JPH10273321A - Method for producing tin oxide powder - Google Patents
Method for producing tin oxide powderInfo
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- JPH10273321A JPH10273321A JP9076164A JP7616497A JPH10273321A JP H10273321 A JPH10273321 A JP H10273321A JP 9076164 A JP9076164 A JP 9076164A JP 7616497 A JP7616497 A JP 7616497A JP H10273321 A JPH10273321 A JP H10273321A
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化錫粉末の製造
方法およびその方法により製造される酸化錫粉末を非水
電解液二次電池用負極活物質として用いた非水電解液二
次電池に関する。The present invention relates to a method for producing tin oxide powder and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the tin oxide powder produced by the method as a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery. .
【0002】[0002]
【従来の技術】今日、急速に普及する携帯電話、携帯用
端末、ビデオカメラなどの携帯用機器の電源として、あ
るいは電気自動車用電源として、小型、軽量でエネルギ
ー密度の高い二次電池に対する社会的要求が益々強くな
っている。2. Description of the Related Art As a power source for portable devices such as mobile phones, portable terminals, and video cameras, which are rapidly spreading today, or as a power source for electric vehicles, there is a social demand for a small, lightweight, and high energy density secondary battery. The demands are getting stronger.
【0003】充電可能で繰り返し使用できる二次電池の
うち、水溶液系電解質を用いる鉛蓄電池、ニッケル−カ
ドミウム電池、ニッケル−水素電池などの二次電池で
は、過電圧の高い鉛蓄電池を除いては水の分解電圧を超
える高い電池電圧を得ることはできない。これに対し非
水電解液二次電池は電解液に非水溶媒を用いるため、水
溶液系電解質を用いる上述の二次電池よりも高い電池電
圧を得ることができる。そのため、非水電解液二次電池
はエネルギー密度が高く小型化及び軽量化が可能であ
り、携帯用機器の電源として急速に需要が伸びている
が、更にこれら電子機器の長時間稼働を実現させるため
に、電池性能、即ち充放電容量の更なる向上が求められ
ている。[0003] Among secondary batteries that can be charged and used repeatedly, secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries that use aqueous electrolytes, except for lead-acid batteries with high overvoltages, use water. A high battery voltage exceeding the decomposition voltage cannot be obtained. On the other hand, since the nonaqueous electrolyte secondary battery uses a nonaqueous solvent for the electrolyte, a higher battery voltage can be obtained than the above-described secondary battery using an aqueous electrolyte. For this reason, non-aqueous electrolyte secondary batteries have a high energy density and can be reduced in size and weight, and demand is rapidly growing as a power source for portable devices. Therefore, further improvement in battery performance, that is, charge / discharge capacity is required.
【0004】非水電解液二次電池は、リチウムを吸蔵、
放出することが可能な正極活物質と集電体などからなる
正極と、リチウムを吸蔵、放出することが可能な負極活
物質と集電体などからなる負極、さらにはリチウム塩を
非水溶媒に溶解してなる電解液、並びにセパレータ、電
池容器などから構成される。このような二次電池におい
て、充電時には正極活物質中から放出されたリチウムは
負極活物質中に吸蔵され、また放電時にはリチウムは逆
に負極活物質中から放出され、正極活物質中に吸蔵され
る。[0004] Non-aqueous electrolyte secondary batteries occlude lithium,
A positive electrode composed of a positive electrode active material capable of releasing and a current collector, a negative electrode composed of a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium and a current collector, and a lithium salt in a non-aqueous solvent It is composed of a dissolved electrolyte, a separator, a battery container, and the like. In such a secondary battery, lithium released from the positive electrode active material during charging is occluded in the negative electrode active material, and lithium discharged from the negative electrode active material on the contrary during discharging is occluded in the positive electrode active material. You.
【0005】充放電容量の高い非水電解液二次電池に適
した負極活物質としては、エネルギー密度にのみ着目す
れば、単位重量当たりに含まれるリチウム量が最も多い
金属リチウムを用いることが望ましい。しかし、負極活
物質に金属リチウムを用いると、充電時にリチウムが負
極表面に均一に析出せずに樹枝状に析出し、これがセパ
レータを貫通して負極と正極が短絡し、発熱や発火する
危険性がある。また樹枝状に析出した金属リチウムが負
極から脱落して充放電サイクル寿命が短くなるという問
題がある。これらの問題のために、金属リチウムは電池
反応に関与する理論的リチウム容量が最も高いにも関わ
らず、負極活物質として実用化されるに至っていない。As a negative electrode active material suitable for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high charge / discharge capacity, it is desirable to use metallic lithium containing the largest amount of lithium per unit weight, focusing only on the energy density. . However, when lithium metal is used as the negative electrode active material, lithium is not uniformly deposited on the surface of the negative electrode during charging but is deposited in a dendritic manner, which penetrates through the separator and short-circuits the negative electrode and the positive electrode. There is. In addition, there is a problem in that metallic lithium precipitated in a dendritic form falls off the negative electrode and the charge / discharge cycle life is shortened. Due to these problems, metallic lithium has not been put to practical use as a negative electrode active material, though it has the highest theoretical lithium capacity involved in the battery reaction.
【0006】現在、市販の非水電解液二次電池の負極活
物質としては、黒鉛に代表される比較的結晶化度の高い
炭素材料(以下、黒鉛材料ともいう)、あるいは難黒鉛
化炭素などと称される比較的結晶化度の低い炭素材料
(以下、難黒鉛化炭素材料ともいう)などが用いられて
いる。At present, as a negative electrode active material of a commercially available non-aqueous electrolyte secondary battery, a carbon material having a relatively high crystallinity represented by graphite (hereinafter, also referred to as a graphite material), a non-graphitizable carbon, etc. Carbon materials having a relatively low crystallinity (hereinafter also referred to as non-graphitizable carbon materials) are used.
【0007】黒鉛材料を非水電解液二次電池の負極活物
質(以下、負極活物質ともいう)として使用すると、放
電初期から末期に至るまで負極電位はほぼ一定の値で安
定するため、放電末期まで安定した電池電圧を確保する
ことができる。しかしながら、黒鉛材料の充放電容量は
理論値で最高372mAh/g、現実には280〜33
0mAh/g程度である。従って、よりエネルギー密度
の高い非水電解液二次電池を作製するためにはさらに高
い充放電容量を有する負極活物質が望まれている。When a graphite material is used as a negative electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also referred to as a negative electrode active material), the negative electrode potential is stabilized at a substantially constant value from the beginning to the end of the discharge. A stable battery voltage can be secured until the end. However, the charge / discharge capacity of the graphite material is up to 372 mAh / g in theoretical value, and actually 280 to 33
It is about 0 mAh / g. Therefore, in order to produce a nonaqueous electrolyte secondary battery having a higher energy density, a negative electrode active material having a higher charge / discharge capacity is desired.
【0008】一方、難黒鉛化炭素材料は、充放電容量は
400〜700mAh/gであり、この点では黒鉛材料
よりも優れた特性を有している。しかし、難黒鉛化炭素
材料では、放電初期から負極電位が上昇し続けるため、
非水電解液二次電池に用いると放電に伴って電池電圧が
低下し続ける。そのため、負極活物質である難黒鉛化炭
素には、未だ放出可能なリチウムが十分に残存している
にも関わらず、それ以上の放電は低い電圧下で起こるた
めに電源として利用できないという問題点がある。その
結果、実質的に利用できる充放電容量は、黒鉛材料とほ
ぼ同等の300mAh/g程度にすぎない場合がある。On the other hand, the non-graphitizable carbon material has a charge / discharge capacity of 400 to 700 mAh / g, and in this respect, has characteristics superior to those of the graphite material. However, in non-graphitizable carbon materials, since the negative electrode potential continues to rise from the beginning of discharge,
When used for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the battery voltage keeps decreasing with discharge. Therefore, despite the fact that sufficient releasable lithium still remains in the non-graphitizable carbon, which is the negative electrode active material, further discharge occurs at a low voltage and cannot be used as a power source. There is. As a result, the charge / discharge capacity that can be substantially used may be only about 300 mAh / g, which is almost the same as that of the graphite material.
【0009】このような炭素材料に対して、最近、酸化
錫系材料が高い充放電容量を有する材料として注目され
ている。酸化錫系材料では、最初SnOあるいはSnO
2において500〜600mAh/gといった高い放電
容量が見いだされた(特開平6−275268、特開平
7−122274など)。その後、Sn−Li−O系材
料(特開平7−201318)、Sn−Si−O系材料
(特開平7−230800)、あるいはSn−M−O系
材料(Mはアルカリ土類金属、周期律表13、14、1
5族元素又は亜鉛、特開平7−288123)といった
組成の酸化錫系材料が提案されている。In recent years, tin oxide-based materials have attracted attention as a material having a high charge / discharge capacity. In the case of tin oxide-based materials, SnO or SnO
2 , a high discharge capacity of 500 to 600 mAh / g was found (JP-A-6-275268, JP-A-7-122274, etc.). Then, a Sn-Li-O-based material (JP-A-7-201318), a Sn-Si-O-based material (JP-A-7-230800), or a Sn-MO-based material (M is an alkaline earth metal, Tables 13, 14, 1
A tin oxide-based material having a composition such as a group V element or zinc, and JP-A-7-288123) has been proposed.
【0010】これらの酸化錫系材料においては、充放電
サイクル特性が多少改善されたが、放電容量はSnOあ
るいはSnO2と比較して、むしろ低下する傾向を示し
ており、何れも未だ充分ではない。例えば、LixSn
Oの放電容量は300mAh/g以下(電池の容積より
推定)、固相反応により作製したLi2SnO3、Li2
SnO2では各々442,483mAh/g、又、溶融
法により作製された非晶質のSnSiO3では493m
Ah/g程度であり、これらの放電容量は何れもSnO
あるいはSnO2と同等あるいはそれ以下に留まってい
る。[0010] In these tin oxide-based materials, the charge-discharge cycle characteristics are somewhat improved, but the discharge capacity tends to decrease as compared with SnO or SnO 2, and none of them is still sufficient. . For example, Li x Sn
The discharge capacity of O is 300 mAh / g or less (estimated from the capacity of the battery), and Li 2 SnO 3 , Li 2
442 mAh / g for SnO 2 and 493 mAh / g for amorphous SnSiO 3 produced by the melting method.
Ah / g, and these discharge capacities are all SnO
Alternatively, it is equal to or less than SnO 2 .
【0011】筆者らは、酸化錫系材料の充放電容量を向
上させるためには、上述のような組成の制御以外に、酸
化錫系材料の比表面積などの微細構造を制御することが
極めて重要であることを見いだした。従来、微細構造が
充放電容量に及ぼす影響の重要性が認識されておらず、
微細構造の最適化は試みられていなかった。In order to improve the charge / discharge capacity of the tin oxide-based material, it is extremely important to control the fine structure such as the specific surface area of the tin oxide-based material in addition to the control of the composition as described above. Was found to be. Conventionally, the importance of the influence of the microstructure on the charge / discharge capacity has not been recognized,
No optimization of the microstructure has been attempted.
【0012】筆者らは、比表面積が10〜150m2/
gと大きく、0.05〜25nmの平均細孔半径を有す
る細孔の容積が0.1〜0.5cm3/gであり、その
ような細孔の容積が全体の70%以上を占め、しかも結
晶子サイズが1〜30nmであるような微細構造を有す
る酸化錫粉末が特に優れた充放電容量を示すことを見い
だした。このような優れた充放電容量を有する酸化錫粉
末の微細構造は、主に酸化錫粉末に含有させる第2成分
元素の含有量および熱処理温度の影響を大きく受ける。
従って、高い充放電容量を有する酸化錫粉末を得るため
には、多様な第2成分元素の添加が可能で、しかも広い
温度範囲で熱処理や焼成を行うことができる製造方法を
採用して、酸化錫粉末の微細構造を最適化することが不
可欠である。 しかしながら、従来の製造方法では微細
構造を最適化できる製造方法はなかった。従来、酸化錫
粉末の製造は、主に固相反応法あるいは溶液法により行
われてきた。固相反応法により第2成分元素を添加した
酸化錫粉末を製造する場合には、粉末状の酸化錫と酸化
錫に含有させる第2成分元素の酸化物などを固相混合し
た後、700〜1000℃で12時間程度焼成すること
により製造されている(特開平7−288123あるい
は特開平7−230800など)。一般的に固相混合で
は原料の均一な混合が困難であるため、酸化錫と第2成
分元素の酸化物などとが反応するためには、固体中を元
素が長距離にわたって拡散する必要がある。そのため、
酸化錫と第2成分元素の酸化物などの反応には、上述の
様な高温でかつ長時間の焼成が必要となる。しかし、実
際にはこのような固相反応では如何に高温で長時間の反
応を行っても、一般に組成の不均一は避けられない。し
かも、高温で長時間の反応によって、得られる酸化錫粉
末は結晶成長、粒成長あるいは緻密化等が生じるため、
その微細構造を制御することは非常に困難である。この
結果、非水電解液二次電池に用いる負極活物質としては
充放電容量の低いものしか得られなかった。The present inventors have reported that the specific surface area is 10 to 150 m 2 /
g, and the volume of pores having an average pore radius of 0.05 to 25 nm is 0.1 to 0.5 cm 3 / g, and the volume of such pores accounts for 70% or more of the whole, In addition, it has been found that tin oxide powder having a fine structure having a crystallite size of 1 to 30 nm exhibits particularly excellent charge / discharge capacity. The fine structure of the tin oxide powder having such excellent charge / discharge capacity is largely affected mainly by the content of the second component element contained in the tin oxide powder and the heat treatment temperature.
Therefore, in order to obtain a tin oxide powder having a high charge / discharge capacity, a manufacturing method capable of adding various second component elements and performing heat treatment and firing over a wide temperature range is adopted. It is essential to optimize the microstructure of the tin powder. However, there has been no manufacturing method capable of optimizing the fine structure in the conventional manufacturing method. Conventionally, the production of tin oxide powder has been mainly performed by a solid phase reaction method or a solution method. In the case of producing tin oxide powder to which the second component element is added by the solid-phase reaction method, after mixing the powdered tin oxide and the oxide of the second component element to be contained in the tin oxide in a solid phase, 700 to It is manufactured by baking at 1000 ° C. for about 12 hours (for example, JP-A-7-288123 or JP-A-7-230800). In general, it is difficult to uniformly mix the raw materials in the solid-phase mixing, so that in order for tin oxide to react with an oxide of the second component element, the element needs to diffuse in the solid over a long distance. . for that reason,
The reaction between tin oxide and the oxide of the second component element requires firing at a high temperature for a long time as described above. However, in practice, even in such a solid-phase reaction, no matter how long the reaction is carried out at a high temperature, inhomogeneous composition is generally unavoidable. Moreover, the tin oxide powder obtained by the reaction at high temperature for a long time undergoes crystal growth, grain growth or densification.
It is very difficult to control its microstructure. As a result, only a material having a low charge / discharge capacity was obtained as the negative electrode active material used for the nonaqueous electrolyte secondary battery.
【0013】一方、溶液法により酸化錫粉末を製造する
方法としては、塩化錫の水溶液をアンモニアなどで中和
して白色沈澱(α−錫酸)を得て、これを焼成する方法
がよく知られている(ファインセラミックス事典編集委
員会編”ファインセラミックス事典”264頁、技法堂
出版刊、1987年)。この方法より、塩化錫の水溶液
に第2成分元素の塩化物などを溶解した後、アルカリを
加えることにより最終的に第2成分元素を含有した酸化
錫粉末が得られることが容易に類推される。しかし、上
述の溶液法では沈澱生成を水溶液のpHにより制御して
いるが、沈澱を生じる溶液のpHは物質によって異なる
ので錫と第2成分元素が仕込み組成で均一に混合された
沈澱を得ることは非常に困難であった。そのため、均一
な組成の酸化錫粉末を得ようとすると前述の固相反応法
と同じ高い温度での焼成が必要になり、微細構造の制御
を行うことはできなかった。On the other hand, as a method for producing tin oxide powder by a solution method, a method of neutralizing an aqueous solution of tin chloride with ammonia or the like to obtain a white precipitate (α-stannic acid) and calcining the same is well known. (Fine Ceramics Encyclopedia, Edited by the Fine Ceramics Encyclopedia, p. 264, published by Gijudo, 1987). According to this method, it is easily estimated that tin oxide powder containing the second component element can be finally obtained by dissolving the chloride of the second component element in the aqueous solution of tin chloride and then adding an alkali. . However, in the above-mentioned solution method, the precipitation is controlled by the pH of the aqueous solution. However, since the pH of the solution causing the precipitation varies depending on the substance, it is necessary to obtain a precipitate in which tin and the second component element are uniformly mixed in the charged composition. Was very difficult. Therefore, in order to obtain a tin oxide powder having a uniform composition, firing at the same high temperature as in the above-described solid-phase reaction method was required, and the fine structure could not be controlled.
【0014】以上のように、従来知られている第2成分
元素を含有した酸化錫粉末の製造方法では、非水電解液
二次電池の性能向上にとって重要な要因である組成と微
細構造を共に制御することは極めて困難であった。As described above, according to the conventionally known method for producing a tin oxide powder containing the second component element, both the composition and the fine structure, which are important factors for improving the performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery, are improved. It was extremely difficult to control.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】そこで、非水電解液二
次電池の性能向上にとって重要な要因である酸化錫粉末
の組成と微細構造を共に制御することが可能な酸化錫粉
末の製造方法の開発が求められていた。Accordingly, there is provided a method for producing a tin oxide powder capable of controlling both the composition and the fine structure of the tin oxide powder, which are important factors for improving the performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery. Development was required.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく種々の角度から鋭意研究を重ねた。その結果、
錫および第2成分元素の有機溶媒可溶性化合物を有機溶
媒に溶解した後、この溶液をゲル化、焼成することによ
り製造された酸化錫粉末においては、第2成分元素の組
成変動が抑制され、しかも粉末の微細構造の制御が可能
であることを見いだし、ここに本発明を完成させるに至
った。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies from various angles to solve the above-mentioned problems. as a result,
After dissolving the organic solvent-soluble compound of tin and the second component element in the organic solvent, the solution is gelled, and the tin oxide powder produced by baking suppresses the composition fluctuation of the second component element, and The inventors have found that the fine structure of the powder can be controlled, and have now completed the present invention.
【0017】即ち、本発明は、有機溶媒可溶性錫び/又
は金属錫、並びに有機溶媒可溶性アルカリ土類金属化合
物、有機溶媒可溶性希土類元素化合物、有機溶媒可溶性
遷移元素化合物、有機溶媒可溶性周期律表13族元素化
合物、有機溶媒可溶性周期律表14族元素化合物(有機
溶媒可溶性錫化合物を除く)、有機溶媒可溶性周期律表
15族元素化合物および有機溶媒可溶性カルコゲン元素
化合物からなる群より選ばれた少なくとも一種の可溶性
化合物を有機溶媒に溶解して前駆体溶液とした後、該前
駆体溶液よりゲルを生成せしめ、次いでこのゲルを焼成
することを特徴とする酸化錫粉末の製造方法である。That is, the present invention relates to an organic solvent-soluble tin and / or metallic tin, an organic solvent-soluble alkaline earth metal compound, an organic solvent-soluble rare earth element compound, an organic solvent-soluble transition element compound, and an organic solvent-soluble periodic table. At least one member selected from the group consisting of a group 14 element compound, an organic solvent-soluble periodic table group 14 element compound (excluding an organic solvent-soluble tin compound), an organic solvent-soluble periodic table group 15 element compound, and an organic solvent-soluble chalcogen element compound. A method for producing a tin oxide powder, comprising: dissolving a soluble compound in an organic solvent to form a precursor solution, forming a gel from the precursor solution, and then firing the gel.
【0018】好ましくは、ハロゲン化錫及び/又は金属
錫、並びに遷移元素、周期表13族元素、周期表14族
元素および周期表15族元素のハロゲン化物又はアルコ
キシドからなる群より選ばれた少なくとも一種の有機溶
媒可溶性化合物を有機溶媒に溶解して前駆体溶液とした
後、該前駆体溶液よりゲルを形成し、次いでこのゲルを
焼成することを特徴とする酸化錫粉末の製造方法であ
る。[0018] Preferably, at least one selected from the group consisting of tin halides and / or metallic tins, and transition elements, halides or alkoxides of Group 13 elements, Group 14 elements and Group 15 elements of the periodic table. A method for producing a tin oxide powder, comprising: dissolving a compound soluble in an organic solvent in an organic solvent to form a precursor solution; forming a gel from the precursor solution; and firing the gel.
【0019】当該本発明の製造方法は、比表面積が10
〜150m2/gと大きく、0.05〜25nmの平均
細孔半径を有する細孔の容積が0.1〜0.5cm3/
gであり、そのような細孔の容積が全体の70%以上を
占め、しかも結晶子サイズが1〜30nmであるような
微細構造を有する酸化錫粉末の製造方法として好適であ
る。The production method of the present invention has a specific surface area of 10
150150 m 2 / g, the volume of pores having an average pore radius of 0.05 to 25 nm is 0.1 to 0.5 cm 3 / g.
g, and the volume of such pores occupies 70% or more of the whole, and is suitable as a method for producing a tin oxide powder having a fine structure in which the crystallite size is 1 to 30 nm.
【0020】他の発明は、上記製造方法により得られる
酸化錫粉末からなる非水二次電池用負極活物質である。Another aspect of the present invention is a negative electrode active material for a non-aqueous secondary battery, comprising the tin oxide powder obtained by the above-mentioned production method.
【0021】更に他の発明は、上記非水電解液二次電池
用負極活物質を集電体に接合してなる負極と、リチウム
イオンを吸蔵、放出することが可能な材料からなる正極
活物質を集電体に接合してなる正極とが、セパレータを
介して非水電解液と共に電池容器内に収納されているこ
とを特徴とする非水電解液二次電池である。Still another aspect of the present invention is directed to a negative electrode obtained by bonding the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery to a current collector, and a positive electrode active material comprising a material capable of inserting and extracting lithium ions. A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that a positive electrode formed by bonding a non-aqueous electrolyte to a current collector is housed in a battery container together with a non-aqueous electrolyte through a separator.
【0022】以下、本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be described specifically.
【0023】本発明の酸化錫粉末の製造方法において
は、先ず有機溶媒可溶性錫化合物および/または金属
錫、並びに有機溶媒可溶性アルカリ土類金属化合物、有
機溶媒可溶性希土類元素化合物、有機溶媒可溶性遷移元
素化合物、有機溶媒可溶性周期律表13族元素化合物、
有機溶媒可溶性周期律表14族元素化合物(有機溶媒可
溶性錫化合物を除く)、有機溶媒可溶性周期律表15族
元素化合物および有機溶媒可溶性カルコゲン元素化合物
からなる群より選ばれた少なくとも一種の可溶性化合物
(以下、有機溶媒可溶性化合物ともいう)を有機溶媒に
溶解させた前駆体溶液を調製する。In the method for producing tin oxide powder of the present invention, first, an organic solvent-soluble tin compound and / or metallic tin, and an organic solvent-soluble alkaline earth metal compound, an organic solvent-soluble rare earth element compound, and an organic solvent-soluble transition element compound , An organic solvent soluble periodic table group 13 element compound,
At least one soluble compound selected from the group consisting of an organic solvent soluble periodic table group 14 element compound (excluding organic solvent soluble tin compounds), an organic solvent soluble periodic table group 15 element compound, and an organic solvent soluble chalcogen element compound ( Hereinafter, a precursor solution in which an organic solvent-soluble compound is dissolved in an organic solvent is prepared.
【0024】本発明において前駆体溶液の調製に用いる
有機溶媒は、後述の有機溶媒可溶性錫化合物、金属錫お
よび有機溶媒可溶性化合物を溶解するものであれば何ら
制限されない。このような有機溶媒として、アルコー
ル、アセトン、アセトニトリル等、あるいはこれらの混
合物が挙げられるが、通常アルコールを主にすることが
多い。In the present invention, the organic solvent used for preparing the precursor solution is not limited as long as it can dissolve an organic solvent-soluble tin compound, metal tin and an organic solvent-soluble compound described below. Examples of such an organic solvent include alcohol, acetone, acetonitrile, and the like, and a mixture thereof, and usually an alcohol is mainly used.
【0025】これらアルコールの具体例として、メタノ
ール(メチルアルコールともいう)、エタノール(エチ
ルアルコールともいう)、プロパノール(プロピルアル
コールともいう)、ブタノール(ブチルアルコールとも
いう)、オクタノール(オクチルアルコール)、2−メ
トキシエタノール、2−エトキシエタノール、エチレン
グリコール、1−メトキシ−2−プロピルアルコール、
メトキシエトキシエタノール、2−フェニルエチルアル
コール、ベンジルアルコール、アリルアルコール、2−
メチル−2−プロペン−1−オール、3−メチル−3−
ブテン−1−オールなどを挙げることができる。中でも
メタノール、エタノールは、有機溶媒可溶性化合物の溶
解度が高いため、好ましく、特にメタノールは安価で手
に入りやすいという理由もあり、より好ましい。上記ア
ルコールは通常単独で用いられるが、有機溶媒可溶性化
合物との反応性や溶解性などを制御するために2種類以
上のアルコールの混合物を用いることもできる。Specific examples of these alcohols include methanol (also called methyl alcohol), ethanol (also called ethyl alcohol), propanol (also called propyl alcohol), butanol (also called butyl alcohol), octanol (octyl alcohol), Methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propyl alcohol,
Methoxyethoxyethanol, 2-phenylethyl alcohol, benzyl alcohol, allyl alcohol, 2-
Methyl-2-propen-1-ol, 3-methyl-3-
Buten-1-ol and the like can be mentioned. Among them, methanol and ethanol are preferred because of high solubility of the organic solvent-soluble compound, and methanol is more preferred because it is inexpensive and easily available. The above-mentioned alcohol is usually used alone, but a mixture of two or more alcohols may be used to control the reactivity and solubility with the organic solvent-soluble compound.
【0026】本発明に用いる有機溶媒可溶性錫化合物
(以下錫化合物ともいう)としては、ハロゲン化錫、有
機錫、錫のアルコキシドなどが挙げられる。ハロゲン化
錫のハロゲンは、Cl、Br、I、F原子である。また
水和物でも構わない。The organic solvent-soluble tin compound (hereinafter also referred to as a tin compound) used in the present invention includes tin halide, organotin, tin alkoxide and the like. The halogens in the tin halide are Cl, Br, I, and F atoms. Hydrates may also be used.
【0027】これらの化合物のうち価格、安定性の点か
らハロゲン化錫を用いることが更に好ましい。又、ハロ
ゲン化錫のなかでも、塩化錫、臭化錫が特に好ましい。
具体的には、SnCl2、SnCl2・2H20、SnB
r2、SnI2、SnF2などが挙げられ、特に、SnC
l2、SnBr2、SnCl2・2H2Oが好ましく用いら
れる。また該ハロゲン化錫化合物において有機化合物で
修飾したもの、例えばSn(CH3)2Cl2なども使用で
きる。Of these compounds, tin halide is more preferably used from the viewpoint of cost and stability. Of the tin halides, tin chloride and tin bromide are particularly preferred.
Specifically, SnCl 2 , SnCl 2 · 2H 20 , SnB
r 2 , SnI 2 , SnF 2 and the like.
l 2 , SnBr 2 and SnCl 2 .2H 2 O are preferably used. Further, the tin halide compound modified with an organic compound, for example, Sn (CH 3 ) 2 Cl 2 can also be used.
【0028】有機錫化合物としては、(CH3)2Sn、
(C2H5)2Sn、(C3H7)4Snなどが溶解する範囲
で使用または含有させることができる。錫のアルコキシ
ドとしては、Sn(OC2H5)4、Sn(OC3H7)4、
Sn(OC4H9)4など挙げることができる。また上記
錫化合物は2種類以上の混合物を用いることもできる。As the organic tin compound, (CH 3 ) 2 Sn,
(C 2 H 5 ) 2 Sn, (C 3 H 7 ) 4 Sn or the like can be used or contained in such a range that it can be dissolved. Examples of tin alkoxides include Sn (OC 2 H 5 ) 4 , Sn (OC 3 H 7 ) 4 ,
Sn (OC 4 H 9 ) 4 and the like can be mentioned. Further, a mixture of two or more kinds of the tin compounds may be used.
【0029】本発明に用いる金属錫の形状は特に限定さ
れず、板状、棒状、シート状、粒状、粉末状、砂状、花
状、塊状のものなどが挙げられ、溶解のしやすさの点か
らは粒状、粉末状、砂状のものが好ましい。純度は高い
方が好ましいが、電池反応、ひいては電池性能に影響し
ない範囲であれば特に制限されない。The shape of the metallic tin used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a plate, a bar, a sheet, a granule, a powder, a sand, a flower, and a lump. From the point of view, granules, powders and sands are preferred. The purity is preferably higher, but is not particularly limited as long as it does not affect the battery reaction and further the battery performance.
【0030】前駆体溶液を調製する際の有機溶媒と錫化
合物及び/または金属錫との割合は、錫化合物及び/又
は金属錫が有機溶媒に均一に溶解する範囲であれば、特
に制限されない。但し、あまりに有機溶媒が少ないと、
錫化合物及び/又は金属錫が完全に溶解せずに不溶物が
残り均一な前駆体溶液が得られない。またあまりに有機
溶媒が多いと、錫化合物及び/又は金属錫の溶解速度は
高まるが、後の濃縮において時間がかかってしまう。し
たがって、使用する有機溶媒や錫化合物及び/又は金属
錫の種類によっても異なるが、元素換算で錫に対して有
機溶媒の量がモル比で2〜1000倍となるような割合
が好ましく、さらには5〜500倍となるような割合が
望ましい。また錫源として金属錫のみを用いるときは、
塩化水素などのハロゲン化水素ガスや塩酸などを添加す
ると、有機溶媒への金属錫の溶解速度が高まるため、好
ましい。The ratio of the organic solvent to the tin compound and / or metal tin in preparing the precursor solution is not particularly limited as long as the tin compound and / or metal tin are uniformly dissolved in the organic solvent. However, if there is too little organic solvent,
The tin compound and / or metal tin are not completely dissolved, leaving insolubles, and a uniform precursor solution cannot be obtained. When the amount of the organic solvent is too large, the dissolution rate of the tin compound and / or the metal tin increases, but it takes time for the subsequent concentration. Therefore, although the ratio varies depending on the type of the organic solvent and the tin compound and / or the metal tin used, the ratio is preferably such that the amount of the organic solvent is 2 to 1000 times in molar ratio with respect to tin in terms of element. It is desirable that the ratio be 5 to 500 times. When using only metal tin as a tin source,
It is preferable to add a hydrogen halide gas such as hydrogen chloride, hydrochloric acid, or the like because the dissolution rate of metal tin in an organic solvent increases.
【0031】金属錫の量は各仕込組成において溶解する
範囲であれば特に制限されない。但し、金属錫の量が多
すぎると溶解に時間がかかったり、溶けないで残る場合
があるので、錫化合物にハロゲン化錫化合物を用いた場
合には、溶解する金属錫とハロゲン化錫化合物中の錫の
合計量に対するハロゲンの原子数比が0.60以上1.
80未満となるように金属錫の溶解量を決めるのが好ま
しい。The amount of metallic tin is not particularly limited as long as it is within the range of dissolving in each charged composition. However, if the amount of metallic tin is too large, it takes a long time to dissolve or may remain undissolved. Therefore, when a tin halide compound is used as the tin compound, the dissolved metallic tin and the tin halide compound The ratio of the number of halogen atoms to the total amount of tin is 0.60 or more.
It is preferable to determine the amount of dissolved tin so as to be less than 80.
【0032】酸化錫粉末にアルカリ土類金属、希土類元
素、遷移元素、周期律表13、14、15族の元素及び
カルコゲン元素からなる群より選ばれた少なくとも一種
以上の元素(以下、第2成分元素ともいう)またはその
酸化物を含有させる場合(そのような酸化錫粉末を以
下、複合酸化錫粉末ともいう)には、有機溶媒可溶性化
合物として所望の第2成分元素を含有するアルコキシ
ド、ハロゲン化物、オキシ塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫
酸塩、あるいはアンモニウム塩などを、錫化合物及び/
又は金属錫と共に有機溶媒に溶解して前駆体溶液とす
る。The tin oxide powder contains at least one element selected from the group consisting of an alkaline earth metal, a rare earth element, a transition element, an element belonging to Groups 13, 14, and 15 of the periodic table, and a chalcogen element (hereinafter referred to as a second component). Element or an oxide thereof (such a tin oxide powder is hereinafter also referred to as a composite tin oxide powder), an alkoxide or halide containing a desired second component element as an organic solvent-soluble compound , Oxychloride, nitrate, acetate, sulfate, or ammonium salt with a tin compound and / or
Alternatively, the precursor solution is dissolved in an organic solvent together with metal tin.
【0033】第2成分元素がアルカリ土類金属である場
合には、アルカリ土類金属のハロゲン化物およびその水
和物、硝酸塩およびその水和物、アルコキシドなどが、
特に制限されることなく用いることができる。When the second component element is an alkaline earth metal, halides and hydrates of the alkaline earth metal, nitrates and hydrates thereof, alkoxides and the like can be used.
It can be used without any particular limitation.
【0034】具体的な化合物として、CaCl2、Ca
Br2、CaI2、CaCl2・6H2O、CaBr2・6
H2O、CaI2・6H2O、Ca(NO3)2・4H2O、
Ca(NO3)2・xH2O、Ca(OCH3)2、Ca
(OC2H5)2、Ca(OC3H7)2、Ca(OC4H9)
2、SrCl2、SrBr2、SrI2、SrCl2・6H2
O、SrBr2・6H2O、SrI2・6H2O、Sr(N
O3)2、Sr(OCH3)2、Sr(OC2H5)2、Sr
(OC3H7)2、Sr(OC4H9)2、BaCl2、Ba
Br2、BaI2、BaCl2・2H2O、BaBr2・2
H2O、BaI2・2H2O、Ba(NO3)2、Ba(O
CH3)2、Ba(OC2H5)2、Ba(OC3H7)2、B
a(OC4H9)2、などを例示することができる。Specific compounds include CaCl 2 , Ca
Br 2 , CaI 2 , CaCl 2 .6H 2 O, CaBr 2 .6
H 2 O, CaI 2 · 6H 2 O, Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O,
Ca (NO 3 ) 2 .xH 2 O, Ca (OCH 3 ) 2 , Ca
(OC 2 H 5 ) 2 , Ca (OC 3 H 7 ) 2 , Ca (OC 4 H 9 )
2 , SrCl 2 , SrBr 2 , SrI 2 , SrCl 2 .6H 2
O, SrBr 2 .6H 2 O, SrI 2 .6H 2 O, Sr (N
O 3 ) 2 , Sr (OCH 3 ) 2 , Sr (OC 2 H 5 ) 2 , Sr
(OC 3 H 7 ) 2 , Sr (OC 4 H 9 ) 2 , BaCl 2 , Ba
Br 2 , BaI 2 , BaCl 2 .2H 2 O, BaBr 2 .2
H 2 O, BaI 2 · 2H 2 O, Ba (NO 3 ) 2 , Ba (O
CH 3 ) 2 , Ba (OC 2 H 5 ) 2 , Ba (OC 3 H 7 ) 2 , B
a (OC 4 H 9 ) 2 and the like.
【0035】第2成分元素が希土類元素である場合に
は、希土類元素のハロゲン化物およびその水和物、硝酸
塩およびその水和物、アルコキシドなどが、特に制限さ
れることなく用いることができる。When the second component element is a rare earth element, halides and hydrates of the rare earth elements, nitrates and hydrates thereof, alkoxides and the like can be used without any particular limitation.
【0036】具体的な化合物として、LaCl3、La
Br3、LaI3、LaCl3・7H2O、La(NO3)3
・6H2O、La(OCH3)3、La(OC2H5)3、L
a(OC3H7)3、CeCl3、CeBr3、CeI3、C
eCl3・6H2O、Ce(NO3)3・6H2O、PrC
l3、PrCl3・7H2O、Pr(NO3)3・6H2O、
Pr(OC3H7)3、NdCl3、NdBr3、NdCl3
・6H2O、Nd(NO3)3・5H2O、SmCl3・x
H2O、Sm(NO3)3・xH2O、Sm(OC
3H7)3、EuCl3・6H2O、Eu(NO3)3・6H2
O、GdCl3、GdCl3・6H2O、Gd(NO3)3
・5H2O、TbCl3、TbCl3・xH2O、Tb(N
O3)3・xH2O、DyCl3、DyCl3・xH2O、D
y(NO3)3・5H2O、Dy(OC3H7)3、HoCl
3、HoCl3・6H2O、Ho(NO3)3・5H2O、Er
Cl3・6H2O、Er(NO3)3・5H2O、Er(O
C3H7)3、TmCl3・6H2O、Tm(NO3)3・5
H2O、YbBr3、YbI3、YbCl3・6H2O、Y
b(NO3)3・xH2O、LuCl3、Lu(NO3)3・
xH2Oなどを例示することができる。As specific compounds, LaCl 3 , La
Br 3 , LaI 3 , LaCl 3 .7H 2 O, La (NO 3 ) 3
6H 2 O, La (OCH 3 ) 3 , La (OC 2 H 5 ) 3 , L
a (OC 3 H 7 ) 3 , CeCl 3 , CeBr 3 , CeI 3 , C
eCl 3 · 6H 2 O, Ce (NO 3) 3 · 6H 2 O, PrC
l 3 , PrCl 3 .7H 2 O, Pr (NO 3 ) 3 .6H 2 O,
Pr (OC 3 H 7 ) 3 , NdCl 3 , NdBr 3 , NdCl 3
・ 6H 2 O, Nd (NO 3 ) 3・ 5H 2 O, SmCl 3・ x
H 2 O, Sm (NO 3 ) 3 .xH 2 O, Sm (OC
3 H 7) 3, EuCl 3 · 6H 2 O, Eu (NO 3) 3 · 6H 2
O, GdCl 3, GdCl 3 · 6H 2 O, Gd (NO 3) 3
· 5H 2 O, TbCl 3, TbCl 3 · xH 2 O, Tb (N
O 3 ) 3 .xH 2 O, DyCl 3 , DyCl 3 .xH 2 O, D
y (NO 3) 3 · 5H 2 O, Dy (OC 3 H 7) 3, HoCl
3, HoCl 3 · 6H 2 O , Ho (NO 3) 3 · 5H 2 O, Er
Cl 3 · 6H 2 O, Er (NO 3) 3 · 5H 2 O, Er (O
C 3 H 7) 3, TmCl 3 · 6H 2 O, Tm (NO 3) 3 · 5
H 2 O, YbBr 3, YbI 3, YbCl 3 · 6H 2 O, Y
b (NO 3 ) 3 .xH 2 O, LuCl 3 , Lu (NO 3 ) 3.
xH 2 O and the like can be exemplified.
【0037】第2成分元素が遷移元素である場合には、
遷移元素のハロゲン化物およびその水和物、オキシハロ
ゲン化物、酢酸塩、硝酸塩およびその水和物、硫酸塩お
よびその水和物、アンモニウム塩、遷移元素のアルコキ
シドなどが、特に制限されることなく用いることができ
る。When the second component element is a transition element,
Transition element halides and hydrates, oxyhalides, acetates, nitrates and hydrates thereof, sulfates and hydrates thereof, ammonium salts, alkoxides of transition elements and the like are used without particular limitation. be able to.
【0038】具体的な化合物として、ScCl3、Sc
Cl3・xH2O、Sc(NO3)3・xH2O、TiC
l4、TiBr4、Ti(OCH3)2、Ti(OC2H5)
2、Ti(OC3H7)2、Ti(OC4H9)2、VBr3、
VCl2、VCl3、VCl4、VOBr2、VOBr3、
VOCl3、VF3、VF4、VF5、VI3・6H2O、V
O(OCH3)3、VO(OC2H5)3、VO(OC
3H7)3、VO(OC4H9)3、CrCl3、CrBr3、
CrCl3・xH2O、CrBr3・6H2O、CrI3・
xH2O、Cr(CH3COO)3・xH2O、MnC
l2、MnBr2、MnI2、MnCl2・4H2O、Mn
Br2・4H2O、MnI2・4H2O、Mn(NO3)2・
6H2O、Mn(OC3H7)2、Mn(OC2H5)2、F
eBr2、Fe2Br・6H2O、FeBr3、FeBr3
・6H2O、Fe(OH)(CH3COO)2、FeCl
2、FeCl3・6H2O、FeCl3、FeI2、Fe
(NO3)3・9H2O、(NH4)2Fe(SO4)2・x
H2O、(NH4)Fe(SO4)2・xH2O、Fe(O
CH3)3、Fe(OC2H5)3、Fe(OC3H7)3、F
e(OC4H9)3、CoBr2、CoBr2・6H2O、C
o(C2H3O2)2・4H2O、CoCl2、CoCl2・
6H2O、CoI2、Co(NO3)2・6H2O、Co
(OC3H7)2、NiBr2、NiBr2・xH2O、Ni
(CH3COO)2・xH2O、NiCl2、NiCl2・
6H2O、NiI2、NiI2・6H2O、Ni(NO3)2
・6H2O、CuBr、CuBr2、Cu(CH3CO
O)2、CuCl、CuCl2、CuCl2・2H2O、C
u(NO3)2・3H2O、ZnBr2、Zn(CH3CO
O)2・2H2O、ZnCl2、ZnI2、Zn(NO3)2
・6H2O,Zn(OCH3)2、Zn(OC2H5)2、Z
n(OC3H7)2、Zn(OC4H9)2、YBr3、YC
l3・6H2O、YCl3、Y(NO3)3・6H2O、Y
(OCH3)3、Y(OC2H5)3、Y(OC3H7)3、Z
rBr4、ZrCl4、ZrI4、ZrO(CH3COO)
2、ZrOCl2・8H2O、ZrI2・xH2O、ZrO
(NO3)2・2H2O、Zr(SO4)2・4H2O、Zr
(OCH3)4、Zr(OC2H5)4、Zr(OC
3H7)4、Zr(OC4H9)4、NbCl5、NbOC
l3、NbBr5、NbF5、Nb(OCH3)5、Nb
(OC2H5)5、Nb(OC3H7)5、Nb(OC4H9)
5、MoBr2、MoBr3、MoCl5、(NH4)6Mo
7O24・4H2O、Mo(OC2H5)5、RuCl3・H2
O、PdCl2・2H2O、AgNO3、CdBr2・4H
2O、CdBr2、CdCl2・5/2H2O、CdC
l2、CdF2、CdI2、Cd(NO3)2・4H2O、H
fCl4、HfOCl2・8H2O、Hf(OCH3)4、
Hf(OC2H5)4、Hf(OC3H7)4、Hf(OC4
H9)4、TaCl5、TaBr5、Ta(OCH3)5、T
a(OC2H5)5、Ta(OC3H7)5、Ta(OC
4H9)5、WCl5、WCl6、WBr6、W(OC2H5)
5、W(OC3H7)5、ReCl3、ReCl5、OsCl
3、IrCl3・3H2O、IrCl3、IrCl4、Pt
Cl4・5H2O、H2PtCl6・nH2O、AuBr3・
xH2O、AuCl3・xH2O、AuHCl4・4H
2O、Hg2Br2、HgCl2、Hg(NO3)2・2H2
O、HgSO4などを例示することができる。As specific compounds, ScCl 3 , Sc
Cl 3 · xH 2 O, Sc (NO 3) 3 · xH 2 O, TiC
l 4 , TiBr 4 , Ti (OCH 3 ) 2 , Ti (OC 2 H 5 )
2 , Ti (OC 3 H 7 ) 2 , Ti (OC 4 H 9 ) 2 , VBr 3 ,
VCl 2 , VCl 3 , VCl 4 , VOBr 2 , VOBr 3 ,
VOCl 3, VF 3, VF 4 , VF 5, VI 3 · 6H 2 O, V
O (OCH 3 ) 3 , VO (OC 2 H 5 ) 3 , VO (OC
3 H 7) 3, VO ( OC 4 H 9) 3, CrCl 3, CrBr 3,
CrCl 3 · xH 2 O, CrBr 3 · 6H 2 O, CrI 3 ·
xH 2 O, Cr (CH 3 COO) 3 .xH 2 O, MnC
l 2 , MnBr 2 , MnI 2 , MnCl 2 .4H 2 O, Mn
Br 2 · 4H 2 O, MnI 2 · 4H 2 O, Mn (NO 3) 2 ·
6H 2 O, Mn (OC 3 H 7 ) 2 , Mn (OC 2 H 5 ) 2 , F
eBr 2 , Fe 2 Br · 6H 2 O, FeBr 3 , FeBr 3
6H 2 O, Fe (OH) (CH 3 COO) 2 , FeCl
2, FeCl 3 · 6H 2 O , FeCl 3, FeI 2, Fe
(NO 3) 3 · 9H 2 O, (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 · x
H 2 O, (NH 4 ) Fe (SO 4 ) 2 .xH 2 O, Fe (O
CH 3 ) 3 , Fe (OC 2 H 5 ) 3 , Fe (OC 3 H 7 ) 3 , F
e (OC 4 H 9 ) 3 , CoBr 2 , CoBr 2 .6H 2 O, C
o (C 2 H 3 O 2 ) 2 .4H 2 O, CoCl 2 , CoCl 2.
6H 2 O, CoI 2, Co (NO 3) 2 · 6H 2 O, Co
(OC 3 H 7 ) 2 , NiBr 2 , NiBr 2 .xH 2 O, Ni
(CH 3 COO) 2 .xH 2 O, NiCl 2 , NiCl 2.
6H 2 O, NiI 2, NiI 2 · 6H 2 O, Ni (NO 3) 2
6H 2 O, CuBr, CuBr 2 , Cu (CH 3 CO
O) 2, CuCl, CuCl 2 , CuCl 2 · 2H 2 O, C
u (NO 3 ) 2 .3H 2 O, ZnBr 2 , Zn (CH 3 CO
O) 2 · 2H 2 O, ZnCl 2, ZnI 2, Zn (NO 3) 2
6H 2 O, Zn (OCH 3 ) 2 , Zn (OC 2 H 5 ) 2 , Z
n (OC 3 H 7 ) 2 , Zn (OC 4 H 9 ) 2 , YBr 3 , YC
l 3 · 6H 2 O, YCl 3, Y (NO 3) 3 · 6H 2 O, Y
(OCH 3 ) 3 , Y (OC 2 H 5 ) 3 , Y (OC 3 H 7 ) 3 , Z
rBr 4 , ZrCl 4 , ZrI 4 , ZrO (CH 3 COO)
2, ZrOCl 2 · 8H 2 O , ZrI 2 · xH 2 O, ZrO
(NO 3) 2 · 2H 2 O, Zr (SO 4) 2 · 4H 2 O, Zr
(OCH 3 ) 4 , Zr (OC 2 H 5 ) 4 , Zr (OC
3 H 7) 4, Zr ( OC 4 H 9) 4, NbCl 5, NbOC
l 3, NbBr 5, NbF 5 , Nb (OCH 3) 5, Nb
(OC 2 H 5 ) 5 , Nb (OC 3 H 7 ) 5 , Nb (OC 4 H 9 )
5 , MoBr 2 , MoBr 3 , MoCl 5 , (NH 4 ) 6 Mo
7 O 24 · 4H 2 O, Mo (OC 2 H 5) 5, RuCl 3 · H 2
O, PdCl 2 · 2H 2 O , AgNO 3, CdBr 2 · 4H
2 O, CdBr 2, CdCl 2 · 5 / 2H 2 O, CdC
l 2 , CdF 2 , CdI 2 , Cd (NO 3 ) 2 .4H 2 O, H
fCl 4, HfOCl 2 · 8H 2 O, Hf (OCH 3) 4,
Hf (OC 2 H 5 ) 4 , Hf (OC 3 H 7 ) 4 , Hf (OC 4
H 9 ) 4 , TaCl 5 , TaBr 5 , Ta (OCH 3 ) 5 , T
a (OC 2 H 5 ) 5 , Ta (OC 3 H 7 ) 5 , Ta (OC
4 H 9) 5, WCl 5 , WCl 6, WBr 6, W (OC 2 H 5)
5 , W (OC 3 H 7 ) 5 , ReCl 3 , ReCl 5 , OsCl
3 , IrCl 3 .3H 2 O, IrCl 3 , IrCl 4 , Pt
Cl 4 · 5H 2 O, H 2 PtCl 6 · nH 2 O, AuBr 3 ·
xH 2 O, AuCl 3 · xH 2 O, AuHCl 4 · 4H
2 O, Hg 2 Br 2, HgCl 2, Hg (NO 3) 2 · 2H 2
O, HgSO 4 and the like can be exemplified.
【0039】第2成分元素が周期律表13族元素である
場合には、周期律表13族元素のハロゲン化物およびそ
の水和物、アンモニウム塩、硫酸塩、有機酸塩、アルコ
キシドなどが、特に制限されることなく用いることがで
きる。When the second component element is a group 13 element of the periodic table, halides and hydrates, ammonium salts, sulfates, organic acid salts, alkoxides, etc. of the group 13 elements of the periodic table are particularly preferred. It can be used without limitation.
【0040】具体的な化合物として、B2O3、(N
H4)2O・5B2O3・8H2O、BCl3、BBr3、B
I3、H3BO3、B(OCH3)3、B(OC2H5)3、B
(OC3H7)3、B(OC4H9)3、AlBr3、AlC
l3・6H2O、AlCl3、AlI3、Al(NO3)3・
9H2O、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3・nH
2O、Al(OCH3)3、Al(OC2H5)3、Al(O
C3H7)3、Al(OC4H9)3、GaBr3、GaCl3、G
aI3、Ga(NO3)3・xH2O、Ga2(SO4)3、
Ga2(SO4)3・xH2O、Ga(OCH3)3、Ga
(OC2H5)3、Ga(OC3H7)3、Ga(OC4H9)
3、InBr3、InCl3、InCl3・xH2O、In
I3、In(NO3)3・xH2O、In2(SO4)3、I
n2(SO4)3・xH2O、In(OCH3)3、In(O
C2H5)3、In(OC3H7)3、In(OC4H9)3、
CH2(COOTl)2、TlOOCHなどを例示するこ
とができる。As specific compounds, B 2 O 3 , (N
H 4) 2 O · 5B 2 O 3 · 8H 2 O, BCl 3, BBr 3, B
I 3 , H 3 BO 3 , B (OCH 3 ) 3 , B (OC 2 H 5 ) 3 , B
(OC 3 H 7 ) 3 , B (OC 4 H 9 ) 3 , AlBr 3 , AlC
l 3 · 6H 2 O, AlCl 3, AlI 3, Al (NO 3) 3 ·
9H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 .nH
2 O, Al (OCH 3 ) 3 , Al (OC 2 H 5 ) 3 , Al (O
C 3 H 7 ) 3 , Al (OC 4 H 9 ) 3 , GaBr 3 , GaCl 3 , G
aI 3 , Ga (NO 3 ) 3 .xH 2 O, Ga 2 (SO 4 ) 3 ,
Ga 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O, Ga (OCH 3 ) 3 , Ga
(OC 2 H 5 ) 3 , Ga (OC 3 H 7 ) 3 , Ga (OC 4 H 9 )
3 , InBr 3 , InCl 3 , InCl 3 .xH 2 O, In
I 3 , In (NO 3 ) 3 .xH 2 O, In 2 (SO 4 ) 3 , I
n 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O, In (OCH 3 ) 3 , In (O
C 2 H 5 ) 3 , In (OC 3 H 7 ) 3 , In (OC 4 H 9 ) 3 ,
CH 2 (COOTl) 2 , TlOOCH and the like can be exemplified.
【0041】第2成分元素が周期律表14族元素である
場合には、周期律表14族元素のハロゲン化物およびそ
の水和物、アンモニウム塩、硫酸塩、有機酸塩、アルコ
キシドなどが、特に制限されることなく用いることがで
きる。具体的な化合物として、GeBr4、GeCl4、
GeI4、Ge(OCH3)4、Ge(OC2H5)4、Ge
(OC3H7)4、Ge(OC4H9)4などを例示すること
ができる。When the second component element is a Group 14 element of the periodic table, halides and hydrates, ammonium salts, sulfates, organic acid salts, alkoxides and the like of the Group 14 elements are particularly preferred. It can be used without limitation. Specific compounds include GeBr 4 , GeCl 4 ,
GeI 4 , Ge (OCH 3 ) 4 , Ge (OC 2 H 5 ) 4 , Ge
(OC 3 H 7 ) 4 and Ge (OC 4 H 9 ) 4 can be exemplified.
【0042】また、第2成分元素として珪素を含有させ
る場合には、一般式Si(ORA)4、RBSi(ORA)
3、RBRCSi(ORA)2で表される珪素アルコキシド
が用いられる。ここで、RA、RB、RCは、各々、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基な
どの直鎖状または分岐状アルキル基;エテニル基、プロ
ペニル基、ブテニル基、ペンテニル基などの直鎖状また
は分岐状アルケニル基、フェニル基などのアリール基を
示す。When silicon is contained as the second component element, the general formulas Si (OR A ) 4 and R B Si (OR A )
3, R B R C Si silicon alkoxide represented by (OR A) 2 is used. Here, R A , R B , and R C are each a linear or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group; an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, and a pentenyl group. A linear or branched alkenyl group such as a group, and an aryl group such as a phenyl group.
【0043】珪素アルコキシドを具体的に例示すると、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニル
トリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、n
−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシ
シラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクタ
デシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、エチルトリエトキシシラン、アミルトリエトキシシ
ラン、フェニルトリエトキシシラン、n−オクチルトリ
エトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラ
ン、n−ドデシルトリエトキシシラン、メチルトリブト
キシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリプ
ロポキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルト
リエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、エチルメチルジエトキ
シシランなどが挙げられる。ハロゲン化珪素としては、
SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2などが挙げられ
る。Specific examples of silicon alkoxides include:
Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, n
-Butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, amyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane Silane, n-octadecyltriethoxysilane, n-dodecyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltributoxysilane, ethyltripropoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, Examples include vinylmethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and ethylmethyldiethoxysilane. As silicon halide,
SiCl 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 and the like can be mentioned.
【0044】第2成分元素が周期律表15族元素である
場合には、周期律表15族元素のハロゲン化物およびそ
の水和物、アンモニウム塩、硫酸塩、有機酸塩、アルコ
キシドなどが、特に制限されることなく用いることがで
きる。When the second component element is a Group 15 element of the periodic table, halides and hydrates, ammonium salts, sulfates, organic acid salts and alkoxides of the Group 15 elements of the periodic table, especially It can be used without limitation.
【0045】具体的な化合物として、P2O5、PB
r3、PCl3、POBr3、POCl3、PO(OC
H3)3、PO(OC2H5)3、PO(OC3H7)3、PO
(OC4H9)3、P(OCH3)3、P(OC2H5)3、A
sBr3、AsCl3、AsI3、As(OCH3)3、A
s(OC2H5)3、As(OC3H7)3、SbBr3、S
bCl3、SbCl5、SbOCl,Sb2(SO4)3、
Sb(OCH3)3、Sb(OC2H5)3、Sb(OC3H
7)3、Sb(OC4H9)3、BiBr3、BiCl3、B
iI3、Bi(NO3)3・xH2O、BiOCl、Bi
(OC3H7)3などを例示することができる。As specific compounds, P 2 O 5 , PB
r 3 , PCl 3 , POBr 3 , POCl 3 , PO (OC
H 3) 3, PO (OC 2 H 5) 3, PO (OC 3 H 7) 3, PO
(OC 4 H 9 ) 3 , P (OCH 3 ) 3 , P (OC 2 H 5 ) 3 , A
sBr 3 , AsCl 3 , AsI 3 , As (OCH 3 ) 3 , A
s (OC 2 H 5 ) 3 , As (OC 3 H 7) 3 , SbBr 3 , S
bCl 3 , SbCl 5 , SbOCl, Sb 2 (SO 4 ) 3 ,
Sb (OCH 3 ) 3 , Sb (OC 2 H 5 ) 3 , Sb (OC 3 H
7 ) 3 , Sb (OC 4 H 9 ) 3 , BiBr 3 , BiCl 3 , B
iI 3 , Bi (NO 3 ) 3 .xH 2 O, BiOCl, Bi
(OC 3 H 7 ) 3 and the like.
【0046】第2成分元素がカルコゲン元素である場合
には、カルコゲン元素のハロゲン化物およびその水和
物、アンモニウム塩、硫酸塩、有機酸塩、アルコキシド
などが、特に制限されることなく用いることができる。When the second component element is a chalcogen element, halides and hydrates of the chalcogen element, ammonium salts, sulfates, organic acid salts, alkoxides and the like can be used without any particular limitation. it can.
【0047】具体的な化合物として、S2Cl2、SCl
2、SeO2、SeO2、SeBr4、SeCl4、Se
I4、TeBr4、TeCl4、TeO4H2・xH2Oなど
を例示することができる。As specific compounds, S 2 Cl 2 , SCl
2 , SeO 2 , SeO 2 , SeBr 4 , SeCl 4 , Se
Examples include I 4 , TeBr 4 , TeCl 4 , and TeO 4 H 2 .xH 2 O.
【0048】上記有機溶媒可溶性化合物の添加量は、得
られる複合酸化錫粉末において組成および微細構造が最
適化され高い充放電容量が得られるのに必要な添加量で
あればよいので特に限定されないが、前駆体溶液中のS
n原子と第2成分元素との原子組成で表せば、Sn原子
が30.0〜99.9原子%の範囲になるように有機溶
媒可溶性化合物を添加する場合が多い。The amount of the organic solvent-soluble compound to be added is not particularly limited as long as it is an amount necessary for optimizing the composition and fine structure of the obtained composite tin oxide powder and obtaining a high charge / discharge capacity. , S in the precursor solution
In terms of the atomic composition of n atoms and the second component element, an organic solvent-soluble compound is often added so that Sn atoms are in the range of 30.0 to 99.9 atomic%.
【0049】有機溶媒中への有機溶媒可溶性化合物の溶
解方法は、特に限定されない。例えば、撹拌下、錫化合
物、金属錫、第2成分元素の有機溶媒可溶性化合物に有
機溶媒を滴下する方法、あるいは撹拌下、有機溶媒に錫
化合物、金属錫、第2成分元素の有機溶媒可溶性化合物
を同時に、または順次溶解させる方法などを用いること
ができる。また、金属錫の溶解を促進するために、有機
溶媒を還流させて金属錫を溶解させることも効果的であ
る。The method for dissolving the organic solvent-soluble compound in the organic solvent is not particularly limited. For example, a method in which an organic solvent is added dropwise to a tin compound, metal tin, and an organic solvent-soluble compound of the second component element under stirring, or a tin compound, metal tin, and an organic solvent-soluble compound of the second component element are added to the organic solvent while stirring. Can be used simultaneously or sequentially. In order to promote the dissolution of metal tin, it is also effective to reflux the organic solvent to dissolve the metal tin.
【0050】又、得られる酸化錫粉末の細孔径およびそ
の分布を制御すること等を目的として、前駆体溶液に、
該有機溶媒に可溶でかつ該有機溶媒よりも高い沸点を有
し更に焼成時に酸化などにより酸化錫粉末より脱離させ
ることが可能な化合物(以下、有機溶媒可溶性高沸点化
合物ともいう)を添加してもよい。有機溶媒可溶性高沸
点化合物を添加した前駆体溶液よりゲルを作製すると、
有機溶媒可溶性高沸点化合物がゲル中に均一に分散す
る。このようなゲルを焼成して酸化錫粉末を作製する
と、焼成過程において有機溶媒可溶性高沸点化合物が脱
離し、酸化錫粉末中に細孔を導入することが可能とな
る。このようにして形成される細孔の平均細孔半径、細
孔容積およびその分布は、添加する有機溶媒可溶性高沸
点化合物の性状およびその添加量により制御することが
可能である。好ましい有機溶媒可溶性高沸点化合物は使
用する有機溶媒にもより異なるが、例えば有機溶媒がメ
タノールの場合には重量平均分子量100〜10000
0のポリエチレングリコールを前駆体溶液中の有機溶媒
可溶性化合物に対して0.1〜50重量部添加すること
が好ましい。Further, for the purpose of controlling the pore diameter and the distribution of the obtained tin oxide powder, the precursor solution contains
A compound that is soluble in the organic solvent and has a higher boiling point than the organic solvent and that can be removed from the tin oxide powder by oxidization or the like during firing (hereinafter, also referred to as an organic solvent-soluble high-boiling compound) is added. May be. When a gel is prepared from a precursor solution containing an organic solvent-soluble high-boiling compound,
Organic solvent-soluble high-boiling compounds are uniformly dispersed in the gel. When such a gel is fired to produce tin oxide powder, the organic solvent-soluble high-boiling compound is eliminated during the firing process, and it becomes possible to introduce pores into the tin oxide powder. The average pore radius, pore volume, and distribution of the pores thus formed can be controlled by the properties of the organic solvent-soluble high-boiling compound to be added and the amount thereof. Preferred organic solvent-soluble high-boiling compounds differ depending on the organic solvent used. For example, when the organic solvent is methanol, the weight average molecular weight is 100 to 10,000.
It is preferable to add 0.1 to 50 parts by weight of polyethylene glycol of 0 to the organic solvent-soluble compound in the precursor solution.
【0051】さらに、有機溶媒可溶性化合物の加水分解
反応、重合及び縮合反応を促進させるために、若干の水
を添加してもよい。この水の添加は、特にアルコキシド
などの有機溶媒可溶性化合物を用いて前駆体溶液を調製
する際に、加水分解、重合及び縮合反応を十分に進行さ
せるなどの効果がある。但し、添加する水の量があまり
に多いと、沈殿が生じたり、急激にゲル化したりして、
組成等の均質性にばらつきが生じる場合がある。有機溶
媒可溶性化合物の種類などによっても異なるが、添加す
る水の量は有機溶媒可溶性化合物に対してモル換算で
0.01〜10倍が好ましい。Further, in order to accelerate the hydrolysis reaction, polymerization and condensation reaction of the organic solvent-soluble compound, some water may be added. The addition of water has effects such as sufficient progress of hydrolysis, polymerization and condensation reactions, particularly when preparing a precursor solution using an organic solvent-soluble compound such as an alkoxide. However, if the amount of water to be added is too large, precipitation occurs or gels rapidly,
There may be variations in the homogeneity of the composition and the like. The amount of water to be added is preferably 0.01 to 10 times as much as the molar amount of the organic solvent-soluble compound, though it varies depending on the kind of the organic solvent-soluble compound.
【0052】このようにして得られる前駆体溶液中にお
いては、錫を含む溶質と第2成分元素を含む溶質とが分
子レベルで均一に混合されている。しかも、錫を含む溶
質と第2成分元素を含む溶質とは、それぞれ分子あるい
はイオンとして孤立して溶解しているのではなく、有機
溶媒との反応などを経て重縮合し、ゾルとして溶解して
いると考えられる。このことは前駆体溶液より有機溶媒
を留去してゆくと徐々に前駆体溶液の粘度が上昇し、つ
いには前駆体溶液が曳糸性を示すに至ることからも明か
である。そしてこのような溶質の重縮合又はゾル化は可
溶性錫や有機溶媒可溶性化合物として、ハロゲン化物や
アルコキシドを用いた際に特に顕著であった。In the precursor solution thus obtained, the solute containing tin and the solute containing the second component element are uniformly mixed at the molecular level. Moreover, the solute containing tin and the solute containing the second component element are not dissolved separately as molecules or ions, but are polycondensed through a reaction with an organic solvent and the like, and dissolved as a sol. It is thought that there is. This is clear from the fact that the viscosity of the precursor solution gradually increases as the organic solvent is distilled off from the precursor solution, and finally, the precursor solution exhibits spinnability. Such polycondensation or sol formation of the solute was particularly remarkable when a halide or an alkoxide was used as a soluble tin or an organic solvent-soluble compound.
【0053】従来の溶液法では、水溶液中の錫を含む溶
質と第2成分元素を含む溶質とは特に結合を形成してい
ないので、pHを調節して錫と第2成分元素を含む沈澱
を生成させようとしても、各々の沈澱を生成するpHが
異なるために錫を含む沈澱と第2成分元素を含む沈澱と
が分離してしまっていた。即ち、溶液状態での混合の均
一性を沈澱生成後まで維持することができなかった。In the conventional solution method, since the solute containing tin and the solute containing the second component element in the aqueous solution do not particularly form a bond, the pH is adjusted to form a precipitate containing tin and the second component element. Even if it is attempted to form the precipitates, the precipitates containing tin and the precipitates containing the second component element are separated due to the different pHs at which the precipitates are formed. That is, the uniformity of mixing in a solution state could not be maintained until after precipitation.
【0054】これに対し、本発明の前駆体溶液中では、
錫と第2成分元素とが均一に混合した上で重縮合体ある
いはゾルを形成している点で、従来の溶液法で用いられ
る水溶液などと大きく異なっている。そのため、本発明
の前駆体溶液をゲル化させる際には、溶液状態での混合
の均一性を維持することに特に配慮しなくても、錫と第
2成分元素が分子レベルで均一に混合されたゲルが得ら
れるので、広く公知の方法を用いてゲルを生成させるこ
とができる。On the other hand, in the precursor solution of the present invention,
It differs greatly from the aqueous solution used in the conventional solution method in that a polycondensate or a sol is formed after tin and the second component element are uniformly mixed. Therefore, when the precursor solution of the present invention is gelled, tin and the second component element are uniformly mixed at the molecular level without particular consideration for maintaining uniformity of mixing in the solution state. The resulting gel can be formed using widely known methods.
【0055】ゲルを生成させる方法としては前駆体溶液
を調製するのに用いる錫化合物や有機溶媒可溶性化合物
の種類にもよるが、前駆体溶液を濃縮、乾固させる方
法、前駆体溶液とアルカリ性水溶液を混合してゲルを生
成させる方法、前駆体溶液中にアンモニアを遊離する化
合物又はその水溶液を加えておき、該化合物よりアンモ
ニアを遊離させてゲルを生成する方法などを用いること
ができる。The method for forming the gel depends on the type of the tin compound and the organic solvent-soluble compound used for preparing the precursor solution. However, the method for concentrating and drying the precursor solution, the method for forming the precursor solution and the aqueous alkaline solution, May be mixed to form a gel, or a method may be used in which a compound that releases ammonia or an aqueous solution thereof is added to a precursor solution, and ammonia is released from the compound to form a gel.
【0056】前駆体溶液を濃縮、乾固させることにより
ゲルを生成させる場合には、前駆体溶液を加熱したり、
ロータリーエバポレーターなどを用いて前駆体溶液中の
有機溶媒などの揮発成分を除去することにより、ゲルを
生成させることができる。When a gel is formed by concentrating and drying the precursor solution, the precursor solution is heated,
A gel can be formed by removing volatile components such as an organic solvent in the precursor solution using a rotary evaporator or the like.
【0057】前駆体溶液とアルカリ性水溶液を混合して
ゲルを生成させる場合には、前駆体溶液にアルカリ性水
溶液を添加するか、あるいは逆にアルカリ性水溶液に前
駆体溶液を添加することにより前駆体溶液のpHを調整
して沈澱としてゲルを生成させることができる。このと
き、上述した通り、本発明の前駆体溶液中では錫を含む
溶質と第2成分元素を含む溶質とが重縮合してゾルを形
成しているので、アルカリ性水溶液により沈澱を生成さ
せても従来の溶液法のような組成の分離は生じず、ゲル
においても分子レベルで均一な混合状態が維持される。
ゲル生成に用いるアルカリ性水溶液は特に限定されない
が、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液などを用い
ることができる。アルカリ性水溶液として水酸化ナトリ
ウムを用いるとナトリウムが酸化錫粉末中に残存し、充
放電容量を低下させる場合があるので、特に好ましいア
ルカリ性水溶液はアンモニア水である。アルカリ性水溶
液の濃度あるいは添加量は前駆体溶液の酸性度に応じて
決定すれば良い。When a gel is formed by mixing a precursor solution and an alkaline aqueous solution, an alkaline aqueous solution is added to the precursor solution, or conversely, a precursor solution is added to the alkaline aqueous solution to form a gel. The pH can be adjusted to form a gel as a precipitate. At this time, as described above, in the precursor solution of the present invention, the solute containing tin and the solute containing the second component element are polycondensed to form a sol. Separation of the composition as in the conventional solution method does not occur, and a uniform mixed state at the molecular level is maintained even in the gel.
The alkaline aqueous solution used for gel formation is not particularly limited, but ammonia water, an aqueous sodium hydroxide solution, or the like can be used. If sodium hydroxide is used as the alkaline aqueous solution, sodium remains in the tin oxide powder and the charge / discharge capacity may be reduced. Therefore, a particularly preferred alkaline aqueous solution is ammonia water. The concentration or amount of the alkaline aqueous solution may be determined according to the acidity of the precursor solution.
【0058】また、前駆体溶液中にアンモニアを遊離す
る化合物又はその水溶液を加えておき、該化合物よりア
ンモニアを遊離させることによってもゲルを生成するこ
とができる。アンモニアを遊離させることができる化合
物として、尿素、ヘキサメチレンテトラミン、ホルムア
ミド、アセトアミドなどの化合物を挙げることができ
る。これらの化合物は加熱することによりアンモニアを
遊離するので、これらの化合物あるいは水溶液を加えた
前駆体溶液を加熱すると遊離したアンモニアにより前駆
体溶液のpHが調整されて、ゲルが沈澱として生成す
る。アンモニアを遊離させるための加熱温度は用いる化
合物の種類により異なるが、60℃以上に加熱すること
によりアンモニアを遊離することができる。また、これ
らの化合物の添加量は前駆体溶液の酸性度に応じて決定
すれば良い。前駆体溶液中でアンモニアを遊離させる方
法は、前駆体溶液とアルカリ性水溶液を混合する場合に
比べ、ゲル化が均一に起こるのでゲルの形状などを制御
する際に有効な場合がある。A gel can also be formed by adding a compound that releases ammonia or an aqueous solution thereof to the precursor solution and releasing ammonia from the compound. Examples of the compound capable of releasing ammonia include compounds such as urea, hexamethylenetetramine, formamide, and acetamide. Since these compounds release ammonia by heating, when the precursor solution to which these compounds or the aqueous solution is added is heated, the pH of the precursor solution is adjusted by the released ammonia, and a gel is formed as a precipitate. The heating temperature for releasing ammonia varies depending on the type of the compound used, but ammonia can be released by heating to 60 ° C. or higher. Further, the amounts of these compounds to be added may be determined according to the acidity of the precursor solution. The method of releasing ammonia in the precursor solution may be effective in controlling the shape of the gel because gelation occurs more uniformly than in the case where the precursor solution and the alkaline aqueous solution are mixed.
【0059】このようにして得られるゲルは、バルク状
または粉末状などの形態を呈している。このままの状態
で焼成を行っても本発明の複合酸化錫粉末が得られる
が、複合酸化錫粉末の粒径などを整えることを目的とし
て、バルク状や粉末状のゲルを公知の方法により粉砕あ
るいは造粒することも好ましい。The gel thus obtained is in a form such as bulk or powder. The composite tin oxide powder of the present invention can be obtained by baking in this state, but for the purpose of adjusting the particle size of the composite tin oxide powder, a bulk or powder gel is crushed or ground by a known method. Granulation is also preferred.
【0060】このようにして得られたゲルを焼成するこ
とにより酸化錫粉末を得ることができる。本発明におい
て調製されたゲルは錫及び第2成分元素が分子レベルで
均一に混合されているので、概ね250℃以上の温度で
焼成を行えば、均一な組成を有する複合酸化錫粉末を得
ることができる。前述の通り酸化錫粉末の微細構造は焼
成温度により大きく変化する。従来の方法では、100
0℃近い温度で焼成することが組成の均一化のために必
要であったため、それ以下の温度でしか得られない微細
構造を有する複合酸化錫粉末を製造することができなか
った。そのため、従来は、充放電容量やサイクル特性を
向上させるために複合酸化錫粉末の微細構造を最適化す
る余地は殆ど無かった。これに対し本発明では、250
℃以上の温度で焼成すれば組成が均一な複合酸化錫粉末
が得られるので、従来の製造方法では得られない微細構
造を有する複合酸化錫粉末を製造することが可能にな
る。そのため、本発明の製造方法を用いれば、充放電容
量やサイクル特性などの特性を向上させるために、複合
酸化錫粉末の微細構造を焼成条件などにより最適化する
ことが可能となった。By firing the gel thus obtained, a tin oxide powder can be obtained. In the gel prepared in the present invention, tin and the second component element are uniformly mixed at the molecular level, so that if calcination is performed at a temperature of about 250 ° C. or higher, a composite tin oxide powder having a uniform composition can be obtained. Can be. As described above, the fine structure of the tin oxide powder changes greatly depending on the firing temperature. In the conventional method, 100
Since firing at a temperature close to 0 ° C. was necessary for homogenizing the composition, a composite tin oxide powder having a fine structure that could only be obtained at a temperature lower than that was not able to be produced. Therefore, conventionally, there was little room for optimizing the fine structure of the composite tin oxide powder in order to improve the charge / discharge capacity and cycle characteristics. In contrast, in the present invention, 250
If baked at a temperature of not less than ° C., a composite tin oxide powder having a uniform composition can be obtained, so that a composite tin oxide powder having a fine structure that cannot be obtained by a conventional production method can be produced. Therefore, the use of the manufacturing method of the present invention makes it possible to optimize the fine structure of the composite tin oxide powder by firing conditions and the like in order to improve characteristics such as charge / discharge capacity and cycle characteristics.
【0061】ゲルを焼成する場合の焼成温度は250〜
1200℃であることが好ましい。焼成温度がこれより
も極端に高い場合や、低い場合には、得られた酸化錫粉
末をの充放電容量が低下する場合があるので好ましくな
い。従って、更に好ましい焼成温度は500〜1100
℃である。The firing temperature for firing the gel is from 250 to
Preferably it is 1200 ° C. If the firing temperature is extremely higher or lower than this, the charging / discharging capacity of the obtained tin oxide powder may decrease, which is not preferable. Therefore, a more preferable firing temperature is 500 to 1100.
° C.
【0062】焼成時間は、焼成温度、雰囲気などによっ
ても異なるが、焼成時間は0.03〜8時間であること
が好ましい。焼成時の昇温速度は特に制限されないが、
0.1〜100℃/分であることが好ましい。The firing time varies depending on the firing temperature, atmosphere, and the like, but the firing time is preferably 0.03 to 8 hours. The heating rate during firing is not particularly limited,
Preferably it is 0.1 to 100 ° C / min.
【0063】焼成時の雰囲気は特に限定されない。例え
ば、空気、酸素、水蒸気などの酸化性ガス、またはこれ
らの混合ガスなどで満たされた雰囲気、あるいはヘリウ
ム、ネオン、アルゴンなどの不活性ガス、窒素、あるい
は水素、一酸化炭素などの還元性ガス雰囲気などが挙げ
られる。しかし、不活性ガスあるいは還元性ガス雰囲気
の場合には、酸化錫以外に還元されて多量の金属錫が生
成したり有機物が多く残存してサイクル特性が低下した
りする場合があるので、好ましい焼成雰囲気は酸化性ガ
ス雰囲気であり、その中でも酸素を含有する雰囲気が特
に好ましい。また、サイクル特性を改善するなどのため
に、一度酸化性ガス雰囲気中で酸化錫を作製した後、還
元性雰囲気中で錫の平均の価数を0を越えて4以下の範
囲で調整する等酸化性ガス雰囲気焼成と還元性ガス雰囲
気焼成を組み合わせることもできる。The atmosphere during firing is not particularly limited. For example, an atmosphere filled with an oxidizing gas such as air, oxygen, water vapor, or a mixed gas thereof, or an inert gas such as helium, neon, or argon, nitrogen, or a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide. Atmosphere and the like. However, in the case of an atmosphere of an inert gas or a reducing gas, there is a case where a large amount of metal tin is generated by being reduced in addition to tin oxide, or a large amount of organic matter remains and cycle characteristics are deteriorated. The atmosphere is an oxidizing gas atmosphere, and among them, an atmosphere containing oxygen is particularly preferable. Also, in order to improve cycle characteristics, once tin oxide is produced in an oxidizing gas atmosphere, the average valence of tin is adjusted in a reducing atmosphere to a range of more than 0 to 4 or less. Firing in an oxidizing gas atmosphere and firing in a reducing gas atmosphere can be combined.
【0064】又、本発明により製造される酸化錫粉末の
構造は、焼成条件や第2成分元素などにより結晶質酸化
錫あるいは非晶質酸化錫の何れの構造もとり得る。The structure of the tin oxide powder produced according to the present invention may be either crystalline tin oxide or amorphous tin oxide depending on the firing conditions and the second component element.
【0065】本発明の酸化錫粉末が結晶質である場合に
おいては、その結晶構造は二酸化錫の結晶構造であるJ
CPDSカード21−1250記載の正方晶二酸化錫、
同29−1484記載の斜方晶二酸化錫、同33−13
74記載の立方晶二酸化錫などの結晶構造をとる場合が
ある。また、JCPDSカード25−1259記載の結
晶構造を有する三酸化二錫の結晶構造をとる場合もあ
る。また、JCPDSカード20−1293記載の結晶
構造を有する四酸化三錫の結晶構造をとる場合がある。
また、一酸化錫の結晶構造である、JCPDSカード6
−395記載の正方晶一酸化錫、同7−195記載の結
晶構造を有する一酸化錫、同24−1342記載の斜方
晶一酸化錫などの結晶構造をとる場合がある。更に上述
の結晶構造を有する二種類以上の酸化錫が任意の割合で
含まれている場合もある。When the tin oxide powder of the present invention is crystalline, its crystal structure is the same as the crystal structure of tin dioxide J.
Tetragonal tin dioxide described in CPDS card 21-1250,
29-13484, orthorhombic tin dioxide, 33-13
74, a cubic tin dioxide or the like. In some cases, the crystal structure of ditin trioxide having the crystal structure described in JCPDS card 25-1259 is adopted. In some cases, a crystal structure of tritin tetroxide having a crystal structure described in JCPDS card 20-1293 is used.
Also, a JCPDS card 6 having a crystal structure of tin monoxide is used.
In some cases, the compound may have a crystal structure such as tetragonal tin monoxide described in -395, tin monoxide having the crystal structure described in 7-195, or orthorhombic tin monoxide described in 24-1342. Further, two or more types of tin oxide having the above-mentioned crystal structure may be contained in an arbitrary ratio.
【0066】酸化錫粉末の結晶構造は粉末エックス線回
折法、電子線回折法などにより得られる回折ピークの位
置と強度を基に判定することができる。粉末エックス線
回折の回折ピークの位置と強度は、錫、酸素以外の元素
の固溶、結晶配向などが原因となって若干の変動を示す
場合があるが、上述のJCPDSカードなどに登録され
ている酸化錫の回折ピーク位置と強度を比較することな
どにより酸化錫粉末の結晶構造を判定することができ
る。The crystal structure of the tin oxide powder can be determined based on the position and intensity of the diffraction peak obtained by powder X-ray diffraction, electron diffraction, or the like. The position and intensity of the diffraction peak of powder X-ray diffraction may show slight fluctuation due to solid solution of elements other than tin and oxygen, crystal orientation, etc., but are registered in the above-mentioned JCPDS card and the like. The crystal structure of the tin oxide powder can be determined by comparing the intensity of the diffraction peak with the intensity of the tin oxide.
【0067】又、本発明により製造される酸化錫粉末の
組成は、添加した有機溶媒可溶性化合物の種類および量
に応じて変化するが、第2成分元素は酸化錫中に均一に
分散して単一相になる場合が多い。しかし、結晶子サイ
ズが1〜30nmである酸化錫からなる(A)相と酸化
珪素等の第2成分元素の酸化物からなる(B)相とから
なる構造を有する場合がある。具体的には、(B)相を
母相として最大径1μm以下の(A)相が析出した構
造、或いは(A)相を母相として最大径1μm以下の
(B)相が析出した構造をとる場合がある。但し、この
ように相分離を起こす場合も、相分離は粉末全体にわた
って均一であり、固相反応法で作製された酸化錫粉末に
生じる偏析等のような組成の不均一とは本質的に異なる
ものである。この相分離による微細構造は透過電子顕微
鏡などで観察することができ、その大きさは、小角エッ
クス線散乱などにより測定することができる。又、本発
明の複合酸化錫粉末の組成は、通常有機溶媒可溶性化合
物の仕込み組成を維持している。酸化錫粉末中に含まれ
る元素の種類および含有量は、化学分析や蛍光エックス
線分析などにより同定、定量することができる。The composition of the tin oxide powder produced according to the present invention varies depending on the type and amount of the added organic solvent-soluble compound, but the second component element is uniformly dispersed in the tin oxide. Often in one phase. However, there may be a structure having a (A) phase composed of tin oxide having a crystallite size of 1 to 30 nm and a (B) phase composed of an oxide of a second component element such as silicon oxide. Specifically, a structure in which the (A) phase having a maximum diameter of 1 μm or less is precipitated using the (B) phase as a mother phase, or a structure in which a (B) phase having a maximum diameter of 1 μm or less is precipitated using the (A) phase as a mother phase. May take. However, even when such phase separation occurs, the phase separation is uniform throughout the powder, and is substantially different from non-uniform composition such as segregation generated in tin oxide powder produced by the solid-state reaction method. Things. The fine structure due to the phase separation can be observed with a transmission electron microscope or the like, and the size can be measured by small angle X-ray scattering or the like. Further, the composition of the composite tin oxide powder of the present invention usually maintains the charged composition of the organic solvent-soluble compound. The types and contents of the elements contained in the tin oxide powder can be identified and quantified by chemical analysis, fluorescent X-ray analysis, or the like.
【0068】本発明の製造方法では、条件等にもよる
が、平均粒子径で0.01〜100μmの範囲の平均粒
子径を有する酸化錫粉末が得られる。平均粒子径Raは
酸化錫粉末を構成する粒子について、n(n>30)個
の粒子それぞれの最大幅(長径:L)および長径に直交
する方向での最大幅(短径:B)を測定し、下記式1に
より求めることができる。In the production method of the present invention, tin oxide powder having an average particle diameter in the range of 0.01 to 100 μm is obtained, depending on conditions and the like. The average particle diameter Ra is the maximum width (major axis: L) and the maximum width (minor axis: B) of the n (n> 30) particles in the direction perpendicular to the major axis for the particles constituting the tin oxide powder. It can be measured and determined by the following equation 1.
【0069】 [0069]
【0070】[0070]
【数1】本発明により製造される酸化錫粉末のBET法
により測定される比表面積は、焼成条件や第2成分元素
などの製造条件により異なるが、0.5〜300m2/
gの範囲にあることが多い。Specific surface area measured by the BET method of the tin oxide powders produced by Equation 1] The present invention varies depending on the production conditions such as the firing conditions and the second component element, 0.5~300M 2 /
g.
【0071】又、本発明により製造される代表的な酸化
錫粉末の細孔構造は、平均細孔半径が0.05〜25n
mの範囲にある細孔の容積が0.01〜1.0cm3/
gであり、またそのような細孔の容積が全細孔容積の1
5%以上を占める場合が多い。これらの平均細孔半径、
細孔容積は水銀圧入法、ガス吸着法、X線小角散乱法お
よび高圧電子顕微鏡法などにより測定することができ
る。The pore structure of a typical tin oxide powder produced according to the present invention has an average pore radius of 0.05 to 25 n.
m in the range of 0.01 to 1.0 cm 3 /
g, and the volume of such pores is 1% of the total pore volume.
Often accounts for more than 5%. These average pore radii,
The pore volume can be measured by a mercury intrusion method, a gas adsorption method, an X-ray small angle scattering method, a high pressure electron microscope, or the like.
【0072】本発明の製造方法により製造される酸化錫
粉末が結晶質である場合、その代表的な結晶子サイズは
1〜300nmである。この結晶子サイズは、粉末エッ
クス線回折などにより観測される回折ピークの広がりよ
り、シェラーの方法により求めることができる(カリテ
ィ著、松村源太郎訳 ”新版エックス線回折要論第”9
1頁 アグネ刊 1985年)。また、透過電子顕微鏡
などによる直接観察によっても確認することができる。When the tin oxide powder produced by the production method of the present invention is crystalline, the typical crystallite size is 1 to 300 nm. The crystallite size can be determined by the Scherrer method from the spread of the diffraction peaks observed by powder X-ray diffraction and the like (Karity, translated by Gentaro Matsumura, "New Edition X-ray Diffraction Guideline, 9"
1 page Agne, 1985). It can also be confirmed by direct observation with a transmission electron microscope or the like.
【0073】上記のような比表面積、細孔構造、結晶子
径などの微細構造を有し、しかも均一な組成の酸化錫粉
末は従来の製造方法では製造が非常に困難であったが、
本発明により上述のような酸化錫粉末を製造することが
可能となった。しかも、このような微細構造が最適化さ
れた酸化錫粉末では充放電容量を著しく向上させること
ができる。例えば、本発明によれば10mol%の酸化
珪素および5mol%の酸化アンチモンを含有し、比表
面積が86.3m2/gであり、平均細孔半径が0.0
5〜25nmの範囲にある細孔の容積が0.17cm3
/gであり、またそのような細孔の容積が全細孔容積の
82%を占めており、かつ結晶子サイズが2.6nmで
あるような酸化錫粉末を製造することができるが、この
酸化錫粉末の充放電容量は763mAh/gである。こ
れに比べ固相反応法により作製された同一仕込み組成の
酸化錫粉末の充放電容量は325mA/gと著しく低
い。Although tin oxide powder having a fine structure such as specific surface area, pore structure and crystallite diameter as described above and having a uniform composition has been very difficult to produce by the conventional production method,
According to the present invention, the tin oxide powder as described above can be manufactured. In addition, the tin oxide powder having the optimized fine structure can significantly improve the charge / discharge capacity. For example, according to the present invention, it contains 10 mol% of silicon oxide and 5 mol% of antimony oxide, has a specific surface area of 86.3 m 2 / g, and has an average pore radius of 0.0
The pore volume in the range of 5 to 25 nm is 0.17 cm 3
/ G, and the volume of such pores accounts for 82% of the total pore volume, and a tin oxide powder having a crystallite size of 2.6 nm can be produced. The charge / discharge capacity of the tin oxide powder is 763 mAh / g. On the other hand, the charge / discharge capacity of tin oxide powder having the same charged composition produced by the solid-state reaction method is remarkably low at 325 mA / g.
【0074】本発明により製造される酸化錫粉末は、そ
のままでも非水電解液二次電池用不極活物質として用い
ることができるが、初期の充電容量と放電容量の差(不
可逆容量ともいう)を小さくするために、前記酸化錫中
に予めリチウムを吸蔵させておくこともできる。この方
法としては、酸化錫粉末を製造する際に、不可逆容量に
相当するだけのリチウム化合物を同時に添加して酸化錫
粉末中に化合物を形成させておく方法、あるいはリチウ
ム塩を溶解させた有機電解液中でリチウム金属、あるい
はリチウム合金等を対極として電気化学的にリチウムを
酸化錫粉末中に吸蔵させる方法等が採用できる。The tin oxide powder produced by the present invention can be used as it is as a non-aqueous electrolyte secondary battery non-polar active material, but the difference between the initial charge capacity and discharge capacity (also referred to as irreversible capacity). In order to reduce the size, lithium can be previously stored in the tin oxide. As a method for producing the tin oxide powder, a method of adding a lithium compound corresponding to the irreversible capacity at the same time to form the compound in the tin oxide powder, or an organic electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved is used. A method in which lithium is electrochemically occluded in the tin oxide powder using lithium metal or a lithium alloy as a counter electrode in the liquid can be employed.
【0075】また、不可逆容量を低減するために酸化錫
の表面を改質することも可能である。例えば、酸化錫表
面のみをSnOに変化させたり、炭素被覆を行ったりす
ることもできる。また、ごく表面層のみをSnに変化さ
せておくと、不可逆容量の低減に有効な場合もある。It is also possible to modify the surface of tin oxide to reduce the irreversible capacity. For example, only the tin oxide surface can be changed to SnO, or carbon coating can be performed. Further, if only the surface layer is changed to Sn, the irreversible capacity may be effectively reduced.
【0076】上述のようにして製造された酸化錫粉末を
非水電解液二次電池用負極活物質に用いる場合、非水電
解液二次電池の構成及び製造は、公知の方法で実施する
ことができる。代表的な作製方法を以下に示す。When the tin oxide powder produced as described above is used as a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the structure and production of the non-aqueous electrolyte secondary battery should be performed by a known method. Can be. A typical manufacturing method is described below.
【0077】まず混練機、混合機などを用いて、酸化錫
粉末および/または複合酸化錫粉末をN−メチルピロリ
ドンなどの溶媒と混練し、ペーストを製造する。このと
き黒鉛やアセチレンブラックなどの導電性付与剤、ある
いはポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデ
ンなどの結着剤を適宜添加しても構わない。First, a tin oxide powder and / or a composite tin oxide powder are kneaded with a solvent such as N-methylpyrrolidone using a kneader, a mixer or the like to produce a paste. At this time, a conductivity-imparting agent such as graphite or acetylene black, or a binder such as polytetrafluoroethylene or polyvinylidene fluoride may be appropriately added.
【0078】ペースト製造後、集電体にペーストを塗
布、充填あるいは含浸させ、溶媒を乾燥、除去した後、
加圧、切断などを行って所望の形状に加工して負極とす
る。該負極と、同様にして製造した正極をセパレータを
介して帯状に重ね、円筒型非水電解液二次電池であれば
円柱状に巻回し、また角形非水電解液二次電池であれば
折り重ねて、電極部分を製造する。その後、この電極部
分を所望の電池容器に挿入し、非水電解液を注入後、安
全装置などを挿入し、封缶する。After the paste is produced, the current collector is coated, filled or impregnated with the paste, and the solvent is dried and removed.
Pressing, cutting, and the like are performed to form a desired shape to obtain a negative electrode. The negative electrode and the positive electrode manufactured in the same manner are stacked in a strip shape with a separator interposed therebetween, and wound in a cylindrical shape in the case of a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery, and folded in the case of a square non-aqueous electrolyte secondary battery. The electrode portion is manufactured by overlapping. Thereafter, the electrode portion is inserted into a desired battery container, a non-aqueous electrolyte is injected, a safety device or the like is inserted, and the can is sealed.
【0079】正極、集電体、非水電解液、セパレータな
どは、従来の非水電解液二次電池に用いられている材料
が何ら問題なく使用される。For the positive electrode, the current collector, the non-aqueous electrolyte, the separator, and the like, materials used in conventional non-aqueous electrolyte secondary batteries are used without any problem.
【0080】正極活物質としては、TiS2、MoS2、
FeS2などの硫化物、NbSe3などのセレン化物など
のカルコゲン化合物、あるいはCr2O5、Cr3O8、V
3O8、V2O5、V6O13などの遷移金属の酸化物、Li
Mn2O4、LiMnO2、LiV3O5、LiNiO2、L
iCoO2などのリチウムと遷移金属との複合酸化物な
ど、あるいはポリアニリン、ポリアセチレン、ポリパラ
フェニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、
ポリチオフェンなどの共役系高分子、ジスルフィド結合
を有する架橋高分子などのリチウムを吸蔵、放出するこ
とが可能な材料を使用すればよい。As the positive electrode active material, TiS 2 , MoS 2 ,
Chalcogen compounds such as sulfides such as FeS 2 , selenides such as NbSe 3 , or Cr 2 O 5 , Cr 3 O 8 , V
Oxides of transition metals such as 3 O 8 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , Li
Mn 2 O 4 , LiMnO 2 , LiV 3 O 5 , LiNiO 2 , L
a composite oxide of lithium and a transition metal such as iCoO 2 , or polyaniline, polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylenevinylene, polypyrrole,
A material capable of inserting and extracting lithium, such as a conjugated polymer such as polythiophene or a crosslinked polymer having a disulfide bond, may be used.
【0081】集電体としては、銅、アルミニウムなどか
らなる帯形状の薄板あるいはメッシュなどを用いればよ
い。As the current collector, a band-shaped thin plate or mesh made of copper, aluminum, or the like may be used.
【0082】非水電解液としては、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、
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
トリルなどの単独あるいは2種類以上の混合非水溶媒
に、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiB
F4、LiB(C6H5)4、LiCl、LiBr、CH3
SO3Li、CF3SO3Liなどのリチウム塩が溶解し
てなる非水電解液がいずれの組合せにおいても使用可能
である。Examples of the non-aqueous electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone,
LiClO 4 , LiPF 6 may be used alone or as a mixture of two or more kinds of non-aqueous solvents such as tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile and the like. , LiAsF 6 , LiB
F 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl, LiBr, CH 3
SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li nonaqueous electrolyte lithium salt is dissolved, such as can be also be used in any combination.
【0083】セパレータとしては、イオンの移動に対し
て低抵抗であり、かつ溶液保持性に優れたものを用いる
ればよい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リエステル、ポリフロンなどからなる高分子ポアフィル
ター、ガラス繊維フィルター、不織布、あるいはガラス
繊維とこれらの上記高分子からなる不織布が使用可能で
ある。更に、電池内部が高温になったとき、溶融して細
孔をふさぎ、正極及び負極のショートを防ぐ材料が好ま
しい。As the separator, a separator having low resistance to the movement of ions and excellent in solution retention may be used. For example, a polymer pore filter made of polypropylene, polyethylene, polyester, polyflon, or the like, a glass fiber filter, a nonwoven fabric, or a nonwoven fabric made of glass fibers and these polymers can be used. Further, when the temperature inside the battery becomes high, a material that melts to close the pores and prevent short circuit between the positive electrode and the negative electrode is preferable.
【0084】[0084]
【発明の効果】錫および第2成分元素の有機溶媒可溶性
化合物を有機溶媒に溶解した後、ゲル化、焼成すること
により、微細構造が制御された酸化錫粉末の製造が可能
となった。本発明により製造される酸化錫粉末は、例え
ば、比表面積が10〜150m2/gと大きく、0.0
5〜25nmの平均細孔半径を有する細孔の容積が0.
1〜0.5cm3/gであり、そのような細孔の容積が
全体の70%以上を占め、しかも結晶子サイズが1〜3
0nmであるような微細構造を取ることができる。According to the present invention, a tin oxide powder having a controlled fine structure can be produced by dissolving an organic solvent-soluble compound of tin and the second component element in an organic solvent, gelling and firing. The tin oxide powder produced by the present invention has, for example, a large specific surface area of 10 to 150 m 2 / g,
The volume of pores having an average pore radius of 5 to 25 nm is 0.
1 to 0.5 cm 3 / g, the volume of such pores occupies 70% or more of the whole, and the crystallite size is 1 to 3
A fine structure having a thickness of 0 nm can be obtained.
【0085】また本酸化錫粉末を非水電解液二次電池の
負極活物質として使用した場合、特に充放電容量が大き
いので、電池性能を大幅に向上させることが可能となっ
た。When the tin oxide powder was used as a negative electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery, the charge / discharge capacity was particularly large, so that the battery performance could be greatly improved.
【0086】[0086]
【実施例】本発明を以下、実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0087】以下の実施例及び比較例に示す酸化錫の放
電容量の測定は、以下のようにして行った。The measurement of the discharge capacity of tin oxide shown in the following Examples and Comparative Examples was performed as follows.
【0088】酸化錫、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)
およびアセチレンブラック(導電性付与剤)を80/5
/15(重量比)の割合で混合し、この混合物500m
gに対し、N−メチルピロリドン1mlを添加して混練
し、ペーストを作製した。このペーストを100℃の真
空乾燥器にて24時間乾燥した。乾燥したペースト6m
gをニッケル網に塗布して負極とした。非水電解液に
は、LiCl04(1モル/リットルの濃度)をエチレ
ンカーボネートとジエチルカーボネートの等体積混合溶
媒に溶解したものを使用した。また電池容器にはガラス
製の円筒容器を使用し、負極1個の両側に正極(リチウ
ムを使用)2個、また負極の近傍に参照電極(リチウム
を使用)1個を配置するように、上部蓋からクリップ付
きのニッケル線(ガラス管被覆)で吊り下げて簡易型電
池セルを構成した。Tin oxide, polyvinylidene fluoride (binder)
And acetylene black (conductivity imparting agent) at 80/5
/ 15 (weight ratio).
To 1 g, 1 ml of N-methylpyrrolidone was added and kneaded to prepare a paste. This paste was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours. Dry paste 6m
g was applied to a nickel mesh to form a negative electrode. As the non-aqueous electrolyte, a solution prepared by dissolving LiClO 4 (at a concentration of 1 mol / liter) in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate in an equal volume was used. A glass container is used for the battery container, and two positive electrodes (using lithium) are placed on both sides of one negative electrode, and one reference electrode (using lithium) is arranged near the negative electrode. A simple battery cell was constructed by suspending from the lid with a nickel wire with a clip (covered with a glass tube).
【0089】充放電装置(北斗電工製)を用いて、上記
簡易型電池セルの充放電サイクル試験を行い、負極活物
質の充放電容量を測定した。充放電サイクル試験では、
30mA/gに相当する電流値(一定)で行った。負極
活物質の放電容量は、放電時間t(単位;時間)を測定
することによって、 容量=30×t (単位;mAh/g) から計算した。また充放電は参照電極に対して、0〜
1.99Vの範囲内で行った。なお、実施例及び比較例
に示した放電容量は、初回放電時の放電容量を示す。Using a charge / discharge device (manufactured by Hokuto Denko), a charge / discharge cycle test of the above simple battery cell was performed, and the charge / discharge capacity of the negative electrode active material was measured. In the charge / discharge cycle test,
The test was performed at a current value (constant) corresponding to 30 mA / g. The discharge capacity of the negative electrode active material was calculated from the capacity = 30 × t (unit; mAh / g) by measuring the discharge time t (unit: time). The charge / discharge is 0 to the reference electrode.
The test was performed within a range of 1.99V. Note that the discharge capacities shown in Examples and Comparative Examples indicate the discharge capacities at the time of the first discharge.
【0090】実施例1 メタノール64.2g(2.0モル)に、塩化第一錫
(SnCl2)9.48g(0.05モル)、金属錫
5.94g(0.05モル)、テトラエトキシシラン
(Si(0C2H5)4)2.30g(0.011モル)
および三塩化アンチモン(SbCl3)1.21g
(0.0053モル)を還流しながら順次溶解させ、均
一で透明な前駆体溶液を調製した。この前駆体溶液を濃
縮して得られたゲルを、電気炉を用いて空気中280℃
で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 1 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ), 5.94 g (0.05 mol) of tin metal, and tetraethoxy in 64.2 g (2.0 mol) of methanol 2.30 g (0.011 mol) of silane (Si (0C 2 H 5 ) 4 )
And 1.21 g of antimony trichloride (SbCl 3 )
(0.0053 mol) was sequentially dissolved under reflux to prepare a uniform and transparent precursor solution. The gel obtained by concentrating the precursor solution was heated at 280 ° C. in air using an electric furnace.
For 1 hour to obtain a tin oxide powder.
【0091】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末は非晶質であった。また、酸化アンチモンまたは
酸化珪素による回折エックス線ピークが検出されなかっ
たことから、第2成分元素であるアンチモン及び珪素の
偏析はなく、酸化錫粉末中に均一に固溶していることが
わかった。蛍光エックス線分析によると、酸化錫粉末中
の錫と珪素の比率、および錫とアンチモンの比率は、仕
込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was amorphous. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0092】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、94.2m2/gであった。水銀圧入法によ
り、得られた酸化錫粉末の細孔構造を分析したところ、
0.05〜25nmの平均細孔径を有する細孔の容積は
0.23cm3/gであり、これは全細孔容積の68%
であった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 94.2 m 2 / g. When the pore structure of the obtained tin oxide powder was analyzed by mercury intrusion method,
The volume of pores having an average pore size of 0.05-25 nm is 0.23 cm 3 / g, which is 68% of the total pore volume
Met.
【0093】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は702mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 702 mAh / g.
【0094】実施例2 実施例1と同様にして作製したゲルを、電気炉を用いて
空気中600℃で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 2 A gel prepared in the same manner as in Example 1 was fired in an electric furnace at 600 ° C. for 1 hour in air to obtain a tin oxide powder.
【0095】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0096】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは2.8nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 2.8 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0097】BET法により求めくこの酸化錫粉末の比
表面積は、45.3m2/gであった。水銀圧入法によ
り、得られた酸化錫粉末の細孔構造を分析したところ、
0.05〜25nmの平均細孔径を有する細孔の容積は
0.12cm3/gであり、これは全細孔容積の70%
であった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 45.3 m 2 / g. When the pore structure of the obtained tin oxide powder was analyzed by mercury intrusion method,
The volume of pores having an average pore diameter of 0.05 to 25 nm is 0.12 cm 3 / g, which is 70% of the total pore volume
Met.
【0098】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は747mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 747 mAh / g.
【0099】実施例3 実施例1と同様にして作製したゲルを、電気炉を用いて
空気中700℃で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 3 A gel prepared in the same manner as in Example 1 was fired in an electric furnace at 700 ° C. for 1 hour in air to obtain a tin oxide powder.
【0100】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶識酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0101】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは3.0nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 3.0 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0102】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、43.8m2/gであった。水銀圧入法によ
り、得られた酸化錫粉末の細孔構造を分析したところ、
0.05〜25nmの平均細孔径を有する細孔の容積は
0.09cm3/gであり、これは全細孔容積の67%
であった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 43.8 m 2 / g. When the pore structure of the obtained tin oxide powder was analyzed by mercury intrusion method,
The volume of the pores having an average pore diameter of 0.05-25 nm is 0.09 cm 3 / g, which is 67% of the total pore volume
Met.
【0103】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は752mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 752 mAh / g.
【0104】実施例4 実施例1と同様にして作製したゲルを、電気炉を用いて
空気中1000℃で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 4 A gel prepared in the same manner as in Example 1 was fired at 1,000 ° C. for 1 hour in air using an electric furnace to obtain tin oxide powder.
【0105】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0106】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは15.0n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of this tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 15.0 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0107】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、20.6m2/gであった。水銀圧入法によ
り、得られた酸化錫粉末の細孔構造を分析したところ、
0.05〜25nmの平均細孔径を有する細孔の容積は
0.07cm3/gであり、これは全細孔容積の63%
であった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 20.6 m 2 / g. When the pore structure of the obtained tin oxide powder was analyzed by mercury intrusion method,
The volume of the pores having an average pore size of 0.05-25 nm is 0.07 cm 3 / g, which is 63% of the total pore volume
Met.
【0108】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は710mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 710 mAh / g.
【0109】実施例5 メタノール64.2g(2.0モル)に、塩化第一錫
(SnCl2)9.48g(0.05モル)、金属錫
5.94g(0.05モル)、および塩化マグネシウム
(MgCl2)1.05g(0.011モル)を還流し
ながら順次溶解させ、均一で透明な前駆体溶液を調製し
た。この前駆体溶液を濃縮して得られたゲルを、電気炉
を用いて空気中600℃で1時間焼成して酸化錫粉末を
得た。Example 5 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ), 5.94 g (0.05 mol) of metal tin, and 64.2 g (2.0 mol) of methanol 1.05 g (0.011 mol) of magnesium (MgCl 2 ) was sequentially dissolved under reflux to prepare a uniform and transparent precursor solution. The gel obtained by concentrating the precursor solution was baked at 600 ° C. for 1 hour in the air using an electric furnace to obtain tin oxide powder.
【0110】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化マグネシウムによる回折エックス線ピークが検出
されなかったことから、酸化マグネシウムは酸化錫粉末
中に均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス
線分析によると、酸化錫粉末中の錫とマグネシウムの比
率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to magnesium oxide was detected, it was found that magnesium oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to magnesium in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0111】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは4.8nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 4.8 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0112】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、31.3m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 31.3 m 2 / g.
【0113】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
698mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 698 mAh / g.
【0114】実施例6 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化チタン(TiCl4)2.09
g(0.011モル)を用いること以外は実施例5と同
様にして酸化錫粉末を得た。Example 6 1.05 g (0.01 g) of magnesium chloride (MgCl 2 )
1 mol) instead of titanium chloride (TiCl 4 ) 2.09
g (0.011 mol), except that tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 5.
【0115】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化チタンによる回折エックス線ピークが検出されな
かったことから、酸化チタンは酸化錫粉末中に均一に固
溶していることがわかった。蛍光エックス線分析による
と、酸化錫粉末中の錫とチタンの比率は、仕込み比とほ
ぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to titanium oxide was detected, it was found that titanium oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to titanium in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0116】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは16.4n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 16.4 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0117】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、18.2m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 18.2 m 2 / g.
【0118】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
705mAh/gであった。Using the above fired product, the above-described simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 705 mAh / g.
【0119】実施例7 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化バナジウム(VCl4)1.0
2g(0.0053モル)を用いること以外は実施例5
と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 7 1.05 g (0.01 g) of magnesium chloride (MgCl 2 )
1 mol) instead of vanadium chloride (VCl 4 ) 1.0
Example 5 except that 2 g (0.0053 mol) was used.
In the same manner as described above, a tin oxide powder was obtained.
【0120】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化バナジウムによる回折エックス線ピークが検出さ
れなかったことから、酸化バナジウムは酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫とバナジウムの比率は、
仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to vanadium oxide was detected, it was found that vanadium oxide was uniformly dissolved in tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin and vanadium in the tin oxide powder is
It almost coincided with the charging ratio.
【0121】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは15.3n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 15.3 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0122】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、14.9m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 14.9 m 2 / g.
【0123】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
710mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 710 mAh / g.
【0124】実施例8 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化ニオブ(NbCl5)1.43
g(0.0053モル)を用いること以外は実施例5と
同様にして酸化錫粉末を得た。Example 8 1.05 g (0.01 g) of magnesium chloride (MgCl 2 )
Instead of niobium chloride 1 mole) (NbCl 5) 1.43
A tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 5 except that g (0.0053 mol) was used.
【0125】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化ニオブによる回折エックス線ピークが検出されな
かったことから、酸化ニオブは酸化錫粉末中に均一に固
溶していることがわかった。蛍光エックス線分析による
と、酸化錫粉末中の錫とニオブの比率は、仕込み比とほ
ぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to niobium oxide was detected, it was found that niobium oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to niobium in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0126】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは17.7n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 17.7 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0127】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、15.6m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 15.6 m 2 / g.
【0128】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
708mAh/gであった。Using the above fired product, the above-described simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 708 mAh / g.
【0129】実施例9 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化セリウム(CeCl3)2.7
1g(0.0011モル)を用いること以外は実施例5
と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 9 Magnesium chloride (MgCl 2 ) 1.05 g (0.01
(1 mol) instead of cerium chloride (CeCl 3 ) 2.7
Example 5 except that 1 g (0.0011 mol) was used.
In the same manner as described above, a tin oxide powder was obtained.
【0130】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化セリウムによる回折エックス線ピークが検出され
なかったことから、酸化セリウムは酸化錫粉末中に均一
に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分析に
よると、酸化錫粉末中の錫とセリウムの比率は、仕込み
比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Since no diffraction X-ray peak due to cerium oxide was detected, it was found that cerium oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to cerium in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0131】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは17.7n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 17.7 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0132】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、15.6m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 15.6 m 2 / g.
【0133】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
708mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 708 mAh / g.
【0134】実施例10 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化アルミニウム(AlCl3)
1.47g(0.011モル)を用いること以外は実施
例5と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 10 Magnesium chloride (MgCl 2 ) 1.05 g (0.01
1 mol) instead of aluminum chloride (AlCl 3 )
A tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 5, except that 1.47 g (0.011 mol) was used.
【0135】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化アルミニウムによる回折エックス線ピークが検出
されなかったことから、酸化アルミニウムは酸化錫粉末
中に均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス
線分析によると、酸化錫粉末中の錫とアルミニウムの比
率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to aluminum oxide was detected, it was found that aluminum oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to aluminum in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0136】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは10.4n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 10.4 n
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0137】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、20.0m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 20.0 m 2 / g.
【0138】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
705mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 705 mAh / g.
【0139】実施例11 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりにトリメトキシボロン(B(OC
H3)3)2.71g(0.021モル)およびトリエト
キシホスホリル(PO(OEt)3)3.83g(0.
021モル)を用いること以外は実施例5と同様にして
酸化錫粉末を得た。Example 11 Magnesium chloride (MgCl 2 ) 1.05 g (0.01
1 mol) instead of trimethoxyboron (B (OC
H 3) 3) 2.71g (0.021 mol) and triethoxysilane phosphoryl (PO (OEt) 3) 3.83g (0.
021 mol) in the same manner as in Example 5 to obtain a tin oxide powder.
【0140】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化ほう素あるいは酸化燐による回折エックス線ピー
クが検出されなかったことから、酸化ほう素および酸化
燐は酸化錫粉末中に均一に固溶していることがわかっ
た。蛍光エックス線分析によると、酸化錫粉末中の錫と
ほう素の比率および錫と燐の比率は、各々仕込み比とほ
ぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to boron oxide or phosphorus oxide was detected, it was found that boron oxide and phosphorus oxide were uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to boron and the ratio of tin to phosphorus in the tin oxide powder were almost the same as the charged ratios.
【0141】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは2.1nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 2.1 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0142】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、32.7m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 32.7 m 2 / g.
【0143】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
725mAh/gであった。Using the fired product, the simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. The discharge capacity was 725 mAh / g.
【0144】実施例12 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりにトリメトキシボロン(B(OC
H3)3)2.71g(0.021モル)、トリエトキシ
ホスホリル(PO(OEt)3)3.83g(0.02
1モル)および三塩化アンチモン(SbCl3)1.2
1g(0.0053モル)を用いること以外は実施例5
と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 12 1.05 g (0.01 g of magnesium chloride (MgCl 2 ))
1 mol) instead of trimethoxyboron (B (OC
H 3 ) 3 ) 2.71 g (0.021 mol), triethoxyphosphoryl (PO (OEt) 3 ) 3.83 g (0.02 mol)
1 mol) and antimony trichloride (SbCl 3 ) 1.2
Example 5 except that 1 g (0.0053 mol) was used.
In the same manner as described above, a tin oxide powder was obtained.
【0145】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化ほう素あるいは酸化燐あるいは酸化アンチモンに
よる回折エックス線ピークが検出されなかったことか
ら、酸化ほう素、酸化燐および酸化アンチモンは酸化錫
粉末中に均一に固溶していることがわかった。蛍光エッ
クス線分析によると、酸化錫粉末中の錫とほう素の比
率、錫と燐の比率および錫とアンチモンの比率は、各々
仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to boron oxide, phosphorus oxide or antimony oxide was detected, it was found that boron oxide, phosphorus oxide and antimony oxide were uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin and boron, the ratio of tin and phosphorus, and the ratio of tin and antimony in the tin oxide powder were almost equal to the charged ratios.
【0146】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは2.5nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 2.5 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0147】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、33.3m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 33.3 m 2 / g.
【0148】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
730mAh/gであった。The simplified battery cell was prepared using the above fired product, and a charge / discharge cycle test was performed. As a result, the discharge capacity was 730 mAh / g.
【0149】実施例13 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりにテトラエトキシシラン(Si(0C
2H5)4)8.98g(0.043モル)を用いること
以外は実施例5と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 13 Magnesium chloride (MgCl 2 ) 1.05 g (0.01
1 mole) instead of tetraethoxysilane (Si (0C
2 H 5) 4) except using 8.98 g (0.043 mol) was obtained tin oxide powder in the same manner as in Example 5.
【0150】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化珪素による回折エックス線ピークが検出されなか
ったことから、酸化珪素は酸化錫粉末中に均一に固溶し
ていることがわかった。蛍光エックス線分析によると、
酸化錫粉末中の錫と珪素の比率は、仕込み比とほぼ一致
していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Since no diffraction X-ray peak due to silicon oxide was detected, it was found that silicon oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis,
The ratio of tin to silicon in the tin oxide powder was almost equal to the charge ratio.
【0151】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは1.9nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 1.9 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0152】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、38.4m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 38.4 m 2 / g.
【0153】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
728mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 728 mAh / g.
【0154】実施例14 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化アンチモン(SbCl3)1.
21g(0.0053モル)を用いること以外は実施例
5と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 14 1.05 g (0.01 g of magnesium chloride (MgCl 2 ))
1 mol) instead of antimony chloride (SbCl 3 ).
A tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 5 except that 21 g (0.0053 mol) was used.
【0155】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た酸化アンチモンによる回折エックス線ピークが検出さ
れなかったことから、酸化アンチモンは酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫とアンチモンの比率は、
仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide was detected, it was found that antimony oxide was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder is
It almost coincided with the charging ratio.
【0156】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは17.3n
mであり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致し
た。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 17.3 n.
m, which was also consistent with the observation result by the transmission electron microscope.
【0157】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、13.8m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 13.8 m 2 / g.
【0158】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
703mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 703 mAh / g.
【0159】実施例15 塩化マグネシウム(MgCl2)1.05g(0.01
1モル)の代わりに塩化セレン(SeCl4)2.43
g(0.011モル)を用いること以外は実施例5と同
様にして酸化錫粉末を得た。Example 15 Magnesium chloride (MgCl 2 ) 1.05 g (0.01
1 mol) instead of selenium chloride (SeCl 4 ) 2.43
g (0.011 mol), except that tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 5.
【0160】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
たセレンによる回折エックス線ピークが検出されなかっ
たことから、セレンは酸化錫粉末中に均一に固溶してい
ることがわかった。蛍光エックス線分析によると、酸化
錫粉末中の錫とセレンの比率は、仕込み比とほぼ一致し
ていた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to selenium was detected, it was found that selenium was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to selenium in the tin oxide powder was almost equal to the charging ratio.
【0161】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは6.2nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 6.2 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0162】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、26.5m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 26.5 m 2 / g.
【0163】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
695mAh/gであった。Using the above fired product, the above-mentioned simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 695 mAh / g.
【0164】実施例16 塩化第一錫(SnCl2)9.48g(0.05モル)
と金属錫5.94g(0.05モル)の代わりに塩化第
一錫(SnCl2)18.96g(0.10モル)を用
いること以外は実施例2と同様にして酸化錫粉末を得
た。Example 16 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 )
A tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 2, except that 18.96 g (0.10 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ) was used instead of 5.94 g (0.05 mol) of metal tin. .
【0165】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかっく。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. In addition, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that there was no segregation of the second component element, antimony and silicon, and that the second component element was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0166】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは2.7nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 2.7 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0167】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、45.1m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 45.1 m 2 / g.
【0168】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は750mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 750 mAh / g.
【0169】実施例17 塩化第一錫(SnCl2)9.48g(0.05モル)
と金属錫5.94g(0.05モル)の代わりに塩化第
一錫の二水和物(SnCl2・2H2O)22.56g
(0.10モル)を用いること以外は実施例2と同様に
して酸化錫粉末を得た。Example 17 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 )
And stannous chloride dihydrate (SnCl 2 .2H 2 O) 22.56 g instead of 5.94 g (0.05 mol) of metal tin
(0.10 mol), except that tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 2.
【0170】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0171】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは3.5nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 3.5 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0172】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、46.3m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 46.3 m 2 / g.
【0173】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は748mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 748 mAh / g.
【0174】実施例18 メタノール64.2g(2.0モル)の代わりにエタノ
ール92.0g(2.0モル)を用いること以外は実施
例2と同様にして酸化錫粉末を得た。Example 18 A tin oxide powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that 92.0 g (2.0 mol) of ethanol was used instead of 64.2 g (2.0 mol) of methanol.
【0175】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0176】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは5.3nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 5.3 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0177】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、38.7m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 38.7 m 2 / g.
【0178】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は740mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 740 mAh / g.
【0179】実施例19 メタノール64.2g(2.0モル)に、塩化第一錫
(SnCl2)9.48g(0.05モル)、金属錫
5.94g(0.05モル)、テトラエトキシシラン
(Si(0C2H5)4)2.30g(0.011モル)
および三塩化アンチモン(SbCl3)1.21g
(0.0053モル)を還流しながら順次溶解させ、均
一で透明な前駆体溶液を調製した。この前駆体溶液に2
8%アンモニア水37.5gを加えることによりゲルを
得た。このゲルを濾別、乾燥した後、電気炉を用いて空
気中600℃で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 19 Into 64.2 g (2.0 mol) of methanol, 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ), 5.94 g (0.05 mol) of metal tin, and tetraethoxy 2.30 g (0.011 mol) of silane (Si (0C 2 H 5 ) 4 )
And 1.21 g of antimony trichloride (SbCl 3 )
(0.0053 mol) was sequentially dissolved under reflux to prepare a uniform and transparent precursor solution. Add 2 to this precursor solution
A gel was obtained by adding 37.5 g of 8% aqueous ammonia. This gel was separated by filtration and dried, and then calcined at 600 ° C. for 1 hour in the air using an electric furnace to obtain a tin oxide powder.
【0180】粉末エックス線蚊折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0181】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは6.1nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 6.1 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0182】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、42.5m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 42.5 m 2 / g.
【0183】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は745mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 745 mAh / g.
【0184】実施例20 メタノール64.2g(2.0モル)に、塩化第一錫
(SnCl2)9.4〓g(0.05モル)、金属錫
5.94g(0.05モル)、テトラエトキシシラン
(Si(0C2H5)4)2.30g(0.011モル)
および三塩化アンチモン(SbCl3)1.21g
(0.0053モル)を還流しながら順次溶解させ、均
一で透明な前駆体溶液を調製した。この前駆体溶液に、
水25gに尿素18gを溶解した尿素水溶液を加え、攪
はんしながら60℃で12時間加熱することによりゲル
を得た。このゲルを濾別、乾燥した後、電気炉を用いて
空気中600℃で1時間焼成して酸化錫粉末を得た。Example 20 To 64.2 g (2.0 mol) of methanol was added 9.4 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ), 5.94 g (0.05 mol) of metallic tin, 2.30 g (0.011 mol) of tetraethoxysilane (Si (0C 2 H 5 ) 4 )
And 1.21 g of antimony trichloride (SbCl 3 )
(0.0053 mol) was sequentially dissolved under reflux to prepare a uniform and transparent precursor solution. In this precursor solution,
A urea aqueous solution in which 18 g of urea was dissolved in 25 g of water was added, and the mixture was heated at 60 ° C. for 12 hours with stirring to obtain a gel. This gel was separated by filtration and dried, and then calcined at 600 ° C. for 1 hour in the air using an electric furnace to obtain a tin oxide powder.
【0185】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。ま
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Further, since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0186】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは5.7nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 5.7 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0187】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、42.5m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 42.5 m 2 / g.
【0188】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は738mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was fabricated and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 738 mAh / g.
【0189】実施例21 メタノール64.2g(2.0モル)に、塩化第一錫
(SnCl2)9.48g(0.05モル)、金属錫
5.94g(0.05モル)、テトラエトキシシラン
(Si(0C2H5)4)2.30g(0.011モル)
および三塩化アンチモン(SbCl3)1.21g
(0.0053モル)を還流しながら順次溶解させ、均
一で透明な前駆体溶液を調製した。この前駆体溶液を濃
縮し、粘ちょうとなった前駆体溶液を紡糸して繊維径5
0μmのゲル繊維を得た。このゲル繊維を乳鉢にて粉砕
した後、電気炉を用いて空気中280℃で1時間焼成し
て平均粒子径40μmの酸化錫粉末を得た。Example 21 To 64.2 g (2.0 mol) of methanol, 9.48 g (0.05 mol) of stannous chloride (SnCl 2 ), 5.94 g (0.05 mol) of metal tin, and tetraethoxy 2.30 g (0.011 mol) of silane (Si (0C 2 H 5 ) 4 )
And 1.21 g of antimony trichloride (SbCl 3 )
(0.0053 mol) was sequentially dissolved under reflux to prepare a uniform and transparent precursor solution. The precursor solution was concentrated, and the viscous precursor solution was spun to obtain a fiber diameter of 5%.
A gel fiber of 0 μm was obtained. After the gel fibers were pulverized in a mortar, they were fired in an air at 280 ° C. for 1 hour using an electric furnace to obtain tin oxide powder having an average particle diameter of 40 μm.
【0190】粉末エックス線回折の結果、得られた酸化
錫粉末はルチル構造を有する結晶質酸化錫であった。の
た、酸化アンチモンまたは酸化珪素による回折エックス
線ピークが検出されなかったことから、第2成分元素で
あるアンチモン及び珪素の偏析はなく、酸化錫粉末中に
均一に固溶していることがわかった。蛍光エックス線分
析によると、酸化錫粉末中の錫と珪素の比率、および錫
とアンチモンの比率は、仕込み比とほぼ一致していた。As a result of powder X-ray diffraction, the obtained tin oxide powder was crystalline tin oxide having a rutile structure. Since no diffraction X-ray peak due to antimony oxide or silicon oxide was detected, it was found that the second component element, antimony and silicon, did not segregate and was uniformly dissolved in the tin oxide powder. . According to the fluorescent X-ray analysis, the ratio of tin to silicon and the ratio of tin to antimony in the tin oxide powder were almost the same as the charging ratio.
【0191】この酸化錫粉末の(211)面からの回折
エックス線ピークより求めた結晶子サイズは6.3nm
であり、透過電子顕微鏡による観察結果とも一致した。The crystallite size of the tin oxide powder determined from the diffraction X-ray peak from the (211) plane was 6.3 nm.
And also agreed with the observation result by the transmission electron microscope.
【0192】BET法により求めたこの酸化錫粉末の比
表面積は、39.8m2/gであった。The specific surface area of the tin oxide powder determined by the BET method was 39.8 m 2 / g.
【0193】この酸化錫粉末を用いて前記簡易型電池セ
ルを作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容
量は740mAh/gであった。Using the tin oxide powder, the simplified battery cell was manufactured and subjected to a charge / discharge cycle test. As a result, the discharge capacity was 740 mAh / g.
【0194】比較例1 市販の二酸化錫(SnO2)粉末12.1g(0.08
モル)、二酸化珪素(SiO2)粉末2.04g(0.
034モル)および酸化アンチモン(Sb2O3)粉末
1.22g(0.0042モル)を回転ボールミルにて
8時間混合した。この混合粉末を空気中、600℃で1
時間焼成した。得られた焼成物の粉末エックス線回折を
行った結果、SnO2、SiO2およびSb2O3の回折エ
ックス線ピークが検出された。走査電子顕微鏡により組
織観察したところ、焼成物中の酸化珪素と酸化錫はそれ
ぞれ大きな粒子として存在しており、組成が不均一であ
ることがャ かった。Comparative Example 1 12.1 g (0.08 g) of commercially available tin dioxide (SnO 2 ) powder
Mol), 2.04 g of silicon dioxide (SiO 2 ) powder (0.
034 mol) and antimony oxide (Sb 2 O 3) were mixed for 8 hours powder 1.22g of (0.0042 mol) in rotation ball mill. This mixed powder is placed in air at 600 ° C. for 1 hour.
Fired for hours. As a result of performing powder X-ray diffraction of the obtained fired product, diffraction X-ray peaks of SnO 2 , SiO 2 and Sb 2 O 3 were detected. When the structure was observed with a scanning electron microscope, it was found that silicon oxide and tin oxide in the fired product were each present as large particles, and the composition was not uniform.
【0195】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
325mAh/gであり、本発明の酸化錫系負極活物質
と比較して、低かった。The above-described fired product was used to fabricate the simplified battery cell, and a charge / discharge cycle test was performed. As a result, the discharge capacity was 325 mAh / g, which was lower than the tin oxide-based negative electrode active material of the present invention. Was.
【0196】比較例2 市販の二酸化錫(SnO2)粉末12.1g(0.08
モル)、二酸化珪素(SiO2)粉末2.04g(0.
034モル)および酸化アンチモン(Sb2O3)粉末
1.22g(0.0042モル)を回転ボールミルにて
8時間混合した。この混合粉末を空気中、1000℃で
12時間焼成した。得られた焼成物の粉末エックス線回
折を行った結果、SnO2の回折エックス線ピークのほ
かにSiO2の回折エックス線ピークが検出された。Comparative Example 2 12.1 g (0.08 g) of commercially available tin dioxide (SnO 2 ) powder
Mol), 2.04 g of silicon dioxide (SiO 2 ) powder (0.
034 mol) and antimony oxide (Sb 2 O 3) were mixed for 8 hours powder 1.22g of (0.0042 mol) in rotation ball mill. This mixed powder was fired in air at 1000 ° C. for 12 hours. As a result of powder X-ray diffraction of the obtained fired product, a diffraction X-ray peak of SiO 2 was detected in addition to a diffraction X-ray peak of SnO 2 .
【0197】BET法により求めたこの焼成物の比表面
積は、9.8m2/gであり、本発明の酸化錫粉末と比
較して低かった。The specific surface area of the calcined product determined by the BET method was 9.8 m 2 / g, which was lower than that of the tin oxide powder of the present invention.
【0198】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
375mAh/gであり、やはり本発明の酸化錫系負極
活物質と比較して低かった。The above-described simplified battery cell was prepared using the fired product, and subjected to a charge / discharge cycle test. The discharge capacity was 375 mAh / g, which was also lower than the tin oxide-based negative electrode active material of the present invention. Was.
【0199】比較例3 水100gに四塩化錫(SnCl4)26.5g(0.
10モル)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)
4)2.30g(0.011モル)および三塩化アンチ
モン(SbCl3)1.21g(0.0053モル)を
溶解し、この溶液に28%アンモニア水37.5gを加
えることにより沈澱を生成させた。この沈澱を濾別、乾
燥した後、電気炉を用いて空気中600℃で1時間焼成
した。得られた焼成物の粉末エックス線回折を行った結
果、SnO2の回折エックス線ピークのほかにSiO2の
回折エックス線ピークが検出された。走査電子顕微鏡に
より組織観察したところ、焼成物中に酸化珪素の偏析が
確認され、組成が不均一であることが分かった。Comparative Example 3 Tin tetrachloride (SnCl 4 ) 26.5 g (0.
10 mol), tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 )
4 ) 2.30 g (0.011 mol) and 1.21 g (0.0053 mol) of antimony trichloride (SbCl 3 ) were dissolved, and a precipitate was formed by adding 37.5 g of 28% aqueous ammonia to this solution. Was. After the precipitate was separated by filtration and dried, it was baked at 600 ° C. for 1 hour in the air using an electric furnace. As a result of powder X-ray diffraction of the obtained fired product, a diffraction X-ray peak of SiO 2 was detected in addition to a diffraction X-ray peak of SnO 2 . When the structure was observed with a scanning electron microscope, segregation of silicon oxide was confirmed in the fired product, and the composition was found to be non-uniform.
【0200】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
320mAh/gであり、本発明の酸化錫系負極活物質
と比較して、低かった。The above-described fired product was used to fabricate the simplified battery cell, and a charge / discharge cycle test was performed. As a result, the discharge capacity was 320 mAh / g, which was lower than the tin oxide-based negative electrode active material of the present invention. Was.
【0201】比較例4 水100gに四塩化錫(SnCl4)26.5g(0.
10モル)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)
4)2.30g(0.011モル)および三塩化アンチ
モン(SbCl3)1.21g(0.0053モル)を
溶解し、この溶液に28%アンモニア水37.5gを加
えることにより沈澱を生成させた。この沈澱を濾別、乾
燥した後、電気炉を用いて空気中1000℃で12時間
焼成した。得られた焼成物の粉末エックス線回折を行っ
た結果、SnO2の回折エックス線ピークが検出され
た。走査電子顕微鏡により組織観察したところ、焼成物
中に酸化珪素の偏析などは特に認められなかった。Comparative Example 4 Tin tetrachloride (SnCl 4 ) 26.5 g (0.
10 mol), tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 )
4 ) 2.30 g (0.011 mol) and 1.21 g (0.0053 mol) of antimony trichloride (SbCl 3 ) were dissolved, and a precipitate was formed by adding 37.5 g of 28% aqueous ammonia to this solution. Was. After the precipitate was separated by filtration and dried, the precipitate was calcined in air at 1000 ° C. for 12 hours using an electric furnace. As a result of powder X-ray diffraction of the obtained fired product, a diffraction X-ray peak of SnO 2 was detected. When the structure was observed with a scanning electron microscope, no segregation of silicon oxide was found in the fired product.
【0202】BET法により求めたこの焼成物の比表面
積は、7.8m2/gであり、本発明の酸化錫粉末と比
較して低かった。The specific surface area of the fired product determined by the BET method was 7.8 m 2 / g, which was lower than that of the tin oxide powder of the present invention.
【0203】上記焼成物を用いて前記簡易型電池セルを
作製し、充放電サイクル試験を行ったところ放電容量は
369mAh/gであり、やはり本発明の酸化錫系負極
活物質と比較して低かった。The above-described fired product was used to fabricate the simplified battery cell, and a charge-discharge cycle test was conducted. The discharge capacity was 369 mAh / g, which was also lower than the tin oxide-based negative electrode active material of the present invention. Was.
Claims (3)
錫、並びに有機溶媒可溶性アルカリ土類金属化合物、有
機溶媒可溶性希土類元素化合物、有機溶媒可溶性遷移元
素化合物、有機溶媒可溶性周期律表13族元素化合物、
有機溶媒可溶性周期律表14族元素化合物(有機溶媒可
溶性錫化合物を除く)、有機溶媒可溶性周期律表15族
元素化合物および有機溶媒可溶性カルコゲン元素化合物
からなる群より選ばれた少なくとも一種の可溶性化合物
を有機溶媒に溶解して前駆体溶液とした後、該前駆体溶
液よりゲルを生成せしめ、次いでこのゲルを焼成するこ
とを特徴とする酸化錫粉末の製造方法。An organic solvent-soluble tin compound and / or metallic tin, an organic solvent-soluble alkaline earth metal compound, an organic solvent-soluble rare earth element compound, an organic solvent-soluble transition element compound, and an organic solvent-soluble periodic table group 13 element compound ,
At least one soluble compound selected from the group consisting of organic solvent-soluble periodic table group 14 element compounds (excluding organic solvent-soluble tin compounds), organic solvent-soluble periodic table group 15 element compounds, and organic solvent-soluble chalcogen element compounds; A method for producing a tin oxide powder, comprising dissolving in an organic solvent to form a precursor solution, forming a gel from the precursor solution, and then firing the gel.
酸化錫粉末からなる非水二次電池用負極活物質。2. A negative electrode active material for a non-aqueous secondary battery, comprising a tin oxide powder obtained by the production method according to claim 1.
極活物質を集電体に接合してなる負極と、リチウムイオ
ンを吸蔵、放出することが可能な材料からなる正極活物
質を集電体に接合してなる正極とが、セパレータを介し
て非水電解液と共に電池容器内に収納されていることを
特徴とする非水電解液二次電池。3. A negative electrode obtained by bonding the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2 to a current collector, and a positive electrode active material comprising a material capable of inserting and extracting lithium ions. A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that a positive electrode formed by bonding a positive electrode to a current collector is housed in a battery container together with a non-aqueous electrolyte through a separator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076164A JPH10273321A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method for producing tin oxide powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076164A JPH10273321A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method for producing tin oxide powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273321A true JPH10273321A (en) | 1998-10-13 |
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|---|---|---|---|
| JP9076164A Pending JPH10273321A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Method for producing tin oxide powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273321A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002137920A (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Tokuyama Corp | Tin-based oxide and method for producing the same |
| KR100748786B1 (en) | 2006-05-08 | 2007-08-13 | 현대자동차주식회사 | Manufacturing method of tin oxide for smoke sensor and automobile smoke sensor |
| CN102502794A (en) * | 2011-10-28 | 2012-06-20 | 安徽师范大学 | Preparation method of porous nano tin dioxide |
| WO2016098399A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | 三井金属鉱業株式会社 | Halogen-containing tin oxide particles and production method thereof |
| RU2595697C2 (en) * | 2011-01-27 | 2016-08-27 | Ханивелл Интернешнл Инк. | Method of producing high purity stannous oxide |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9076164A patent/JPH10273321A/en active Pending
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| US10329161B2 (en) | 2014-12-19 | 2019-06-25 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Halogen-containing tin oxide particles and production method thereof |
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