JPH11102699A - リチウム二次電池及びそれに用いる負極 - Google Patents
リチウム二次電池及びそれに用いる負極Info
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- JPH11102699A JPH11102699A JP9261710A JP26171097A JPH11102699A JP H11102699 A JPH11102699 A JP H11102699A JP 9261710 A JP9261710 A JP 9261710A JP 26171097 A JP26171097 A JP 26171097A JP H11102699 A JPH11102699 A JP H11102699A
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- metal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量、高エネルギー密度、かつ高サイクル
特性を有する二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムを吸蔵、放出することのできる
活物質を用いた正極、負極、及びリチウムイオン移動媒
体を有する二次電池において、負極活物質として、4B
族の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体
とし、かつ前記金属間化合物を形成する元素以外の金属
ないしは半金属を少なくとも1種類以上を含有した合金
を用いる事を特徴とする二次電池である。 【効果】 高容量、高エネルギー密度、かつサイクル特
性が優れている二次電池が得られる。
特性を有する二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムを吸蔵、放出することのできる
活物質を用いた正極、負極、及びリチウムイオン移動媒
体を有する二次電池において、負極活物質として、4B
族の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体
とし、かつ前記金属間化合物を形成する元素以外の金属
ないしは半金属を少なくとも1種類以上を含有した合金
を用いる事を特徴とする二次電池である。 【効果】 高容量、高エネルギー密度、かつサイクル特
性が優れている二次電池が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】リチウムを吸蔵、放出する活
物質を有する正極、負極、及びリチウムイオン移動媒体
を有する二次電池に関するものである。
物質を有する正極、負極、及びリチウムイオン移動媒体
を有する二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化は目覚
ましく、それに伴い電源となる電池に対しても小型、軽
量かつ高エネルギー密度である事が望まれている。一次
電池の分野では既にリチウム電池等の小型軽量電池が実
用化されているが、これらは一次電池であるが故に繰り
返し使用できず、その用途分野は限られたものであっ
た。
ましく、それに伴い電源となる電池に対しても小型、軽
量かつ高エネルギー密度である事が望まれている。一次
電池の分野では既にリチウム電池等の小型軽量電池が実
用化されているが、これらは一次電池であるが故に繰り
返し使用できず、その用途分野は限られたものであっ
た。
【0003】一方、二次電池の分野では従来より鉛電
池、ニッケル−カドミウム電池が用いられてきたが、両
者とも小型軽量化という点で大きな問題点を有してい
る。かかる観点から、非水電解液二次電池が注目され、
リチウムをインターカレート又はドーピングする炭素材
料を負極活物質に用いた(以下、炭素負極)種々の非水
電解液二次電池が提案された。炭素材料については、イ
ンターカレーションを利用したものとして、黒鉛層間化
合物を負極として用いることが、例えば特開昭59−1
43280号公報に記載されている。また、ドーピング
現象を利用した負極材料として、樹脂焼成体やコークス
等の炭素質材料を用いることが、特開昭58−3588
1号公報、特開昭58−209864号公報、特開昭5
9−173979号公報、特開昭62−90863号公
報、特開昭63−13282号公報、特開平2−668
56号公報などに記載されている。実際に、黒鉛や難黒
鉛化炭素を負極活物質に用いた二次電池が実用化されて
いる。
池、ニッケル−カドミウム電池が用いられてきたが、両
者とも小型軽量化という点で大きな問題点を有してい
る。かかる観点から、非水電解液二次電池が注目され、
リチウムをインターカレート又はドーピングする炭素材
料を負極活物質に用いた(以下、炭素負極)種々の非水
電解液二次電池が提案された。炭素材料については、イ
ンターカレーションを利用したものとして、黒鉛層間化
合物を負極として用いることが、例えば特開昭59−1
43280号公報に記載されている。また、ドーピング
現象を利用した負極材料として、樹脂焼成体やコークス
等の炭素質材料を用いることが、特開昭58−3588
1号公報、特開昭58−209864号公報、特開昭5
9−173979号公報、特開昭62−90863号公
報、特開昭63−13282号公報、特開平2−668
56号公報などに記載されている。実際に、黒鉛や難黒
鉛化炭素を負極活物質に用いた二次電池が実用化されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、携帯型
電子機器の高性能化や小型化は今後も続くと考えられ、
二次電池の更なる高容量化、高エネルギー密度化が望ま
れている。近年、炭素よりも遥かに高容量である非炭素
系負極活物質の研究、開発も行われている。例えば、結
晶構造がCaF2型、ZnS型及びAlLiSi型のい
ずれかであり、4B族元素及びP,Sbの少なくとも一
つを含む金属間化合物を活物質に用いた負極は、炭素負
極に比べ放電容量が大きい事が、特開平9−63651
号公報に記載されている。しかし、サイクル特性がまだ
不十分であり、実用化に到っていない。
電子機器の高性能化や小型化は今後も続くと考えられ、
二次電池の更なる高容量化、高エネルギー密度化が望ま
れている。近年、炭素よりも遥かに高容量である非炭素
系負極活物質の研究、開発も行われている。例えば、結
晶構造がCaF2型、ZnS型及びAlLiSi型のい
ずれかであり、4B族元素及びP,Sbの少なくとも一
つを含む金属間化合物を活物質に用いた負極は、炭素負
極に比べ放電容量が大きい事が、特開平9−63651
号公報に記載されている。しかし、サイクル特性がまだ
不十分であり、実用化に到っていない。
【0005】本発明の目的は、炭素負極を用いた二次電
池に比べ高容量であり、かつサイクル特性は同等である
二次電池、及びそれに用いる負極を提供するものであ
る。
池に比べ高容量であり、かつサイクル特性は同等である
二次電池、及びそれに用いる負極を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の手段として本発明は、リチウムを吸蔵、放出する事の
できる活物質を用いた正極、負極、及びリチウムイオン
移動媒体を有する二次電池において、負極活物質として
4B族の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を
主体とし、かつ前記金属間化合物を形成する元素以外の
金属ないしは半金属を少なくとも1種類以上を含有した
合金を用いることを特徴とする二次電池である。
の手段として本発明は、リチウムを吸蔵、放出する事の
できる活物質を用いた正極、負極、及びリチウムイオン
移動媒体を有する二次電池において、負極活物質として
4B族の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を
主体とし、かつ前記金属間化合物を形成する元素以外の
金属ないしは半金属を少なくとも1種類以上を含有した
合金を用いることを特徴とする二次電池である。
【0007】また負極活物質に用いる前記合金が前記金
属間化合物を主体とし、かつ少なくとも1種類以上の3
B族の金属ないしは半金属を含有した合金であることを
特徴とする二次電池、負極活物質に用いる前記合金が前
記金属間化合物を主体とし、かつ少なくとも1種類以上
の遷移金属を含有した合金であることを特徴とする二次
電池、負極活物質に用いる前記合金が前記金属間化合物
を主体とし、かつ少なくとも1種類以上の希土類金属を
含有した合金であることを特徴とする二次電池、負極活
物質に用いる前記合金が前記金属間化合物を主体とし、
かつ少なくとも1種類以上の2A族の金属を含有した合
金であることを特徴とする二次電池を提案するものであ
る。
属間化合物を主体とし、かつ少なくとも1種類以上の3
B族の金属ないしは半金属を含有した合金であることを
特徴とする二次電池、負極活物質に用いる前記合金が前
記金属間化合物を主体とし、かつ少なくとも1種類以上
の遷移金属を含有した合金であることを特徴とする二次
電池、負極活物質に用いる前記合金が前記金属間化合物
を主体とし、かつ少なくとも1種類以上の希土類金属を
含有した合金であることを特徴とする二次電池、負極活
物質に用いる前記合金が前記金属間化合物を主体とし、
かつ少なくとも1種類以上の2A族の金属を含有した合
金であることを特徴とする二次電池を提案するものであ
る。
【0008】さらに4B族の金属ないしは半金属を含有
した金属間化合物を主体とし、かつ前記金属間化合物を
形成する元素以外の金属ないしは半金属を少なくとも1
種類以上を含有した合金を用いたことを特徴とする二次
電池用負極を提案するものである。このように、本発明
に用いる合金を負極活物質とする事で、前記金属間化合
物を負極活物質に用いた二次電池に比べ、サイクル特性
が大幅に向上する。この理由としては、前記金属間化合
物を負極活物質に用いた場合では、繰り返し充放電した
時に活物質の微結晶化、微粉化などの劣化が顕著に観察
されるが、本発明の合金においては、前記金属間化合物
の周辺に存在する他の金属元素ないしは半金属元素が補
強材として働き、構造が維持される事で、繰り返し充放
電に伴う活物質の微結晶化、微粉化などの劣化がほとん
ど起きないためと考察している。
した金属間化合物を主体とし、かつ前記金属間化合物を
形成する元素以外の金属ないしは半金属を少なくとも1
種類以上を含有した合金を用いたことを特徴とする二次
電池用負極を提案するものである。このように、本発明
に用いる合金を負極活物質とする事で、前記金属間化合
物を負極活物質に用いた二次電池に比べ、サイクル特性
が大幅に向上する。この理由としては、前記金属間化合
物を負極活物質に用いた場合では、繰り返し充放電した
時に活物質の微結晶化、微粉化などの劣化が顕著に観察
されるが、本発明の合金においては、前記金属間化合物
の周辺に存在する他の金属元素ないしは半金属元素が補
強材として働き、構造が維持される事で、繰り返し充放
電に伴う活物質の微結晶化、微粉化などの劣化がほとん
ど起きないためと考察している。
【0009】本発明に用いる合金の主体となる金属間化
合物は、4B族の金属ないしは半金属を少なくとも1種
類以上含有したものである。4B族の金属としてはS
n,Pbが挙げられ、また4B族の半金属としてはS
i,Geが挙げられる。Snを含有するものとしては、
AsSn,AuSn,CaSn3,CeSn3,CoCu
2Sn,Co2MnSn,CoNiSn,CoSn2,C
o3Sn2,CrCu2Sn,(Cr,Ni)Cu2Sn,
Cu2FeSn,CuMgSn,Cu2MnSn,Cu4
MnSn,(Cu,Ni)3Sn,Cu2NiSn,Cu
Sn,FeSn2,IrSn,IrSn2,LaSn3,
MgNi2Sn,Mg2Sn,MnNi2Sn,MnS
n2,Mn2Sn,Mo3Sn,Nb3Sn,NdSn3,
NiSn,Ni3Sn2,PdSn,Pd3Sn,Pd3S
n2,PrSn3,PtSn,PtSn2,Pt3Sn,P
uSn3,RhSn,Rh3Sn2,RuSn2,SbS
n,SnTi2,Sn3U,SnV3などが挙げられる。
合物は、4B族の金属ないしは半金属を少なくとも1種
類以上含有したものである。4B族の金属としてはS
n,Pbが挙げられ、また4B族の半金属としてはS
i,Geが挙げられる。Snを含有するものとしては、
AsSn,AuSn,CaSn3,CeSn3,CoCu
2Sn,Co2MnSn,CoNiSn,CoSn2,C
o3Sn2,CrCu2Sn,(Cr,Ni)Cu2Sn,
Cu2FeSn,CuMgSn,Cu2MnSn,Cu4
MnSn,(Cu,Ni)3Sn,Cu2NiSn,Cu
Sn,FeSn2,IrSn,IrSn2,LaSn3,
MgNi2Sn,Mg2Sn,MnNi2Sn,MnS
n2,Mn2Sn,Mo3Sn,Nb3Sn,NdSn3,
NiSn,Ni3Sn2,PdSn,Pd3Sn,Pd3S
n2,PrSn3,PtSn,PtSn2,Pt3Sn,P
uSn3,RhSn,Rh3Sn2,RuSn2,SbS
n,SnTi2,Sn3U,SnV3などが挙げられる。
【0010】Pbを含有するものとしては、AuP
b2,Au2Pb,CaPb3,IrPb,KPb2,La
Pb3,β−LiPb,Mg2Pb,PbPd3,Pb2P
d,Pb2Pd3,Pb3Pr,PbPt,PbPu3,P
b2Rh,Pb3U,PbV3などが挙げられる。Siを
含有するものとしては、As3Li5Si,BeSiZ
r,CoSi2,β−Cr3Si,Cu3Mg2Si,Fe
3Si,Li5P3Si,Mg2Si,MoSi2,Nb3S
i,NiSi2,θ−Ni2Si,β−Ni3Si,Re
Si2,α−RuSi,SiTa2,Si2Th,Si
2U,β−Si2U,Si3U,SiV3,Si2W,Si
Zr2などが挙げられる。
b2,Au2Pb,CaPb3,IrPb,KPb2,La
Pb3,β−LiPb,Mg2Pb,PbPd3,Pb2P
d,Pb2Pd3,Pb3Pr,PbPt,PbPu3,P
b2Rh,Pb3U,PbV3などが挙げられる。Siを
含有するものとしては、As3Li5Si,BeSiZ
r,CoSi2,β−Cr3Si,Cu3Mg2Si,Fe
3Si,Li5P3Si,Mg2Si,MoSi2,Nb3S
i,NiSi2,θ−Ni2Si,β−Ni3Si,Re
Si2,α−RuSi,SiTa2,Si2Th,Si
2U,β−Si2U,Si3U,SiV3,Si2W,Si
Zr2などが挙げられる。
【0011】Geを含有するものとしては、As3Ge
Li5,CoFeGe,CoGeMn,FeGe2,Fe
1.7Ge,FeGeMn,FeGeNi,GeLi
5P3,GeMg2,GeMnNi,GeMo3,β’−G
e2Mo,GeNb3,GeNi1.70,GeNi3,Ge3
Pu,Ge3U,GeV3などが挙げられる。本発明に用
いる合金に含有させる金属ないし半金属は、主体となる
金属間化合物を形成する元素以外のものである。特に、
IUPACの命名則によるところの3B族の金属ないし
は半金属、遷移金属、希土類金属、2A族の金属が望ま
しい。ここで言う3B族の金属としてはAl、3B族の
半金属としてはB,Ga,Inが挙げられる。ここで言
う遷移金属とは内部電子殻に未閉殻のd軌道やf軌道が
あり、そこに充足される電子の数により元素の種別が生
じる元素群であり、イオンの状態で内側電子軌道が未閉
殻になる元素も含んでいる。具体的にはTi,V,C
r,Mn,Fe,Co,Ni,Cuが挙げられる。ここ
で言う希土類金属としては3A族,6周期のランタノイ
ドと称する57La〜71Luに同族のScとYを加えた1
7種類の元素である。また、混合希土の還元生成金属で
あるミッシュメタルMmは、希土類金属の複数種の混合
物とみなす。また、2A族の金属としてはBe,Mg,
Ca,Sr,Baが挙げられる。このように、3B族の
金属ないしは半金属、遷移金属、希土類金属、2A族の
金属が望ましい理由としては、これらの金属ないしは半
金属はリチウムとほとんど合金化しないため、補強材と
して望ましいと推察している。含有量に関しては特に限
定されないが、主体となる金属間化合物に対し1〜50
重量部である事が望ましい。
Li5,CoFeGe,CoGeMn,FeGe2,Fe
1.7Ge,FeGeMn,FeGeNi,GeLi
5P3,GeMg2,GeMnNi,GeMo3,β’−G
e2Mo,GeNb3,GeNi1.70,GeNi3,Ge3
Pu,Ge3U,GeV3などが挙げられる。本発明に用
いる合金に含有させる金属ないし半金属は、主体となる
金属間化合物を形成する元素以外のものである。特に、
IUPACの命名則によるところの3B族の金属ないし
は半金属、遷移金属、希土類金属、2A族の金属が望ま
しい。ここで言う3B族の金属としてはAl、3B族の
半金属としてはB,Ga,Inが挙げられる。ここで言
う遷移金属とは内部電子殻に未閉殻のd軌道やf軌道が
あり、そこに充足される電子の数により元素の種別が生
じる元素群であり、イオンの状態で内側電子軌道が未閉
殻になる元素も含んでいる。具体的にはTi,V,C
r,Mn,Fe,Co,Ni,Cuが挙げられる。ここ
で言う希土類金属としては3A族,6周期のランタノイ
ドと称する57La〜71Luに同族のScとYを加えた1
7種類の元素である。また、混合希土の還元生成金属で
あるミッシュメタルMmは、希土類金属の複数種の混合
物とみなす。また、2A族の金属としてはBe,Mg,
Ca,Sr,Baが挙げられる。このように、3B族の
金属ないしは半金属、遷移金属、希土類金属、2A族の
金属が望ましい理由としては、これらの金属ないしは半
金属はリチウムとほとんど合金化しないため、補強材と
して望ましいと推察している。含有量に関しては特に限
定されないが、主体となる金属間化合物に対し1〜50
重量部である事が望ましい。
【0012】本発明に用いる合金の組成は多数存在する
ため網羅する事はできないが、具体例として例えばMg
2SnBx,Mg2SnFex,Mg2SnTix,Mg2S
nMmx,Mg2SnBxNiy,Mg2SnBxNiyL
az,FeSn2Bx,FeSn2Nix,FeSn2M
mx,FeSn2BxFeyYz,KPb2Bx,KPb2Ni
x,KPb2Mmx,KPb2BxCoyMmz,Mg2PbB
x,Mg2PbTix,Mg2PbNix,Mg2PbM
mx,NiSi2Bx,NiSi2Tix,NiSi2M
mx,NiSi2Bax,NiSi2BxFeyTiz,WS
i2Bx,WSi2Tix,WSi2Mmx,WSi2Mgx,
FeGe2Bx,FeGe2Tix,FeGe2Mnx,Fe
Ge2Mmx,FeGe2Mgx(但し、0.1≦x,y,
z≦1.0)などが挙げられる。合金組成の同定は、蛍光
X線分析、又は濃塩酸、熱濃硫酸、王水などの強酸で合
金を溶解した水溶液をICP分析や原子吸光分析する事
などにより行う。
ため網羅する事はできないが、具体例として例えばMg
2SnBx,Mg2SnFex,Mg2SnTix,Mg2S
nMmx,Mg2SnBxNiy,Mg2SnBxNiyL
az,FeSn2Bx,FeSn2Nix,FeSn2M
mx,FeSn2BxFeyYz,KPb2Bx,KPb2Ni
x,KPb2Mmx,KPb2BxCoyMmz,Mg2PbB
x,Mg2PbTix,Mg2PbNix,Mg2PbM
mx,NiSi2Bx,NiSi2Tix,NiSi2M
mx,NiSi2Bax,NiSi2BxFeyTiz,WS
i2Bx,WSi2Tix,WSi2Mmx,WSi2Mgx,
FeGe2Bx,FeGe2Tix,FeGe2Mnx,Fe
Ge2Mmx,FeGe2Mgx(但し、0.1≦x,y,
z≦1.0)などが挙げられる。合金組成の同定は、蛍光
X線分析、又は濃塩酸、熱濃硫酸、王水などの強酸で合
金を溶解した水溶液をICP分析や原子吸光分析する事
などにより行う。
【0013】本発明に用いる合金の製造工程は、主体と
なる金属間化合物を合成する工程と、これに金属間化合
物を形成する元素以外の金属ないしは半金属を添加する
工程とからなる。これらの合金化工程で用いる方法とし
ては、金属、半金属ないしは金属間化合物を電気炉やア
ーク熔解炉、高周波誘導加熱装置などにより熱処理して
溶解、混合する方法、ボールミリング等により機械的合
金化を行うメカニカルアロイング法、還元拡散法などを
用いる。また、このようにして得た合金の組織又は構造
の制御を行うために、各種の改質を行う事がある。改質
処理としては、合金を高周波誘導加熱装置などで溶融さ
せ超急冷を行う超急冷法、ボールミルなどで機械的破壊
を行うメカニカルグライディング法、アニール処理など
が挙げられる。
なる金属間化合物を合成する工程と、これに金属間化合
物を形成する元素以外の金属ないしは半金属を添加する
工程とからなる。これらの合金化工程で用いる方法とし
ては、金属、半金属ないしは金属間化合物を電気炉やア
ーク熔解炉、高周波誘導加熱装置などにより熱処理して
溶解、混合する方法、ボールミリング等により機械的合
金化を行うメカニカルアロイング法、還元拡散法などを
用いる。また、このようにして得た合金の組織又は構造
の制御を行うために、各種の改質を行う事がある。改質
処理としては、合金を高周波誘導加熱装置などで溶融さ
せ超急冷を行う超急冷法、ボールミルなどで機械的破壊
を行うメカニカルグライディング法、アニール処理など
が挙げられる。
【0014】以上のような方法で得られた、板状インゴ
ット又は球状、フレーク状の粉末又はリボン状などの形
態を有する金属間化合物を、公知の粉砕、分級、混合方
法を用いる事により、微粉末状にし粒度分布を調整す
る。平均粒径としては、1μm以上、50μm以下であ
る事が好ましい。本発明の二次電池に用いる電極は、電
極集電体上に電極合剤層が形成されたものを用いる。こ
のような電極は、活物質と結着剤、必要に応じて導電剤
を混合した電極合剤を溶剤に分散させることにより得ら
れた電極合剤スラリーを電極集電体に塗工し、その後乾
燥して得る。また必要に応じて、ローラープレスを行
う。
ット又は球状、フレーク状の粉末又はリボン状などの形
態を有する金属間化合物を、公知の粉砕、分級、混合方
法を用いる事により、微粉末状にし粒度分布を調整す
る。平均粒径としては、1μm以上、50μm以下であ
る事が好ましい。本発明の二次電池に用いる電極は、電
極集電体上に電極合剤層が形成されたものを用いる。こ
のような電極は、活物質と結着剤、必要に応じて導電剤
を混合した電極合剤を溶剤に分散させることにより得ら
れた電極合剤スラリーを電極集電体に塗工し、その後乾
燥して得る。また必要に応じて、ローラープレスを行
う。
【0015】本発明の負極に用いる集電体としては特に
限定されないが、Cu,Ni,ステンレススチールなど
の10〜100μ程度の厚みの金属製箔又は網などを用
いる。結着剤としてはポリテトラフルオロエチレン、ポ
リトリフルオロエチレン、ポリエチレン、ニトリルゴ
ム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、ポリスチレン、
スチレンブタジエンゴム、スチレンブタジエンラテック
ス、多硫化ゴム、ニトロセルロース、アクリロニトリル
ブタジエンゴム、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリ
デンやフッ素ゴムなどが望ましいが、特に制限されな
い。
限定されないが、Cu,Ni,ステンレススチールなど
の10〜100μ程度の厚みの金属製箔又は網などを用
いる。結着剤としてはポリテトラフルオロエチレン、ポ
リトリフルオロエチレン、ポリエチレン、ニトリルゴ
ム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、ポリスチレン、
スチレンブタジエンゴム、スチレンブタジエンラテック
ス、多硫化ゴム、ニトロセルロース、アクリロニトリル
ブタジエンゴム、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリ
デンやフッ素ゴムなどが望ましいが、特に制限されな
い。
【0016】また、活物質の電気抵抗が高い時は、導電
性を上げるために導電剤を添加する事がある。導電剤と
しては、黒鉛やカーボンブラックなどの炭素材料、又は
Cu,Fe,Tiなどの金属粉末を用いる。本発明の負
極と組み合わされる正極の活物質としては、化学組成式
LixMyN zO2(Mはコバルト、ニッケル、マンガン及
びその他の遷移金属から選ばれる少なくとも1種を表
し、Nは非遷移金属の少なくとも一種を表わし、x,
y,zは各々0.05<x<1.10、0.85≦y≦
1.00、0≦z<0.10)で表わされるリチウム含
有金属酸化物を用いることができる。これらは電位が高
く、電池として高電圧が得られ、またサイクル性が良好
である。上記のMとしては、Co,Ni,Mnの単独、
及びCo/Ni,Mn/Cr,Mn/Feの複合が特に
好ましい。上記のNとしては、非遷移金属であれば特に
制限はないが、Al,In,Snが好ましい。また、L
i(1+X)Mn(2-X)O4(0≦X≦1)で表わされる金属
酸化物も用いる事ができる。TiS2,TiS3,MoS
3,FeS2などの金属硫化物、V2O5,V6O13,Mo
O3などの金属酸化物も用いることがある。
性を上げるために導電剤を添加する事がある。導電剤と
しては、黒鉛やカーボンブラックなどの炭素材料、又は
Cu,Fe,Tiなどの金属粉末を用いる。本発明の負
極と組み合わされる正極の活物質としては、化学組成式
LixMyN zO2(Mはコバルト、ニッケル、マンガン及
びその他の遷移金属から選ばれる少なくとも1種を表
し、Nは非遷移金属の少なくとも一種を表わし、x,
y,zは各々0.05<x<1.10、0.85≦y≦
1.00、0≦z<0.10)で表わされるリチウム含
有金属酸化物を用いることができる。これらは電位が高
く、電池として高電圧が得られ、またサイクル性が良好
である。上記のMとしては、Co,Ni,Mnの単独、
及びCo/Ni,Mn/Cr,Mn/Feの複合が特に
好ましい。上記のNとしては、非遷移金属であれば特に
制限はないが、Al,In,Snが好ましい。また、L
i(1+X)Mn(2-X)O4(0≦X≦1)で表わされる金属
酸化物も用いる事ができる。TiS2,TiS3,MoS
3,FeS2などの金属硫化物、V2O5,V6O13,Mo
O3などの金属酸化物も用いることがある。
【0017】正極の集電体としては、Al,Cu,N
i,ステンレススチールなどの10〜100μm程度の
厚みの金属製箔又は網などを用いる事ができるが、リチ
ウム含有遷移金属酸化物のような4V級の電位を有する
活物質を用いる場合には、Al製の金属製箔又は網を用
いる事が好ましい。本発明に用いられるリチウムイオン
媒体としては、例えばリチウム塩を非プロトン性有機溶
媒に溶解した溶液や、リチウム塩を高分子マトリックス
に分散させた固体、或いはリチウム塩を非プロトン性有
機溶媒に溶解した溶液と高分子マトリックスの混合物な
どが用いられる。前記有機溶媒は、エチレンカーボネー
トと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
エチルメチルカーボネートなどの直鎖カーボネートが必
須成分として含有している事が望ましい。その他エーテ
ル類、ケトン類、ラクトン類、ニトリル類、アミン類、
アミド類、スルホン系化合物、カーボネート類、エステ
ル類などを含有していてもよい。これらの代表例として
は、プロピレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチルラクトン、
テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチ
ル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニ
トリルなどが挙げられるが、必ずしもこれらに限定され
るものではない。前記リチウム塩としては、LiB
F4、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、CF3S
O3Li、CH3SO3Li、LiI、LiP、LiC
l、LiBr、(CF3SO2)2NLiなどが挙げられ
る。
i,ステンレススチールなどの10〜100μm程度の
厚みの金属製箔又は網などを用いる事ができるが、リチ
ウム含有遷移金属酸化物のような4V級の電位を有する
活物質を用いる場合には、Al製の金属製箔又は網を用
いる事が好ましい。本発明に用いられるリチウムイオン
媒体としては、例えばリチウム塩を非プロトン性有機溶
媒に溶解した溶液や、リチウム塩を高分子マトリックス
に分散させた固体、或いはリチウム塩を非プロトン性有
機溶媒に溶解した溶液と高分子マトリックスの混合物な
どが用いられる。前記有機溶媒は、エチレンカーボネー
トと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
エチルメチルカーボネートなどの直鎖カーボネートが必
須成分として含有している事が望ましい。その他エーテ
ル類、ケトン類、ラクトン類、ニトリル類、アミン類、
アミド類、スルホン系化合物、カーボネート類、エステ
ル類などを含有していてもよい。これらの代表例として
は、プロピレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチルラクトン、
テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチ
ル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホ
ラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニ
トリルなどが挙げられるが、必ずしもこれらに限定され
るものではない。前記リチウム塩としては、LiB
F4、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、CF3S
O3Li、CH3SO3Li、LiI、LiP、LiC
l、LiBr、(CF3SO2)2NLiなどが挙げられ
る。
【0018】また、前記高分子マトリックスとしては、
例えばポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシ
ド、ポリテトラメチレンオキシド、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラールなどの脂肪族ポリエーテル、
ポリエチレンスルフィド、ポリプロピレンスルフィドな
どの脂肪族ポリチオエーテル、ポリエチレンサクシネー
ト、ポリブチレンアジペート、ポリカプロラクトンなど
の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリイミ
ド、ポリフッ化ビニリデン、及びその前駆体などを用い
ることができる。
例えばポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシ
ド、ポリテトラメチレンオキシド、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラールなどの脂肪族ポリエーテル、
ポリエチレンスルフィド、ポリプロピレンスルフィドな
どの脂肪族ポリチオエーテル、ポリエチレンサクシネー
ト、ポリブチレンアジペート、ポリカプロラクトンなど
の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリイミ
ド、ポリフッ化ビニリデン、及びその前駆体などを用い
ることができる。
【0019】また、正極と負極の間に、短絡防止のため
のセパレータを設ける事ができる。セパレータとして
は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ンの単独の微多孔膜、或はそれらを貼り合わせた膜や、
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、セルロー
スなどの不織布も単独で、或は上記微多孔膜と貼り合わ
せた膜を使用できる。
のセパレータを設ける事ができる。セパレータとして
は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ンの単独の微多孔膜、或はそれらを貼り合わせた膜や、
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、セルロー
スなどの不織布も単独で、或は上記微多孔膜と貼り合わ
せた膜を使用できる。
【0020】本発明の二次電池のその他構成要素とし
て、端子、絶縁板、金属缶等の部品が用いられる事があ
る。また、本発明を図1に示すような電池缶として使用
する場合には、材質としてステンレススチール、ニッケ
ル鍍金スチール、鉄、アルミニウムなどを用いる。電池
の構造としては、特に限定されないが、正極、負極とセ
パレータを単層又は復層としたペーパー型電池、積層型
電池、又は正極、負極とセパレータをロール状に巻い
た、図1に示す円筒状や、角形状電池などの形態が挙げ
られる。
て、端子、絶縁板、金属缶等の部品が用いられる事があ
る。また、本発明を図1に示すような電池缶として使用
する場合には、材質としてステンレススチール、ニッケ
ル鍍金スチール、鉄、アルミニウムなどを用いる。電池
の構造としては、特に限定されないが、正極、負極とセ
パレータを単層又は復層としたペーパー型電池、積層型
電池、又は正極、負極とセパレータをロール状に巻い
た、図1に示す円筒状や、角形状電池などの形態が挙げ
られる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、実施例、比較例により本発
明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限
定されるものではない。
明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限
定されるものではない。
【0022】
【実施例1−A〜1−F】金属間化合物であるFeSn
2を主体とする合金、FeSn2B1.5,FeSn2Mn
0.3,FeSn2Cr0.3,FeSn2La0.1,FeSn2
B0.5Cu0.2Mm0. 05,FeSn2Mg1.0(以下、活物
質A,B,C,D,E,Fとする)を負極活物質に用い
た例を示す。
2を主体とする合金、FeSn2B1.5,FeSn2Mn
0.3,FeSn2Cr0.3,FeSn2La0.1,FeSn2
B0.5Cu0.2Mm0. 05,FeSn2Mg1.0(以下、活物
質A,B,C,D,E,Fとする)を負極活物質に用い
た例を示す。
【0023】金属間化合物FeSn2の合成 粒径2mm程度のFeとSnを量論比通りに秤量した。
これをアルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合
した後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して
塊状の金属間化合物を得た。 負極活物質A〜Eの合成 FeSn2と構成元素を量論比通りに秤量した。これを
アルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合した
後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して塊状
の合金を得た。これをハンマーで砕き粗粉にし、更にサ
ンプルミルにて粉末状にした後、400メッシュで篩っ
て平均粒径約9μmの微粉末を得た。この微粉末を電気
炉にて1000℃まで昇温してアニール処理を行った。
これをアルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合
した後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して
塊状の金属間化合物を得た。 負極活物質A〜Eの合成 FeSn2と構成元素を量論比通りに秤量した。これを
アルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合した
後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して塊状
の合金を得た。これをハンマーで砕き粗粉にし、更にサ
ンプルミルにて粉末状にした後、400メッシュで篩っ
て平均粒径約9μmの微粉末を得た。この微粉末を電気
炉にて1000℃まで昇温してアニール処理を行った。
【0024】負極活物質Fの合成 FeSn2と構成元素を量論比通りに秤量し混合した粉
末を、ステンレスボールとともにステンレスポットミル
にアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボールミルした。
ボールミル後に得られた粉末を400メッシュで篩った
後、この微粉末を電気炉にて500℃まで昇温してアニ
ール処理を行い、平均粒径約9μmの負極活物質F〜J
を得た。
末を、ステンレスボールとともにステンレスポットミル
にアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボールミルした。
ボールミル後に得られた粉末を400メッシュで篩った
後、この微粉末を電気炉にて500℃まで昇温してアニ
ール処理を行い、平均粒径約9μmの負極活物質F〜J
を得た。
【0025】組成分析 得られた合金を王水にて溶解させた水溶液をICP分析
により組成分析を行ったところ、各活物質が上記組成通
りである事を確認した。 負極の作製 前記のように作製した金属間化合物42wt%、導電フ
ィラーとして鱗片状黒鉛(ロンザ(株)社製KS6)4
wt%、アセチレンブラック(電気化学工業(株)社製
デンカブラック)2wt%、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン溶液(呉羽化学工業(株)社製クレハKFポリ
マー#9130をN−メチル−2−ピロリドンに固形分
率13wt%で溶解した液、以下PVdF溶液)を36
wt%、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMP)
を16wt%を各々添加したものをスリーワンモーター
にて混合、攪拌して電極合剤スラリーを得た。そして、
このスラリーを集電体である18μm厚の銅箔上に塗
工、乾燥した後、120℃にてローラープレスを行なっ
て、集電体と負極合剤層からなる膜厚約30μmの負極
を得た。
により組成分析を行ったところ、各活物質が上記組成通
りである事を確認した。 負極の作製 前記のように作製した金属間化合物42wt%、導電フ
ィラーとして鱗片状黒鉛(ロンザ(株)社製KS6)4
wt%、アセチレンブラック(電気化学工業(株)社製
デンカブラック)2wt%、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン溶液(呉羽化学工業(株)社製クレハKFポリ
マー#9130をN−メチル−2−ピロリドンに固形分
率13wt%で溶解した液、以下PVdF溶液)を36
wt%、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMP)
を16wt%を各々添加したものをスリーワンモーター
にて混合、攪拌して電極合剤スラリーを得た。そして、
このスラリーを集電体である18μm厚の銅箔上に塗
工、乾燥した後、120℃にてローラープレスを行なっ
て、集電体と負極合剤層からなる膜厚約30μmの負極
を得た。
【0026】正極の作製 平均粒径3μmのLiCoO2100重量部に対し、導
電剤としてグラファイト5重量部、結着剤としてポリフ
ッ化ビニリデンを溶解したジメチルホルムアミド溶液
(5重量%)100重量部を加え、混合、攪拌してスラ
リーを得た。そして、このスラリーを集電体である15
μm厚のAl箔上に塗工、乾燥後、プレス成形する事
で、集電体と正極合剤層からなる正極を作製した。
電剤としてグラファイト5重量部、結着剤としてポリフ
ッ化ビニリデンを溶解したジメチルホルムアミド溶液
(5重量%)100重量部を加え、混合、攪拌してスラ
リーを得た。そして、このスラリーを集電体である15
μm厚のAl箔上に塗工、乾燥後、プレス成形する事
で、集電体と正極合剤層からなる正極を作製した。
【0027】充放電評価 負極単独の性能をみるため、以下のように負極電位をコ
ントロールしてサイクル評価を行った。上記のように得
た正極と負極について、各々2.00cm2と2.05
cm2に打ち抜き、各電極をポリエチレン製微多孔膜を
介して向かい合うようにし、ガラス板及びクリップにて
挟み込んだ。そして、正極及び負極の集電体を短絡しな
いようにガラス製試験セルの鰐口クリップにはさんだ
後、参照極であるリチウム金属を負極近傍にセットし
た。一方、このガラス製試験セルの内部を減圧して十分
水分を除去した後、電解液を極低湿度下で滴下し、十分
含浸させた。電解液としては、エチレンカーボネートと
メチルエチルカーボネートを体積割合で1:2の混合溶
媒に1モル/リットルで電解質LiPF6を溶解させた
ものを用いた。
ントロールしてサイクル評価を行った。上記のように得
た正極と負極について、各々2.00cm2と2.05
cm2に打ち抜き、各電極をポリエチレン製微多孔膜を
介して向かい合うようにし、ガラス板及びクリップにて
挟み込んだ。そして、正極及び負極の集電体を短絡しな
いようにガラス製試験セルの鰐口クリップにはさんだ
後、参照極であるリチウム金属を負極近傍にセットし
た。一方、このガラス製試験セルの内部を減圧して十分
水分を除去した後、電解液を極低湿度下で滴下し、十分
含浸させた。電解液としては、エチレンカーボネートと
メチルエチルカーボネートを体積割合で1:2の混合溶
媒に1モル/リットルで電解質LiPF6を溶解させた
ものを用いた。
【0028】このようにして得た試験セルの充放電試験
は、参照極からみた負極の電位をコントロールする事に
より行う。ここでいう充電とは負極がリチウムイオンを
吸蔵する方向であり、逆に放電とはリチウムイオンを放
出する方向である。なお、正極活物質は、負極のリチウ
ムイオン吸蔵量をまかなえるだけ十分な量を塗布してあ
る。充電は電流密度1mA/cm2、10mV、24時
間定電圧充電を行い、放電は電流密度1mA/cm2の
1.2V定電流カットオフ放電を行った。この結果及び
使用した負極の合剤層体積から、1サイクル目の負極合
剤層の単位体積当たりの放電量(以下、放電容量)、及
び1サイクル目の放電容量を100%とした時の100
サイクル目の放電容量の維持率(以下、容量維持率)を
求めた。
は、参照極からみた負極の電位をコントロールする事に
より行う。ここでいう充電とは負極がリチウムイオンを
吸蔵する方向であり、逆に放電とはリチウムイオンを放
出する方向である。なお、正極活物質は、負極のリチウ
ムイオン吸蔵量をまかなえるだけ十分な量を塗布してあ
る。充電は電流密度1mA/cm2、10mV、24時
間定電圧充電を行い、放電は電流密度1mA/cm2の
1.2V定電流カットオフ放電を行った。この結果及び
使用した負極の合剤層体積から、1サイクル目の負極合
剤層の単位体積当たりの放電量(以下、放電容量)、及
び1サイクル目の放電容量を100%とした時の100
サイクル目の放電容量の維持率(以下、容量維持率)を
求めた。
【0029】
【比較例1】負極活物質として金属間化合物FeSn2
を用いた例を示す。実施例1−A〜1−Fと同様な方法
で合成した塊状のFeSn2をハンマーで砕き粗粉に
し、更にサンプルミルにて粉末状にした後、400メッ
シュで篩って平均粒径約9μmの微粉末を得た。それ以
外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評価を
行った。
を用いた例を示す。実施例1−A〜1−Fと同様な方法
で合成した塊状のFeSn2をハンマーで砕き粗粉に
し、更にサンプルミルにて粉末状にした後、400メッ
シュで篩って平均粒径約9μmの微粉末を得た。それ以
外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評価を
行った。
【0030】以上の結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】このように、実施例1−A〜1−Fの本発
明の合金を活物質に用いた負極は、比較例であるFeS
n2を活物質に用いた負極に比べるとサイクル特性が良
好である事がわかる。
明の合金を活物質に用いた負極は、比較例であるFeS
n2を活物質に用いた負極に比べるとサイクル特性が良
好である事がわかる。
【0033】
【実施例2−G〜2−K】金属間化合物であるMg2S
nを主体とする合金、Mg2SnB1.5,Mg2SnNi
0.3,Mg2SnFe0.3,Mg2SnTi0.3,Mg2Sn
B0.8Ni0.1(以下、活物質G,H,I,J,Kとす
る)を負極活物質に用いた例を示す。 金属間化合物Mg2Snの合成 平均粒径約10μmのMg及びSnを量論比通りに秤量
し混合した粉末を、ステンレスボールとともにステンレ
スポットミルにアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボー
ルミルした。ボールミル後に得られた粉末を400メッ
シュで篩い、粉末状の金属間化合物Mg2Snを得た。
nを主体とする合金、Mg2SnB1.5,Mg2SnNi
0.3,Mg2SnFe0.3,Mg2SnTi0.3,Mg2Sn
B0.8Ni0.1(以下、活物質G,H,I,J,Kとす
る)を負極活物質に用いた例を示す。 金属間化合物Mg2Snの合成 平均粒径約10μmのMg及びSnを量論比通りに秤量
し混合した粉末を、ステンレスボールとともにステンレ
スポットミルにアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボー
ルミルした。ボールミル後に得られた粉末を400メッ
シュで篩い、粉末状の金属間化合物Mg2Snを得た。
【0034】負極活物質G〜Kの合成 Mg2Snと構成元素を量論比通りに秤量し混合した粉
末を、ステンレスボールとともにステンレスポットミル
にアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボールミルした。
ボールミル後に得られた粉末を400メッシュで篩った
後、この微粉末を電気炉にて500℃まで昇温してアニ
ール処理を行い、平均粒径約9μmの負極活物質G〜K
を得た。
末を、ステンレスボールとともにステンレスポットミル
にアルゴン雰囲気下にて入れ、2週間ボールミルした。
ボールミル後に得られた粉末を400メッシュで篩った
後、この微粉末を電気炉にて500℃まで昇温してアニ
ール処理を行い、平均粒径約9μmの負極活物質G〜K
を得た。
【0035】以下、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で
実験、評価を行った。
実験、評価を行った。
【0036】
【比較例2】負極活物質として金属間化合物Mg2Sn
を用いた例を示す。実施例2−G〜2−Kと同様な方法
で合成した金属間化合物Mg2Snを負極活物質にした
事以外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評
価を行った。以上の結果を表1に示す。このように、実
施例2−G〜2−Kの本発明の合金を活物質に用いた負
極は、比較例であるMg2Snを活物質に用いた負極に
比べるとサイクル特性が良好である事がわかる。
を用いた例を示す。実施例2−G〜2−Kと同様な方法
で合成した金属間化合物Mg2Snを負極活物質にした
事以外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評
価を行った。以上の結果を表1に示す。このように、実
施例2−G〜2−Kの本発明の合金を活物質に用いた負
極は、比較例であるMg2Snを活物質に用いた負極に
比べるとサイクル特性が良好である事がわかる。
【0037】
【実施例3−L〜3−P】金属間化合物であるNiSi
2を主体とする合金、NiSi2B1.5,NiSi2Fe
0.3,NiSi2Ti0.3,NiSi2Mm0.1,NiSi2
B0.5Fe0.1Mm0. 05(以下、活物質L,M,N,O,
Pとする)を負極活物質に用いた例を示す。 金属間化合物NiSi2の合成 粒径2mm程度のNiとSiを量論比通りに秤量した。
これをアルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合
した後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して
塊状の金属間化合物を得た。
2を主体とする合金、NiSi2B1.5,NiSi2Fe
0.3,NiSi2Ti0.3,NiSi2Mm0.1,NiSi2
B0.5Fe0.1Mm0. 05(以下、活物質L,M,N,O,
Pとする)を負極活物質に用いた例を示す。 金属間化合物NiSi2の合成 粒径2mm程度のNiとSiを量論比通りに秤量した。
これをアルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合
した後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して
塊状の金属間化合物を得た。
【0038】負極活物質K〜Oの合成 NiSi2と構成元素を量論比通りに秤量した。これを
アルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合した
後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して塊状
の合金を得た。これをハンマーで砕き粗粉にし、更にサ
ンプルミルにて粉末状にした後、400メッシュで篩っ
て平均粒径約9μmの微粉末を得た。この微粉末を電気
炉にて1000℃まで昇温してアニール処理を行い、平
均粒径約9μmの負極活物質L〜Pを得た。
アルゴン雰囲気下でアーク熔解炉にて溶解、混合した
後、冷却し固化させた。この作業を8回繰り返して塊状
の合金を得た。これをハンマーで砕き粗粉にし、更にサ
ンプルミルにて粉末状にした後、400メッシュで篩っ
て平均粒径約9μmの微粉末を得た。この微粉末を電気
炉にて1000℃まで昇温してアニール処理を行い、平
均粒径約9μmの負極活物質L〜Pを得た。
【0039】以下、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で
実験、評価を行った。
実験、評価を行った。
【0040】
【比較例3】負極活物質として金属間化合物NiSi2
を用いた例を示す。実施例3−L〜3−Pと同様な方法
で合成した金属間化合物NiSi2を負極活物質にした
事以外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評
価を行った。以上の結果を表1に示す。このように、実
施例3−L〜3−Pの本発明の合金を活物質に用いた負
極は、比較例であるNiSi2を活物質に用いた負極に
比べるとサイクル特性が良好である事がわかる。
を用いた例を示す。実施例3−L〜3−Pと同様な方法
で合成した金属間化合物NiSi2を負極活物質にした
事以外は、実施例1−A〜1−Fと同じ方法で実験、評
価を行った。以上の結果を表1に示す。このように、実
施例3−L〜3−Pの本発明の合金を活物質に用いた負
極は、比較例であるNiSi2を活物質に用いた負極に
比べるとサイクル特性が良好である事がわかる。
【0041】
【発明の効果】負極活物質として、4B族の金属ないし
は半金属を含有した金属間化合物を主体とし、かつ前記
金属間化合物を形成する元素以外の金属ないしは半金属
を少なくとも1種類以上を含有した合金を負極活物質に
用いた負極は、前記金属間化合物を負極活物質に用いた
負極に比べサイクル特性が優れている。従って、本発明
の二次電池は、高容量、高エネルギー密度、かつ良好な
サイクル特性を有している。
は半金属を含有した金属間化合物を主体とし、かつ前記
金属間化合物を形成する元素以外の金属ないしは半金属
を少なくとも1種類以上を含有した合金を負極活物質に
用いた負極は、前記金属間化合物を負極活物質に用いた
負極に比べサイクル特性が優れている。従って、本発明
の二次電池は、高容量、高エネルギー密度、かつ良好な
サイクル特性を有している。
【図1】本発明の非水電解液二次電池の一例を示す概略
図である。
図である。
1 負極 2 セパレータ 3 正極 4 正極端子 5 電池容器(負極端子)
Claims (6)
- 【請求項1】 リチウムを吸蔵、放出することのできる
活物質を用いた正極、負極、及びリチウムイオン移動媒
体を有する二次電池において、負極活物質として、4B
族の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体
とし、かつ前記金属間化合物を形成する元素以外の金属
ないしは半金属を少なくとも1種類以上を含有した合金
を用いる事を特徴とする二次電池。 - 【請求項2】 負極活物質に用いる前記合金が、4B族
の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体と
し、かつ少なくとも1種類以上の3B族の金属ないしは
半金属を含有した合金である事を特徴とする請求項1記
載の二次電池。 - 【請求項3】 負極活物質に用いる前記合金が、4B族
の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体と
し、かつ少なくとも1種類以上の遷移金属を含有した合
金である事を特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 【請求項4】 負極活物質に用いる前記合金が、4B族
の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体と
し、かつ少なくとも1種類以上の希土類金属を含有した
合金である事を特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 【請求項5】 負極活物質に用いる前記合金が、4B族
の金属ないしは半金属を含有した金属間化合物を主体と
し、かつ少なくとも1種類以上の2A族の金属を含有し
た合金である事を特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 【請求項6】 4B族の金属ないしは半金属を含有した
金属間化合物を主体とし、かつ前記金属間化合物を形成
する元素以外の金属ないしは半金属を少なくとも1種類
以上を含有した合金を用いたことを特徴とする二次電池
用負極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9261710A JPH11102699A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | リチウム二次電池及びそれに用いる負極 |
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