JPWO2017187700A1 - マグネシウム二次電池用負極及びその製造方法、並びに、マグネシウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む下地層が表面に形成された集電体を準備し、
下地層を素材として、化学メッキ法によって、マグネシウム層から成る負極活物質層を集電体上に形成する。
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第1の下地層が表面に形成された集電体を準備し、
(A)第1の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、第(n+1)番目の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えている。
集電体、及び、集電体の表面に形成されたマグネシウムから成る負極活物質層を備えており、
負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上、好ましくは10m2以上である。
1.本開示の第1の態様〜第2の態様に係るマグネシウム二次電池用負極の製造方法、本開示のマグネシウム二次電池用負極、及び、本開示のマグネシウム二次電池、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様に係るマグネシウム二次電池用負極の製造方法、本開示のマグネシウム二次電池用負極、及び、本開示のマグネシウム二次電池)
3.実施例2(本開示の第2の態様に係るマグネシウム二次電池用負極の製造方法)
4.実施例3(本開示のマグネシウム二次電池の変形)
5.実施例4(本開示のマグネシウム二次電池の変形及び電気化学デバイス)
6.実施例5(実施例1〜実施例4のマグネシウム二次電池の応用例)
7.その他
本開示の第1の態様〜第2の態様に係るマグネシウム二次電池用負極の製造方法における化学メッキ法は、置換法とも呼ばれ、更には、浸漬メッキ法とも呼ばれる。
マグネシウム塩−Aが可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩−Aを溶解させた後、
低沸点溶媒にマグネシウム塩−Aを溶解させた溶液にスルホンを溶解させ、次いで、
スルホンを溶解させた溶液から低沸点溶媒を除去する、
各工程に基づき製造することができる。
マグネシウム塩−Aが可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩−Aを溶解させた後、
低沸点溶媒にマグネシウム塩−Aを溶解させた溶液にスルホンを溶解させ、次いで、
スルホンを溶解させた溶液から低沸点溶媒を除去した後、
低沸点溶媒を除去した溶液に非極性溶媒を混合する、
各工程に基づき製造することができる。
放電条件 :0.1ミリアンペア/カットオフ電圧0.7ボルト
充電条件 :0.1ミリアンペア/カットオフ電圧2.5ボルト
試験環境 :25゜C
サイクル劣化率
={1−(充放電4サイクル後の放電容量/初回放電容量)}×100(%)
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第1の下地層が表面に形成された集電体を準備し、
(A)第1の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、第(n+1)番目の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えている。
(A)化学メッキ法に基づき、第1の下地層を構成する金属をマグネシウムと置換することでマグネシウムを析出させ、以て、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、化学メッキ法に基づき、第(n+1)番目の下地層を構成する金属をマグネシウムと置換することでマグネシウムを析出させ、以て、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、あるいは又、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えている。
正極集電体122A 厚さ20μmのアルミニウム箔
正極活物質層122B 片面当たり厚さ50μm
正極リード部123 厚さ100μmのアルミニウム(Al)箔
負極集電体124A 厚さ20μmの銅箔
負極活物質層124B 片面当たり厚さ50μm
負極リード部125 厚さ100μmのニッケル(Ni)箔
[A01]《二次電池用負極の製造方法・・・第1の態様》
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む下地層が表面に形成された集電体を準備し、
下地層を素材として、化学メッキ法によって、マグネシウム層から成る負極活物質層を集電体上に形成するマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[A02]《二次電池用負極の製造方法・・・第2の態様》
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第1の下地層が表面に形成された集電体を準備し、
(A)第1の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、第(n+1)番目の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えたマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[A03]第(n+1)番目の下地層を、電気メッキ法あるいは電解析出法(電析法)に基づき形成する[A02]に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[A04]金属は、リチウム、カリウム、カルシウム及びナトリウムから成る群から選択された少なくとも1種類の金属である[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[A05]金属はリチウムである[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[A06]負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上、好ましくは10m2以上である[A01]乃至[A05]のいずれか1項に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[B01]マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む下地層が表面に形成された集電体を準備し、
化学メッキ法に基づき、下地層を構成する金属をマグネシウムと置換することでマグネシウムを析出させ、以て、マグネシウム層から成る負極活物質層を集電体上に形成するマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[B02]《二次電池用負極の製造方法・・・第2の態様》
マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第1の下地層が表面に形成された集電体を準備し、
(A)化学メッキ法に基づき、第1の下地層を構成する金属をマグネシウムと置換することでマグネシウムを析出させ、以て、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、化学メッキ法に基づき、第(n+1)番目の下地層を構成する金属をマグネシウムと置換することでマグネシウムを析出させ、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えたマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[B03]第(n+1)番目の下地層を、電気メッキ法あるいは電解析出法(電析法)に基づき形成する[B02]に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[B04]金属はリチウムである[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[B05]負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上、好ましくは10m2以上である[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
[C01]《二次電池用負極》
集電体、及び、集電体の表面に形成されたマグネシウムから成る負極活物質層を備えており、
負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上、好ましくは10m2以上であるマグネシウム二次電池用負極。
[D01]《二次電池》
集電体、及び、集電体の表面に形成されたマグネシウムから成る負極活物質層を備え、負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上、好ましくは10m2以上であるマグネシウム二次電池用負極を備えているマグネシウム二次電池。
[E01]《電池パック》
二次電池、二次電池に関する制御を行う制御手段、及び、二次電池を内包する外装を有する電池パックであって、
二次電池は、[D01]に記載のマグネシウム二次電池から成る電池パック。
[E02]《電子機器》
二次電池から電力の供給を受ける電子機器であって、
二次電池は、[D01]に記載のマグネシウム二次電池から成る電子機器。
[E03]《電動車両》
二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置、及び、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置を有する電動車両であって、
二次電池は、[D01]に記載のマグネシウム二次電池から成る電動車両。
[E04]《電力システム》
二次電池から電力の供給を受け、及び/又は、電力源から二次電池に電力を供給するように構成された電力システムであって、
二次電池は、[D01]に記載のマグネシウム二次電池から成る電力システム。
[E05]《電力貯蔵用電源》
二次電池を有し、電力が供給される電子機器が接続されるように構成された電力貯蔵用電源であって、
二次電池は、[D01]に記載のマグネシウム二次電池から成る電力貯蔵用電源。
Claims (7)
- マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む下地層が表面に形成された集電体を準備し、
下地層を素材として、化学メッキ法によって、マグネシウム層から成る負極活物質層を集電体上に形成するマグネシウム二次電池用負極の製造方法。 - マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第1の下地層が表面に形成された集電体を準備し、
(A)第1の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第1番目のマグネシウム層を集電体上に形成し、次いで、
(B)第n番目(但し、n=1,2,・・・,N−1であり、Nは2以上の整数)のマグネシウム層上に、マグネシウムよりもイオン化傾向が大きい金属を含む第(n+1)番目の下地層を形成した後、第(n+1)番目の下地層を素材として、化学メッキ法によって、第n番目のマグネシウム層上に第(n+1)番目のマグネシウム層を形成する工程を、nを1から(N−1)まで繰り返し、以て、マグネシウム層が積層されて成る負極活物質層を集電体上に形成する、
各工程を備えたマグネシウム二次電池用負極の製造方法。 - 第(n+1)番目の下地層を、電気メッキ法に基づき形成する請求項2に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
- 金属はリチウムである請求項1又は請求項2に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
- 負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上である請求項1又は請求項2に記載のマグネシウム二次電池用負極の製造方法。
- 集電体、及び、集電体の表面に形成されたマグネシウムから成る負極活物質層を備えており、
負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上であるマグネシウム二次電池用負極。 - 集電体、及び、集電体の表面に形成されたマグネシウムから成る負極活物質層を備え、負極活物質層のBET比表面積の値は、負極活物質層1グラム当たり、1m2以上である二次電池用負極を備えているマグネシウム二次電池。
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- 2018-10-23 US US16/168,341 patent/US11121401B2/en active Active
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