JP7410593B2 - Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries - Google Patents

Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries Download PDF

Info

Publication number
JP7410593B2
JP7410593B2 JP2022188473A JP2022188473A JP7410593B2 JP 7410593 B2 JP7410593 B2 JP 7410593B2 JP 2022188473 A JP2022188473 A JP 2022188473A JP 2022188473 A JP2022188473 A JP 2022188473A JP 7410593 B2 JP7410593 B2 JP 7410593B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
copper
tin
secondary battery
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022188473A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023025111A (en
Inventor
萃蓉 游
凱威 藍
俊徳 何
家▲トン▼ 郭
天齊 冀
▲イー▼廷 李
▲ユン▼真 蔡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Tsing Hua University NTHU
Original Assignee
National Tsing Hua University NTHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Tsing Hua University NTHU filed Critical National Tsing Hua University NTHU
Priority to JP2022188473A priority Critical patent/JP7410593B2/en
Publication of JP2023025111A publication Critical patent/JP2023025111A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7410593B2 publication Critical patent/JP7410593B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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。 The present invention relates to an electrode material, an electrode, and a battery, particularly an anode material for a secondary battery, an anode for a secondary battery, and a secondary battery.

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, market demand for lithium-ion secondary batteries, which can be repeatedly charged and discharged, are lightweight, have high voltage values, and high energy density, has been rapidly increasing. Therefore, the requirements for current lithium ion secondary batteries, such as light weight, durability, high voltage, high energy density, and high safety, are becoming increasingly strict. Lithium-ion secondary batteries have great potential for applications and scalability, such as small electric vehicles, electric vehicles, and large-scale power storage industries. The most common commercially available electrode material is graphite, but graphite's low capacity (theoretical value is 372 mAh/g) limits the performance of batteries made with it. Therefore, finding a highly stable and high capacity electrode material for secondary batteries 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 viewpoint, the present invention provides an anode material and an anode that can be used in a secondary battery and improve the capacity and stability of the secondary battery.

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。
An anode material for a secondary battery provided as one embodiment of the present invention includes a cobalt-copper-tin oxide represented by any of the following formulas (1) to (3):
Co 5 Cu 1 Sn 3 MO x1 formula (1),
Co 2 Cu 1 Sn 1 MO x2 formula (2),
Co 1 Cu 1 Sn 1 MO x3 formula (3),
Here, x1 is 8, 9 or 14, x2 is 4, 6 or 8, x3 is 3, 4 or 5, and 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 in the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2) or formula (3). It is 10 atomic % or less based on 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。 An anode material for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes at least one of Co3O4 , Co2O3 , and CoO , at least one of CuO and Cu2O , and at least one of SnO and SnO2 . an oxide mixture obtained by performing a step of mixing cobalt, copper, and tin in the oxide mixture, the atomic ratio of cobalt, copper, and tin being 5:1:3, 2:1:1, or 1:1: 1.

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。
An anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes a silicon-tin-iron oxide represented by any of the following formulas (4) to (6):
Si 4 Sn 1 Fe 16 MO x4 formula (4),
Si 1 Sn 1 Fe 1 MO x5 Formula (5),
Si 4 Sn 1 Fe 1 MO x6 formula (6),
Here, x4 is 21 to 34, x5 is 3 to 5, x6 is 6 to 11.5, and M is a group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W. at least one element selected from the following, and the atomic ratio of M is at least one element selected from the following: It is 10 atomic % or less based on 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。 An anode material for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes at least one of SiO 2 and SiO, at least one of SnO and SnO 2 , and at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and FeO. An oxide mixture obtained by performing a step of mixing, 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。
An anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes 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; The atomic ratio of is 10 atomic % or less based on 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。 An anode material for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes at least one of CuO and Cu 2 O, at least one of SiO 2 and SiO, and MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 An oxide mixture obtained by mixing at least one of the following, wherein the atomic ratio of copper, manganese and silicon in the oxide mixture is 1:1:1, 1:4:1, 4: 1:1 or 1:1:4 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(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。
An anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes 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),
Sn 2 Mn 1 Ni 1 MO x10 formula (10),
Sn 1 Mn 1 Ni 1 MO x11 formula (11),
Here, x8 is 4 to 7, x9 is 4 to 7, x10 is 4 to 7, x11 is 3 to 6, and M is selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W. The atomic ratio of M is at least one element in the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10) or formula (11). It is 10 atomic % or less based on 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。 The anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes at least one of SnO and SnO 2 , at least one of MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , 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: 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。
An anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes a manganese-copper-nickel oxide represented by any of the following formulas (12) to (14):
Mn 3 Cu 2 Ni 1 MO 8 formula (12),
Mn 2 Cu 1 Ni 1 MO 4 formula (13),
Mn 1 Cu 1 Ni 1 MO 4 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 determined by the formula (12), the formula ( 13) or 10 atomic % or less based on the total number of atoms of the metal element 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。 The anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes at least one of MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , at least one of CuO and Cu 2 O, and NiO and Ni2O3 , wherein the atomic ratio of manganese, copper, and nickel in the oxide mixture is 3:2:1, 2: 1:1 or 1:1:1 oxide mixtures.

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。
An anode material for a secondary battery provided by another embodiment of the present invention includes a nickel-copper-tin oxide represented by any of the following formulas (15) to (17):
NiCuSn2MO x15 formula (15),
Ni 2 CuSn 3 MO x16 formula (16),
NiCu 2 Sn 3 MO x17 formula (17),
Here, x15 is 3, 6 or 9, x16 is 4, 6 or 9, x17 is 4, 6 or 9, and M is Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, It is at least one element selected from the group consisting of W and Co, and the atomic ratio of M is as follows: It is 10 atomic % or less based on 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 includes a step of mixing at least one of Ni2O3 and NiO , at least one of CuO and Cu2O , and at least one of SnO and SnO2 . An oxide mixture obtained by performing the following, wherein the atomic ratio of nickel to copper to 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。 An anode for a secondary battery according to an 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 includes any of the above-described anode materials for secondary batteries.

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 an 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 anode for a secondary battery described above. An electrolyte is provided between the cathode and the anode. The 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 secondary batteries of the present invention contains a metal oxide represented by any 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, said oxide mixture having a particular atomic ratio of the elements. Such an anode material for a secondary battery of the present invention can be used in a secondary battery, and as a result, it can provide the secondary battery with good capacity, stability, and charge/discharge cycle life.

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 better understand the above features and advantages of the present invention, embodiments are described in detail below along 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 an embodiment of the present 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。FIG. 2 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1. 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。FIG. 3 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 2 and Comparative Example 1. 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。FIG. 4 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 3 and Comparative Example 1. 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 to 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 to 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 and 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。FIG. 8 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 7. 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. 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, 8 and 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, 8 to 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。FIG. 12 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 11. 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 to 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。FIG. 14 is a cycle life curve diagram of the secondary batteries of Example 13 and Comparative Examples 3 to 4 and 9. 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。FIG. 15 is a cycle life curve diagram of the secondary battery of Example 14.

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 number to another" are shorthand expressions to avoid listing every number in the range set forth in the specification. Accordingly, the recitation of a particular numerical range herein refers to any numerical value within the numerical range and to any numerical range less than that defined by any numerical value within the numerical range. It also covers numerical ranges.

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 particular quantity. within an acceptable deviation range for a particular value, as determined by a person skilled in the art, taking into account the errors (i.e., limitations of the measurement system). For example, "about" can mean within one or more standard deviations, or, for example, within ±30%, ±20%, ±15%, ±10%, ±5% of the stated value. Additionally, rather than applying one standard deviation across all characteristics, "about," "approximately," "essentially," or "substantially" as used herein may be based on measured or other characteristics. A relatively acceptable range of deviation or standard deviation may be selected for the term ``in terms of''.

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 provide an anode material that can be applied to the anode of a secondary battery and can provide good stability and capacity to the secondary battery, the present invention provides an anode material that can achieve the above advantages. . Hereinafter, specific embodiments will be described as examples that can reliably implement the present invention.

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 include a metal oxide containing four or more elements, or an oxide mixture containing four or more elements. In this embodiment, the anode material may 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, the method for preparing the metal oxide containing four or more elements is, for example, a hydrothermal method, a co-precipitation method, a sol-gel method, a solid state method, an evaporation method, a sputtering method, or a vapor deposition method. However, the present invention is not limited thereto. In one embodiment in which a metal oxide containing four or more elements is prepared using a hydrothermal method, the temperature is about 200° C. or more, the incubation time is about 5 hours or more, and the ambient pressure is about 10 −2 Torr or more. obtain. In one embodiment of preparing a metal oxide containing four or more elements using a coprecipitation method, coprecipitation is first performed, the reaction temperature is 200° C. or higher, the pH of the solution is between about 2 and about 12, and the temperature is kept warm. The time can be about 1 hour or more; after the reaction is finished, a calcination treatment is performed, the calcination temperature can be about 300° C. or more, and the incubation time can be about 1 hour or more. In one embodiment in which a metal oxide containing four or more elements is prepared using a sol-gel method, the temperature is about 100° C. or more, the pH of the solution is about 2 to about 12, and the temperature holding time is about 5 hours or more. It 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 more and the incubation time can be about 8 hours or more. In one embodiment in which a metal oxide containing four or more elements is prepared using an evaporation method, the temperature can be about 25° C. or more, the evaporation time can be about 1 hour or more, and the ambient pressure can be about 10 −3 Torr or more. . In one embodiment in which a metal oxide containing four or more elements is prepared using a sputtering method, the temperature is about 25° C. or more, the sputtering time is about 0.5 hours or more, and the ambient pressure is about 10 −3 Torr or more. could be. In one embodiment in which a metal oxide containing four or more elements is prepared using a vapor deposition method, the temperature can be about 25° C. or more, the deposition time can be about 1 hour or more, and the ambient pressure can be about 10 −3 Torr or more. .

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, the metal oxide containing four or more elements includes cobalt-copper-tin oxide, silicon-tin-iron oxide, copper-manganese-silicon oxide, tin-manganese-nickel oxide, and manganese. - May contain copper-nickel oxide or nickel-copper-tin oxide. The various oxides mentioned above will be explained 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, the cobalt-copper-tin oxide can be represented by any of the following formulas (1) to (3):
Co 5 Cu 1 Sn 3 MO x1 formula (1),
Co 2 Cu 1 Sn 1 MO x2 formula (2),
Co 1 Cu 1 Sn 1 MO 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 formula (2), x2 is 4, 6, or 8. In formula (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 Has a 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 based on the total number of atoms of the metal element 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 not contain element M, but may contain 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 that contains M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and less than 10 atomic % has an electrical conductivity of about 10. It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a cobalt-copper-tin oxide containing element M, a portion of cobalt, copper, and/or tin can be replaced with M. For example, in one embodiment, some of the cobalt can be replaced with M; in another embodiment, some of the cobalt and some of the copper can be replaced with M; in yet another embodiment, some of the cobalt and some of the copper can be replaced with M; , some of the copper, and some of the tin can be replaced by M, but the invention is not limited thereto. In addition, in this embodiment, the number of atoms of the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) is determined by the formation of oxygen vacancies or non-uniform diffusion. Therefore, 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. may have. In addition, the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1), formula (2), or formula (3) has the above structure, thereby enabling more oxygen vacancies. In a secondary battery to which the anode material containing the cobalt-copper-tin oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken out and taken out, thereby effectively improving the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions. 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 the 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 for forming 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, Milling can be carried out using a vibratory ball mill or a planetary ball mill, but the invention is not limited thereto.

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, silicon-tin-iron oxide can be represented by any of the following formulas (4) to (6):
Si 4 Sn 1 Fe 16 MO x4 formula (4),
Si 1 Sn 1 Fe 1 MO x5 Formula (5),
Si 4 Sn 1 Fe 1 MO 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 formula (4), x4 is 21 to 34. In formula (5), x5 is 3 to 5. In equation (6), x6 is 6 to 11.5. When x4, x5, and x6 are each within the above ranges, a secondary battery to which an 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 may 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 based on 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). It is. In other words, the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) may not contain element M, but may contain four elements, namely silicon and tin. , iron, and oxygen. In addition, compared to a silicon-tin-iron oxide that does not contain the element M, a silicon-tin-iron oxide that contains M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and less than 10 atomic % has an electrical conductivity of about 10. It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a silicon-tin-iron oxide containing the element M, a portion of silicon, tin, and/or iron can be replaced with M. For example, in one embodiment, some of the silicon can be replaced with M; in another embodiment, some of the silicon and some of the tin can be replaced with M; in yet another embodiment, some of the silicon and some of the tin can be replaced with M; , some of the tin, and some of the iron can be replaced by M, but the invention is not limited thereto. In addition, in this embodiment, the number of atoms of the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) is determined by the formation of oxygen vacancies or non-uniform diffusion. Therefore, 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 the present 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 it may have an orthorhombic structure. In addition, the silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), formula (5), or formula (6) has the above structure, thereby enabling more oxygen vacancies. 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 out and taken out, thereby effectively improving the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions. 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 including the silicon-tin-iron oxide is applied can maintain a 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 average particle size of the silicon-tin-iron oxide is, 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 for forming an anode with good properties. In an embodiment for producing silicon-tin-iron oxide by a solid phase method, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibration Milling can be carried out using a ball mill or a planetary ball mill, although the invention is not limited thereto.

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 the present 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 based on 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 not contain element M and may contain only four elements, namely copper, manganese, silicon, and oxygen. In addition, compared to a copper-manganese-silicon oxide that does not contain the element M, a copper-manganese-silicon oxide that contains M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and less than 10 atomic % has an electrical conductivity of about 10. It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a copper-manganese-silicon oxide containing the element M, a portion of copper, manganese, and/or silicon can be replaced with M. 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; in yet another embodiment, the copper , some of the manganese, and some of the silicon can be replaced by M, but the invention is not limited thereto. Note that in this embodiment, the number of atoms in the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7) may have an error of ±10% due to non-uniform diffusion or the 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 the present embodiment, the copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7) may have an absurmbachite structure, a pyroxmangite structure, or a braunite structure. . The copper-manganese-silicon oxide represented by the formula (7) has the above structure, so that in a secondary battery to which an anode material containing the copper-manganese-silicon oxide is applied, energy due to overpotential is reduced. 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 average particle size of the copper-manganese-silicon oxide is, 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 for forming 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 Milling can be carried out using a ball mill or a planetary ball mill, although the invention is not limited thereto.

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) to (11):
Sn 1 Mn 2 Ni 1 MO x8 Formula (8),
Sn 1 Mn 1 Ni 2 MO x9 Formula (9),
Sn 2 Mn 1 Ni 1 MO x10 formula (10),
Sn 1 Mn 1 Ni 1 MO 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 to 7. In equation (9), x9 is 4 to 7. In equation (10), x10 is 4 to 7. In formula (11), x11 is 3 to 6. When x8, x9, x10, and x11 are each 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 to the total number of atoms of the metal elements in the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), and formula (11). % or less. In other words, the tin-manganese-nickel oxides represented by formula (8), formula (9), formula (10), and formula (11) do not need to contain the element M, but can contain the four elements, That is, it may contain only tin, manganese, nickel, and oxygen. In addition, compared to the tin-manganese-nickel oxide which does not contain the element M, the tin-manganese-nickel oxide containing M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and 10 atomic % or less has an electrical conductivity of about 10 It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a tin-manganese-nickel oxide containing the element M, a portion of tin, manganese, and/or nickel can be replaced with M. For example, in one embodiment, some of the tin can be replaced with M; in another embodiment, some of the tin and some of the manganese can be replaced with M; in yet another embodiment, some of the tin and some of the manganese can be replaced with M; A part of M, a part of manganese, and a part of nickel can be replaced by M, but the present invention is not limited thereto. Note that in this embodiment, the number of atoms of the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), and formula (11) is determined depending on the formation of oxygen vacancies or non-formation. Due to uniform diffusion, an error of ±10% may occur.

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 this 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 the above structure, so that it has more oxygen vacancies. As a result, in a 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, thereby effectively increasing the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions. improves. Furthermore, since the tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), formula (9), formula (10), or formula (11) has the above structure, it disintegrates during the charging and discharging process. As a result, a secondary battery to which the anode material containing the tin-manganese-nickel oxide is applied can maintain a 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 average particle size of the tin-manganese-nickel oxide is, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the tin-manganese-nickel oxide is within the above range, it is advantageous for forming 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 vibration Milling can be carried out using a ball mill or a planetary ball mill, although the invention is not limited thereto.

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) to (14):
Mn 3 Cu 2 Ni 1 MO 8 formula (12),
Mn 2 Cu 1 Ni 1 MO 4 formula (13),
Mn 1 Cu 1 Ni 1 MO 4 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, copper, nickel, and oxygen in the manganese-copper-nickel oxide is 3:2:1:8, 2:1:1:4, or 1:1:1: It can be 4. Note that the manganese-copper-nickel oxide is represented by any of formulas (12) to (14), and a secondary battery to which an anode material containing the manganese-copper-nickel oxide is applied has an 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 based on the total number of atoms of the metal element 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 element M, but may contain four elements, namely manganese and copper. , nickel, and oxygen. In addition, compared to a manganese-copper-nickel oxide that does not contain the element M, a manganese-copper-nickel oxide that contains M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and less than 10 atomic % has an electrical conductivity of about 10. It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a manganese-copper-nickel oxide containing the element M, a part of manganese, copper, and/or nickel can be replaced with M. For example, in one embodiment, some of the manganese can be replaced with M; in another embodiment, some of the manganese and some of the copper can be replaced with M; in yet another embodiment, some of the manganese and some of the copper can be replaced with M; , some of the copper, and some of the nickel can be replaced by M, but the invention is not limited thereto. In addition, in this embodiment, the number of atoms of the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) is determined by the formation of oxygen vacancies or non-uniform diffusion. Therefore, 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 this 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. may have. In addition, the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12), formula (13), or formula (14) has the above structure, which enables more oxygen vacancies, thereby In a secondary battery to which the anode material containing the manganese-copper-nickel oxide is applied, lithium ions can be easily and quickly taken out and taken out, thereby effectively improving the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions. 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 a 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 average particle size of the manganese-copper-nickel oxide is, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the manganese-copper-nickel oxide is within the above range, it is advantageous for forming 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 vibration Milling can be carried out using a ball mill or a planetary ball mill, although the invention is not limited thereto.

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) to (17):
NiCuSn2MO x15 formula (15),
Ni 2 CuSn 3 MO 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 each within the above ranges, a secondary battery to which an 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 based on the total number of atoms of the metal element 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 not contain element M, but may contain four elements, namely nickel, copper, It may contain only tin and oxygen. In addition, compared to a nickel-copper-tin oxide that does not contain the element M, a nickel-copper-tin oxide that contains M in an atomic ratio greater than 0 atomic % and less than 10 atomic % has an electrical conductivity of about 15 It has increased by more than %. Furthermore, in the present embodiment, in the case of a nickel-copper-tin oxide containing the element M, a portion of nickel, copper, and/or tin can be replaced with M. 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; in yet another embodiment, the nickel , some of the copper, and some of the tin can be replaced by M, but the invention is not limited thereto. Note that in this embodiment, the number of atoms in the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), formula (16), or formula (17) is determined by the formation of oxygen vacancies or nonuniform diffusion. , 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, thereby enabling more oxygen vacancies, and 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, thereby effectively improving the diffusion rate and ionic conductivity of lithium ions. 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 the nickel-copper-tin oxide is, for example, between about 10 nm and about 1 mm. When the average particle size of the nickel-copper-tin oxide is within the above range, it is advantageous for forming 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 vibration Milling can be carried out using a ball mill or a planetary ball mill, although the invention is not limited thereto.

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。 Further, in this embodiment, as a method for preparing an oxide mixture containing four or more elements, for example, a mixing step may be performed. The mixing step is performed, for example, by 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, such as about 25° C. or higher. In one embodiment in which a physical wet mixing method is used to prepare an oxide mixture containing four or more elements, the mixing temperature can be room temperature, e.g., about 25° C. or higher, and the solvent is 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, the oxide mixture containing four or more elements includes an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin, an oxide mixture containing silicon, tin, and iron, and an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon. oxide mixtures containing tin, manganese, and nickel; oxide mixtures containing manganese, copper, and nickel; or oxide mixtures containing nickel, copper, and tin. The various oxide mixtures mentioned above will be explained 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 containing cobalt, copper, and tin In the present embodiment, the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin includes 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 SnO2 . 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 may be 5:1:3, 2:1:1, or 1:1:1. . If the atomic ratios of cobalt, copper, and tin meet the above specific ratios, the secondary battery to which the anode material containing the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin is applied will have excellent capacity and improved performance. It has good 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 oxide is optionally mixed with at least one of Co 3 O 4 , Co 2 O 3 and CoO, at least one of CuO and Cu 2 O, 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, the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of metal elements in the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin. In addition, compared to an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin that is not mixed with an oxide containing M, the oxide mixture containing M 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 increased electrical conductivity by about 8% or more. Note that in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio of elements in the oxide mixture containing cobalt, copper, and tin may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or nonuniform 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, by forming the anode using an anode material containing an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin, lithium ions can enter and exit through different routes, and the polarization effect can be reduced. , the charge/discharge cycle life can be improved. As a result, the capacity of a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin can be significantly increased. In addition, 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 has good lithium ion conductivity. Therefore, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture obtained by a 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 containing silicon, tin, and iron In the present embodiment, the oxide mixture containing silicon, tin, and iron includes SiO 2 and at least one of SiO, SnO and at least one of SnO 2 , and Fe. It can be obtained by performing a step of mixing at least one of 2 O 3 , Fe 3 O 4 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. Furthermore, in this embodiment, the atomic ratio of silicon, tin, and iron in the oxide mixture containing silicon, tin, and iron is 4:1:16, 1:1:1, or 4:1:1. obtain. If the atomic ratios of silicon, tin, and iron meet the specific ratios mentioned above, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing silicon, tin, and iron will have excellent capacity and improved performance. It has good 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 M-containing oxide is optionally mixed with SiO 2 and at least one of SiO, SnO and at least one of SnO 2 , and Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 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, the oxide mixture containing silicon, tin, and iron may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of elements other than oxygen in the oxide mixture containing silicon, tin, and iron. In addition, compared to an oxide mixture containing silicon, tin, and iron that is not mixed with an oxide containing M, the oxide mixture containing M 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 increased electrical conductivity by about 10% or more. Note that in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio 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 nonuniform 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, by forming the anode using an anode material containing an oxide mixture containing silicon, tin, and iron, lithium ions can enter and exit through different routes, and the polarization effect can be reduced. , the charge/discharge cycle life can be improved. As a result, the capacity of a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing silicon, tin, and iron can be significantly increased. 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 has good lithium ion conductivity. Therefore, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture obtained by a 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 containing copper, manganese, and silicon In this embodiment, the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon includes at least one of CuO and Cu 2 O, at least one of SiO 2 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. Furthermore, in this embodiment, the atomic ratio of copper, manganese, and silicon in the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon is 1:1:1, 1:4:1, 4:1:1, or 1. :1:4. If the atomic ratios of copper, manganese, and silicon meet the specific ratios mentioned above, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon will have excellent capacity and improved performance. It has good 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 mixed with at least one of CuO and Cu 2 O, at least one of SiO 2 and SiO, and MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 . 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, the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of elements other than oxygen in the oxide mixture containing copper, manganese, and silicon. In addition, compared to an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon that is not mixed with an oxide containing M, the oxide mixture containing M 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. In addition, in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio 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, an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon obtained by performing a mixing step of copper oxide, manganese oxide, and silicon oxide has a synergistic effect due to the interaction of multiple oxides, and copper, The capacity of a secondary battery to which an anode material containing an oxide mixture containing manganese and silicon is applied is significantly increased. Furthermore, in this embodiment, by forming the anode using an anode material containing an oxide mixture containing copper, manganese, and silicon, lithium ions can enter and exit through different routes, reducing the polarization effect. It is possible to improve the charge/discharge cycle life. Additionally, 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. Therefore, a secondary battery using an anode material including an oxide mixture obtained by a 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 containing tin, manganese, and nickel In this embodiment, the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel includes 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. Furthermore, in this embodiment, the atomic ratio of tin, manganese, and nickel in the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel is 1:2:1, 1:1:1, 1:1:2, or 2. :1:1. If the atomic ratio of tin, manganese, and nickel meets the above specific ratio, the secondary battery to which the anode material containing the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel is applied has excellent capacity and improvement. 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、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 mixed with at least one of SnO and SnO 2 , at least one of MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , 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, the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of metal elements in the oxide mixture containing tin, manganese, and nickel. In addition, compared to an oxide mixture containing tin, manganese, and nickel that is not mixed with an oxide containing M, the oxide mixture containing M 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. In addition, in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio 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 uneven 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 mixing step of tin oxide, manganese oxide, and nickel oxide has 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 significantly increased. Furthermore, in this embodiment, by forming the anode using an anode material containing an oxide mixture containing tin, manganese, and nickel, lithium ions can enter and exit through different routes, reducing the polarization effect. It is possible to improve the charge/discharge cycle life. In addition, tin oxide used as an anode material can achieve high capacity performance, manganese oxide used as an anode material can achieve low overvoltage, and nickel oxide used as an 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 containing manganese, copper, and nickel In this embodiment, the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel contains at least one of MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , 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. Furthermore, in this embodiment, the atomic ratio of manganese, copper, and nickel in the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel is 3:2:1, 2:1:1, or 1:1:1. obtain. If the atomic ratio of manganese, copper, and nickel meets the above specific ratio, the secondary battery to which the anode material containing the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel is applied has excellent capacity and improvement. 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、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 mixed with 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, the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of metal elements in the oxide mixture containing manganese, copper, and tin. In addition, 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. Note that in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio of elements in the oxide mixture containing manganese, copper, and nickel may have an error of ±10% due to the formation of oxygen vacancies or uneven 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 containing an oxide mixture containing manganese, copper, and nickel, lithium ions can enter and exit through different routes, and the polarization effect can be reduced. , the charge/discharge cycle life can be improved. In addition, 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. A secondary battery using an anode material containing an oxide mixture obtained by a mixing process of , manganese oxide, copper oxide, and nickel oxide has excellent performance and safety.

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 containing nickel, copper, and tin In this embodiment, the oxide mixture containing nickel, copper, and tin includes at least one of Ni 2 O 3 and NiO, at least one of CuO and Cu 2 O, It can be obtained 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. Furthermore, in this embodiment, the atomic ratio of nickel, copper, and tin in the oxide mixture containing nickel, copper, and tin is 1:1:2, 2:1:3, or 1:2:3. obtain. If the atomic ratios of nickel, copper, and tin meet the specific ratios mentioned above, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing nickel, copper, and tin will have excellent capacity and improved performance. It has good 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 mixed with 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, the oxide mixture containing nickel, copper, and tin may optionally contain element M. The atomic ratio of M is 10 atomic % or less based on the total number of atoms of metal elements in the oxide mixture containing nickel, copper, and tin. In addition, compared to an oxide mixture containing nickel, copper, and tin that is not mixed with an oxide containing M, the oxide mixture containing M 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. In addition, in this embodiment, the numerical value of the atomic ratio 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, by forming the anode using an anode material containing an oxide mixture containing nickel, copper, and tin, lithium ions can enter and exit through different routes, and the polarization effect can be reduced. , the charge/discharge cycle life can be improved. As a result, the capacity of a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture containing nickel, copper, and tin can be significantly increased. In addition, tin oxide used as anode material can achieve high capacity performance, copper oxide used as anode material can achieve good cycle life, and nickel oxide used as anode material has good lithium ion conductivity. Therefore, a secondary battery using an anode material containing an oxide mixture obtained by a mixing process of nickel oxide, copper oxide, and tin oxide 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 an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a secondary battery 100 may include an anode 102, a cathode 104, an electrolyte 108, and a packaging 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 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 includes any of the anode materials proposed in the embodiments above. In this embodiment, the anode material can be disposed on the current collector 102a by, for example, coating, sputtering, hot pressing, sintering, physical vapor deposition, or chemical vapor deposition. Further, in this embodiment, the anode material layer 102b may further include a conductive agent and a binder. In this 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. In particular, conductive agents are used to improve electrical contact between molecules of the anode material. In this embodiment, the binder may be polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR), polyamide, melamine resin, or a combination 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, cathode 104 includes a current collector 104a and a cathode material layer 104b disposed on 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 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 includes cathode material. In this embodiment, the cathode material includes lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), or a combination thereof. obtain. In this embodiment, the cathode material can be disposed on the 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 a combination thereof. Specifically, the cathode material may be adhered to 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 disposed between anode 102 and cathode 104, separator 106, anode 102, and cathode 104 define a containment region 110 in the storage system, and electrolyte 108 is disposed in containment region 110. It is located. In this embodiment, the material of the separator 106 may be an insulating material such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), or a composite structure made of these materials (for example, PE/PP/PE).

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 includes a separator 106 that separates the anode 102 from the cathode 104 and allows ions to pass therethrough, but the present invention is not limited thereto. 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. 1. In other embodiments, the secondary battery 100 may have a roll-type structure in which an anode, a cathode, and an optional separator are wound, or a laminated structure formed by laminating flat layers. . Further, in this embodiment, the secondary battery 100 is, for example, a paper type battery, a button type battery, a coin type 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. 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。 The features of the invention are described in more detail below with reference to Examples 1-14 and Comparative Examples 1-9. Examples 1-14 are described below; however, the materials used, their respective amounts and ratios, detailed process flows, etc. may be modified as appropriate without departing from the scope of this disclosure. can. Therefore, the scope of the present 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, use a ball mill to prepare CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (precursor containing elemental The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of cobalt-copper-tin oxide represented by the above formula (1) (ie, the anode material of Example 1). Here, x1 is 8, element M is W, the atomic ratio of element M is 10 at% or less, and the average particle size of the cobalt-copper-tin oxide is 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 and finely ground anode material of Example 1, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 weight ratio. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 1 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 has been 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, use a ball mill to prepare CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (precursor containing elemental The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of cobalt-copper-tin oxide represented by the above formula (2) (ie, the anode material of Example 2). Here, x2 is 4, element M is W, the atomic ratio of element M is 10 at% or less, and the average particle size of the cobalt-copper-tin oxide is 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 and finely ground anode material of Example 2, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 ratio by weight. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 2 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 has been 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, use a ball mill to prepare CoO powder (precursor containing cobalt), CuO powder (precursor containing copper), SnO powder (precursor containing tin), and W oxide powder (precursor containing elemental The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of cobalt-copper-tin oxide represented by formula (3) above (ie, the anode material of Example 3). Here, x3 is 4, element M is W, the atomic ratio of element M is 10 at% or less, and the average particle size of the cobalt-copper-tin oxide is 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 finely ground anode material of Example 3, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 weight ratio. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 3 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 At room temperature, use a ball mill to prepare CoO powder (cobalt oxide), CuO powder (copper oxide), SnO2 powder (tin oxide), and W oxide powder (oxide containing element M). ) was ground and mixed to obtain an oxide mixture containing cobalt, copper, and tin (i.e., 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 binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 4 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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, SiO 2 powder (silicon-containing precursor), SnO 2 powder (tin-containing precursor), Fe 2 O 3 powder (iron-containing precursor), TiO 2 The powder (precursor containing element M) was ground, and the resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of silicon-tin-iron oxide represented by the above formula (4) (ie, the anode material of Example 4). Here, x4 is 21, element M is Ti, the atomic ratio of element M is 10 at% 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 finely ground anode material of Example 5, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 weight ratio. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 5 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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, SiO 2 powder (silicon oxide), SnO 2 powder (tin oxide), Fe 2 O 3 powder (iron oxide), TiO 2 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。
Preparation of Secondary Battery The anode material of Example 6, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 6 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 At room temperature, using a ball mill, CuO powder (precursor containing copper), MnO powder (precursor containing manganese), SiO 2 powder (precursor containing silicon), and TiO 2 powder (element The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of copper-manganese-silicon oxide represented by the above formula (7) (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 at% 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 and finely ground anode material of Example 7, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 weight ratio. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 7 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 Grind and mix CuO powder (copper oxide), MnO powder (manganese oxide), SiO2 powder (silicon oxide), TiO2 powder (oxide containing element M) using a ball mill at room temperature. An oxide mixture containing copper, manganese and silicon was obtained (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 (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 8 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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, SnO 2 powder (tin-containing precursor), MnO 2 powder (manganese-containing precursor), NiO powder (nickel-containing precursor), Mo oxide powder ( A precursor containing element M) was ground, and the resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of tin-manganese-nickel oxide represented by the above formula (8) (ie, the anode material of Example 9). Here, x8 is 7, element M is Mo, the atomic ratio of element M is 10 at% or less, and the average particle size of the tin-manganese-nickel oxide is 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 and finely ground anode material of Example 9, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 ratio by weight. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 9 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 Grind SnO2 powder (tin oxide), MnO2 powder (manganese oxide), NiO powder (nickel oxide), Mo oxide powder (oxide containing element M) using a ball mill at room temperature. - Mixed to obtain an oxide mixture containing tin, manganese and nickel (i.e. 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。
Preparation of Secondary Battery The anode material of Example 10, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 10 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 At room temperature, using a ball mill, MnO2 powder (precursor containing manganese), CuO powder (precursor containing copper), NiO powder (precursor containing nickel), Mo oxide powder (precursor containing elemental The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of manganese-copper-nickel oxide represented by the above formula (13) (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。
Preparation of Secondary Battery The ground and finely ground anode material of Example 11, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a ratio of 7:2:1 by weight. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 11 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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, use a ball mill to crush and crush MnO2 powder (manganese oxide), CuO powder (copper oxide), NiO powder (nickel oxide), Mo oxide powder (oxide containing element M). Mixing resulted in an oxide mixture containing manganese, copper, and nickel (i.e., 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。
Preparation of Secondary Battery The anode material of Example 12, Super P conductive carbon, and binder (i.e., sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 12 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 At room temperature, use a ball mill to grind NiO powder (nickel oxide), CuO powder (copper oxide), SnO2 powder (tin oxide), and W oxide powder (oxide containing element M). - Mixed to obtain an oxide mixture containing nickel, copper and tin (i.e. the anode material of Example 13). The atomic ratio of nickel, copper, and tin is 1:1:2, 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, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethyl cellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a weight ratio of 7:2:1. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. Thereafter, the dried copper foil was cut into the anode of Example 13 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 At room temperature, using a ball mill, NiO powder (nickel-containing precursor), CuO powder (copper-containing precursor), SnO2 powder (tin-containing precursor), W oxide powder (element The resulting powder was mixed and pressed into green pellets with a diameter of about 1 cm. The green pellets were placed in a high temperature furnace to obtain a bulk material of nickel-copper-tin oxide represented by the above formula (15) (ie, the anode material of Example 14). Here, x15 is 6, element M is W, the atomic ratio of element M is 10 at% or less, and the average particle size of the nickel-copper-tin oxide is 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。
Preparation of Secondary Battery The ground and finely ground anode material of Example 14, Super P conductive carbon and binder (i.e. sodium carboxymethylcellulose (CMC) dissolved in water) were mixed in a 7:2:1 ratio by weight. mixed in ratio. The zirconia balls were then added and mixed for approximately 30 minutes to form an anode slurry. Next, using a spatula (100 μm), the slurry was evenly applied to the copper foil (the above current collector), and then the copper foil coated with the slurry was placed in a vacuum oven at about 110°C. It was dried for about 12 hours. The dried copper foil was then cut into the anode of Example 14 with a diameter of about 12.8 mm using 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 was used as the working electrode, lithium metal was used as the counter electrode, 1M LiPF 6 added to an organic solvent was used as the electrolyte, polypropylene film (trade name: Celgard #2400, manufactured by Celgard) was used as the separator, and stainless steel 304 was used 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 1 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, the material of the working electrode is Co 2 SnO 4 .

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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 2 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 3 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 4 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 5 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 6 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 7 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 8 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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 using the same manufacturing procedure as in Example 1. The main difference between the secondary battery of Comparative Example 9 and the secondary battery of Example 1 is that in the secondary battery of Example 1, the working electrode is the anode of Example 1; In this case, 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, charging and discharging cycles were performed for each of the secondary batteries of Examples 1 to 14 and the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 9. The test was conducted.

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 at a voltage of 0.01 V to 3 V and in an environment of about 15° C. to about 30° C. The test was conducted. The measurement results are shown in Figures 2-15.

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 Figures 2-4, compared to the secondary battery of Comparative Example 1, the secondary batteries of Examples 1-3 had 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。 Although the above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1) and where x1 is 9 or 14, the above-mentioned secondary battery containing a cobalt-copper-tin oxide According to the description and the test results of Example 1, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing the cobalt-copper-tin oxide represented by formula (1) and in which x1 is 9 or 14 has good capacity and capacity retention. It should be understood that it can have a sexual nature.

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 above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a cobalt-copper-tin oxide represented by formula (2), where x2 is 6 or 8; According to the description and the test results of Example 2, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (2) and where x2 is 6 or 8 has good capacity and capacity. It should be understood that it may 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。 The above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a cobalt-copper-tin oxide represented by formula (3), where x3 is 3 or 5; According to the description and the test results of Example 1, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing cobalt-copper-tin oxide represented by formula (3) and where x3 is 3 or 5 has good capacity and capacity. It should be understood that it may 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 to 4, the secondary battery of Example 4 exhibited 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。 The above tests were not conducted on secondary batteries containing oxide mixtures containing cobalt, copper and tin, with an atomic ratio of cobalt, copper and tin of 5:1:3 or 2:1:1. According to the above description of the oxide mixture containing cobalt, copper and tin and the test results of Example 4, one skilled in the art can understand that the oxide mixture containing cobalt, copper and tin has an atomic ratio of cobalt, copper and tin of 5:1. It should be understood that secondary batteries comprising oxide mixtures that are: 3:3 or 2:1:1 may 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 to 6, the secondary batteries of Examples 5 and 6 had 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。 Although the above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a silicon-tin-iron oxide represented by formula (4), where x4 is greater than 21 and less than or equal to 34, According to the above explanation and the test results of Example 5, those skilled in the art will find that a secondary battery containing a silicon-tin-iron oxide represented by formula (4) and in which x4 is greater than 21 and less than or equal to 34 is good. It should be understood that the capacitance and capacity retention properties can be increased.

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。 Although the above-mentioned test was not performed on a secondary battery containing silicon-tin-iron oxide represented by formula (5) or (6), the above-mentioned description and implementation of silicon-tin-iron oxide According to the test results of Example 5, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing silicon-tin-iron oxide represented by formula (5) or (6) can have good capacity and capacity retention. You should understand that.

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。 Although secondary batteries containing oxide mixtures containing silicon, tin, and iron with an atomic ratio of silicon, tin, and iron of 1:1:1 or 4:1:1, the aforementioned tests were not conducted. According to the above description of the oxide mixture containing , silicon, tin and iron and the test results of Example 6, one skilled in the art can understand that the oxide mixture containing silicon, tin and iron has an atomic ratio of silicon, tin and iron of 1:1. It should be understood that secondary batteries comprising oxide mixtures that are: 1:1 or 4:1:1 may 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-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7), where x7 is greater than 0 and less than 1; According to the explanation and the test results of Example 7, those skilled in the art can understand that a secondary battery containing a copper-manganese-silicon oxide represented by formula (7), where x7 is greater than 0 and smaller 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, with an atomic ratio of copper, manganese and silicon of 1:1:1, 4:1:1 or 1:1:4, the above-mentioned test However, according to the above 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 oxide mixture containing copper, manganese and silicon It should be understood that secondary batteries comprising oxide mixtures with an atomic ratio of 1:1:1, 4:1:1 or 1:1:4 may 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 Figures 10 and 11, compared to the secondary batteries of Comparative Examples 4, 8, and 9, the secondary batteries of Examples 9 and 10 performed better after a high number of cycles (>250 times). It has excellent 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。 Although the above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing a tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8), where x8 is 4 or more and smaller than 7, According to the description and the test results of Example 9, those skilled in the art can understand that a secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (8) and in which x8 is 4 or more and smaller than 7 has good capacity and capacity. It should be understood that it may 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。 Although the above-mentioned test was not conducted on the secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (9), (10) or (11), According to the explanation and the test results of Example 9, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing tin-manganese-nickel oxide represented by formula (9), (10) or (11) has 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, with an atomic ratio of tin, manganese and nickel of 1:1:1, 1:1:2 or 2:1:1, the above test However, according to the above 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 the oxide mixture containing tin, manganese and nickel It should be understood that secondary batteries comprising oxide mixtures with an atomic ratio of 1:1:1, 1:1:2 or 2:1:1 may 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。 Although the above-mentioned test was not performed on the secondary battery containing the manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12) or (14), the above-mentioned explanation and implementation of the manganese-copper-nickel oxide According to the test results of Example 11, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing manganese-copper-nickel oxide represented by formula (12) or (14) can have good capacity and capacity retention. You should understand that.

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。 The above tests were not conducted for secondary batteries containing oxide mixtures containing manganese, copper and nickel, with an atomic ratio of manganese, copper and nickel of 3:2:1 or 1:1:1. According to the above description of the oxide mixture containing , manganese, copper and nickel and the test results of Example 12, one skilled in the art can understand that the oxide mixture containing manganese, copper and nickel has an atomic ratio of 3:2 of manganese, copper and nickel. It should be understood that secondary batteries comprising oxide mixtures that are: 1:1 or 1:1:1 may 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。 The aforementioned tests were not conducted for secondary batteries containing oxide mixtures containing nickel, copper, and tin, with an atomic ratio of nickel, copper, and tin of 2:1:3 or 1:2:3. According to the above description of the oxide mixture containing nickel, copper and tin and the test results of Example 13, one skilled in the art can understand that the oxide mixture containing nickel, copper and tin has an atomic ratio of nickel, copper and tin of 2:1. It should be understood that a secondary battery comprising an oxide mixture that is 1:3 or 1:2:3 may 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 conducted on a secondary battery containing a nickel-copper-tin oxide represented by formula (15), where x15 is 3 or 9; According to the description and the test results of Example 14, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by formula (15) and in which x15 is 3 or 9 has good capacity and capacity retention. It should be understood that it can have a sexual nature.

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。 Although the above-mentioned test was not conducted on a secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by formula (16) or formula (17), the above-mentioned description and implementation of the nickel-copper-tin oxide According to the test results of Example 14, those skilled in the art can understand that the secondary battery containing the nickel-copper-tin oxide represented by formula (16) or formula (17) can have good capacity and capacity retention. You should understand that.

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 test results, it has been found that by producing an anode using the anode material for secondary batteries of the present invention, a secondary battery to which the anode is applied has good capacity, stability, and charge/discharge cycle life. It has been confirmed that you can get it.

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, since a secondary battery using an anode made of the anode material for secondary batteries of the present invention has a larger capacity than commercially available graphite (theoretical capacity value 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 may 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 foregoing 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。 According to the disclosure herein, the anode material and anode of the present invention can be applied to a secondary battery, and as a result, the capacity and stability of the secondary battery are improved.

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: Accommodation area 112: Package structure

Claims (5)

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つを混合されてなる酸化物混合物であって、前記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、二次電池用アノード材料。 An oxide mixture formed by mixing at least one of SiO 2 and SiO, at least one of SnO and SnO 2 , and at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and FeO, the oxide mixture An anode material for a secondary battery, comprising an oxide mixture in which the atomic ratio of silicon, tin, and iron is 4:1:16, 1:1:1, or 4:1:1. 前記酸化物混合物は、Mを含む酸化物をさらに含み、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、前記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、請求項1に記載の二次電池用アノード材料。 The oxide mixture further includes an oxide containing M, where M is at least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Zn, Al, Ti, In, Mo, and W, and an atom of M The anode material for a secondary battery according to claim 1, wherein the ratio is 10 at % or less based on the total number of atoms of elements other than oxygen in the oxide mixture. 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。
An anode for a secondary battery, comprising: a current collector; and an anode material layer disposed on the current collector and comprising the anode material for a secondary battery according to 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3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 disposed separately from the cathode, the anode being the anode for a secondary battery according to claim 3;
A secondary battery comprising: an electrolyte provided between the cathode and the anode; and a package structure that packs 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4に記載の二次電池。
further comprising a separator disposed between the cathode and the anode,
the separator, the cathode and the anode define a containment area of a storage system;
The secondary battery according to claim 4, wherein the electrolyte is arranged in the storage area.
JP2022188473A 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries Active JP7410593B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022188473A JP7410593B2 (en) 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021096418A JP7256560B2 (en) 2021-06-09 2021-06-09 Anode material for secondary battery, anode for secondary battery, and secondary battery
JP2022188473A JP7410593B2 (en) 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021096418A Division JP7256560B2 (en) 2021-06-09 2021-06-09 Anode material for secondary battery, anode for secondary battery, and secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023025111A JP2023025111A (en) 2023-02-21
JP7410593B2 true JP7410593B2 (en) 2024-01-10

Family

ID=84532461

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021096418A Active JP7256560B2 (en) 2021-06-09 2021-06-09 Anode material for secondary battery, anode for secondary battery, and secondary battery
JP2022188474A Active JP7410594B2 (en) 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries
JP2022188473A Active JP7410593B2 (en) 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021096418A Active JP7256560B2 (en) 2021-06-09 2021-06-09 Anode material for secondary battery, anode for secondary battery, and secondary battery
JP2022188474A Active JP7410594B2 (en) 2021-06-09 2022-11-25 Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP7256560B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004185810A (en) 2001-11-20 2004-07-02 Canon Inc Electrode material for lithium secondary battery, electrode structural body with the electrode material, secondary battery with the electrode structure, manufacturing method of the electrode material, manufacturing method of the electrode structural body, and manufacturing method of the secondary battery
JP2010135336A (en) 2003-03-26 2010-06-17 Canon Inc Electrode material for lithium secondary battery, electrode structure having this electrode material, and secondary battery having this electrode structure
JP2016185902A (en) 2010-05-14 2016-10-27 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Method for encapsulating metal and metal oxide with graphene, and method for using the materials
JP2019175835A (en) 2018-03-27 2019-10-10 国立清華大学National Tsing Hua University Electrode material for secondary batteries and secondary battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4897718B2 (en) * 2007-04-23 2012-03-14 ソニー株式会社 Negative electrode active material and secondary battery
JP2014107019A (en) * 2012-11-22 2014-06-09 Mitsubishi Materials Corp Negative electrode for lithium ion secondary battery and manufacturing method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004185810A (en) 2001-11-20 2004-07-02 Canon Inc Electrode material for lithium secondary battery, electrode structural body with the electrode material, secondary battery with the electrode structure, manufacturing method of the electrode material, manufacturing method of the electrode structural body, and manufacturing method of the secondary battery
JP2010135336A (en) 2003-03-26 2010-06-17 Canon Inc Electrode material for lithium secondary battery, electrode structure having this electrode material, and secondary battery having this electrode structure
JP2016185902A (en) 2010-05-14 2016-10-27 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Method for encapsulating metal and metal oxide with graphene, and method for using the materials
JP2019175835A (en) 2018-03-27 2019-10-10 国立清華大学National Tsing Hua University Electrode material for secondary batteries and secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP7410594B2 (en) 2024-01-10
JP7256560B2 (en) 2023-04-12
JP2023025111A (en) 2023-02-21
JP2023025112A (en) 2023-02-21
JP2022188413A (en) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9601761B2 (en) Composite cathode active material, method of preparing the composite cathode active material, and cathode and lithium battery each including the composite cathode active material
TWI553949B (en) Cathode composite material of lithium ion battery
TWI487178B (en) Methode for making cathode composite material of lithium ion battery
WO2017025007A1 (en) Positive electrode active material for lithium-ion secondary battery and preparation method and use thereof
KR20120017671A (en) Cathode, preparation method thereof, and lithium battery containing the same
KR20110094980A (en) Cathode and lithium battery using same
US11901554B2 (en) Anode material for secondary battery, anode for secondary battery and secondary battery
JP7104877B2 (en) Cathode material for lithium secondary batteries
JP7410593B2 (en) Anode materials for secondary batteries, anodes for secondary batteries, and secondary batteries
JP5076301B2 (en) Secondary battery
KR101708361B1 (en) Composite negative electrode active material, method for preparing the same, and lithium battery including the same
CN111952588B (en) Lithium battery with buffer layer and preparation method thereof
TWI749800B (en) Anode material for secondary battery, anode for secondary battery and secondary battery
TWI750837B (en) Anode material for secondary battery, anode for secondary battery and secondary battery
TWI753599B (en) Anode material for secondary battery, anode for secondary battery and secondary battery
CN113130889B (en) Negative electrode material for secondary battery, negative electrode, and secondary battery
JP7483296B2 (en) Composite positive electrode active material, positive electrode and lithium battery using the same, and manufacturing method thereof
WO2021220580A1 (en) Negative electrode material and battery
Shrivastava et al. Analysis of High Voltage Spinel LiNi0. 5Mn1. 5O4 Cathode Materials Incorporating Cu and Zr Doping for EV Applications
CN115224249A (en) Composite positive electrode active material, preparation method, positive plate and lithium ion secondary battery
JP2021150059A (en) Electrode, battery, and battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7410593

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150