JPH09180707A - 非水二次電池 - Google Patents

非水二次電池

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JPH09180707A
JPH09180707A JP7334557A JP33455795A JPH09180707A JP H09180707 A JPH09180707 A JP H09180707A JP 7334557 A JP7334557 A JP 7334557A JP 33455795 A JP33455795 A JP 33455795A JP H09180707 A JPH09180707 A JP H09180707A
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JP
Japan
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negative electrode
electrode material
snge
secondary battery
washed
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Application number
JP7334557A
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English (en)
Inventor
Masayuki Mishima
雅之 三島
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09180707A publication Critical patent/JPH09180707A/ja
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    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電サイクル特性を改良し、かつ高い放電
電圧と高容量を実現できる安全性の高い非水二次電池を
得ることである。 【解決手段】 本発明の課題は、正極材料、負極材料、
リチウム塩を含む非水電解質から成る非水二次電池であ
って、非晶質酸化物、および/またはカルコゲナイトで
ある負極材料が、含水溶液にて洗浄されている非水二次
電池により達成することができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電容量、充放電
サイクル寿命等の充放電特性が改善された非水二次電池
に関するものであり、特に非晶質酸化物、および/また
はカルコゲナイトである負極材料が含水溶液にて洗浄さ
れている非水二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】非水二次電池用負極材料としては、リチ
ウム金属やリチウム合金が代表的であるが、それらを用
いると充放電中にリチウム金属が樹枝状に成長し、内部
ショートしたり、その樹枝状金属自体の活性が高く、発
火する危険をはらんでいる。これに対して、最近、リチ
ウムを挿入放出することができる焼成炭素質材料が実用
されるようになってきた。この炭素質材料の欠点は、そ
れ自体が導電性をもつので、過充電や急速充電の際に炭
素質材料の上にリチウム金属が析出することがあり、結
局、樹枝状金属を析出してしまうことになる。これを避
けるために、充電器を工夫したり、正極活物質量を少な
くして、過充電を防止する方法を採用したりしている
が、後者の方法では、活物質の量が限定されるので、そ
のため、放電容量も制限されてしまう。また炭素質材料
は密度が比較的小さいため体積当りの容量が低いという
二重の意味で放電容量が制限されてしまうことになる。
【0003】一方、リチウム金属やリチウム合金または
炭素質材料以外の負極材料としては、リチウムを吸蔵・
放出することができるTiS2 、LiTiS2 (米国特
許第3,983,476)、ルチル構造の遷移金属酸化
物、例えば、WO2 (米国特許第4,198,47
6)、Lix Fe(Fe2 )O4 などのスピネル化合物
(特開昭58−220,362)、電気化学的に合成さ
れたFe23 のリチウム化合物(米国特許第4,46
4,447)、Fe23 のリチウム化合物(特開平3
−112,070)、Nb25 (特公昭62−59,
412、特開平2−824,47)、酸化鉄、FeO、
Fe23 、Fe34 、酸化コバルト、CoO、Co
23 、Co34 (特開平3−291,862、同6
−231765)、アモルファスV25 (特開平4−
223061)、リチウムを挿入した低酸化数金属酸化
物Lix MO(MはMn、Ti、Zn 特開平6−17
6758)、リチウムイオンを挿入することにより結晶
の基本構造を変化させた遷移金属酸化物を負極材料とす
る(欧州特許0567149)ことが知られている。こ
れらの化合物はいずれも酸化還元電位が高いので、3V
級の高放電電位を持ち、かつ高容量の非水二次電池は実
現されていない。
【0004】2価の珪素を主体とした負極材料を用いた
例(特開平6−325765、欧州特許058217
3、同0615296)もあるが、サイクル寿命が極め
て短いという欠点を有している。SnOおよびこれを主
体とした化合物を負極材料に適用した例として、特開平
6−275268と特開平6−338325があるが、
いずれも実用に供する事のできるサイクル寿命を得るこ
とが不可能であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、充放
電サイクル特性を改良し、かつ高い放電電圧と高容量を
実現できる安全性の高い非水二次電池を得ることであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、正極材
料、負極材料、リチウム塩を含む非水電解質から成る非
水二次電池であって、非晶質酸化物、および/またはカ
ルコゲナイトである負極材料が、含水溶液にて洗浄され
ている非水二次電池により達成することができた。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明するが,本発明はこれらに限定されるものではな
い。 1、正極材料、負極材料、リチウム塩を含む非水電解
質、セパレ−タ−から成る非水二次電池に関し、該負極
材料が非晶質酸化物、および/またはカルコゲナイトで
あって、該負極材料が含水溶液にて洗浄されていること
を特徴とする非水二次電池。 2、該負極材料が無機酸を含む含水溶液にて洗浄されて
いることを特徴とする前記1記載の非水二次電池。 3、該負極材料が炭酸または酸性燐酸塩を含む含水溶液
にて洗浄されていることを特徴とする前記2に記載の非
水二次電池。 4、該負極材料がPHが1以上7以下である含水溶液に
て洗浄されていることを特徴とする前記1〜3記載の非
水二次電池。 5、該負極材料がSnを主体とする非晶質酸化物である
ことを特徴とする前記1〜4記載の非水二次電池。 6、該負極材料が一般式(1) SnM1 a 2 b s (1) (式中、M1 は、Al、B、P、Geから選ばれる少な
くとも一種以上の元素、M2は周期律表第1族元素、第
2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少な
くとも一種以上の元素を表し、aは0.2以上2以下の
数字、bは0.01以上1以下の数字で0.2<a+b
<2、sは1以上6以下の数字を表す。)で示される非
晶質酸化物であることを特徴とする前記5に記載の非水
二次電池。 7、負極材料がSnおよびGeを主体とする非晶質酸化
物であることを特徴とする前記5に記載の非水二次電
池。 8、該負極材料が一般式(2) SnGec 3 d 4 e t (2) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
一種以上の元素を表す。cは0.001 以上1以下の数字。
dは0.2以上2以下の数字、eは0.01以上1以下
の数字、tは1、3以上7以下の数字を表す。)で示さ
れる非晶質酸化物であることを特徴とする前記7に記載
の非水二次電池。 9、該負極材料がSn、GeおよびSiを主体とする非
晶質酸化物であることを特徴とする前記5に記載の非水
二次電池。 10、該負極材料が一般式(3) SnGef Sig 3 h 4 i u (3) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
一種以上の元素を表す。fは0.001 以上1以下の数字。
gは0.001以上2以下の数字。hは0.2以上2以
下の数字、iは0.01以上1以下の数字、uは1、3
以上11以下の数字を表す。)で示される非晶質酸化物
であることを特徴とする前記9に記載の非水二次電池。
【0008】以下、本発明の技術について詳述する。本
発明において、負極材料である非晶質酸化物、および/
またはカルコゲナイトを含水溶液にて洗浄することによ
り、放電容量、充放電サイクル性等の充放電特性を改善
することができる。含水溶液とは水含量が100〜0.
01重量%の溶液であり、好ましくは100〜0.1重
量%、最も好ましくは100〜1重量%である。例え
ば、水の他に、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン系溶剤の含水物、メタノ−ル、エタノ−ル、イソプロ
ピルアルコ−ル、エチレングリコ−ル等のアルコ−ル系
溶剤の含水物、ジエチルエ−テル、エチルプロピルエ−
テル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、ジ
エトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン等
のエ−テル系溶剤の含水物、蟻酸メチル、蟻酸エチル、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、ジメチルカ−
ボネ−ト、ジエチルカ−ボネ−ト、エチレンカ−ボネ−
ト、プロピレンカ−ボネ−ト、ブチレンカ−ボネ−ト、
γ−ブチロラクトン等のエステル系溶剤の含水物、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素の含水
物、アセトニトリルの含水物、スルホランの含水物、ニ
トロメタンの含水物、2−メチルピロリドンの含水物、
ジメチルスルホキシドの含水物、ジメチルホルムアミド
の含水物等をあげることができる。中でも、水、アルコ
−ル系溶剤の含水物、ケトン系溶剤の含水物が好まし
い。
【0009】本発明においては、含水溶液に無機酸を含
ませることが好ましく、また、含水溶液に溶解後、その
PHが7以下になる酸性塩を加えてもよい。その時のP
Hは1.0以上7.0以下が好ましい。含ませる無機
酸、酸性塩としては強酸、弱酸いずれでもよく、たとえ
ば塩酸、硫酸、硝酸、炭酸、ほう酸、ヒ酸、燐酸、青
酸、亜硫酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素
酸、フッ酸、ヨウ素酸、臭素酸、燐酸水素カルシウム、
燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリウム、燐酸水素リチ
ウム、燐酸二水素アンモニウム、燐酸二水素カリウム、
燐酸二水素ナトリウム、燐酸二水素リチウム、硫酸水素
アンモニウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素ナトリウ
ム、硫酸水素リチウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモ
ニウム、硝酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、亜硫酸
水素アンモニウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素ナ
トリウム、亜硫酸水素リチウム、等を挙げることができ
る。なかでも無機酸としては炭酸、酸性塩としては、燐
酸水素カルシウム、燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリ
ウム、燐酸水素リチウム、燐酸二水素アンモニウム、燐
酸二水素カリウム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸二水素
リチウム等の酸性燐酸塩が好ましい。
【0010】また本発明においては、さらに塩を混合し
PH1.0以上7.0以下の緩衝液も好ましく用いるこ
とができ、例えば、HCl/KCl緩衝液、HCl/フ
タル酸水素カリウム緩衝液、HCl/グリシン緩衝液、
HCl/カゴジル酸ナトリウム緩衝液、Na2 HPO4
/NaH2 PO4 緩衝液、K2 HPO4 /NaH2 PO
4 緩衝液、KH2 PO4 /NaOH緩衝液、HCl/イ
ミダゾ−ル緩衝液、HCl/s−コリジン緩衝液、HC
l/5,5−ジエチルバルビツ−ル酸ナトリウム緩衝
液、HCl/N−エチルモルホリン緩衝液、HCl/ピ
ロリン酸緩衝液、Na2 HPO4 /クエン酸緩衝液、K
2 PO4 /クエン酸/ほう酸/ジエチルバルビツ−ル
酸緩衝液等を挙げることができる。
【0011】本発明に用いられる負極材料粉砕物の洗浄
方法としては、浸漬法、流水法、かくはん法、ボ−ルミ
ル等による混合法、超音波洗浄法等いずれの方法も挙げ
ることができる。
【0012】洗浄に用いられる含水溶液の量は特に限定
されることはなく、洗浄される負極材料が漬される量以
上あればよいが、負極材料/含水溶液の容量比が1/1
以上1/100以下が好ましい。。また洗浄時間、洗浄
回数も特に限定されることはないが、1分以上30日以
内で1回以上10回以下で洗浄することが好ましい。洗
浄後の後処理方法は特に限定されることはなく、デカン
テ−ション法、ろ過法、遠心分離法等により、洗浄液を
取り除き乾燥する。また乾燥を早めるためにアセトン、
メタノ−ル等の揮発性溶剤で後処理した後乾燥を行って
もよい。乾燥方法は特に限定されることはなく、風乾
法、熱乾燥法、真空乾燥法、赤外線乾燥法等いずれの方
法もとることができる。
【0013】また、本発明においては、負極材料合成時
に水溶性原料を化学量論量より過剰に加え、合成後上記
方法にて、洗浄除去してもよい。また、本発明において
は、負極材料合成時に反応に関与しない水溶性化合物を
加え、合成後上記方法にて、洗浄除去してもよい。ま
た、本発明においては、負極材料合成時に任意に水溶性
化合物を複生成物として合成し、合成後上記方法にて、
洗浄除去してもよい。以上の如くにして得られた水を含
む溶液にて洗浄された負極材料は、不純物が少なく、負
極材料と電解液の副反応を抑えることができ、負極材料
として非常に有用である。
【0014】本発明の用いられる負極材料は非晶質酸化
物、および/またはカルコゲナイトである。ここで言う
非晶質とはCuKα線を用いたX線回折法で2θ値で2
0°から40°に頂点を有するブロードな散乱帯を有す
る物であり、結晶性の回折線を有してもよい。好ましく
は2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回
折線の内最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以
下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の5
00倍以下であることが好ましく、さらに好ましくは1
00倍以下であり、特に好ましくは5倍以下であり、最
も好ましくは 結晶性の回折線を有さないことである。
【0015】本発明では中でも半金族元素の非晶質酸化
物、および/またはカルコゲナイトが好ましく、周期律
表第13族〜15族の元素、Al,Ga,Si,Sn,
Ge,Pb,Sb,Biの単独あるいはそれらの2種以
上の組み合わせからなる酸化物、カルコゲナイドが選ば
れる。
【0016】例えば、Ga2 3 、SiO、GeO、G
eO2 、SnO、SnO2 、PbO、PbO2 、Pb2
3 、Pb2 4 、Pb3 4 、Sb2 3 、Sb2
4 、Sb2 5 、Bi2 3 、Bi2 4 、Bi
2 5 、SnSiO3 、GeS、GeS2 、SnS、S
nS2 、PbS、PbS2 、Sb2 3 、Sb2 5
SnSiS3 などが好ましい。又これらは、酸化リチウ
ムとの複合酸化物、例えばLi2 GeO3 、Li2 Sn
2 であってもよい。
【0017】本発明においてはSnを主体とする非晶質
酸化物がさらに好ましく、なかでも一般式(1) SnM1 a 2 b s (1) (式中、M1 は、Al、B、P、Geから選ばれる少な
くとも一種以上の元素、M2は周期律表第1族元素、第
2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少な
くとも一種以上の元素を表し、aは0.2以上2以下の
数字、bは0.01以上1以下の数字で0.2<a+b
<2、sは1以上6以下の数字を表す。)で示される非
晶質酸化物であることが好ましい。
【0018】Snを主体とする非晶質酸化物、および一
般式(1)で示される非晶質酸化物としてはたとえば次
の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定される
わけではない。SnAl0.4 0.5 0.5
0.1 3.65、SnAl0.4 0.5 0.5 Na
0.2 3.7 、SnAl0.4 0.3 0.5 Rb
0.2 3.4 、SnAl0.4 0.5 0.5 Cs
0.1 3.65、SnAl0.4 0.5 0.5 0.1 Ge0.05
3.85、SnAl0.4 0.5 0.5 0.1 Mg0.1 Ge
0.023.83、 SnAl0.4 0.4 0.4 3.2 、SnA
0.30.5 0.2 2.7 、SnAl0.3 0.5 0.2
2.7 、SnAl0.4 0.5 0.3 Ba0.08Mg0.08
3.26、SnAl0.4 0.4 0.4 Ba0.083.28、Sn
Al0.4 0.5 0.53.6 、SnAl0.4 0.5
0.5 Mg0.1 3.7
【0019】SnAl0.5 0.4 0.5 Mg0.1 0.2
3.65、SnB0.5 0.5 Li0.1 Mg0.1 0.2
3.05、SnB0.5 0.5 0.1 Mg0.1 0.2 3.05
SnB0. 5 0.5 0.05Mg0.050.1 3.03、SnB
0.5 0.5 0.05Mg0.1 0.23.03、SnAl0.4
0.5 0.5 Cs0.1 Mg0.1 0.2 3.65、SnB
0.50.5 Cs0.05Mg0.050.1 3.03、SnB0.5
0.5 Mg0.1 0.1 3.05、SnB0.5 0.5 Mg
0.1 0.2 3 、SnB0.5 0.5 Mg0.1 0.063.
07、SnB0.5 0.5 Mg0.1 0.143.03、SnPB
0.083.58、SnPK 0.1 3.55、SnPK0.05Mg
0.053.58、SnPCs0.1 3.55、SnPBa 0.08
0.083.54、SnPK0.1 Mg0.1 0.2 3.55、Sn
PK0.05Mg0.050.1 3.53、SnPCs0.1 Mg
0.1 0.2 3.55、SnPCs0.05Mg0.050.1
3.53
【0020】Sn1.1 Al0.4 0.2 0.6 Ba0.08
0.083.54、Sn1.1 Al0.4 0.20.6 Li0.1
0.1 Ba0.1 0.1 3.65、Sn1.1 Al0.4 0.4
0.4 Ba0.083.34、Sn1.1 Al0.4 PCs0.05
4.23、Sn1.1 Al0.4 PK0.054.23、Sn1. 2 Al
0.5 0.3 0.4 Cs0.2 3.5 、Sn1.2 Al0.4
0.2 0.6 Ba0. 083.68、Sn1.2 Al0.4 0.2
0.6 Ba0.080.083.64、Sn1.2 Al 0.4 0.2
0.6 Mg0.04Ba0.043.68、Sn1.2 Al0.4 0.3
0.5 Ba 0.083.58、Sn1.3 Al0.3 0.3 0.4
Na0.2 3.3 、Sn1.3 Al0.20.4 0.4 Ca
0.2 3.4 、Sn1.3 Al0.4 0.4 0.4 Ba0.2
3.6 、Sn1.4 Al0.4 PK0.2 4.6 、Sn1.4 Al
0.2 Ba0.1 PK0.2 4.45、Sn1.4 Al0.2 Ba
0.2 PK0.2 4.6 、Sn1.4 Al0.4 Ba0.2 PK
0.2Ba0.1 0.2 4.9 、Sn1.4 Al0.4 PK0.3
4.65、Sn1.5 Al0.2 PK0.2 4.4 、Sn1.5
0.4 PK0.1 4.65、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05
4.63、Sn1.5 Al0.4 PCs0.05Mg0.1 0.2
4.63
【0021】SnSi0.5 Al0.1 0.2 0.1 Ca
0.4 3.1 、SnSi0.4 Al0.2 0. 4 2.7 、Sn
Si0.5 Al0.2 0.1 0.1 Mg0.1 2.8 、SnS
0.6 Al0.2 0.2 2.8 、SnSi0.5 Al0.3
0.4 0.2 3.55、SnSi0.5 Al0.3 0.4 0.5
4.30、SnSi0.6 Al0.1 0.1 0.3 3.25、S
nSi0.6 Al0.1 0. 1 0.1 Ba0.2 2.95。Sn
Si0.6 Al0.1 0.1 0.1 Ca0.2 2.95、SnS
0.6 Al0.4 0.2 Mg0.1 3.2 、SnSi0.6
0.1 0.3 0. 1 3.05、SnSi0.6 Al0.2 Mg
0.2 2.7 、SnSi0.6 Al0.2 Ca0. 2 2.7 、S
nSi0.6 Al0.2 0.2 3 、SnSi0.6 0.2
0.2 3 、SnSi0.8 Al0.2 2.9 、SnSi0.8
Al0.3 0.2 0.2 3.85、SnSi0.8 0.2
2.9 、SnSi0.8 Ba0.22.8 、SnSi0.8 Mg
0.2 2.8 、SnSi0.8 Ca0.2 2.8 、SnSi
0.8 0.2 3.1
【0022】Sn0.9 Mn0.3 0.4 0.4 Ca0.1
0.1 2.95、Sn0.9 Fe0.3 0. 4 0.4 Ca0.1
Rb0.1 2.95、Sn0.8 Pb0.2 Ca0.1 0.9
3.35、Sn0.3 Ge0.7 Ba0.1 0.9 3.35、Sn
0.9 Mn0.1 Mg0.1 0.9 3.35、Sn0.2 Mn0.8
Mg0.1 0.9 3.35、Sn0.7 Pb0.3 Ca0.1
0.9 3.35、Sn0.2 Ge0.8 Ba0.1 0.9 3.35
【0023】本発明においては、さらにはSnおよびG
eを主体とする非晶質酸化物がさらに好ましく、なかで
も一般式(2) SnGec 3 d 4 e t (2) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
一種以上の元素を表す。cは0.001 以上1以下の数字。
dは0.2以上2以下の数字、eは0.01以上1以下
の数字、tは1、3以上7以下の数字を表す。)で示さ
れる非晶質酸化物であることが一層好ましい。
【0024】SnおよびGeを主体とする非晶質酸化
物、および一般式(2)で示される非晶質酸化物として
は、たとえば次の化合物が挙げられるが本発明はこれら
に限定されるわけではない。Geが4価の化合物として
は、SnGe0・001 0.1 0.1 0.5 1、65、SnG
0、020.3 0.1 1、84、SnGe0、020.150.15
0.1 1、69、SnGe0、050.3 0.4
0.1 2、 5 、SnGe0、050.8 0.1 3、15、SnG
0、050.6 0.3 Mg0.1 0. 1 3、8 、SnGe
0、050.5 0.5 Cs0.050.053、15、SnGe0、1
0.9 0.1 3、5 、SnGe0、1 0.7 0.2 0.1
Mg0.1 3、3 、SnGe0、1 0.5 0.5 Ba0.05
0.1 2、3 、SnGe0、1 0.5 0.5 Pb0.050.1
2、3 、SnGe0、1 0.5 0.5 Mg0.050.15
3、325 、SnGe0、1 0.5 0.5 Mg0.2 0.05
3、425 、 SnGe0、1 0.5 0.5 Mg0.013、201 、SnGe
0、1 0.5 0.5 Al0. 05Mg0.1 0.1 3、425 、S
nGe0、1 0.5 0.5 Mg0.1 Li0.1 3、35、Sn
Ge0、1 0.5 0.5 Na0.1 3、205 、SnGe0、1
0.5 0.5 0. 1 Ca0.053、275 、SnGe0、1
0.5 0.5 Mg0.1 0.1 0.1 3、25 SnGe0、1 0.5 0.5 0.1 Sc0.023、28、Sn
Ge0、1 0.5 0.5 Mg0.1 0.1 0.013、365
SnGe0.1 0.5 0.5 Al0.1 0.1 3、4 SnGe0.1 0.5 0.5 Cs0.1 3、25 SnGe0.1 0.5 0.5 Rb0.1 3、25 SnGe0.1 0.5 0.5 Mg0.1 0.1 Al0.05
3、475 SnGe0.1 0.350.35Mg0.2 0.1 2、85 SnGe0.1 0.450.45Mg0.1 0.1 3、05 SnGe0.2 0.450.45Mg0.1 0.1 3、35 SnGe0.010.450.45Mg0.1 0.1 2、97 SnGe0.001 0.450.45Mg0.1 0.1 2、952 SnGe0.020.450.45Mg0.1 0.1 3、09 SnGe0.1 1.0 Mg0.2 0.1 3、95 SnGe0.5 0.7 0.8 0.2 Mg0.2 5、25 SnGe0.8 0.9 0.9 0.1 Mg0.1 6、65 SnGe1.0 1.0 1.0 Cs0.1 7、05 SnGe1.3 1.0 1.0 0.2 8.7 、SnGe0、1
0、4 0、6 Cs0、1 3、05、SnGe0、1 0.5
0.5 Cs0.050.053、25、SnGe0、2 0.7 0.2
0.1 Mg0.1 3、5 、SnGe0、2 1.1 0.1
4、2 、Ge0、2 0.7 0.4 0.1 Mg0.1 3、9、S
nGe0、5 0.7 0.8 0.2 Mg0.2 5、25、SnG
0、6 0.8 0.8Cs0.1 5、45、SnGe0、7
1.8 0.2 7 、SnGe0、8 0.9 0.9 0.2 Mg
0.4 6、7 、SnGe10.4 As0.1 0.1 0.1
Mg0.1 4、45、SnGe0.1 1、2 、SnGe0.3
1、6 、SnGe0.5 2、0 、SnGe0.8 2、6 、Sn
GeO3 、SnGe1.3 3、6 、等を挙げることができ
る。
【0025】本発明においては、またSn、Geおよび
Siを主体とする非晶質酸化物も好ましく用いることが
でき、なかでも一般式(3) SnGef Sig 3 h 4 i u (3) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
一種以上の元素を表す。fは0.001 以上1以下の数字。
gは0.001以上2以下の数字。hは0.2以上2以
下の数字、iは0.01以上1以下の数字、uは1、3
以上11以下の数字を表す。)で示される非晶質酸化物
であることがさらに好ましい。
【0026】Sn、GeおよびSiを主体とする非晶質
酸化物、および一般式(3)で示される非晶質酸化物と
しては、たとえば次の化合物が挙げられるが本発明はこ
れらに限定されるわけではない。SnGe0・001 SiP
0.1 0.1 0.5 3、65、SnGe0、02Si0.7 0.3
0.1 3.24、SnGe0、05Si0.3 0.3 0.4
0.1 3.1 、SnGe0、05Si0.1 0.6 0.3 Mg
0.1 0.1 4.0 、SnGe0、05Si0.1 0.5 0.5
Cs0.050.053、35、SnGe0、1 Si0.3 0.9
0.1 4.1 、SnGe0、1 Si0.1 0.5 0.5 Mg
0.1 0.1 3、55、SnGe0、1 Si0.3 0.5 0.5
Al0.1 0.1 3.0 、SnGe0、1 Si0.050.5
0.5 Pb0.050.1 2、4 、SnGe0、1 Si0.1
0.5 0.5 Mg0.050.153、525 、SnGe0、1 Si
0.3 0.5 0.5 Mg0.2 0.054.025 、SnGe
0、1 Si0.1 0.5 0.5 Mg0.013、401 、SnGe
0、1 Si0.050.5 0.5 Al0.05Mg0.1 0.1
3、425 、SnGe 0、1 Si0.1 0.5 0.5 Cs0.1
3、405 、SnGe0、1 Si0.5 0.5 0.5 Mg0.1
0.1 4、35、SnGe0、1 Si0.3 0.5 0.5 Na
0.1 3、805 、SnGe0、1 Si0.1 0.5 0.5 Rb
0.1 3、405 、SnGe0、1 Si0.2 0.5 0.5
0.1 Ca0.053、675 、SnGe0、1 Si0.010.5
0.5 Mg0.1 0.1 0.1 3、27、SnGe0、1 Si0.020.5 0.5 0.1 Sc0.023、32 SnGe0、1 Si0.2 0.5 0.5 Mg0.1 0.1
0.013、765 、SnGe0. 1 Si0.5 0.2 0.3 Al
0.1 3.3 、SnGe0.1 Si0.5 0.2 Mg0.1 Al
0.1 2.75、SnGe0.1 Si0.1 0.5 Al0.1
0.1 3、6 、SnGe0.1 Si0.2 0.5 0.5 Ba
0.050.1 3、3 、SnGe0.1 Si0.050.5 0.5
Cs0.1 3、26、SnGe0.1 Si0.2 0.5 0.5
0.013、25、SnGe0.2 Si0.3 0.1 0.1 Mg
0.5 0.5 3.15、SnGe0.1 Si0.7 0.1 0.1
0.5 3.25、SnGe0.1 Si0.4 0.350.35Mg
0.2 0.1 3.65、SnGe0.2 Si0.3 0.450.45
Mg0.1 0.1 3、95、SnGe0.01Si0.2 0.45
0.45Mg0.1 0.1 2、77、SnGe0.001 Si0.3
0.450.45Mg0.1 0.1 3.552 SnGe0.1 Si
0.5 1.0 Mg0.2 0.1 4、95、SnGe0.1 Si
0.010.6 0.6 0.1 Mg0.013、68 SnGe0.5 Si0.2 0.7 0.8 0.2 Mg0.2
5、65、SnGe1.0 Si0.001 1.0 1.0 Cs0.1
7、05、SnGe0、1 Si0.1 0、4 0、6 Cs0、1
3、25、SnGe0、1 Si0.2 0.5 0.5 Cs0.05
0.053、65、SnGe0、2 Si0.3 0.7 0.2 0.1
Mg0.1 4.1 、SnGe0、2 Si0.1 0.5 0.5
0.1 0.1 3、75、SnGe0、2 Si0.5 1.1
0.1 5、2 、SnGe0、5 Si0.3 0.7 0.8 0.2
Mg0.2 5、85、SnGe1 Si1.2 0.4 As0.1
0.1 0.1 Mg0.1 6.85、SnGe0.1Si1.7
4.6 、SnGe0.3 Si2.0 5、6 、SnGe0.5 Si
1.5 5、SnGe0.8 Si1.2 4.0 、SnGeSi2
7 、SnGe1.3 Si1.8 7.2 、SnGeSiO5
【0027】本発明の非晶質酸化物、および/またはカ
ルコゲナイトは、焼成法、溶液法のいずれの方法も採用
することができるが、焼成法がより好ましい。焼成法で
は、それぞれ対応する元素の酸化物、カルコゲナイトあ
るいは化合物をよく混合した後、焼成して非晶質酸化
物、および/またはカルコゲナイトを得るのが好まし
い。
【0028】焼成条件としては、昇温速度として昇温速
度毎分5℃以上200℃以下であることが好ましく、か
つ焼成温度としては500℃以上1500℃以下である
ことが好ましく、かつ焼成時間としては1時間以上10
0時間以下であることが好ましい。且つ、下降温速度と
しては毎分2℃以上107 ℃以下であることが好まし
い。本発明における昇温速度とは「焼成温度(℃表示)
の50%」から「焼成温度(℃表示)の80%」に達す
るまでの温度上昇の平均速度であり、本発明における降
温速度とは「焼成温度(℃表示)の80%」から「焼成
温度(℃表示)の50%」に達するまでの温度降下の平
均速度である。降温は焼成炉中で冷却してもよくまた焼
成炉外に取り出して、例えば水中に投入して冷却しても
よい。またセラミックスプロセッシング(技報堂出版1
987)217頁記載のgun法・Hammer−An
vil法・slap法・ガスアトマイズ法・プラズマス
プレー法・遠心急冷法・melt drag法などの超
急冷法を用いることもできる。またニューガラスハンド
ブック(丸善1991)172頁記載の単ローラー法、
双ローラ法を用いて冷却してもよい。焼成中に溶融する
材料の場合には、焼成中に原料を供給しつつ焼成物を連
続的に取り出してもよい。焼成中に溶融する材料の場合
には融液を攪拌することが好ましい。
【0029】焼成ガス雰囲気は好ましくは酸素含有率が
5体積%以下の雰囲気であり、さらに好ましくは不活性
ガス雰囲気である。不活性ガスとしては例えば窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン等が挙げられ
る。最も好ましい不活性ガスは純アルゴンである。
【0030】本発明に用いられる負極材料の平均粒子サ
イズは0.1〜60μmが好ましい。所定の粒子サイズ
にするには、良く知られた粉砕機や分級機が用いられ
る。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボー
ルミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型
ジェットミルや篩などが用いられる。粉砕時には水、あ
るいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も
必要に応じて行うことが出来る。所望の粒径とするため
には分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に
限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いる
ことができる。分級は乾式、湿式ともに用いることがで
きる。上記焼成されて得られた化合物の化学式は、測定
方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析
法、簡便法として、焼成前後の粉体の重量差から算出で
きる。
【0031】本発明の負極材料には各種元素を含ませる
ことができる。例えば、ランタノイド系金属(Hf、T
a、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)や、電
子伝導性をあげる各種化合物(例えば、Sb、In、N
bの化合物)のドーパントを含んでもよい。添加する化
合物の量は0〜5モル%が好ましい。
【0032】以下、本発明の含水溶液にて洗浄された負
極材料を用いて、非水二次電池を作るための他の材料と
製造方法について詳述する。本発明で用いられる酸化物
の正極活物質あるいは含水溶液にて洗浄された負極材料
の表面を、用いられる正極活物質や負極材料と異なる化
学式を持つ酸化物で被覆することができる。この表面酸
化物は、酸性にもアルカリ性にも溶解する化合物を含む
酸化物が好ましい。さらに電子伝導性の高い金属酸化物
が好ましい。例えば、PbO2 、Fe23 、SnO
2 、In23 、ZnOなどやまたはこれらの酸化物に
ドーパント(例えば、酸化物では原子価の異なる金属、
ハロゲン元素など)を含ませることが好ましい。特に好
ましくは、SiO2 、SnO2 、Fe23 、ZnO、
PbO2 である。これらの表面処理に使用される金属酸
化物の量は、該正極活物質・負極材料当たり、0.1〜
10重量%が好ましく、0.2〜5重量%が特に好まし
く、0.3〜3重量%が最も好ましい。また、このほか
に、正極活物質や含水溶液にて洗浄された負極材料の表
面を改質することができる。例えば、金属酸化物の表面
をエステル化剤により処理、キレ−ト化剤で処理、導電
性高分子、ポリエチレンオキサイドなどにより処理する
ことが挙げられる。
【0033】本発明で用いられる正極活物質は可逆的に
リチウムイオンを挿入・放出できる遷移金属酸化物でも
良いが、特にリチウム含有遷移金属酸化物が好ましい。
本発明で用いられる好ましいリチウム含有遷移金属酸化
物正極活物質としては、リチウム含有Ti、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Wを含む酸化物
があげられる。またリチウム以外のアルカリ金属(周期
律表の第IA、第IIAの元素)、及びまたはAl、G
a、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、
Bなどを混合してもよい。混合量は遷移金属に対して0
〜30モル%が好ましい。本発明で用いられるより好ま
しいリチウム含有遷移金属酸化物正極活物質としては、
リチウム化合物/遷移金属化合物(ここで遷移金属と
は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、
Wから選ばれる少なくとも1種)の合計のモル比が0.
3〜2.2になるように混合して合成することが好まし
い。本発明で用いられるとくに好ましいリチウム含有遷
移金属酸化物正極活物質としては、リチウム化合物/遷
移金属化合物(ここで遷移金属とは、V、Cr、Mn、
Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1種)の合計
のモル比が0.3〜2.2になるように混合して合成す
ることが好ましい。本発明で用いられるとくに好ましい
リチウム含有遷移金属酸化物正極活物質とは、Lix Q
Oy (ここでQは主として、その少なくとも一種がC
o、Mn、Ni、V、Feを含む遷移金属)、x=0.
02〜1.2、y=1.4〜3)であることが好まし
い。Qとしては遷移金属以外にAl、Ga、In、G
e、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなどを混合
してもよい。混合量は遷移金属に対して0〜30モル%
が好ましい。
【0034】本発明で用いられる最も好ましいリチウム
含有遷移金属酸化物正極活物質としては、Lix CoO
2 、Lix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Cog
1 -g2 、Lix Mn24 、Lix Cof 1-f
z (ここでx=0.02〜1.2、g=0.1〜0.
9、f=0.9〜0.98、z=2.01〜2.3)が
あげられる。本発明で用いられる最も好ましいリチウム
含有遷移金属酸化物正極活物質としては、Lix CoO
2 、Lix NiO2 、Lix MnO2 、Lix Cog
1- g 2 、Lix Mn24 、Lix Cof 1-f
z (ここでx=0.02〜1.2、g=0.1〜0.
9、f=0.9〜0.98、z=2.02〜2.3)が
あげられる。ここで、上記のx値は、充放電開始前の値
であり、充放電により増減する。
【0035】正極活物質は、リチウム化合物と遷移金属
化合物を混合、焼成する方法や溶液反応により合成する
ことができるが、特に焼成法が好ましい。本発明で用い
られる焼成温度は、本発明で用いられる混合された化合
物の一部が分解、溶融する温度であればよく、例えば2
50〜2000℃が好ましく、特に350〜1500℃
が好ましい。焼成に際しては250〜900℃で仮焼す
る事が好ましい。焼成時間としては1〜72時間が好ま
しく、更に好ましくは2〜20時間である。また、原料
の混合法は乾式でも湿式でもよい。また、焼成後に20
0℃〜900℃でアニールしてもよい。焼成ガス雰囲気
は特に限定されず酸化雰囲気、還元雰囲気いずれもとる
ことができる。たとえば空気中、あるいは酸素濃度を任
意の割合に調製したガス、あるいは水素、一酸化炭素、
窒素、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、二
酸化炭素等が挙げられる。
【0036】本発明の正極活物質の合成に際し、遷移金
属酸化物に化学的にリチウムイオンを挿入する方法とし
ては、リチウム金属、リチウム合金やブチルリチウムと
遷移金属酸化物と反応させることにより合成する方法が
好ましい。本発明で用いる正極活物質の平均粒子サイズ
は特に限定されないが、0.1〜50μmが好ましい。
比表面積としては特に限定されないが、BET法で0.
01〜50m2 /gが好ましい。また正極活物質5gを
蒸留水100mlに溶かした時の上澄み液のpHとして
は7以上12以下が好ましい。所定の粒子サイズにする
には、良く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例え
ば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛
星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミ
ルや篩などが用いられる。焼成によって得られた正極活
物質は水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤に
て洗浄した後使用してもよい。
【0037】本発明に用いられる含水溶液にて洗浄され
た負極材料と正極活物質との組み合わせは、含水溶液に
て洗浄された非晶質酸化物、および/またはカルコゲナ
イトとLix CoO2 、Lix NiO2 、Lix Cog
Ni1-g 2 、Lix MnO 2 、Lix Mn24 、ま
たはLix Cof 1-f z (ここでx=0.02〜
1.2、g=0.1〜0.9、f=0.9〜0.98、
z=2.02〜2.3)の組み合わせであり、これらの
場合に高い放電電圧、高容量で充放電サイクル特性の優
れた非水二次電池を得ることができる。
【0038】本発明の含水溶液にて洗浄された負極材料
へのリチウム挿入の当量は3〜10当量になっており、
この当量に合わせて正極活物質との使用量比率を決め
る。この当量に基づいた使用量比率に、0.5〜2倍の
係数をかけて用いることが好ましい。リチウム供給源が
正極活物質以外では(例えば、リチウム金属や合金、ブ
チルリチウムなど)、水溶液にて洗浄された負極材料の
リチウム放出当量に合わせて正極活物質の使用量を決め
る。このときも、この当量に基づいた使用量比率に、
0.5〜2倍の係数をかけて用いることが好ましい。
【0039】本発明に併せて用いることができる負極材
料としては、リチウム金属、リチウム合金(Al、Al
−Mn、Al−Mg、Al−Sn、Al−In、Al−
Cdなど)やリチウムイオンまたはリチウム金属を吸蔵
・放出できる焼成炭素質化合物があげられる。上記リチ
ウム金属やリチウム合金の併用目的は、本発明で用いる
負極材料にリチウムを電池内で挿入させるためのもので
あり、電池反応として、リチウム金属などの溶解・析出
反応を利用するものではない。
【0040】電極合剤には、導電剤や結着剤やフィラー
などを添加することができる。導電剤は、構成された電
池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であ
れば何でもよい。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒
鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カ−ボンブラック、ア
セチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金
属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−1
48,554)など)粉、金属繊維あるいはポリフェニ
レン誘導体(特開昭59−20,971)などの導電性
材料を1種またはこれらの混合物として含ませることが
できる。黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ま
しい。その添加量は、1〜50重量%が好ましく、特に
2〜30重量%が好ましい。カーボンや黒鉛では、2〜
15重量%が特に好ましい。
【0041】結着剤には、通常、でんぷん、ポリビニル
アルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセル
ロース、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、
テトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエ
ンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ス
チレンブタジエンゴム、ポリブタジエン、フッ素ゴム、
ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴ
ム弾性を有するポリマーなどが1種またはこれらの混合
物として用いられる。また、多糖類のようにリチウムと
反応するような官能基を含む化合物を用いるときは、例
えば、イソシアネート基のような化合物を添加してその
官能基を失活させることが好ましい。その結着剤の添加
量は、1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量%
が好ましい。フィラーは、構成された電池において、化
学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いるこ
とができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなど
のオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用
いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、0
〜30重量%が好ましい。
【0042】本発明の含水溶液にて洗浄された負極材料
を非水二次電池系において使用するに当たっては、本発
明の化合物を含む水分散合剤ペーストを集電体上に塗布
・乾燥し、かつ該水分散合剤ペーストのpHが5以上1
0未満、さらには6以上9未満であることが好ましい。
また、該水分散ペーストの温度を5℃以上80℃未満に
保ち、かつペーストの調製後7日以内に集電体上への塗
布を行うことが好ましい。
【0043】電解質としては、有機溶媒として、プロピ
レンカ−ボネ−ト、エチレンカ−ボネ−ト、ブチレンカ
ーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラ
ン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、
ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、
アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸
トリエステル(特開昭60−23,973)、トリメト
キシメタン(特開昭61−4,170)、ジオキソラン
誘導体(特開昭62−15,771、同62−22,3
72、同62−108,474)、スルホラン(特開昭
62−31,959)、3−メチル−2−オキサゾリジ
ノン(特開昭62−44,961)、プロピレンカ−ボ
ネ−ト誘導体(特開昭62−290,069、同62−
290,071)、テトラヒドロフラン誘導体(特開昭
63−32,872)、ジエチルエ−テル(特開昭63
−62,166)、1,3−プロパンサルトン(特開昭
63−102,173)などの非プロトン性有機溶媒の
少なくとも1種以上を混合した溶媒とその溶媒に溶ける
リチウム塩、例えば、LiClO4 、LiBF 4 、Li
PF6 、LiCF3 SO3 、LiCF3 CO2 、LiA
sF6 、LiSbF6 、LiB10Cl10(特開昭57−
74,974)、低級脂肪族カルボン酸リチウム(特開
昭60−41,773)、LiAlCl4 、LiCl、
LiBr、LiI(特開昭60−247,265)、ク
ロロボランリチウム(特開昭61−165,957)、
四フェニルホウ酸リチウム(特開昭61−214,37
6)などの1種以上の塩から構成されている。なかで
も、プロピレンカ−ボネ−トあるいはエチレンカボート
と1,2−ジメトキシエタンおよび/あるいはジエチル
カーボネートの混合液にLiCF3SO3、LiClO
4 、LiBF4 および/あるいはLiPF6 を含む電解
質が好ましい。これら電解質を電池内に添加する量は、
特に限定されないが、正極活物質や負極材料の量や電池
のサイズによって必要量用いることができる。支持電解
質の濃度は、電解液1リットル当たり0.2〜3モルが
好ましい。
【0044】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
用いることができる。固体電解質としては、無機固体電
解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質に
は、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく
知られている。なかでも、Li3 N、LiI、Li5
2 、Li3 N−LiI−LiOH、LiSiO4 、L
iSiO4 −LiI−LiOH(特開昭49−81,8
99)、xLi3 PO 4 −(1−x)Li4 SiO4
(特開昭59−60,866)、Li2 SiS3(特開
昭60−501,731)、硫化リン化合物(特開昭6
2−82,665)などが有効である。有機固体電解質
では、ポリエチレンオキサイド誘導体か該誘導体を含む
ポリマ−(特開昭63−135,447)、ポリプロピ
レンオキサイド誘導体か該誘導体を含むポリマ−、イオ
ン解離基を含むポリマ−(特開昭62−254,30
2、同62−254,303、同63−193,95
4)、イオン解離基を含むポリマ−と上記非プロトン性
電解液の混合物(米国特許第4,792,504、同
4,830,939、特開昭62−22,375、同6
2−22,376、同63−22,375、同63−2
2,776、特開平1−95,117)、リン酸エステ
ルポリマ−(特開昭61−256,573)が有効であ
る。さらに、ポリアクリロニトリルを電解液に添加する
方法もある(特開昭62−278,774)。また、無
機と有機固体電解質を併用する方法(特開昭60−1,
768)も知られている。
【0045】また、放電や充放電特性を改良する目的
で、以下で示す化合物を電解質に添加することが知られ
ている。例えば、ピリジン(特開昭49−108,52
5)、トリエチルフォスファイト(特開昭47−4,3
76)、トリエタノ−ルアミン(特開昭52−72,4
25)、環状エ−テル(特開昭57−152,68
4)、エチレンジアミン(特開昭58−87,77
7)、n−グライム(特開昭58−87,778)、ヘ
キサリン酸トリアミド(特開昭58−87,779)、
ニトロベンゼン誘導体(特開昭58−214,28
1)、硫黄(特開昭59−8,280)、キノンイミン
染料(特開昭59−68,184)、N−置換オキサゾ
リジノンとN,N’−置換イミダゾリジノン(特開昭5
9−154,778)、エチレングリコ−ルジアルキル
エ−テル(特開昭59−205,167)、四級アンモ
ニウム塩(特開昭60−30,065)、ポリエチレン
グリコ−ル(特開昭60−41,773)、ピロ−ル
(特開昭60−79,677)、2−メトキシエタノ−
ル(特開昭60−89,075)、AlCl3 (特開昭
61−88,466)、導電性ポリマ−電極活物質のモ
ノマ−(特開昭61−161,673)、トリエチレン
ホスホルアミド(特開昭61−208,758)、トリ
アルキルホスフィン(特開昭62−80,976)、モ
ルフォリン(特開昭62−80,977)、カルボニル
基を持つアリ−ル化合物(特開昭62−86,67
3)、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アル
キルモルフォリン(特開昭62−217,575)、二
環性の三級アミン(特開昭62−217,578)、オ
イル(特開昭62−287,580)、四級ホスホニウ
ム塩(特開昭63−121,268)、三級スルホニウ
ム塩(特開昭63−121,269)などが挙げられ
る。
【0046】また、電解液を不燃性にするために含ハロ
ゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化塩化エチレンを
電解液に含ませることができる。(特開昭48−36,
632)また、高温保存に適性をもたせるために電解液
に炭酸ガスを含ませることができる(特開昭59−13
4,567)。また、正極や負極の合剤には電解液ある
いは電解質を含ませることができる。例えば、前記イオ
ン導電性ポリマ−やニトロメタン(特開昭48−36,
633)、電解液(特開昭57−124,870)を含
ませる方法が知られている。
【0047】本発明で用いられるセパレ−タ−として
は、大きなイオン透過度を持ち、所定のの機械的強度を
持ち、絶縁性の微多孔または隙間のある材料が用いられ
る。更に安全性向上のためには、80℃以上で上記の隙
間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を持つこ
とが必要である。これらの隙間の閉塞温度は90℃以
上、180℃以下である。隙間の作り方は材料によって
異なるが公知のいずれの方法であってもよい。多孔質フ
ィルムの場合には、孔の形状は通常円形や楕円形で、大
きさは0.05μmから30μmであり、0.1μmか
ら20μmが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作っ
た場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。布
の場合は隙間は繊維間の空隙であり織布不織布の作り方
に依存する。これらの隙間のしめる比率すなわち気孔率
は20%から90%であり、35%から80%が好まし
い。
【0048】本発明のセパレ−タ−は、5μm以上10
0μm以下、より好ましくは10μm以上80μm以下
の微多孔性のフィルム、織布、不織布などの布である。
本発明のセパレ−タ−は、エチレン成分を少なくとも2
0重量%含むものが好ましく、特に好ましいのは30%
以上含むものである。エチレン以外の成分としては、プ
ロピレン、ブテン、ヘキセン、フッ化エチレン、塩化ビ
ニル、酢酸ビニル、アセタ−ル化ビニルアルコ−ルがあ
げられれ、プロピレンフッ化エチレンが特に好ましい。
【0049】微多孔性のフィルムはポリエチレン、エチ
レン−プロピレン共重合ポリマ−やエチレン−ブテン共
重合ポリマ−からなるものが好ましい。さらにポリエチ
レンとポリプロピレンポリエチレンとポリ4フッ化エチ
レンを混合溶解して作ったものも好ましい。不織布や織
布は、糸の径が0、1μmから5μmで、ポリエチレ
ン、エチレンープロピレン共重合ポリマー、エチレンー
ブテン1共重合ポリマー、エチレンーメチルブテン共重
合ポリマー、エチレンーメチルペンテン共重合ポリマ
ー、ポリプロピレン、ポリ4フッ化エチレン繊維からな
るものが好ましい。
【0050】これらのセパレーターは、単一の材料であ
っても、複合材料であってもよい。特に孔径、気孔率や
孔の閉塞温度などを変えた2種以上の微多孔フィルムを
積層したもの、微多孔フィルムと不織布、微多孔フィル
ムと織布、不織布と紙など異なる形態の材料を複合した
ものが特に好ましい。本発明のセパレーターは、ガラス
繊維、炭素繊維などの無期繊維や、二酸化珪素、ゼオラ
イト、アルミナやタルクなどの無機物の粒子を含んでい
てもよい。さらに空隙や表面を界面活性剤で処理して親
水化したものでも良い。
【0051】正・負極の集電体としては、構成された電
池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば何
でもよい。例えば、正極には、材料としてステンレス
鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、炭素などの他に
アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケ
ル、チタンあるいは銀を処理させたものが用いられる。
特に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が好まし
い。負極には、材料としてステンレス鋼、ニッケル、
銅、チタン、アルミニウム、炭素などの他に、銅やステ
ンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは
銀を処理させたもの、Al−Cd合金などが用いられ
る。特に、銅あるいは銅合金が好ましい。これらの材料
の表面を酸化することも用いられる。また、表面処理に
より集電体表面に凹凸を付けることが望ましい。形状
は、フォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチ
されたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形
体などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、1
〜500μmのものが用いられる。
【0052】電池の形状はコイン、ボタン、シート、シ
リンダー、偏平、角などいずれにも適用できる。電池の
形状がコインやボタンのときは、正極活物質や負極材料
の合剤はペレットの形状に圧縮されて主に用いられる。
そのペレットの厚みや直径は電池の大きさにより決めら
れる。また、電池の形状がシート、シリンダー、角のと
き、正極活物質や負極材料の合剤は、集電体の上に塗布
(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。塗布
方法は、一般的な方法を用いることができる。例えば、
リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、
ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビ
ア法、バー法、ディップ法及びスクイーズ法を挙げるこ
とができる。そのなかでもブレード法、ナイフ法及びエ
クストルージョン法が好ましい。塗布は、0.1〜10
0m/分の速度で実施されることが好ましい。この際、
合剤の溶液物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選
定することにより、良好な塗布層の表面状態を得ること
ができる。塗布は、片面ずつ逐時でも両面同時でもよ
い。また、塗布は連続でも間欠でもストライプでもよ
い。その塗布層の厚み、長さや巾は、電池の大きさによ
り決められるが、片面の塗布層の厚みは、ドライ後の圧
縮された状態で、1〜2000μmが特に好ましい。
【0053】ペレットやシートの乾燥又は脱水方法とし
ては、一般に採用されている方法を利用することができ
る。特に、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電子線及び
低湿風を単独あるいは組み合わせて用いることが好まし
い。温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特に10
0〜250℃の範囲が好ましい。含水量は、電池全体で
2000ppm以下が好ましく、正極合剤、負極合剤や
電解質ではそれぞれ500ppm以下にすることがサイ
クル性の点で好ましい。ペレットやシートのプレス法
は、一般に採用されている方法を用いることができる
が、特に金型プレス法やカレンダープレス法が好まし
い。プレス圧は、特に限定されないが、0.2〜3t/
cm2 が好ましい。カレンダープレス法のプレス速度は
0.1〜50m/分が好ましく、プレス温度は室温〜2
00℃が好ましい。正極シートに対する負極シート幅の
比は、0.9〜1.1が好ましく、0.95〜1.0が
特に好ましい。正極活物質と負極材料の含有量比は、化
合物種類や合剤処方により異なるため、限定できない
が、容量、サイクル性、安全性の観点で最適な値に設定
できる。
【0054】該合剤シートとセパレーターを介して重ね
合わせた後、それらのシートは、巻いたり、折ったりし
て缶に挿入し、缶とシートを電気的に接続した後、電解
液を注入し、封口板を用いて電池缶を形成する。この
時、安全弁を封口板として用いることができる。安全弁
の他、従来から知られている種々の安全素子を備えつけ
ても良い。例えば、過電流防止素子として、ヒューズ、
バイメタル、PTC素子などが用いられる。また、安全
弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に切
込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板亀
裂方法あるいはリード板との切断方法を利用することが
できる。また、充電器に過充電や過放電対策を組み込ん
だ保護回路を具備させるか、あるいは独立に接続させて
もよい。また、過充電対策として、電池内圧の上昇によ
り電流を遮断する方式を具備することができる。このと
き、内圧を上げる化合物を合剤あるいは電解質に含ませ
ることができる。内圧を上げる為に用いられる化合物の
例としては、Li2 CO 3 、LiHCO3 、Na2 CO
3 、NaHCO3 、CaCO3 、MgCO3 などの炭酸
塩などを挙げることが出来る。
【0055】缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や
合金を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、チ
タン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウムなどの金
属あるいはそれらの合金が用いられる。キャップ、缶、
シート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又
は交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用い
ることができる。封口用シール剤は、アスファルトなど
の従来から知られている化合物や混合物を用いることが
できる。
【0056】本発明の非水二次電池の用途には、特に限
定されないが、例えば、電子機器に搭載する場合、カラ
ーノートパソコン、白黒ノートパソコン、ペン入力パソ
コン、ポケット(パームトップ)パソコン、ノート型ワ
ープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤー、携
帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディ
ーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリ
ンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶
テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニ
ディスク、電気シェーバー、電子翻訳機、自動車電話、
トランシーバー、電動工具、電子手帳、電卓、メモリー
カード、テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電
源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用と
して、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、
ゲーム機器、ロードコンディショナー、アイロン、時
計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補
聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍
需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電
池と組み合わせることもできる。
【0057】
【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。
【0058】合成例−1 ピロリン酸錫10.3g、一酸化錫6.7g、三酸化二
硼素1.7g、炭酸カリウム0.69g、酸化マグネシ
ウム0.4g、二酸化ゲルマニウム1.0gを乾式混合
し、アルミナ製るつぼに入れ、アルゴン雰囲気下15℃
/分で1000℃まで昇温した。1100℃で12時間
焼成した後、10℃/分で室温にまで降温し、焼成炉よ
り取り出して、SnGe0.1 0.5 0.5 Mg0.1
0.1 3.35を得た。該化合物を粗粉砕し、さらにジェッ
トミルで粉砕し、平均粒径7.0μmの粉末を得た(化
合物1−1)。これはCuKα線を用いたX線回折法に
おいて2θ値で28°付近に頂点を有するブロードなピ
ークを有する物であり、2θ値で40°以上70°以下
には結晶性の回折線は見られなかった。同様の方法で、
それぞれ化学量論量の原料を混合、焼成、粉砕し以下に
示す化合物を合成した。尚、GeSについては、試薬と
してのGeSを1200℃にまで昇温し、1200℃で
5時間焼成した後、10℃/分で室温にまで降温し、焼
成炉より取り出して非晶質GeSを得た。
【0059】 SnSiO3 (1−2) GeS (1−3) SnGeO3 (1−4) SnGeSiO5 (1−5) SnSi0,5 0,2 0,3 Al0,1 3.1 (1−6) SnSi0,5 0,2 Mg0,1 Al0,1 2.55 (1−7) SnAl0,4 0,5 0,5 Mg0,1 3,7 (1−8) SnB0,5 0,5 Mg0,1 0,143,03 (1−9) SnAl0,4 0,5 0,5 Cs0,1 3.65 (1−10) SnGe0.1 0.5 0.5 Cs0.1 3、25 (1−11) SnGe0.1 0.5 0.5 Rb0.1 3、25 (1−12) SnGe0.1 0.350.35Mg0.2 0.1 2、85 (1−13) SnGe0.1 0.450.45Mg0.1 0.1 3、05 (1−14) SnGe0.010.450.45Mg0.1 0.1 2、97 (1−15) SnGe0.001 0.450.45Mg0.1 0.1 2、952 (1−16) SnGe0.020.450.45Mg0.1 0.1 3、09 (1−17) SnGe0.5 0.7 0.8 0.2 Mg0.2 5、25 (1−18) SnGe0.8 0.9 0.9 0.1 Mg0.1 6、65 (1−19) SnGe1.0 1.0 1.0 Cs0.1 7、05 (1−20) SnGe0.1 Si0.5 0.2 0.3 Al0.1 3.3 (1−21) SnGe0.1 Si0.5 0.2 Mg0.1 Al0.1 2.75 (1−22) SnGe0.1 Si0.2 0.5 0.5 Mg0.013、25 (1−23) SnGe0.2 Si0.3 0.1 0.1 Mg0.5 0.5 3.15 (1−24) SnGe0.1 Si0.7 0.1 0.1 0.5 3.25 (1−25) SnGe0.01Si0.2 0.450.45Mg0.1 0.1 2、77 (1−26) SnGe0.001 Si0.3 0.450.45Mg0.1 0.1 3.552 (1−27) SnGe0.1 Si0.010.6 0.6 0.1 Mg0.013、68 (1−28) SnGe0.5 Si0.2 0.7 0.8 0.2 Mg0.2 5、65 (1−29) SnGe1.0 Si0.001 1.0 1.0 Cs0.1 7、052 (1−30)
【0060】実施例−1 (洗浄法−A)合成例−1で合成した化合物(1−1)
を10g秤取り、これにpH=7の蒸留水を50ml入
れ、5時間攪拌水洗をおこなった。その後、濾過し、得
られた水洗物をさらに蒸留水で3回洗浄し、100℃で
24時間真空乾燥した。この洗浄法で得られた化合物
(1−1−A)を用いて、下記の方法でコイン電池を作
成し、充放電試験をおこなった。合剤の調整法として、
負極材料では、上記洗浄法Aで得られた化合物(1−1
−A)を82重量%、導電剤として鱗片状黒鉛を8重量
%、アセチレンブラックを4重量%、結着剤として、ポ
リ弗化ビニリデンを6重量%の混合比で混合した合剤を
圧縮成形させたペレット(13mmΦ、22mg)をド
ライボックス(露点−40〜−70℃、乾燥空気)中で
遠赤外線ヒーター(150℃ 3時間)にて乾燥後用い
た。正極材料では、正極活物質LiCoO2 を82重量
%、導電剤として鱗片状黒鉛を8重量%、アセチレンブ
ラックを4重量%、結着剤として、テトラフルオロエチ
レンを6重量%の混合比で混合した合剤を圧縮成形させ
た正極ペレット(13mmΦ、化合物A−1のリチウム
挿入容量に合わせた。LiCoO2 の充電容量は140
mAh/gとした。)を上記と同じドライボックス中で
遠赤外線ヒーター(150℃3時間)にて乾燥後用い
た。集電体には、正・負極缶ともに80μm厚のSUS
316のネットをコイン缶に溶接して用いた。電解質と
して支持塩が0、95mol/LのLiPF6 と0、0
5mol/LのLiBF4 の混合支持塩(エチレンカー
ボネート、ジエチルカーボネートの2:8容量混合液)
のものを200μl用い、更に、セパレーターとして微
孔性のポリプロピレンシートとポリプロピレン不織布を
用いて、その電解液を不織布に含浸させて用いた。そし
て、図1の様なコイン型非水二次電池を上記と同じドラ
イボックス中で作製した。
【0061】この非水二次電池を0.75mA/cm2
の定電流密度にて、4.15〜2.8Vの範囲で充放電
試験を行なった(試験はすべて充電からはじめた)。そ
の結果を表1に示した。尚、表1に示す略号は、(a)
本発明の負極材料、(b)第1回目放電容量(負極材料
1g当りmAh)、(c)放電平均電圧(V)、(d)
充放電サイクル性(第一回目の放電容量の60%の容量
になるサイクル数)をそれぞれ示す。合成例で示した化
合物1−2、1−3、1−5、1−7、1−9、1−1
0、1−11、1−15、1−17、1−18、1−2
0、1−21、1−25、1−27、1−29について
も同様の方法で洗浄し、同様の方法でコイン型非水二次
電池を作製して充放電試験をおこなった。その結果を表
1に示した。この結果から本発明に用いられる洗浄され
た負極材料は充放電サイクル性に優れ、かつ高い放電電
圧、高容量の非水二次電池を与えることが分かる。
【0062】
【表1】
【0063】比較例−1 実施例−1において、負極材料として含水溶液にて洗浄
された化合物のかわりに、洗浄されていない化合物を用
いる以外は実施例−1と同じ方法でコイン型非水二次電
池を作製し、充放電試験をおこなった。これらの化合物
について充放電試験を行った結果を表1に示した。この
結果から本発明の洗浄された化合物は洗浄されていない
化合物のいずれに対しても、充放電サイクル特性と容量
に優れていることがわかる。
【0064】実施例−2 (洗浄法−B)合成例−1で合成した化合物(1−1)
を10g秤取り、これにpH=5、2に調製した燐酸二
水素カリウム水溶液を50ml入れ、5時間攪拌水洗を
おこなった。その後、濾過し、得られた水洗物をさらに
蒸留水で3回洗浄し、100℃で24時間真空乾燥し
た。この洗浄法で得られた化合物(1−1−B)を用い
て、実施例−1と同じ方法でコイン電池を作成し、充放
電試験をおこなった。その結果を表2に示した。尚、表
2に示す記号は表1と同じである。合成例で示した化合
物1−4、1−6、1−12、1−14、1−22、1
−24、1−30についても同様の方法で洗浄し、同様
の方法でコイン型非水二次電池を作製して充放電試験を
おこなった。その結果を表2に示した。この結果から本
発明に用いられる洗浄された負極材料は充放電サイクル
性に優れ、かつ高い放電電圧、高容量の非水二次電池を
与えることが分かる。
【0065】
【表2】
【0066】比較例−2 実施例−2において、負極材料として含水溶液にて洗浄
された化合物のかわりに、洗浄されていない化合物を用
いる以外は実施例−2と同じ方法でコイン型非水二次電
池を作製し、充放電試験をおこなった。これらの化合物
について充放電試験を行った結果を表2に示した。この
結果から本発明の洗浄された化合物は洗浄されていない
化合物のいずれに対しても、充放電サイクル特性と容量
に優れていることがわかる。
【0067】実施例−3 (洗浄法−C)合成例−1で合成した化合物(1−1)
を10g秤取り、これにpH=1、2に調製したHCl
/KCl緩衝水溶液を50ml入れ、5時間攪拌水洗を
おこなった。その後、濾過し、得られた水洗物をさらに
蒸留水で3回洗浄し、100℃で24時間真空乾燥し
た。この洗浄法で得られた化合物(1−1−C)を用い
て、実施例−1と同じ方法でコイン電池を作成し、充放
電試験をおこなった。その結果を表3に示した。尚、表
3に示す記号は表1と同じである。合成例で示した化合
物1−2、1−8、1−13、1−16、1−28につ
いても同様の方法で洗浄し、同様の方法でコイン型非水
二次電池を作製して充放電試験をおこなった。その結果
を表3に示した。この結果から本発明に用いられる洗浄
された負極材料は充放電サイクル性に優れ、かつ高い放
電電圧、高容量の非水二次電池を与えることが分かる。
【0068】
【表3】
【0069】比較例−3 実施例−3において、負極材料として含水溶液にて洗浄
された化合物のかわりに、洗浄されていない化合物を用
いる以外は実施例−3と同じ方法でコイン型非水二次電
池を作製し、充放電試験をおこなった。これらの化合物
について充放電試験を行った結果を表3に示した。この
結果から本発明の洗浄された化合物は洗浄されていない
化合物のいずれに対しても、充放電サイクル特性と容量
に優れていることがわかる。
【0070】実施例−4 (洗浄法−D)pH=7、0の蒸留水を50ml秤取
り、さらに二酸化炭素ガスをガス導入管より水溶液のP
Hが5、0〜6、0になるように調節しながら導入をお
こなった。これに合成例−1で合成した化合物(1−
1)を10gを入れた。これをこの状態で5時間攪拌水
洗をおこなった。その後、濾過し、得られた水洗物をさ
らに蒸留水で3回洗浄し、100℃で24時間真空乾燥
した。この洗浄法で得られた化合物(1−1−D)を用
いて、実施例ー1と同じ方法でコイン電池を作成し、充
放電試験をおこなった。その結果を表4に示した。尚、
表4に示す記号は表1と同じである。合成例で示した化
合物1−3、1−5、1−8、1−12、1−19、1
−23、1−26についても同様の方法で洗浄し、同様
の方法でコイン型非水二次電池を作製して充放電試験を
おこなった。その結果を表4に示した。この結果から本
発明に用いられる洗浄された負極材料は充放電サイクル
性に優れ、かつ高い放電電圧、高容量の非水二次電池を
与えることが分かる。
【0071】
【表4】
【0072】比較例−4 実施例−4において、負極材料として含水溶液にて洗浄
された化合物のかわりに、洗浄されていない化合物を用
いる以外は実施例−4と同じ方法でコイン型非水二次電
池を作製し、充放電試験をおこなった。これらの化合物
について充放電試験を行った結果を表4に示した。この
結果から本発明の洗浄された化合物は洗浄されていない
化合物のいずれに対しても、充放電サイクル特性と容量
に優れていることがわかる。
【0073】実施例−5 負極材料として、実施例−1で洗浄した化合物1−1−
Aを用いて、それを88重量%、鱗片状黒鉛6重量%、
更に結着剤としてポリフッ化ビニリデンの水分散物を4
重量%およびカルボキシメチルセルロース1重量%およ
び酢酸リチウム1重量%を加え、水を媒体として混練し
てスラリーを作製した。該スラリーを厚さ18μmの銅
箔の両面に、エクストルージョン法により塗布し、乾燥
後カレンダープレス機により圧縮成型し、所定の幅、長
さに切断して帯状の負極シートを作製した。負極シート
の厚みは78μmであった。正極材料として、LiCo
2 を87重量%、鱗片状黒鉛6重量%、アセチレンブ
ラック3重量%、さらに結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレン水分散物3重量%とポリアクリル酸ナトリウ
ム1重量%を加え、水を媒体として混練して得られたス
ラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に上記と
同じ方法で塗布、乾燥、プレス、切断した。そして、厚
み250μmの帯状正極シートを作製した。上記負極シ
ートおよび正極シートのそれぞれ端部にそれぞれニッケ
ル、アルミニウムのリード板をスポット溶接した後、露
点ー40℃以下の乾燥空気中で230℃30分脱水乾燥
した。さらに、脱水乾燥済み正極シート(8)、微多孔
性ポリエチレンフィルムセパレーター、脱水乾燥済み負
極シート(9)およびセパレーター(10)の順で積層
し、これを巻き込み機で渦巻き状に巻回した。
【0074】この巻回体を、負極端子を兼ねるニッケル
メッキを施した鉄製の有底円筒型電池缶(11)に収納
した。さらに、電解質として実施例−1と同じものを電
池缶に注入した。正極端子を有する電池蓋(12)をガ
スケット(13)を介してかしめて円筒型電池を作製し
た。なお、正極端子(12)は正極シート(8)と、電
池缶(11)は負極シート(9)とあらかじめリード端
子により接続した。図2に円筒型電池の断面を示した。
なお、(14)は安全弁である。充放電条件は、4.1
5〜2.8V、1mA/cm2 とした。その結果を、表
5に示した。尚、表5に示す略号は(b)、(c)、
(d)ともに実施例−1と同じである。(e)は単3電
池当たりのエネルギー密度を示す。
【0075】
【表5】
【0076】比較例−5 実施例−5において、負極活物質として、含水溶液にて
洗浄された化合物(1−1−A)の代わりに洗浄してい
ない化合物(1−1)を用いる以外は実施例−5と同じ
方法で円筒型電池を作成し、充放電試験を行った。その
結果を表5に示した。この結果から本発明の洗浄された
化合物は洗浄されていない化合物に比べ、円筒型電池に
おいても、充放電サイクル特性と容量に優れていること
がわかる。
【0077】
【発明の効果】本発明のように、非晶質酸化物、および
/またはカルコゲナイトである負極材料を含水溶液にて
洗浄することにより、放電容量、充放電サイクル寿命等
の充放電特性を改善された非水二次電池を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に使用したコイン型電池の断面図を示し
たものである。
【図2】実施例に使用した円筒型電池の断面図を示した
ものである。
【符号の説明】
1 負極封口板 2 負極合剤ペレット 3 セパレーター 4 正極合剤ペレット 5 集電体 6 正極ケース 7 ガスケット 8 正極シート 9 負極シート 10 セパレーター 11 電池缶 12 電池蓋 13 ガスケット 14 安全弁

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極材料、負極材料、リチウム塩を含む
    非水電解質、セパレ−タ−から成る非水二次電池に関
    し、該負極材料が非晶質酸化物、および/またはカルコ
    ゲナイトであって、該負極材料が含水溶液にて洗浄され
    ていることを特徴とする非水二次電池。
  2. 【請求項2】 該負極材料が無機酸を含む含水溶液にて
    洗浄されていることを特徴とする請求項1記載の非水二
    次電池。
  3. 【請求項3】 該負極材料が炭酸または酸性燐酸塩を含
    む含水溶液にて洗浄されていることを特徴とする請求項
    2に記載の非水二次電池。
  4. 【請求項4】 該負極材料がPHが1以上7以下である
    含水溶液にて洗浄されていることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の非水二次電池。
  5. 【請求項5】 該負極材料がSnを主体とする非晶質酸
    化物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
    項に記載の非水二次電池。
  6. 【請求項6】 該負極材料が一般式(1) SnM1 a 2 b s (1) (式中、M1 は、Al、B、P、Geから選ばれる少な
    くとも一種以上の元素、M2は周期律表第1族元素、第
    2族元素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少な
    くとも一種以上の元素を表し、aは0.2以上2以下の
    数字、bは0.01以上1以下の数字で0.2<a+b
    <2、sは1以上6以下の数字を表す。)で示される非
    晶質酸化物であることを特徴とする請求項5に記載の非
    水二次電池。
  7. 【請求項7】 該負極材料がSnおよびGeを主体とす
    る非晶質酸化物であることを特徴とする請求項6に記載
    の非水二次電池。
  8. 【請求項8】 該負極材料が一般式(2) SnGec 3 d 4 e t (2) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
    一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
    素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
    一種以上の元素を表す。cは0.001以上1以下の数字。
    dは0.2以上2以下の数字、eは0.01以上1以下
    の数字、tは1、3以上7以下の数字を表す。)で示さ
    れる非晶質酸化物であることを特徴とする請求項7に記
    載の非水二次電池。
  9. 【請求項9】 該負極材料がSn、GeおよびSiを主
    体とする非晶質酸化物であることを特徴とする請求項5
    に記載の非水二次電池。
  10. 【請求項10】 該負極材料が一般式(3) SnGef Sig 3 h 4 i u (3) (式中、M3 は、Al、P、Bから選ばれる少なくとも
    一種以上の元素。M4 は周期律表第1族元素、第2族元
    素、第3族元素、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも
    一種以上の元素を表す。fは0.001 以上1以下の数字。
    gは0.001以上2以下の数字。hは0.2以上2以
    下の数字、iは0.01以上1以下の数字、uは1、3
    以上11以下の数字を表す。)で示される非晶質酸化物
    であることを特徴とする請求項9に記載の非水二次電
    池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10233208A (ja) * 1996-12-20 1998-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2009032656A (ja) * 2007-02-28 2009-02-12 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池用活物質の製造方法、リチウム二次電池用電極の製造方法、リチウム二次電池の製造方法、及びリチウム二次電池用活物質の品質モニタリング方法
JP2020205149A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 硫黄系活物質の洗浄処理方法

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