the nickel-copper-tin oxide has an average particle size within the above range, it is advantageous to form an anode with good properties. In an embodiment for producing nickel-copper-tin oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating Grinding can be performed using a ball mill, or a planetary ball mill, although the invention is not so limited.

また、本実施形態では、4つ以上の元素を含む酸化物混合物を調製する方法として、例えば、混合工程を行うことが挙げられる。混合工程は、例えば、物理的乾式混合法、又は物理的湿式混合法によって行われるが、本発明はこれに限定されない。物理的乾式混合法を用いて4つ以上の元素を含む酸化物混合物を調製する一実施形態では、混合温度は室温、例えば約25℃以上であってもよい。物理的湿式混合法を用いて4つ以上の元素を含む酸化物混合物を調製する一実施形態では、混合温度は室温、例えば約25℃以上であり得、溶媒は、水、アルコール、アセトン、又はメタノールであり得る。 Moreover, in this embodiment, as a method of preparing an oxide mixture containing four or more elements, for example, a mixing step is performed. The mixing step is performed by, for example, a physical dry mixing method or a physical wet mixing method, but the present invention is not limited thereto. In one embodiment in which a physical dry mixing method is used to prepare an oxide mixture containing four or more elements, the mixing temperature may be room temperature, eg, about 25° C. or higher. In one embodiment of preparing an oxide mixture comprising four or more elements using a physical wet mixing method, the mixing temperature can be room temperature, such as about 25° C. or higher, and the solvent can be water, alcohol, acetone, or can be methanol.

本実施形態では、4つ以上の元素を含む酸化物混合物は、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物、及び、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物、又は、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含み得る。以下、上記の様々な酸化物混合物について詳細に説明する。 In this embodiment, oxide mixtures containing four or more elements include oxide mixtures containing cobalt, copper, and tin; oxide mixtures containing silicon, tin, and iron; and copper, manganese, and silicon. an oxide mixture comprising tin, manganese and nickel; an oxide mixture comprising manganese, copper and nickel; or an oxide mixture comprising nickel, copper and tin. The various oxide mixtures described above are described in detail below.

コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物
本実施形態では、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、Co、Co、及びCoOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びSnO及びSnOの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、酸化コバルト、酸化銅、及び酸化スズの混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、コバルト、銅及びスズを含む酸化物混合物中のコバルトと銅とスズの原子比は、5:1:3、2:1:1、又は1:1:1であり得る。コバルト、銅、スズの原子比が上記の特定の比を満たしている場合、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Cobalt, Copper, and Tin In this embodiment, the oxide mixture comprising cobalt, copper, and tin comprises at least one of Co3O4 , Co2O3 , and CoO, CuO and Cu2 . It can be obtained by performing a step of mixing at least one of O and at least one of SnO and SnO 2 . That is, an oxide mixture containing cobalt, copper and tin can be obtained by a mixing process of cobalt oxide, copper oxide and tin oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of cobalt to copper to tin in the oxide mixture containing cobalt, copper and tin can be 5:1:3, 2:1:1 , or 1:1:1. . When the atomic ratio of cobalt, copper and tin satisfies the above specific ratio, the secondary battery to which the anode material comprising the oxide mixture containing cobalt, copper and tin is applied has excellent capacity and improved capacity. It has excellent capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、Co、Co及びCoOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びSnO及びSnOの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Ni、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、電気伝導度が約8%以上増加している。なお、本実施形態では、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the M-containing oxides are optionally at least one of Co3O4 , Co2O3 and CoO, at least one of CuO and Cu2O , and SnO and can be mixed together with at least one of SnO2 . Here, M is at least one element selected from the group consisting of Ni, Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W. That is, an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin. It should be noted that compared to an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing cobalt, copper, and tin have an increase in electrical conductivity of about 8% or more. It should be noted that, in this embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. be.

本実施形態では、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。これにより、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池の容量を大幅に増加させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化スズは、高い容量性能を達成でき、アノード材料として用いられる酸化銅は、良好なサイクル寿命を達成でき、アノード材料として用いられる酸化コバルトは、良好なリチウムイオン伝導性を達成できるので、酸化コバルト、酸化銅、及び酸化スズの混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, an anode material comprising a mixture of oxides including cobalt, copper, and tin is used to form the anode, allowing lithium ions to enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. , the charge-discharge cycle life can be improved. This can significantly increase the capacity of a secondary battery to which an anode material containing an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin is applied. Also, tin oxide used as anode material can achieve high capacity performance, copper oxide used as anode material can achieve good cycle life, and cobalt oxide used as anode material can achieve good lithium ion conductivity. can be achieved, the secondary battery applying the anode material containing the oxide mixture obtained by the mixing process of cobalt oxide, copper oxide and tin oxide has excellent performance and safety.

ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物
本実施形態では、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物は、SiO、及びSiOの少なくとも1つ、SnO及びSnOの少なくとも1つ、及びFe、Fe及びFeOの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、ケイ素、スズ、及び酸化鉄を含む酸化物混合物は、酸化ケイ素、酸化スズ、及び酸化鉄の混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物中のケイ素とスズと鉄の原子比は、4:1:16、1:1:1、又は4:1:1であり得る。ケイ素、スズ、及び鉄の原子比が上記の特定の比を満たしている場合、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物を含むアノード材料を使用した二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Silicon, Tin, and Iron In this embodiment, the oxide mixture comprising silicon, tin, and iron comprises SiO 2 and at least one of SiO, at least one of SnO and SnO 2 , and Fe It can be obtained by performing a step of mixing at least one of 2O3 , Fe3O4 and FeO . That is, an oxide mixture containing silicon, tin and iron oxide can be obtained by a mixing process of silicon oxide, tin oxide and iron oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of silicon to tin to iron in the oxide mixture comprising silicon, tin and iron is 4:1:16, 1:1:1, or 4:1:1. obtain. When the atomic ratios of silicon, tin and iron satisfy the above specific ratios, secondary batteries using anode materials containing oxide mixtures containing silicon, tin and iron show excellent capacity and improved performance. It has excellent capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、SiO、及びSiOの少なくとも1つ、SnO及びSnOの少なくとも1つ、及びFe、Fe及びFeOの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、及びWからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物は、電気伝導度が約10%以上増加している。なお、本実施形態では、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the oxide containing M is optionally SiO2 and at least one of SiO , at least one of SnO and SnO2 , and Fe2O3 , Fe3O4 . and FeO. Here, M is at least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W. That is, an oxide mixture containing silicon, tin, and iron may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of elements other than oxygen in the oxide mixture containing silicon, tin and iron. It should be noted that compared to an oxide mixture containing silicon, tin, and iron that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing silicon, tin, and iron have an increase in electrical conductivity of about 10% or more. It should be noted that, in this embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing silicon, tin, and iron may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. be.

本実施形態では、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。これにより、ケイ素、スズ、及び鉄を含む酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池の容量を大幅に増加させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化スズは、高い容量性能を達成でき、アノード材料として用いられる酸化鉄は、良好なサイクル寿命を達成でき、アノード材料として用いられる酸化ケイ素は、良好なリチウムイオン伝導性を達成できるので、酸化ケイ素、酸化スズ、及び酸化鉄の混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, an anode material comprising an oxide mixture comprising silicon, tin, and iron is used to form the anode, allowing lithium ions to enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. , the charge-discharge cycle life can be improved. This can significantly increase the capacity of a secondary battery to which an anode material containing an oxide mixture containing silicon, tin and iron is applied. In addition, tin oxide used as anode material can achieve high capacity performance, iron oxide used as anode material can achieve good cycle life, and silicon oxide used as anode material can achieve good lithium ion conductivity. can be achieved, the secondary battery applying the anode material containing the oxide mixture obtained by the mixing process of silicon oxide, tin oxide and iron oxide has excellent performance and safety.

銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物
本実施形態では、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物は、CuO及びCuOの少なくとも1つ、SiO及びSiOの少なくとも1つ、及びMnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物は、酸化銅、酸化マンガン、及び酸化ケイ素の混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物中の銅とマンガンとケイ素の原子比は、1:1:1、1:4:1、4:1:1、又は1:1:4であり得る。銅、マンガン、及びケイ素の原子比が上記の特定の比を満たしている場合、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物を含むアノード材料を使用した二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Copper, Manganese, and Silicon In this embodiment, the oxide mixture comprising copper, manganese, and silicon comprises at least one of CuO and Cu2O , at least one of SiO2 and SiO, and MnO , MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 . That is, an oxide mixture containing copper, manganese and silicon can be obtained by a mixing process of copper oxide, manganese oxide and silicon oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of copper to manganese to silicon in the oxide mixture comprising copper, manganese and silicon is 1:1:1, 1:4:1, 4:1:1, or 1 : 1:4. When the atomic ratios of copper, manganese and silicon meet the above specific ratios, secondary batteries using anode materials containing oxide mixtures containing copper, manganese and silicon exhibit excellent capacity and improved performance. It has excellent capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、CuO及びCuOの少なくとも1つ、SiO及びSiOの少なくとも1つ、及びMnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Cr、W、Sn、Ni、Zn、Al、Ti、In、及びMoからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物中の酸素元素以外の元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物は、電気伝導度が約10%以上増加している。なお、本実施形態では、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the M-containing oxide is optionally at least one of CuO and Cu2O , at least one of SiO2 and SiO, and MnO, MnO2 , Mn2O3 . and Mn 3 O 4 together. Here, M is at least one element selected from the group consisting of Cr, W, Sn, Ni, Zn, Al, Ti, In, and Mo. That is, an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of elements other than oxygen in the oxide mixture containing copper, manganese and silicon. Note that compared to an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing copper, manganese, and silicon have increased electrical conductivity by about 10% or more. It should be noted that in the present embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. be.

本実施形態では、酸化銅、酸化マンガン、及び酸化ケイ素の混合工程を行って得られる銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物は、複数の酸化物の相互作用による相乗効果をもたらし、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池の容量を大幅に増加する。さらに、本実施形態では、銅、マンガン、及びケイ素を含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化銅は、良好なサイクル寿命を達成でき、アノード材料として用いられる酸化マンガンは、低過電圧を達成でき、アノード材料として用いられる酸化ケイ素は、良好なリチウムイオン伝導性を達成できるので、酸化銅、酸化マンガン、及び酸化ケイ素の混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon obtained by performing the mixing step of copper oxide, manganese oxide, and silicon oxide provides a synergistic effect due to the interaction of multiple oxides, The capacity of a secondary battery applying an anode material containing an oxide mixture containing manganese and silicon is greatly increased. Further, in this embodiment, by forming the anode using an anode material comprising an oxide mixture comprising copper, manganese, and silicon, lithium ions can enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. It is possible to improve the charge-discharge cycle life. Also, copper oxide used as anode material can achieve good cycle life, manganese oxide used as anode material can achieve low overvoltage, and silicon oxide used as anode material can achieve good lithium ion conductivity. As can be achieved, the secondary battery applying the anode material containing the oxide mixture obtained by the mixing process of copper oxide, manganese oxide and silicon oxide has excellent performance and safety.

スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物
本実施形態では、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物は、SnO及びSnOの少なくとも1つ、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、及びNiO及びNiの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物は、酸化スズ、酸化マンガン、及び酸化ニッケルの混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物中のスズとマンガンとニッケルの原子比は、1:2:1、1:1:1、1:1:2、又は2:1:1であり得る。スズ、マンガン、及びニッケルの原子比が上記の特定の比を満たしている場合、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Tin, Manganese, and Nickel In this embodiment, the oxide mixture comprising tin , manganese, and nickel comprises at least one of SnO and SnO2, MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3 It can be obtained by performing a step of mixing at least one of O 4 and at least one of NiO and Ni 2 O 3 . That is, an oxide mixture containing tin, manganese and nickel can be obtained by a mixing process of tin oxide, manganese oxide and nickel oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of tin to manganese to nickel in the oxide mixture comprising tin, manganese and nickel is 1:2:1, 1:1:1, 1:1:2, or 2 : 1:1. When the atomic ratio of tin, manganese and nickel satisfies the above specific ratio, the secondary battery to which the anode material comprising the oxide mixture containing tin, manganese and nickel is applied shows excellent capacity and improvement. with high capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、SnO及びSnOの少なくとも1つ、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、及びNiO及びNiの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Cr、W、Si、Cu、Zn、Al、Ti、In、及びMoからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物は、電気伝導度が約10%以上増加している。なお、本実施形態では、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the M-containing oxide is optionally at least one of SnO and SnO2 , at least one of MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3O4 , and It can be mixed together with at least one of NiO and Ni2O3 . Here, M is at least one element selected from the group consisting of Cr, W, Si, Cu, Zn, Al, Ti, In, and Mo. That is, an oxide mixture containing tin, manganese, and nickel may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of metal elements in the oxide mixture containing tin, manganese and nickel. Note that compared to an oxide mixture containing tin, manganese, and nickel that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing tin, manganese, and nickel have increased electrical conductivity by about 10% or more. It should be noted that, in this embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or non-uniform diffusion. be.

本実施形態では、酸化スズ、酸化マンガン、及び酸化ニッケルの混合工程を行って得られるスズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物は、複数の酸化物の相互作用による相乗効果をもたらし、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物を含むアノード材料を含む二次電池の容量を大幅に増加する。さらに、本実施形態では、スズ、マンガン、及びニッケルを含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化スズは、高い容量性能を達成でき、アノード材料として用いられる酸化マンガンは、低過電圧を達成でき、アノード材料として用いられる酸化ニッケルは、良好なリチウムイオン伝導性を達成できるので、酸化スズ、酸化マンガン、及び酸化ニッケルの混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を使用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel obtained by performing the step of mixing tin oxide, manganese oxide, and nickel oxide provides a synergistic effect due to the interaction of multiple oxides, and tin, The capacity of a secondary battery containing an anode material containing an oxide mixture containing manganese and nickel is greatly increased. Further, in this embodiment, by forming the anode using an anode material comprising a mixture of oxides including tin, manganese, and nickel, lithium ions can enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. It is possible to improve the charge-discharge cycle life. In addition, tin oxide used as anode material can achieve high capacity performance, manganese oxide used as anode material can achieve low overvoltage, and nickel oxide used as anode material can achieve good lithium ion conductivity. Therefore, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture obtained by a mixing process of tin oxide, manganese oxide and nickel oxide has excellent performance and safety.

マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物
本実施形態では、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物は、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びNiO及びNiの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物は、酸化マンガン、酸化銅、及び酸化ニッケルの混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物中のマンガンと銅とニッケルの原子比は、3:2:1、2:1:1、又は1:1:1であり得る。マンガン、銅、及びニッケルの原子比が上記の特定の比を満たしている場合、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物を含むアノード材料が適用された二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Manganese, Copper and Nickel In this embodiment, the oxide mixture comprising manganese, copper and nickel comprises at least one of MnO, MnO2 , Mn2O3 and Mn3O4 , CuO and It can be obtained by performing a step of mixing at least one of Cu 2 O and at least one of NiO and Ni 2 O 3 . That is, an oxide mixture containing manganese, copper and nickel can be obtained by a mixing process of manganese oxide, copper oxide and nickel oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of manganese to copper to nickel in the oxide mixture comprising manganese, copper and nickel is 3:2:1, 2:1:1, or 1:1:1. obtain. When the atomic ratio of manganese, copper and nickel satisfies the above specific ratio, the secondary battery to which the anode material comprising the oxide mixture containing manganese, copper and nickel is applied has excellent capacity and improvement. with high capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、MnO、MnO、Mn及びMnの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びNiO及びNiの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Fe、Cr、Zn、Al、Ti、In、Mo、W、及びSiからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、マンガン、銅、及びスズを含む酸化物混合物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物は、電気伝導度が約5%以上増加している。なお、本実施形態では、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the M- containing oxide is optionally at least one of MnO, MnO2, Mn2O3 and Mn3O4 , at least one of CuO and Cu2O , and at least one of NiO and Ni2O3 . Here, M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Cr, Zn, Al, Ti, In, Mo, W, and Si. That is, an oxide mixture containing manganese, copper and nickel may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the oxide mixture containing manganese, copper and tin. It should be noted that compared to an oxide mixture containing manganese, copper, and nickel that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing manganese, copper, and nickel have increased electrical conductivity by about 5% or more. It should be noted that, in this embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or non-uniform diffusion. be.

本実施形態では、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化マンガンは、低過電圧を達成でき、アノード材料として用いられる酸化銅は、良好なサイクル寿命を達成でき、アノード材料として用いられる酸化ニッケルは、高い容量性能を達成できるので、酸化マンガン、酸化銅、及び酸化ニッケルの混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を使用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, by forming the anode using an anode material comprising an oxide mixture comprising manganese, copper, and nickel, lithium ions can enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. , the charge-discharge cycle life can be improved. Also, manganese oxide used as anode material can achieve low overvoltage, copper oxide used as anode material can achieve good cycle life, and nickel oxide used as anode material can achieve high capacity performance. , manganese oxide, copper oxide, and nickel oxide.

ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物
本実施形態では、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、Ni及びNiOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びSnO及びSnOの少なくとも1つを混合する工程を実行することによって得ることができる。すなわち、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、酸化ニッケル、酸化銅、及び酸化スズの混合工程によって得ることができる。さらに、本実施形態では、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物中のニッケルと銅とスズの原子比は、1:1:2、2:1:3、又は1:2:3であり得る。ニッケル、銅、及びスズの原子比が上記の特定の比を満たしている場合、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料を使用した二次電池は、優れた容量と改善された容量保持性を備える。
Oxide Mixture Comprising Nickel, Copper, and Tin In this embodiment, the oxide mixture comprising nickel, copper , and tin comprises at least one of Ni2O3 and NiO, at least one of CuO and Cu2O , and by performing a step of mixing at least one of SnO and SnO2 . That is, an oxide mixture containing nickel, copper and tin can be obtained by a mixing process of nickel oxide, copper oxide and tin oxide. Further, in this embodiment, the atomic ratio of nickel to copper to tin in the oxide mixture comprising nickel, copper and tin is 1:1:2, 2:1:3, or 1:2:3. obtain. When the atomic ratios of nickel, copper and tin meet the above specific ratios, secondary batteries using anode materials comprising oxide mixtures containing nickel, copper and tin exhibit superior capacity and improved performance. It has excellent capacity retention.

本実施形態では、混合工程中に、Mを含む酸化物を、任意選択で、Ni及びNiOの少なくとも1つ、CuO及びCuOの少なくとも1つ、及びSnO及びSnOの少なくとも1つと一緒に混合することができる。ここで、Mは、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo、W、及びCoからなる群から選択される少なくとも1つの元素である。すなわち、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、必要に応じて元素Mを含み得る。Mの原子比率は、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。なお、Mを含む酸化物と混合されていない、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物と比較して、Mを含む酸化物と混合され、Mの原子比率が10原子%以下である、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物は、電気伝導度が約8%以上増加している。なお、本実施形態では、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物中の元素の原子比の数値は、酸素空孔の形成又は不均一な拡散により、±10%の誤差が生じる可能性がある。 In this embodiment, during the mixing step, the M-containing oxide is optionally at least one of Ni2O3 and NiO, at least one of CuO and Cu2O , and at least one of SnO and SnO2 . can be mixed together. Here, M is at least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, W, and Co. That is, an oxide mixture containing nickel, copper, and tin may optionally contain the element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less with respect to the total number of metal elements in the oxide mixture containing nickel, copper, and tin. Note that compared to an oxide mixture containing nickel, copper, and tin that is not mixed with an oxide containing M, it is mixed with an oxide containing M, and the atomic ratio of M is 10 atomic% or less. Oxide mixtures containing nickel, copper, and tin have increased electrical conductivity by about 8% or more. It should be noted that, in this embodiment, the numerical values of the atomic ratios of the elements in the oxide mixture containing nickel, copper, and tin may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or uneven diffusion. be.

本実施形態では、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料を用いてアノードを形成することにより、リチウムイオンを異なる経路で出入りさせることができ、分極効果を低減することができ、充放電サイクル寿命を向上させることができる。これにより、ニッケル、銅、及びスズを含む酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池の容量を大幅に増加させることができる。また、アノード材料として用いられる酸化スズは、高い容量性能を達成でき、アノード材料として用いられる酸化銅は、良好なサイクル寿命を達成でき、アノード材料として用いられる酸化ニッケルは、良好なリチウムイオン伝導性を達成できるため、酸化ニッケル、酸化銅、及び酸化スズの混合工程により得られる酸化物混合物を含むアノード材料を適用した二次電池は、優れた性能と安全性を備える。 In this embodiment, an anode material comprising a mixture of oxides including nickel, copper, and tin is used to form the anode, allowing lithium ions to enter and exit through different pathways, reducing polarization effects. , the charge-discharge cycle life can be improved. This can significantly increase the capacity of a secondary battery to which an anode material containing an oxide mixture containing nickel, copper and tin is applied. Also, the tin oxide used as anode material can achieve high capacity performance, the copper oxide used as anode material can achieve good cycle life, and the nickel oxide used as anode material has good lithium ion conductivity. can be achieved, the secondary battery to which the anode material containing the oxide mixture obtained by the mixing process of nickel oxide, copper oxide and tin oxide is applied has excellent performance and safety.

本発明の別の実施形態は、上記実施形態で提案されたアノード材料のいずれかを用いた二次電池を提供する。 Another embodiment of the present invention provides a secondary battery using any of the anode materials proposed in the above embodiments.

図1は、本発明の一実施形態による二次電池の概略断面図である。図1を参照すると、二次電池100は、アノード102、カソード104、電解質108、及びパッケージ構造体112を含むことができる。本実施形態では、二次電池100は、セパレータ106をさらに含むことができる。さらに、本実施形態では、二次電池100は、リチウムイオン電池であってもよい。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, secondary battery 100 can include anode 102 , cathode 104 , electrolyte 108 , and package structure 112 . In this embodiment, the secondary battery 100 may further include a separator 106 . Furthermore, in this embodiment, the secondary battery 100 may be a lithium ion battery.

本実施形態において、アノード102は、集電体102aと、集電体102a上に配置されたアノード材料層102bとを含むことができる。本実施形態において、集電体102aは、銅箔、ニッケル箔、高導電性箔等の金属箔であってもよい。本実施形態では、集電体102aの厚さは、約5μm~約300μmであってもよい。 In this embodiment, the anode 102 can include a current collector 102a and an anode material layer 102b disposed on the current collector 102a. In this embodiment, the current collector 102a may be a metal foil such as copper foil, nickel foil, or highly conductive foil. In this embodiment, the thickness of current collector 102a may be from about 5 μm to about 300 μm.

本実施形態では、アノード材料層102bは、上記実施形態で提案されたアノード材料のいずれかを含む。本実施形態において、アノード材料は、例えば、コーティング、スパッタリング、ホットプレス、焼結、物理蒸着、又は化学蒸着によって集電体102a上に配置することができる。また、本実施形態では、アノード材料層102bは、導電剤とバインダーとをさらに含んでいてもよい。本実施形態において、導電剤は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、導電性ブラック(VGCF、Super P、KS 4、KS 6、又はECP等)、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカー、炭素繊維、金属粉末、金属繊維、又はセラミックス材料であってもよい。詳細には、導電剤は、アノード材料の分子間の電気的接触を改善するために使用される。本実施形態において、バインダーは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアミド、メラミン樹脂、又はこれらの組み合わせであってもよい。具体的には、アノード材料は、バインダによって集電体102aに接着されてもよい。 In this embodiment, the anode material layer 102b comprises any of the anode materials suggested in the above embodiments. In this embodiment, the anode material can be deposited on the current collector 102a by, for example, coating, sputtering, hot pressing, sintering, physical vapor deposition, or chemical vapor deposition. Also, in this embodiment, the anode material layer 102b may further contain a conductive agent and a binder. In the present embodiment, the conductive agent is natural graphite, artificial graphite, carbon black, conductive black (VGCF, Super P, KS 4, KS 6, or ECP, etc.), acetylene black, ketjen black, carbon whisker, carbon fiber , metal powder, metal fiber, or ceramic material. Specifically, conductive agents are used to improve the electrical contact between the molecules of the anode material. In embodiments, the binder may be polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene rubber (SBR), polyamide, melamine resin, or combinations thereof. Specifically, the anode material may be adhered to the current collector 102a by a binder.

本実施形態では、カソード104とアノード102とを別々に配置している。本実施形態では、カソード104は、集電体104aと、集電体104a上に配置されたカソード材料層104bとを含む。本実施形態において、集電体104aは、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、高導電性箔等の金属箔であってもよい。本実施形態では、集電体104aの厚さは、約5μm~約300μmであってもよい。 In this embodiment, the cathode 104 and the anode 102 are arranged separately. In this embodiment, the cathode 104 includes a current collector 104a and a cathode material layer 104b disposed on the current collector 104a. In this embodiment, the current collector 104a may be a metal foil such as copper foil, nickel foil, aluminum foil, or highly conductive foil. In this embodiment, the thickness of current collector 104a may be from about 5 μm to about 300 μm.

本実施形態では、カソード材料層104bは、カソード材料を含む。本実施形態では、カソード材料は、コバルト酸リチウム(LiCoO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、リン酸鉄リチウム(LiFePO)、又はこれらの組み合わせを含み得る。本実施形態において、カソード材料は、例えば、コーティング、スパッタリング、ホットプレス、焼結、物理蒸着、又は化学蒸着によって、集電体104a上に配置することができる。また、本実施形態において、カソード材料層104bは、さらにバインダーを含んでいてもよい。本実施形態において、バインダーは、PVDF、SBR、ポリアミド、メラミン樹脂、又はこれらの組み合わせであってもよい。具体的には、カソード材料は、バインダによって集電体104aに接着され得る。 In this embodiment, cathode material layer 104b comprises a cathode material. In this embodiment, the cathode material comprises lithium cobaltate ( LiCoO2 ), lithium manganate ( LiMn2O4 ), lithium nickelate ( LiNiO2 ), lithium iron phosphate ( LiFePO4 ), or combinations thereof. obtain. In this embodiment, the cathode material can be deposited on current collector 104a by, for example, coating, sputtering, hot pressing, sintering, physical vapor deposition, or chemical vapor deposition. Moreover, in this embodiment, the cathode material layer 104b may further contain a binder. In this embodiment, the binder may be PVDF, SBR, polyamide, melamine resin, or combinations thereof. Specifically, the cathode material can be adhered to the current collector 104a by a binder.

本実施形態では、電解質108は、アノード102とカソード104との間に設けられており、電解質108は、液体電解質、ゲル電解質、溶融塩電解質、又は固体電解質を含んでいてもよい。 In this embodiment, electrolyte 108 is provided between anode 102 and cathode 104, and electrolyte 108 may include a liquid electrolyte, a gel electrolyte, a molten salt electrolyte, or a solid electrolyte.

本実施形態では、セパレータ106は、アノード102とカソード104との間に配置され、セパレータ106、アノード102、及びカソード104は、貯蔵システムにおける収容領域110を画定し、電解質108は、収容領域110に配置されている。本実施形態では、セパレータ106の材料は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の絶縁材料、又はこれらの材料からなる複合構造体(例えば、PE/PP/PE)であってもよい。 In this embodiment, separator 106 is positioned between anode 102 and cathode 104, separator 106, anode 102, and cathode 104 define a containment area 110 in the storage system, and electrolyte 108 is contained in containment area 110. are placed. In this embodiment, the material of the separator 106 may be an insulating material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), or a composite structure (eg, PE/PP/PE) made of these materials.

本実施形態では、二次電池100は、アノード102をカソード104から分離し、イオンを透過させるためのセパレータ106を含むが、本発明はそれに限定されない。他の実施形態では、電解質108は、固体電解質であり、二次電池100はセパレータを含まない。 In this embodiment, the secondary battery 100 separates the anode 102 from the cathode 104 and includes a separator 106 for permeation of ions, but the invention is not so limited. In other embodiments, electrolyte 108 is a solid electrolyte and secondary battery 100 does not include a separator.

本実施形態では、パッケージ構造体112は、アノード102、カソード104、及び電解質108をカバーする。本実施形態では、パッケージ構造体112の材料は、例えば、アルミホイル又はステンレス鋼である。 In this embodiment, package structure 112 covers anode 102 , cathode 104 and electrolyte 108 . In this embodiment, the material of the package structure 112 is, for example, aluminum foil or stainless steel.

本実施形態では、二次電池100の構造は、図1に示す構造に限定されない。他の実施形態では、二次電池100は、アノード、カソード、及び必要に応じて設けられるセパレータが巻かれたロール型構造、又は平坦な層を積層することによって形成される積層構造を有し得る。さらに、本実施形態では、二次電池100は、例えば、紙型電池、ボタン型電池、コイン型電池、積層電池、円筒型電池、又は長方形電池である。 In this embodiment, the structure of the secondary battery 100 is not limited to the structure shown in FIG. In other embodiments, the secondary battery 100 may have a rolled structure in which the anode, cathode, and optional separator are wound, or a laminated structure formed by stacking flat layers. . Furthermore, in this embodiment, the secondary battery 100 is, for example, a paper battery, a button battery, a coin battery, a laminated battery, a cylindrical battery, or a rectangular battery.

特に、二次電池100のアノード102は、前述の実施形態で提案されたアノード材料のいずれかを使用するので、上記のように、二次電池100は、良好な容量、安定性、及び充放電サイクル寿命を有することができる。 In particular, since the anode 102 of the secondary battery 100 uses any of the anode materials proposed in the previous embodiments, the secondary battery 100 has good capacity, stability, and charge/discharge characteristics as described above. It can have a cycle life.

本発明の特徴は、実施例1~14、及び比較例1~9を参照して以下により詳細に記載される。以下に実施例1~14が記載されているが、使用される材料、それらのそれぞれの量及び比率、及び詳細なプロセスフロー等は、本開示の範囲から逸脱することなく適切に改変することができる。従って、本開示の範囲は、以下の実施形態によって限定されるべきではない。 Features of the present invention are described in more detail below with reference to Examples 1-14 and Comparative Examples 1-9. Examples 1-14 are set forth below, but the materials used, their respective amounts and ratios, detailed process flows, etc., can be modified appropriately without departing from the scope of the present disclosure. can. Accordingly, the scope of this disclosure should not be limited by the following embodiments.

実施例1
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CoO粉末(コバルトを含む前駆体)、CuO粉末(銅を含む前駆体)、SnO粉末(スズを含む前駆体)、及びW酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(1)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例1のアノード材料)。ここで、x1は8であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、コバルト-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 1
Preparation of Anode Materials At room temperature, CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (elemental A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the cobalt-copper-tin oxide bulk material represented by formula (1) above (ie, the anode material of Example 1). Here, x1 is 8, the element M is W, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the cobalt-copper-tin oxide has an average particle size of about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例1の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例1のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground anode material of Example 1 and Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 1 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例1のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例1の二次電池を準備した。 The anode of Example 1 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 1 was prepared.

実施例2
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CoO粉末(コバルトを含む前駆体)、CuO粉末(銅を含む前駆体)、SnO粉末(スズを含む前駆体)、及びW酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(2)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例2のアノード材料)。ここで、x2は4であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、コバルト-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 2
Preparation of Anode Materials At room temperature, CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (elemental A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the cobalt-copper-tin oxide bulk material represented by formula (2) above (ie, the anode material of Example 2). Here, x2 is 4, the element M is W, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the cobalt-copper-tin oxide has an average particle size of about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例2の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例2のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground anode material of Example 2 and Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 2 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例2のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例2の二次電池を準備した。 The anode of Example 2 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 2 was prepared.

実施例3
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CoO粉末(コバルトを含む前駆体)、CuO粉末(銅を含む前駆体)、SnO粉末(スズを含む前駆体)、及びW酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例3のアノード材料)。ここで、x3は4であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、コバルト-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 3
Preparation of Anode Materials At room temperature, CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (elemental A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the cobalt-copper-tin oxide bulk material represented by formula (3) above (ie, the anode material of Example 3). Here, x3 is 4, the element M is W, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the cobalt-copper-tin oxide has an average particle size of about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例3の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例3のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground and comminuted anode material of Example 3, Super P conductive carbon and binder (i.e., sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 3 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例3のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例3の二次電池を準備した。 The anode of Example 3 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 3 was prepared.

実施例4
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CoO粉末(コバルト酸化物)、CuO粉末(銅酸化物)、SnO粉末(スズ酸化物)、及びW酸化物粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、コバルト、銅、及びスズを含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例4のアノード材料)。ここで、コバルトと銅とスズの原子比は、1:1:1であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 4
Preparation of Anode Materials CoO powder (cobalt oxide), CuO powder (copper oxide), SnO2 powder (tin oxide), and W oxide powder (oxide containing element M) were prepared at room temperature using a ball mill. ) were ground and mixed to obtain an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin (ie, the anode material of Example 4). Here, the atomic ratio of cobalt, copper and tin is 1:1:1, the element M is W, and the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例4のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例4のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 4, Super P conductive carbon and a binder (ie sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 4 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例4のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例4の二次電池を準備した。 The anode of Example 4 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 4 was prepared.

実施例5
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、SiO粉末(ケイ素を含む前駆体)、SnO粉末(スズを含む前駆体)、Fe粉末(鉄を含む前駆体)、TiO粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(4)で表されるケイ素-スズ-鉄酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例4のアノード材料)。ここで、x4は21であり、元素MはTiであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、ケイ素-スズ-鉄酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 5
Preparation of anode materials At room temperature, using a ball mill, SiO2 powder (precursor containing silicon ) , SnO2 powder (precursor containing tin), Fe2O3 powder (precursor containing iron), TiO2 The powder (precursor containing element M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the silicon-tin-iron oxide bulk material represented by formula (4) above (ie, the anode material of Example 4). Here, x4 is 21, the element M is Ti, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the average particle size of the silicon-tin-iron oxide is about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例5の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例5のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground and comminuted anode material of Example 5, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 5 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例5のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例5の二次電池を準備した。 The anode of Example 5 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 5 was prepared.

実施例6
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、SiO粉末(酸化ケイ素)、SnO粉末(酸化スズ)、Fe粉末(酸化鉄)、TiO粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、ケイ素、スズ、鉄を含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例6のアノード材料)。ケイ素とスズと鉄の原子比は、4:1:16であり、元素MはTiであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 6
Preparation of anode materials At room temperature, using a ball mill, SiO2 powder (silicon oxide), SnO2 powder (tin oxide), Fe2O3 powder (iron oxide), TiO2 powder (oxide containing element M) were ground and mixed to obtain an oxide mixture containing silicon, tin and iron (ie, the anode material of Example 6). The atomic ratio of silicon, tin and iron is 4:1:16, the element M is Ti, and the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例6のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例6のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 6 was mixed with Super P conductive carbon and a binder (ie sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 6 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例6のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例6の二次電池を準備した。 The anode of Example 6 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 6 was prepared.

実施例7
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CuO粉末(銅を含む前駆体)、MnO粉末(マンガンを含む前駆体)、SiO粉末(ケイ素を含む前駆体)、及びTiO粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(7)で表される銅-マンガン-ケイ素酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例7のアノード材料)。ここで、x7は1であり、元素MはTiであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、銅-マンガン-ケイ素酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 7
Preparation of Anode Materials CuO powder (precursor containing copper), MnO powder (precursor containing manganese), SiO2 powder (precursor containing silicon), and TiO2 powder (elemental) were prepared using a ball mill at room temperature. A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the copper-manganese-silicon oxide bulk material represented by formula (7) above (ie, the anode material of Example 7). Here, x7 is 1, the element M is Ti, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the average particle size of the copper-manganese-silicon oxide is about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例7の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例7のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground anode material of Example 7 and Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 7 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例7のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例7の二次電池を準備した。 The anode of Example 7 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 7 was prepared.

実施例8
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、CuO粉末(酸化銅)、MnO粉末(酸化マンガン)、SiO粉末(酸化ケイ素)、TiO粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、銅、マンガン及びケイ素を含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例8のアノード材料)。銅とマンガンとケイ素の原子比は、1:4:1であり、元素MはTiであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 8
Preparation of anode materials At room temperature, using a ball mill, grind and mix CuO powder (copper oxide), MnO powder (manganese oxide), SiO2 powder (silicon oxide), TiO2 powder (oxide containing element M) to obtain an oxide mixture containing copper, manganese and silicon (ie, the anode material of Example 8). The atomic ratio of copper, manganese and silicon is 1:4:1, the element M is Ti, and the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例8のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例8のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 8, Super P conductive carbon and binder (ie, sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 8 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例8のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例8の二次電池を準備した。 The anode of Example 8 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 8 was prepared.

実施例9
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、SnO粉末(スズを含む前駆体)、MnO粉末(マンガンを含む前駆体)、NiO粉末(ニッケルを含む前駆体)、Mo酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(8)で表されるスズ-マンガン-ニッケル酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例9のアノード材料)。ここで、x8は7であり、元素MはMoであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、スズ-マンガン-ニッケル酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 9
Preparation of anode materials At room temperature, using a ball mill, SnO2 powder (precursor containing tin), MnO2 powder (precursor containing manganese), NiO powder (precursor containing nickel), Mo oxide powder ( A precursor containing the element M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to yield the tin-manganese-nickel oxide bulk material represented by formula (8) above (ie, the anode material of Example 9). Here, x8 is 7, the element M is Mo, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the tin-manganese-nickel oxide has an average particle size of about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例9の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例9のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground anode material of Example 9 and Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 9 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例9のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例9の二次電池を準備した。 The anode of Example 9 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 9 was prepared.

実施例10
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、SnO粉末(酸化スズ)、MnO粉末(酸化マンガン)、NiO粉末(酸化ニッケル)、Mo酸化物粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、スズ、マンガン及びニッケルを含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例10のアノード材料)。スズ、マンガン、ニッケルの原子比は、1:2:1であり、元素MはMoであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 10
Preparation of anode materials At room temperature, using a ball mill, grind SnO2 powder (tin oxide), MnO2 powder (manganese oxide), NiO powder (nickel oxide), Mo oxide powder (oxide containing element M) • Mixed to obtain an oxide mixture containing tin, manganese and nickel (ie the anode material of Example 10). The atomic ratio of tin, manganese and nickel is 1:2:1, the element M is Mo, and the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例10のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例10のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 10 was mixed with Super P conductive carbon and a binder (ie sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 10 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例10のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例10の二次電池を準備した。 The anode of Example 10 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 10 was prepared.

実施例11
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、MnO粉末(マンガンを含む前駆体)、CuO粉末(銅を含む前駆体)、NiO粉末(ニッケルを含む前駆体)、Mo酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(13)で表されるマンガン-銅-ニッケル酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例11のアノード材料)。ここで、元素MはMoであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、マンガン-銅-ニッケル酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 11
Preparation of anode materials MnO powder (precursor containing manganese), CuO powder (precursor containing copper), NiO powder (precursor containing nickel), Mo oxide powder (elemental A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain the manganese-copper-nickel oxide bulk material represented by formula (13) above (ie, the anode material of Example 11). Here, the element M is Mo, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the average particle size of the manganese-copper-nickel oxide is in the range of about 0.1 μm to about 10 μm.

二次電池の準備
実施例11の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例11のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground and comminuted anode material of Example 11, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 11 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例11のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例11の二次電池を準備した。 The anode of Example 11 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 11 was prepared.

実施例12
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、MnO粉末(酸化マンガン)、CuO粉末(酸化銅)、NiO粉末(酸化ニッケル)、Mo酸化物粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、マンガン、銅、及びニッケルを含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例12のアノード材料)。ここで、マンガン、銅、ニッケルの原子比は、2:1:1であり、元素MはMoであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 12
Preparation of anode materials At room temperature, MnO2 powder (manganese oxide), CuO powder (copper oxide), NiO powder (nickel oxide), Mo oxide powder (oxide containing element M) were ground using a ball mill. Mixing yielded an oxide mixture containing manganese, copper, and nickel (ie, the anode material of Example 12). Here, the atomic ratio of manganese, copper and nickel is 2:1:1, the element M is Mo, and the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例12のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例12のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 12 was mixed with Super P conductive carbon and a binder (ie sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 12 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例12のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例12の二次電池を準備した。 The anode of Example 12 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 12 was prepared.

実施例13
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、NiO粉末(酸化ニッケル)、CuO粉末(酸化銅)、SnO粉末(酸化スズ)、及びW酸化物粉末(元素Mを含む酸化物)を粉砕・混合して、ニッケル、銅及びスズを含む酸化物混合物を得た(すなわち、実施例13のアノード材料)。ニッケル、銅、スズの原子比は、1:1:2であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下である。
Example 13
Preparation of Anode Materials Grind NiO powder (nickel oxide), CuO powder (copper oxide), SnO2 powder (tin oxide), and W oxide powder (oxide containing element M) using a ball mill at room temperature. • Mixed to obtain an oxide mixture containing nickel, copper and tin (ie, the anode material of Example 13). The atomic ratio of nickel, copper and tin is 1:1:2, element M is W, and the atomic ratio of element M is 10 atomic % or less.

二次電池の準備
実施例13のアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例13のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The anode material of Example 13 was mixed with Super P conductive carbon and a binder (ie sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) in a weight ratio of 7:2:1. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into Example 13 anodes with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例13のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例13の二次電池を準備した。 The anode of Example 13 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 13 was prepared.

実施例14
アノード材料の準備
室温で、ボールミルを使用して、NiO粉末(ニッケルを含む前駆体)、CuO粉末(銅を含む前駆体)、SnO粉末(スズを含む前駆体)、W酸化物粉末(元素Mを含む前駆体)を粉砕し、得られた粉末を混合し、プレスして直径約1cmのグリーンペレットにした。グリーンペレットを高温炉に入れて、前述の式(15)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物のバルク材料を得た(すなわち、実施例14のアノード材料)。ここで、x15は6であり、元素MはWであり、元素Mの原子比率は10原子%以下であり、ニッケル-銅-スズ酸化物の平均粒子径は、約0.1μm~約10μmの範囲である。
Example 14
Preparation of anode materials NiO powder (precursor containing nickel), CuO powder (precursor containing copper), SnO2 powder (precursor containing tin), W oxide powder (elemental A precursor containing M) was ground and the resulting powders were mixed and pressed into green pellets approximately 1 cm in diameter. The green pellets were placed in a high temperature furnace to yield the nickel-copper-tin oxide bulk material represented by formula (15) above (ie, the anode material of Example 14). Here, x15 is 6, the element M is W, the atomic ratio of the element M is 10 atomic % or less, and the nickel-copper-tin oxide has an average particle size of about 0.1 μm to about 10 μm. Range.

二次電池の準備
実施例14の粉砕して細かくされたアノード材料と、スーパーP導電性炭素及びバインダー(すなわち、水に溶解されたカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC))は、7:2:1の重量比で混合された。次に、ジルコニアボールを加え、約30分間混合して、アノードスラリーを形成した。次に、スパチュラ(100μm)を使用して、前記スラリーを銅箔(上記の集電体)に均一に塗布し、次に、スラリーを塗布した銅箔を真空オーブンに入れて、約110℃で約12時間乾燥させた。その後、乾燥した銅箔を、切断機により、直径約12.8mmの実施例14のアノードに切断した。
Secondary Battery Preparation The ground and comminuted anode material of Example 14, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed at a weight ratio of 7:2:1. mixed in ratio. Next, zirconia balls were added and mixed for about 30 minutes to form an anode slurry. Next, a spatula (100 μm) is used to evenly apply the slurry to a copper foil (the current collector described above), and then the slurry-applied copper foil is placed in a vacuum oven and heated at about 110°C. Allow to dry for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into anodes of Example 14 with a diameter of about 12.8 mm by a cutting machine.

作用電極として実施例14のアノード、対電極としてリチウム金属、電解質として有機溶媒に添加された1M LiPF、セパレータとしてポリプロピレンフィルム(商品名:Celgard#2400、Celgard製)、パッケージ構造体としてステンレス鋼304又は316カバーを使用してボタン型電池(モデル:CR2032)が組み立てられた。ここまでで、実施例14の二次電池を準備した。 The anode of Example 14 as the working electrode, lithium metal as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) as the separator, and stainless steel 304 as the package structure. Or a button cell (model: CR2032) was assembled using a 316 cover. Up to this point, the secondary battery of Example 14 was prepared.

比較例1
二次電池の準備
比較例1の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例1の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例1の二次電池では、作用電極の材料がCoSnOである。
Comparative example 1
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 1 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 1 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is Co2SnO4 .

比較例2
二次電池の準備
比較例2の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例2の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例2の二次電池では、作用電極の材料がCoOである。
Comparative example 2
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 2 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 2 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is CoO.

比較例3
二次電池の準備
比較例3の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例3の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例3の二次電池では、作用電極の材料がCuOである。
Comparative example 3
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 3 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 3 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is CuO.

比較例4
二次電池の準備
比較例4の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例4の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例4の二次電池では、作用電極の材料がSnOである。
Comparative example 4
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 4 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 4 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is SnO2 .

比較例5
二次電池の準備
比較例5の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例5の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例5の二次電池では、作用電極の材料がSiOである。
Comparative example 5
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 5 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 5 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is SiO2 .

比較例6
二次電池の準備
比較例6の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例6の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例6の二次電池では、作用電極の材料がFeである。
Comparative example 6
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 6 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 6 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is Fe 2 O 3 .

比較例7
二次電池の準備
比較例7の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例7の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例7の二次電池では、作用電極の材料がMnOである。
Comparative example 7
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 7 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 7 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is MnO.

比較例8
二次電池の準備
比較例8の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例8の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例8の二次電池では、作用電極の材料がMnOである。
Comparative example 8
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 8 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 8 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is MnO2 .

比較例9
二次電池の準備
比較例9の二次電池は、実施例1と同様の作製手順で準備した。比較例9の二次電池と実施例1の二次電池との相違は、主に、実施例1の二次電池では、作用電極が実施例1のアノードであり;比較例9の二次電池では、作用電極の材料がNiOである。
Comparative example 9
Preparation of Secondary Battery A secondary battery of Comparative Example 9 was prepared by the same manufacturing procedure as in Example 1. The difference between the secondary battery of Comparative Example 9 and the secondary battery of Example 1 is mainly that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; , the material of the working electrode is NiO.

実施例1~14の二次電池及び比較例1~9の二次電池を準備した後、実施例1~14の二次電池及び比較例1~9の二次電池のそれぞれについて、充放電サイクル試験を行った。 After preparing the secondary batteries of Examples 1 to 14 and the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 9, each of the secondary batteries of Examples 1 to 14 and the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 9 was subjected to charge-discharge cycles. did the test.

充放電サイクル試験
実施例1~14の二次電池及び比較例1~9の二次電池のそれぞれについて、電圧0.01V~3V、約15℃~約30℃の環境下で、電池サイクル寿命容量試験を行った。測定結果を図2~15に示す。
Charge-discharge cycle test For each of the secondary batteries of Examples 1 to 14 and the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 9, the battery cycle life capacity was measured under an environment of voltage 0.01 V to 3 V and about 15 ° C. to about 30 ° C. did the test. Measurement results are shown in FIGS.

図2~4から分かるように、比較例1の二次電池と比較して、実施例1~3の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIGS. 2-4, compared to the secondary battery of Comparative Example 1, the secondary batteries of Examples 1-3 have better capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times). have sex.

式(1)で表され、x1が9又は14である、コバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、コバルト-銅-スズ酸化物の前述の説明及び実施例1の試験結果によれば、当業者は、式(1)で表され、x1が9又は14であるコバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 In the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), where x1 is 9 or 14, the above test was not performed, but the above-mentioned test of cobalt-copper-tin oxide According to the description and the test results of Example 1, those skilled in the art can see that the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), where x1 is 9 or 14, has good capacity and capacity retention. It should be understood that the

式(2)で表され、x2が6又は8である、コバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、コバルト-銅-スズ酸化物の前述の説明及び実施例2の試験結果によれば、当業者は、式(2)で表され、x2が6又は8である、コバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (2) and x2 being 6 or 8 was not subjected to the above test, but the above-mentioned According to the description and the test results of Example 2, those skilled in the art can see that the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (2), where x2 is 6 or 8, has good capacity and capacity. It should be understood that it can have retentive properties.

式(3)で表され、x3が3又は5である、コバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、コバルト-銅-スズ酸化物の前述の説明及び実施例1の試験結果によれば、当業者は、式(3)で表され、x3が3又は5である、コバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 In the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (3), where x3 is 3 or 5, the above test was not performed, but the above-mentioned According to the description and the test results of Example 1, those skilled in the art can see that the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (3), where x3 is 3 or 5, has good capacity and capacity. It should be understood that it can have retentive properties.

図5から分かるように、比較例2~4の二次電池と比較して、実施例4の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 5, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 2-4, the secondary battery of Example 4 exhibits better capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times). have.

コバルト、銅及びスズを含み、コバルトと銅とスズの原子比が5:1:3又は2:1:1である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、コバルト、銅及びスズを含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例4の試験結果によれば、当業者は、コバルト、銅及びスズを含み、コバルトと銅とスズの原子比が5:1:3又は2:1:1である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 Secondary batteries containing oxide mixtures containing cobalt, copper and tin with an atomic ratio of cobalt to copper to tin of 5:1:3 or 2:1:1 were not tested as described above. , cobalt, copper and tin, and the test results of Example 4, a person skilled in the art will know that the oxide mixture contains cobalt, copper and tin and the atomic ratio of cobalt to copper to tin is 5:1. :3 or 2:1:1 secondary batteries can have good capacity and capacity retention.

図6及び図7から分かるように、比較例4~6の二次電池と比較して、実施例5及び6の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIGS. 6 and 7, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 4-6, the secondary batteries of Examples 5 and 6 have better capacity after a high number of cycles (>250 times). and capacity retention.

式(4)で表され、x4が21より大きく34以下である、ケイ素-スズ-鉄酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、ケイ素-スズ-鉄酸化物の前述の説明及び実施例5の試験結果によれば、当業者は、式(4)で表され、x4が21より大きく34以下である、ケイ素-スズ-鉄酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 In the secondary battery containing silicon-tin-iron oxide represented by formula (4) and x4 being greater than 21 and not more than 34, the above test was not performed, but the silicon-tin-iron oxide According to the above description and the test results of Example 5, a person skilled in the art can say that a secondary battery containing silicon-tin-iron oxide, represented by formula (4), wherein x4 is greater than 21 and less than or equal to 34, is good. It should be understood that it can have a different capacity and capacity retention.

式(5)又は(6)で表される、ケイ素-スズ-鉄酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、ケイ素-スズ-鉄酸化物の前述の説明及び実施例5の試験結果によれば、当業者は、式(5)又は(6)で表される、ケイ素-スズ-鉄酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The foregoing tests were not performed on secondary batteries containing silicon-tin-iron oxides represented by formula (5) or (6), but the above description and implementation of silicon-tin-iron oxides According to the test results of Example 5, those skilled in the art know that secondary batteries containing silicon-tin-iron oxide represented by formula (5) or (6) can have good capacity and capacity retention. should be understood.

ケイ素、スズ及び鉄を含み、ケイ素とスズと鉄の原子比が1:1:1又は4:1:1である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、ケイ素、スズ及び鉄を含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例6の試験結果によれば、当業者は、ケイ素、スズ及び鉄を含み、ケイ素とスズと鉄の原子比が1:1:1又は4:1:1である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 Secondary batteries containing oxide mixtures containing silicon, tin and iron and having an atomic ratio of silicon to tin to iron of 1:1:1 or 4:1:1 were not tested as described above. , silicon, tin and iron, and the test results of Example 6, a person skilled in the art will know that the oxide mixture contains silicon, tin and iron and the atomic ratio of silicon to tin to iron is 1:1. It should be understood that secondary batteries containing oxide mixtures that are :1 or 4:1:1 can have good capacity and capacity retention.

図8から分かるように、実施例7の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 8, the secondary battery of Example 7 has good capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times).

式(7)で表され、x7が0より大きく1より小さい、銅-マンガン-ケイ素酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、銅-マンガン-ケイ素酸化物の前述の説明及び実施例7の試験結果によれば、当業者は、式(7)で表され、x7が0より大きく1より小さい、銅-マンガン-ケイ素酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The above-described test was not performed on the secondary battery containing the copper-manganese-silicon oxide represented by the formula (7), where x7 is greater than 0 and less than 1. and the test results of Example 7, those skilled in the art know that a secondary battery containing copper-manganese-silicon oxide, represented by formula (7), wherein x7 is greater than 0 and less than 1, has a good capacity and capacity retention.

図9から分かるように、比較例3、5及び7の二次電池と比較して、実施例8の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 9, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 3, 5 and 7, the secondary battery of Example 8 has better capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times). have sex.

銅、マンガン及びケイ素を含み、銅とマンガンとケイ素の原子比が1:1:1、4:1:1又は1:1:4である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、銅、マンガン及びケイ素を含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例8の試験結果によれば、当業者は、銅、マンガン及びケイ素を含み、銅とマンガンとケイ素の原子比が1:1:1、4:1:1又は1:1:4である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 For secondary batteries containing oxide mixtures containing copper, manganese and silicon and having an atomic ratio of copper, manganese and silicon of 1:1:1, 4:1:1 or 1:1:4, the above test However, according to the foregoing description of the oxide mixture containing copper, manganese and silicon and the test results of Example 8, one skilled in the art would know that the mixture containing copper, manganese and silicon contains copper, manganese and silicon. It should be understood that secondary batteries containing oxide mixtures with atomic ratios of 1:1:1, 4:1:1 or 1:1:4 can have good capacity and capacity retention. .

図10及び図11から分かるように、比較例4、8及び9の二次電池と比較して、実施例9及び10の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIGS. 10 and 11, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 4, 8 and 9, the secondary batteries of Examples 9 and 10 are better after a high number of cycles (>250 times). It has a good capacity and capacity retention.

式(8)で表され、x8が4以上7より小さい、スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、スズ-マンガン-ニッケル酸化物の前述の説明及び実施例9の試験結果によれば、当業者は、式(8)で表され、x8が4以上7より小さい、スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8) and x8 being 4 or more and less than 7 was not subjected to the above test, but the above-mentioned tin-manganese-nickel oxide According to the description and the test results of Example 9, those skilled in the art can see that the secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8) and x8 is 4 or more and less than 7 has good capacity and capacity. It should be understood that it can have retentive properties.

式(9)、(10)又は(11)で表される、スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、スズ-マンガン-ニッケル酸化物の前述の説明及び実施例9の試験結果によれば、当業者は、式(9)、(10)又は(11)で表される、スズ-マンガン-ニッケル酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 Secondary batteries containing tin-manganese-nickel oxides represented by formulas (9), (10) or (11) were not subjected to the above tests, but the above-mentioned and the test results of Example 9, those skilled in the art know that the secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (9), (10) or (11) has a good capacity. and capacity retention.

スズ、マンガン及びニッケルを含み、スズとマンガンとニッケルの原子比が1:1:1、1:1:2又は2:1:1である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、スズ、マンガン及びニッケルを含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例10の試験結果によれば、当業者は、スズ、マンガン及びニッケルを含み、スズとマンガンとニッケルの原子比が1:1:1、1:1:2又は2:1:1である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 For secondary batteries containing oxide mixtures containing tin, manganese and nickel and having an atomic ratio of tin:manganese:nickel of 1:1:1, 1:1:2 or 2:1:1, the above test However, according to the foregoing description of the oxide mixture containing tin, manganese and nickel and the test results of Example 10, one skilled in the art would know that It should be understood that secondary batteries containing oxide mixtures with atomic ratios of 1:1:1, 1:1:2 or 2:1:1 can have good capacity and capacity retention. .

図12から分かるように、実施例11の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 12, the secondary battery of Example 11 has good capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times).

式(12)又は(14)で表される、マンガン-銅-ニッケル酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、マンガン-銅-ニッケル酸化物の前述の説明及び実施例11の試験結果によれば、当業者は、式(12)又は(14)で表される、マンガン-銅-ニッケル酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The foregoing tests were not performed on secondary batteries containing manganese-copper-nickel oxides represented by formula (12) or (14), but the foregoing description and implementation of manganese-copper-nickel oxides According to the test results of Example 11, those skilled in the art know that secondary batteries containing manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12) or (14) can have good capacity and capacity retention. should be understood.

図13から分かるように、比較例3、8及び9の二次電池と比較して、実施例12の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 13, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 3, 8 and 9, the secondary battery of Example 12 has better capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times). have sex.

マンガン、銅及びニッケルを含み、マンガンと銅とニッケルの原子比が3:2:1又は1:1:1である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、マンガン、銅及びニッケルを含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例12の試験結果によれば、当業者は、マンガン、銅及びニッケルを含み、マンガンと銅とニッケルの原子比が3:2:1又は1:1:1である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 Secondary batteries containing oxide mixtures containing manganese, copper and nickel and having an atomic ratio of manganese to copper to nickel of 3:2:1 or 1:1:1 were not tested as described above. , manganese, copper and nickel, and the test results of Example 12, a person skilled in the art will know that the oxide mixture contains manganese, copper and nickel and the atomic ratio of manganese to copper to nickel is 3:2. It should be understood that secondary batteries containing oxide mixtures that are :1 or 1:1:1 can have good capacity and capacity retention.

図14から分かるように、比較例3、4及び9の二次電池と比較して、実施例13の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、より良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 14, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 3, 4 and 9, the secondary battery of Example 13 has better capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times). have sex.

ニッケル、銅及びスズを含み、ニッケルと銅とスズの原子比が2:1:3又は1:2:3である酸化物混合物を含む二次電池については、前述の試験を実施しなかったが、ニッケル、銅及びスズを含む酸化物混合物の前述の説明及び実施例13の試験結果によれば、当業者は、ニッケル、銅及びスズを含み、ニッケルと銅とスズの原子比が2:1:3又は1:2:3である酸化物混合物を含む二次電池は、良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 Secondary batteries containing oxide mixtures containing nickel, copper and tin and having an atomic ratio of nickel:copper:tin of 2:1:3 or 1:2:3 were not subjected to the above tests. , nickel, copper and tin, and the test results of Example 13, a person skilled in the art will know that the oxide mixture contains nickel, copper and tin, and the atomic ratio of nickel:copper:tin is 2:1. It should be understood that secondary batteries containing oxide mixtures that are :3 or 1:2:3 can have good capacity and capacity retention.

図15から分かるように、実施例14の二次電池は、高いサイクル数(>250回)の後、良好な容量及び容量保持性を有する。 As can be seen from FIG. 15, the secondary battery of Example 14 has good capacity and capacity retention after a high number of cycles (>250 times).

式(15)で表され、x15が3又は9である、ニッケル-銅-スズ酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、ニッケル-銅-スズ酸化物の前述の説明及び実施例14の試験結果によれば、当業者は、式(15)で表され、x15が3又は9であるニッケル-銅-スズ酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The above test was not performed on the secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by the formula (15) and x15 is 3 or 9, but the above-mentioned nickel-copper-tin oxide According to the description and the test results of Example 14, those skilled in the art can see that the secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), where x15 is 3 or 9, has good capacity and capacity retention. It should be understood that the

式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物を含む二次電池では、前述の試験は実施されなかったが、ニッケル-銅-スズ酸化物の前述の説明及び実施例14の試験結果によれば、当業者は、式(16)又は式(17)で表されるニッケル-銅-スズ酸化物を含む二次電池が良好な容量及び容量保持性を有し得ることを理解すべきである。 The above tests were not performed on the secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by formula (16) or formula (17), but the above description and implementation of the nickel-copper-tin oxide According to the test results of Example 14, those skilled in the art know that secondary batteries containing nickel-copper-tin oxide represented by formula (16) or formula (17) can have good capacity and capacity retention. should be understood.

前述の試験結果から、本発明の二次電池用アノード材料を用いてアノードを作製することにより、当該アノードを適用した二次電池が、良好な容量、安定性、及び充放電サイクル寿命を有し得ることが確認された。 From the above-mentioned test results, by producing an anode using the anode material for a secondary battery of the present invention, the secondary battery to which the anode is applied has good capacity, stability, and charge-discharge cycle life. confirmed to be obtained.

また本発明の二次電池用アノード材料からなるアノードを用いた二次電池は、市販の黒鉛(容量の理論値は372mAh/g)と比較して、より大きい容量を有するため、二次電池用アノード材料は、電池性能を効果的に向上させることができる。 In addition, a secondary battery using an anode made of the anode material for a secondary battery of the present invention has a larger capacity than commercially available graphite (theoretical value of capacity is 372 mAh / g). Anode materials can effectively improve battery performance.

上記の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、記載された実施形態の変更が可能であることは当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上記の詳細な説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。 Although the invention has been described with reference to the above embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications can be made to the described embodiments without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the above detailed description.

本明細書の開示により、本発明のアノード材料及びアノードは、二次電池に適用することができ、その結果、二次電池の容量及び安定性が向上される。 With the disclosure herein, the anode materials and anodes of the present invention can be applied in secondary batteries, resulting in improved secondary battery capacity and stability.

100:二次電池
102:アノード
102a、104a:集電体
102b:アノード材料層
104:カソード
104b:カソード材料層
106:セパレータ
108:電解質
110:収容領域
112:パッケージ構造体
100: Secondary Battery 102: Anode 102a, 104a: Current Collector 102b: Anode Material Layer 104: Cathode 104b: Cathode Material Layer 106: Separator 108: Electrolyte 110: Housing Area 112: Package Structure

Claims (5)

下記式(1)~(3)のいずれかで表されるコバルト-銅-スズ酸化物を含む二次電池用アノード材料:
CoCuSnMOx1 式(1)、
CoCuSnMOx2 式(2)、
CoCuSnMOx3 式(3)、
ここで、x1は8、9又は14であり、x2は4、6又は8であり、x3は3、4又は5であり、Mは、Ni、Cr、Mn、Zn、Al、Ti、In、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも一つの元素であり、Mの原子比率が、式(1)、式(2)又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物中の金属元素の全原子数に対して10原子%以下である。
Anode material for secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by any one of the following formulas (1) to (3):
Co5Cu1Sn3MOx1 Formula ( 1) ,
Co2Cu1Sn1MO x2 formula ( 2),
Co1Cu1Sn1MO x3 formula ( 3),
where x1 is 8, 9 or 14, x2 is 4, 6 or 8, x3 is 3, 4 or 5, M is Ni, Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, At least one element selected from the group consisting of Mo and W, and the atomic ratio of M is represented by formula (1), formula (2) or formula (3) in cobalt-copper-tin oxide It is 10 atomic % or less with respect to the total number of atoms of the metal element.
式(1)、式(2)又は式(3)で表されるコバルト-銅-スズ酸化物が、スピネル構造、ペロブスカイト構造、塩化ナトリウム構造、又はカルコパイライト(Chalcopyrite)構造を有する、請求項1に記載の二次電池用アノード材料。 Claim 1, wherein the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) has a spinel structure, perovskite structure, sodium chloride structure, or chalcopyrite structure. The anode material for secondary batteries as described in 1. 集電体;及び
前記集電体上に配置され、請求項1に記載の二次電池用アノード材料を含むアノード材料層を含む、二次電池用アノード。
A secondary battery anode comprising: a current collector; and an anode material layer disposed on said current collector and comprising the secondary battery anode material of claim 1 .
カソード;
前記カソードとは別に配置されたアノードであって、請求項に記載の二次電池用アノードであるアノード;
前記カソードと前記アノードとの間に設けられた電解質;及び
前記カソード、前記アノード、及び前記電解質をパッキングするパッケージ構造体、とを含む二次電池。
cathode;
an anode arranged separately from the cathode, the anode being the secondary battery anode according to claim 3 ;
A secondary battery comprising: an electrolyte provided between the cathode and the anode; and a package structure packing the cathode, the anode, and the electrolyte.
前記カソードと前記アノードとの間に配置されたセパレータをさらに含み、
前記セパレータ、前記カソード及び前記アノードは、貯蔵システムの収容領域を画定し、
前記電解質は前記収容領域に配置される、請求項に記載の二次電池。
further comprising a separator positioned between the cathode and the anode;
said separator, said cathode and said anode define a containment area of a storage system;
5. The secondary battery according to claim 4 , wherein said electrolyte is disposed in said containing area.
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