JPWO2017216939A1 - 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス - Google Patents
電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017216939A1 JPWO2017216939A1 JP2018523130A JP2018523130A JPWO2017216939A1 JP WO2017216939 A1 JPWO2017216939 A1 JP WO2017216939A1 JP 2018523130 A JP2018523130 A JP 2018523130A JP 2018523130 A JP2018523130 A JP 2018523130A JP WO2017216939 A1 JPWO2017216939 A1 JP WO2017216939A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- active material
- electrode active
- phase
- silicon
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/18—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on silicides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/387—Tin or alloys based on tin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/85—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by XPS, EDX or EDAX data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Abstract
Description
で表される組成を有するケイ素含有合金からなり、XAFSより確認される動径波動関数における原子間距離が0.13nmの位置に確認されるSi−O結合ピークのピーク強度をS(1)とし、原子間距離が0.2nmの位置に確認されるSi−Si結合ピークのピーク強度をS(2)としたときに、S(2)>S(1)の関係を満たす点に特徴がある。
図1は、本発明の電気デバイスの代表的な一実施形態である、扁平型(積層型)のリチウムイオン二次電池(以下、単に「積層型電池」ともいう)の全体構造を模式的に表した断面概略図である。
活物質層13または15は活物質を含み、必要に応じてその他の添加剤をさらに含む。
正極活物質層15は、正極活物質を含む。
正極活物質としては、例えば、LiMn2O4、LiCoO2、LiNiO2、Li(Ni−Mn−Co)O2およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、リチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。場合によっては、2種以上の正極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、正極活物質として用いられる。より好ましくはリチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が用いられ、さらに好ましくはLi(Ni−Mn−Co)O2およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの(以下、単に「NMC複合酸化物」とも称する)が用いられる。NMC複合酸化物は、リチウム原子層と遷移金属(Mn、NiおよびCoが秩序正しく配置)原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を持ち、遷移金属Mの1原子あたり1個のLi原子が含まれ、取り出せるLi量が、スピネル系リチウムマンガン酸化物の2倍、つまり供給能力が2倍になり、高い容量を持つことができる。
バインダは、活物質同士または活物質と集電体とを結着させて電極構造を維持する目的で添加される。正極活物質層に用いられるバインダとしては、特に限定されないが、例えば、以下の材料が挙げられる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、セルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、スチレン・ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアミドイミドであることがより好ましい。これらの好適なバインダは、耐熱性に優れ、さらに電位窓が非常に広く正極電位、負極電位双方に安定であり活物質層に使用が可能となる。これらのバインダは、1種単独で用いてもよいし、2種併用してもよい。
負極活物質層13は、負極活物質を含む。
本実施形態において、負極活物質は、ケイ素含有合金からなる。以下、本実施形態に係るケイ素含有合金の組成や構造、物性について説明する。
本実施形態における負極活物質を構成するケイ素含有合金は、まず、Si−Sn−Tiで表される三元系の合金組成を有している。より具体的に、本実施形態における負極活物質を構成するケイ素含有合金は、下記化学式(1)で表される組成を有するものである。
続いて、本実施形態における負極活物質を構成するケイ素含有合金は、非晶質または低結晶性ケイ素を主成分とするa−Si相がシリサイド相中に分散されてなる構造を有する点にも特徴がある。すなわち、連続相としてのシリサイド相からなる海の中に、分散相としてのa−Si相からなる島が分散しているいわゆる海島構造を有することが、本実施形態に係るケイ素含有合金の特徴の1つである。なお、ケイ素含有合金がこのような微細組織構造を有しているか否かは、例えば、ケイ素含有合金を高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡(HAADF−STEM)を用いて観察した後、観察画像と同じ視野についてEDX(エネルギー分散型X線分光法)により元素強度マッピングを行うことにより確認することができる。
ここで、本実施形態に係るケイ素含有合金において、a−Si相は、ケイ素の結晶構造の内部にスズが固溶してなる非晶質または低結晶性のケイ素を含む相である。このa−Si相は、本実施形態の電気デバイス(リチウムイオン二次電池)の作動時にリチウムイオンの吸蔵・放出に関与する相であり、電気化学的にリチウムと反応可能(すなわち、重量あたりおよび体積あたりに多量のリチウムを吸蔵・放出することが可能)な相である。また、a−Si相を構成するケイ素の結晶構造の内部にはスズが固溶しているが、ケイ素は電子伝導性に乏しいことから、母相にはリンやホウ素などの微量の添加元素や遷移金属などが含まれていてもよい。a−Si相のサイズについて特に制限はないが、充電時の膨張を抑制するという観点から、a−Si相のサイズは小さいほど好ましく、具体的には10nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましい。一方、a−Si相のサイズの下限値についても特に制限はないが、好ましくは1nm以上であり、より好ましくは2nm以上であり、さらに好ましくは5nm以上であり、特に好ましくは8nm以上である。なお、a−Si相の直径の値については、HAADF−STEMでの高倍率(25nmスケールバー)のSiのEDX元素マッピングおよびTiのEDX元素マッピングを比較し、Siが存在しTiが存在しない領域をSi相とみなし、TiのEDX元素マッピングで強度が最大値の1/10を閾値とし、この閾値以下となる領域について二値化画像処理を行い、得られた二値化画像より、各Si相の寸法を読み取るという手法により5個以上の相について測定して得られた測定値の相加平均値として得ることができる。同様に、後述するシリサイド相の直径の値については、Cs−STEMでの高倍率(25nmスケールバー)のSiのEDX元素マッピングTiのEDX元素マッピングを比較し、Siが存在しTiも存在する領域をシリサイド相とみなし、TiのEDX元素マッピングで強度が最大値の1/10を閾値とし、この閾値以上となる領域について二値化画像処理を行い、得られた二値化画像より、各シリサイド相の寸法を読み取るという手法により5個以上の相について測定して得られた測定値の相加平均値として得ることができる。
一方、上述した海島構造の海(連続相)を構成するシリサイド相は、チタンのケイ化物(シリサイド)を主成分とする結晶相である。このシリサイド相は、チタンのケイ化物を含むことでa−Si相との親和性に優れ、特に充電時の体積膨張における結晶界面での割れを抑制することができる。さらに、シリサイド相はa−Si相と比較して電子伝導性および硬度の観点で優れている。このように、シリサイド相はa−Si相の低い電子伝導性を改善し、かつ膨張時の応力に対して活物質の形状を維持する役割をも担っている。本実施形態においては、このような特性を有するシリサイド相が海島構造の海(連続相)を構成することで、負極活物質(ケイ素含有合金)の電子伝導性をよりいっそう向上させることができ、しかもa−Si相の膨張時の応力を緩和して活物質の割れを防止することができ、サイクル耐久性の向上に寄与しているものと考えられる。
また、本実施形態において、ケイ素含有合金は、Si−O結合ピークのピーク強度をS(1)とし、Si−Si結合ピークのピーク強度をS(2)としたときに、S(2)>S(1)の関係を満たすことにも特徴がある。ここで、ケイ素含有合金についてのピーク強度値は、XAFS解析により測定するものとする。具体的には、XAFS解析より確認される動径波動関数における原子間距離が0.13nmの位置に確認されるSi−O結合ピークのピーク強度をS(1)とし、原子間距離0.2nmの位置に確認されるSi−Si結合ピークのピーク強度をS(2)として、これらのピーク強度の値がS(2)>S(1)の関係を満たしているものである。
本実施形態に係る電気デバイス用負極活物質の製造方法について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうるが、本願では、a−Si相がシリサイド相中に分散されてなる構造を有し、かつ、各ピーク強度の値が所定の関係を満たすケイ素含有合金からなる負極活物質の製造方法の一例として、高エネルギータイプのメカニカルアロイング処理を利用することができる。具体的には、前記ケイ素含有合金と同一の組成を有する母合金の粉末に対して、15[G]以上の遠心力が加わるようなボールミル装置を用いてメカニカルアロイング処理を施すことにより、前記ケイ素含有合金からなる電気デバイス用負極活物質が得られる。このように、比較的大きい遠心力が加わるようなボールミル装置を用いてメカニカルアロイング処理を実施して負極活物質(ケイ素含有合金)を製造することで、上述した微細組織構造を有する合金を製造することが可能となる。また、前記製造方法は、得られる合金における各ピーク強度の値も上記所定の関係を満たすように制御することが可能となるなど、負極活物質のサイクル耐久性および充放電効率の両立に有効に寄与し得る製造方法である。以下、上記製造方法についてより詳細に説明するが、下記に記載の製造方法は本実施形態を製造するための一例に過ぎず、本発明の負極活物質を製造できる方法であれば特に制限はない。
バインダは、活物質同士または活物質と集電体とを結着させて電極構造を維持する目的で添加される。負極活物質層に用いられるバインダの種類についても特に制限はなく、正極活物質層に用いられるバインダとして上述したものが同様に用いられうる。よって、ここでは詳細な説明は省略する。
以下に、正極および負極活物質層15、13に共通する要件につき、説明する。
導電助剤とは、正極活物質層または負極活物質層の導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維などの炭素材料が挙げられる。活物質層が導電助剤を含むと、活物質層の内部における電子ネットワークが効果的に形成され、電池の出力特性の向上に寄与しうる。
電解質塩(リチウム塩)としては、Li(C2F5SO2)2N、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3等が挙げられる。
イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。
集電体11、12は導電性材料から構成される。集電体の大きさは、電池の使用用途に応じて決定される。例えば、高エネルギー密度が要求される大型の電池に用いられるのであれば、面積の大きな集電体が用いられる。
電解質層17を構成する電解質としては、液体電解質またはポリマー電解質が用いられうる。
電池外部に電流を取り出す目的で、集電板を用いてもよい。集電板は集電体やリードに電気的に接続され、電池外装材であるラミネートシートの外部に取り出される。
電池外装材29としては、公知の金属缶ケースを用いることができるほか、発電要素を覆うことができる、アルミニウムを含むラミネートフィルムを用いた袋状のケースが用いられうる。該ラミネートフィルムには、例えば、PP、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。高出力化や冷却性能に優れ、EV、HEV用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点から、ラミネートフィルムが望ましい。
図2は、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。
[ケイ素含有合金の製造]
以下のメカニカルアロイング法により、Si62Sn8Ti30(組成比は質量比)の組成を有するケイ素含有合金を製造した。
負極活物質である上記で製造したケイ素含有合金(Si62Sn8Ti30)80質量部と、導電助剤であるアセチレンブラック 5質量部と、バインダであるポリイミド 15質量部と、を混合し、脱泡混練機(Thinky AR−100)を用いてN−メチルピロリドンに分散させて負極スラリーを得た。次いで、得られた負極スラリーを、銅箔よりなる負極集電体の両面にそれぞれ負極活物質層の厚さが30μmとなるように均一に塗布し、真空中で24時間乾燥させて、負極を得た。
上記で作製した負極と対極Li箔(本城金属株式会社製、直径15mm、厚さ200μm)とを対向させ、この間にセパレータ(セルガード社製 セルガード2400)を配置した。次いで、負極、セパレータ、および対極Liの積層体をコインセル(CR2032、材質:ステンレス鋼(SUS316))の底部側に配置した。さらに、正極と負極との間の絶縁性を保つためガスケットを装着し、下記電解液をシリンジにより注入し、スプリングおよびスペーサを積層し、コインセルの上部側を重ねあわせ、かしめることにより密閉して、リチウムイオン二次電池(コインセル)を得た。
ケイ素含有合金の組成をSi64Sn6Ti30に変更したこと以外は、上述した実施例1と同様の手法により、負極活物質、負極およびリチウムイオン二次電池(コインセル)を作製した。
以下の液体急冷凝固法により、Si62Sn8Ti30(組成比は質量比)の組成を有するケイ素含有合金を製造した。
ケイ素含有合金の組成をSi60Sn20Ti20に変更し、また、合金化処理時間を48時間で施したこと以外は、上述した実施例1と同様の手法により、負極活物質、負極およびリチウムイオン二次電池(コインセル)を作製した。
実施例1〜3および比較例1のそれぞれにおいて作製したコインセル用負極について、XAFS測定により分析した。XAFS測定に用いた装置および条件は以下の通りである。
1)実験施設:立命館大学SRセンター
2)実験ステーション:BL−10
3)分光結晶:InSb(111)
4)測定法:全電子収量(試料電流)および部分蛍光収量(シリコンドリフト検出器)の2モード同時測定
5)測定範囲:1770〜2500eV(Si−K吸収端)
動径波動関数は、得られたXAFSスペクトルのうち、XANESスペクトル領域以降の高エネルギー側で観測されるEXAFS振動をフーリエ変換することで得られる。図3は、実施例1において作製したコインセル用負極について、XAFS測定し得られた動径波動関数スペクトルを示すグラフである。図3に示す動径波動関数スペクトルにおける第一近接ピーク(0.13nm付近)としてSi−O相関が、第二近接ピーク(0.2nm付近)としてSi−Si(Li)相関が主として確認された。また、Si−Ti合金相由来のSi−Ti結合と考えられる第三近接ピーク(0.28nm付近)も確認された。なお、Si−O結合ピークのピーク強度(S(1))、Si−Si結合ピークのピーク強度(S(2))およびSi−Ti結合ピークのピーク強度(S(3))、並びに、S(2)に対するS(1)およびS(3)のそれぞれのピーク強度比を測定(算出)した。結果を下記の表1に示す。
実施例1〜3および比較例1のそれぞれにおいて作製したリチウムイオン二次電池(コインセル)について以下の充放電試験条件に従って、充放電効率およびサイクル耐久性の評価を行った。
1)充放電試験機:HJ0501SM8A(北斗電工株式会社製)
2)充放電条件[充電過程]0.1mA、10mV→2V(定電流モード)
[放電過程]0.3C、2V→10mV(定電流モード)
3)恒温槽:PFU−3K(エスペック株式会社製)
4)評価温度:300K(27℃)。
11 負極集電体、
12 正極集電体、
13 負極活物質層、
15 正極活物質層、
17 電解質層、
19 単電池層、
21、57 発電要素、
25、58 負極集電板、
27、59 正極集電板、
29、52 電池外装材(ラミネートフィルム)。
Claims (6)
- TiSi2を含むシリサイド相の母相中に、ケイ素の結晶構造の内部にスズが固溶してなる非晶質または低結晶性ケイ素を主成分とする相が分散されてなる構造を有し、下記化学式(1)
で表される組成を有するケイ素含有合金からなり、
XAFSより確認される動径波動関数における原子間距離が0.13nmの位置に確認されるSi−O結合ピークのピーク強度をS(1)とし、原子間距離が0.2nmの位置に確認されるSi−Si結合ピークのピーク強度をS(2)としたときに、S(2)>S(1)の関係を満たすことを特徴とする、電気デバイス用負極活物質。 - S(2)に対するS(1)のピーク強度比(S(1)/S(2))が0.5未満である、請求項1に記載の電気デバイス用負極活物質。
- XAFSより確認される動径波動関数における原子間距離が0.28nmに確認されるSi−Ti結合ピークのピーク強度をS(3)としたときに、さらにS(2)>S(3)>S(1)の関係を満たす、請求項1または2に記載の電気デバイス用負極活物質。
- S(2)に対するS(3)のピーク強度比(S(3)/S(2))が0.31を超える、請求項3に記載の電気デバイス用負極活物質。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気デバイス用負極活物質を用いてなる、電気デバイス用負極。
- 請求項5に記載の電気デバイス用負極を用いてなる、電気デバイス。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/068016 WO2017216939A1 (ja) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017216939A1 true JPWO2017216939A1 (ja) | 2019-05-23 |
JP6760372B2 JP6760372B2 (ja) | 2020-09-23 |
Family
ID=60664023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018523130A Active JP6760372B2 (ja) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10651465B2 (ja) |
EP (1) | EP3474354B1 (ja) |
JP (1) | JP6760372B2 (ja) |
CN (1) | CN109314232B (ja) |
MY (1) | MY173145A (ja) |
WO (1) | WO2017216939A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA3193530A1 (en) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | Solid Power Operating, Inc. | Solid electrolyte material and solid-state battery made therewith |
KR20240040760A (ko) * | 2021-07-15 | 2024-03-28 | 에노빅스 코오퍼레이션 | 기밀 밀봉 인클로저를 갖는 이차 전지 셀, 전극 조립체 및 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001256974A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池と該電池用合金およびその製造方法 |
JP2010135336A (ja) * | 2003-03-26 | 2010-06-17 | Canon Inc | リチウム二次電池用の電極材料、該電極材料を有する電極構造体、及び該電極構造体を有する二次電池 |
JP2013134905A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | 電気デバイス用負極活物質 |
WO2014199785A1 (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
WO2016098208A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
WO2017082369A1 (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1833109A1 (en) * | 2005-06-03 | 2007-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rechargeable battery with nonaqueous electrolyte and process for producing negative electrode |
US7906238B2 (en) * | 2005-12-23 | 2011-03-15 | 3M Innovative Properties Company | Silicon-containing alloys useful as electrodes for lithium-ion batteries |
US20090053589A1 (en) | 2007-08-22 | 2009-02-26 | 3M Innovative Properties Company | Electrolytes, electrode compositions, and electrochemical cells made therefrom |
CN102007627B (zh) | 2008-04-18 | 2014-04-09 | 株式会社丰田自动织机 | 锂离子二次电池用负极及其制造方法 |
US8772055B1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-08 | Applied Materials, Inc. | Multizone control of lamps in a conical lamphead using pyrometers |
CN105934845B (zh) | 2014-01-24 | 2019-07-05 | 日产自动车株式会社 | 电器件 |
-
2016
- 2016-06-16 JP JP2018523130A patent/JP6760372B2/ja active Active
- 2016-06-16 MY MYPI2018002513A patent/MY173145A/en unknown
- 2016-06-16 US US16/309,416 patent/US10651465B2/en active Active
- 2016-06-16 WO PCT/JP2016/068016 patent/WO2017216939A1/ja unknown
- 2016-06-16 CN CN201680086815.3A patent/CN109314232B/zh active Active
- 2016-06-16 EP EP16905494.7A patent/EP3474354B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001256974A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池と該電池用合金およびその製造方法 |
JP2010135336A (ja) * | 2003-03-26 | 2010-06-17 | Canon Inc | リチウム二次電池用の電極材料、該電極材料を有する電極構造体、及び該電極構造体を有する二次電池 |
JP2013134905A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | 電気デバイス用負極活物質 |
WO2014199785A1 (ja) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
WO2016098208A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
WO2017082369A1 (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MY173145A (en) | 2019-12-31 |
US20190312270A1 (en) | 2019-10-10 |
CN109314232A (zh) | 2019-02-05 |
WO2017216939A1 (ja) | 2017-12-21 |
US10651465B2 (en) | 2020-05-12 |
EP3474354A1 (en) | 2019-04-24 |
EP3474354B1 (en) | 2022-03-16 |
EP3474354A4 (en) | 2019-07-03 |
CN109314232B (zh) | 2019-12-06 |
JP6760372B2 (ja) | 2020-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108352517B (zh) | 电气设备用负极活性物质及使用其的电气设备 | |
JP6493414B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6327362B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
WO2017081758A1 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6112200B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP2017091820A (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6561461B2 (ja) | 電気デバイス用負極、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6488690B2 (ja) | 電気デバイス用負極、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6760372B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP2016115636A (ja) | 電気デバイス用負極、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6488689B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6485028B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6743503B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
WO2016098213A1 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6859834B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質 | |
WO2014199781A1 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6736999B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6292317B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス | |
JP6885468B2 (ja) | 電気デバイス用負極活物質とその製造方法、およびこの活物質を用いた電気デバイス | |
WO2016098208A1 (ja) | 電気デバイス用負極活物質、およびこれを用いた電気デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200402 |
|
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: 20200804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200817 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6760372 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |