JPH11102705A - 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池 - Google Patents
負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池Info
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- JPH11102705A JPH11102705A JP10214603A JP21460398A JPH11102705A JP H11102705 A JPH11102705 A JP H11102705A JP 10214603 A JP10214603 A JP 10214603A JP 21460398 A JP21460398 A JP 21460398A JP H11102705 A JPH11102705 A JP H11102705A
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた負
極材料を提供し、大きな容量を有する非水電解液二次電
池を提供する。 【解決手段】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化合物を
主体とする負極２と、リチウムを含む複合金属酸化物又
はリチウムを含む層間化合物を主体とする正極１と、非
水電解液とからなることを特徴とする非水電解液二次電
池。
極材料を提供し、大きな容量を有する非水電解液二次電
池を提供する。 【解決手段】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化合物を
主体とする負極２と、リチウムを含む複合金属酸化物又
はリチウムを含む層間化合物を主体とする正極１と、非
水電解液とからなることを特徴とする非水電解液二次電
池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムをドープ
・脱ドープ可能な負極材料に関するものであり、これを
用いた非水電解液二次電池に関するものである。
・脱ドープ可能な負極材料に関するものであり、これを
用いた非水電解液二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術の進歩に伴い、カメラ一
体型ビデオテープレコーダー、携帯電話、ラップトップ
コンピューター等の小型のポータブル電子機器が開発さ
れ、これらを使用するためのポータブル電源として、小
型かつ軽量で高エネルギー密度を有する二次電池の開発
が強く要請されている。
体型ビデオテープレコーダー、携帯電話、ラップトップ
コンピューター等の小型のポータブル電子機器が開発さ
れ、これらを使用するためのポータブル電源として、小
型かつ軽量で高エネルギー密度を有する二次電池の開発
が強く要請されている。
【０００３】このような要請に応える二次電池として
は、理論上高電圧を発生できかつ高エネルギー密度を有
するリチウム、ナトリウム、アルミニウム等の軽金属を
負極活物質として用いる非水電解液二次電池が期待され
ている。中でも、非水電解液リチウム二次電池は、取扱
い性が良好で、高出力及び高エネルギー密度を達成でき
ることから、活発に研究開発が行われている。
は、理論上高電圧を発生できかつ高エネルギー密度を有
するリチウム、ナトリウム、アルミニウム等の軽金属を
負極活物質として用いる非水電解液二次電池が期待され
ている。中でも、非水電解液リチウム二次電池は、取扱
い性が良好で、高出力及び高エネルギー密度を達成でき
ることから、活発に研究開発が行われている。
【０００４】ところで、これらリチウム金属等の軽金属
をそのまま非水電解液二次電池の負極材料として用いた
場合には、充電過程において負極に軽金属がデンドライ
ト状に析出しやすくなり、デンドライトの先端で電流密
度が非常に高くなる。このため、非水電解液の分解など
によりサイクル寿命が低下したり、また、過度にデンド
ライトが成長して電池の内部短絡が発生したりするとい
う問題があった。
をそのまま非水電解液二次電池の負極材料として用いた
場合には、充電過程において負極に軽金属がデンドライ
ト状に析出しやすくなり、デンドライトの先端で電流密
度が非常に高くなる。このため、非水電解液の分解など
によりサイクル寿命が低下したり、また、過度にデンド
ライトが成長して電池の内部短絡が発生したりするとい
う問題があった。
【０００５】そこで、そのようなデンドライト状の金属
の析出を防止するため、負極にこれらリチウム金属を単
にそのまま使用するのではなく、黒鉛層間へのリチウム
イオンのインターカレーション反応を利用した黒鉛材
料、或いは細孔中へのリチウムイオンのドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料が使用されている。
の析出を防止するため、負極にこれらリチウム金属を単
にそのまま使用するのではなく、黒鉛層間へのリチウム
イオンのインターカレーション反応を利用した黒鉛材
料、或いは細孔中へのリチウムイオンのドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インタ
ーカレーション反応を利用した黒鉛材料では、第１ステ
ージ黒鉛層間化合物の組成Ｃ6Ｌｉに規定されるよう
に、負極容量に上限が存在する。また、ドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料において、その微小な細孔
構造を制御することは、工業的に困難であるとともに、
炭素質材料の比重の低下をもたらし、単位体積当たりの
負極容量の向上に対して有効な手段とはなり得ない。
ーカレーション反応を利用した黒鉛材料では、第１ステ
ージ黒鉛層間化合物の組成Ｃ6Ｌｉに規定されるよう
に、負極容量に上限が存在する。また、ドープ・脱ドー
プ作用を応用した炭素質材料において、その微小な細孔
構造を制御することは、工業的に困難であるとともに、
炭素質材料の比重の低下をもたらし、単位体積当たりの
負極容量の向上に対して有効な手段とはなり得ない。
【０００７】このような理由から、現状の炭素材料で
は、今後の更なる電子機器使用の長時間化、電源の高エ
ネルギー密度化に対応することが困難と考えられ、より
リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた負極材料の開
発が望まれている。
は、今後の更なる電子機器使用の長時間化、電源の高エ
ネルギー密度化に対応することが困難と考えられ、より
リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた負極材料の開
発が望まれている。
【０００８】本発明は、このような課題を解決しようと
するものであり、よりリチウムのドープ・脱ドープ能力
に優れた負極材料を提供し、より大きな容量を有する非
水電解液二次電池を提供することを目的とするものであ
る。
するものであり、よりリチウムのドープ・脱ドープ能力
に優れた負極材料を提供し、より大きな容量を有する非
水電解液二次電池を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、シリコン、ゲ
ルマニウム、スズの少なくともいずれか１つと、窒素
と、酸素とを含む化合物が、リチウムのドープ・脱ドー
プ能力に優れた負極材料であることを見いだした。
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、シリコン、ゲ
ルマニウム、スズの少なくともいずれか１つと、窒素
と、酸素とを含む化合物が、リチウムのドープ・脱ドー
プ能力に優れた負極材料であることを見いだした。
【００１０】すなわち、本発明に係る負極材料は、シリ
コン、ゲルマニウム、スズの少なくともいずれか１つ
と、窒素と、酸素とを含む化合物であることを特徴とす
る。
コン、ゲルマニウム、スズの少なくともいずれか１つ
と、窒素と、酸素とを含む化合物であることを特徴とす
る。
【００１１】この化合物は、一般式ＭxＮyＯz （ＭはＳ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素であ
り、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、１．４
＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で表され
る。この化合物の具体例としては、例えば、Ｓｉ2Ｎ
2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏが挙げられる。
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素であ
り、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、１．４
＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で表され
る。この化合物の具体例としては、例えば、Ｓｉ2Ｎ
2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏが挙げられる。
【００１２】また、この化合物は、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウ
ムの少なくともいずれか１つを含有していてもよい。
ム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウ
ムの少なくともいずれか１つを含有していてもよい。
【００１３】シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくと
もいずれか１つと、窒素と酸素とからなる化合物では、
例えばシリコンと窒素とからなるチェア型６員環からな
る疑似平面が広がり、その平面間をシリコン−酸素−シ
リコン結合が架橋するように存在している。この層間が
リチウムのドープ・脱ドープサイトとして、１次元のト
ンネル状に形成されていると考えられる。したがって、
この化合物からなる負極材料は、従来の炭素質材料に比
べて大きなドープ・脱ドープ能力を有する。
もいずれか１つと、窒素と酸素とからなる化合物では、
例えばシリコンと窒素とからなるチェア型６員環からな
る疑似平面が広がり、その平面間をシリコン−酸素−シ
リコン結合が架橋するように存在している。この層間が
リチウムのドープ・脱ドープサイトとして、１次元のト
ンネル状に形成されていると考えられる。したがって、
この化合物からなる負極材料は、従来の炭素質材料に比
べて大きなドープ・脱ドープ能力を有する。
【００１４】一方、本発明に係る非水電解液二次電池
は、シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくともいずれ
か１つと、窒素と、酸素とを含む化合物を主体とする負
極と、正極と、非水電解液とからなることを特徴とす
る。
は、シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくともいずれ
か１つと、窒素と、酸素とを含む化合物を主体とする負
極と、正極と、非水電解液とからなることを特徴とす
る。
【００１５】負極に用いる化合物は、一般式ＭxＮyＯz
（ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元
素であり、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、
１．４＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で
表される。この化合物の具体例としては、例えば、Ｓｉ
2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏが挙げられる。
（ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元
素であり、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、
１．４＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で
表される。この化合物の具体例としては、例えば、Ｓｉ
2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏが挙げられる。
【００１６】また、この負極に用いる化合物は、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、アルミニウムの少なくともいずれか１つを含有して
もよい。これにより、負極材料の導電性を向上させるこ
とができる。
ム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、アルミニウムの少なくともいずれか１つを含有して
もよい。これにより、負極材料の導電性を向上させるこ
とができる。
【００１７】また、この負極材料に、導電剤として、炭
素質材料、金属粉、導電性ポリマーの少なくともいずれ
か１つを含有させるとよい。
素質材料、金属粉、導電性ポリマーの少なくともいずれ
か１つを含有させるとよい。
【００１８】本発明に係る非水電解液二次電池は、上述
したように、負極が大きなドープ・脱ドープ能力を有す
るため、大きな負極容量を得ることができ、適切な正極
と組み合わせることにより大きな容量を得ることが可能
となる。
したように、負極が大きなドープ・脱ドープ能力を有す
るため、大きな負極容量を得ることができ、適切な正極
と組み合わせることにより大きな容量を得ることが可能
となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る負極材料及び
非水電解液二次電池について詳細に説明する。
非水電解液二次電池について詳細に説明する。
【００２０】本発明に係る負極材料は、シリコン、ゲル
マニウム、スズの少なくともいずれか１つと、窒素と、
酸素とを含む化合物であることを特徴とする。
マニウム、スズの少なくともいずれか１つと、窒素と、
酸素とを含む化合物であることを特徴とする。
【００２１】この化合物は、一般式ＭxＮyＯz （ＭはＳ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素であ
り、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、１．４
＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で表され
る。
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素であ
り、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、１．４
＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で表され
る。
【００２２】この化合物の具体例としては、例えば、Ｓ
ｉ2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏ等が挙げられる。
ｉ2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2Ｎ2Ｏ等が挙げられる。
【００２３】また、この化合物には、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニ
ウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加して
もよい。例えば、Ｓｉ2-xＡｌxＮ2-xＯ1+xのように、Ｓ
ｉの一部をＡｌに置換するとよい。このように、４価の
元素の一部を１価や２価の他の元素に置換することにお
り、導電性を向上させることができる。
ウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニ
ウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加して
もよい。例えば、Ｓｉ2-xＡｌxＮ2-xＯ1+xのように、Ｓ
ｉの一部をＡｌに置換するとよい。このように、４価の
元素の一部を１価や２価の他の元素に置換することにお
り、導電性を向上させることができる。
【００２４】シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくと
もいずれか１つと、窒素と酸素とからなる化合物では、
例えばシリコンと窒素とからなるチェア型６員環からな
る疑似平面が広がり、その平面間をシリコン−酸素−シ
リコン結合が架橋するように存在している。この層間が
リチウムのドープ・脱ドープサイトとして、１次元のト
ンネル状に形成されていると考えられる。したがって、
この化合物からなる負極材料は、従来の炭素質材料に比
べて大きなドープ・脱ドープ能力を有する。
もいずれか１つと、窒素と酸素とからなる化合物では、
例えばシリコンと窒素とからなるチェア型６員環からな
る疑似平面が広がり、その平面間をシリコン−酸素−シ
リコン結合が架橋するように存在している。この層間が
リチウムのドープ・脱ドープサイトとして、１次元のト
ンネル状に形成されていると考えられる。したがって、
この化合物からなる負極材料は、従来の炭素質材料に比
べて大きなドープ・脱ドープ能力を有する。
【００２５】一方、本発明に係る非水電解液二次電池
は、上述したように、シリコン、ゲルマニウム、スズの
少なくともいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化
合物を主体とする負極と、例えばリチウムを含む複合金
属酸化物又はリチウムを含む層間化合物を主体とする正
極と、非水電解液とからなることを特徴とする。
は、上述したように、シリコン、ゲルマニウム、スズの
少なくともいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化
合物を主体とする負極と、例えばリチウムを含む複合金
属酸化物又はリチウムを含む層間化合物を主体とする正
極と、非水電解液とからなることを特徴とする。
【００２６】上述したように、この負極材料となる化合
物としては、例えば、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2
Ｎ2Ｏ等が挙げられる。
物としては、例えば、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、Ｓｎ2
Ｎ2Ｏ等が挙げられる。
【００２７】また、この負極材料に導電性がない場合若
しくは低い場合には、この負極材料に１価や２価の元
素、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウム、アルミニウム等のアルカリ金属又
はアルカリ土類金属等をドープすることにより、導電性
を向上させてもよい。例えば、Ｓｉ2-xＡｌxＮ2-xＯ1+x
のように、Ｓｉの一部をＡｌに置換するとよい。このよ
うに、一部を他の元素に置換した材料も好適に用いるこ
とができる。
しくは低い場合には、この負極材料に１価や２価の元
素、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウム、カルシウム、アルミニウム等のアルカリ金属又
はアルカリ土類金属等をドープすることにより、導電性
を向上させてもよい。例えば、Ｓｉ2-xＡｌxＮ2-xＯ1+x
のように、Ｓｉの一部をＡｌに置換するとよい。このよ
うに、一部を他の元素に置換した材料も好適に用いるこ
とができる。
【００２８】また、負極材料から負極を形成するに際し
て、結着剤とともに、炭素質材料、電気導導性のある金
属粉、導電性ポリマー等を導電剤として加えることによ
り、負極材料の導電性を確保してもよい。結着剤として
は、従来公知のものをいずれも使用できる。
て、結着剤とともに、炭素質材料、電気導導性のある金
属粉、導電性ポリマー等を導電剤として加えることによ
り、負極材料の導電性を確保してもよい。結着剤として
は、従来公知のものをいずれも使用できる。
【００２９】本発明に係る非水電解液二次電池は、上述
したように、シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくと
もいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化合物を主
体とする負極が、大きなドープ・脱ドープ能力を有す
る。したがって、このような負極材料を用いた非水電解
液二次電池においては、従来に比べて、体積当たりのエ
ネルギー密度を大幅に向上でき、高い負極容量を得るこ
とができる。
したように、シリコン、ゲルマニウム、スズの少なくと
もいずれか１つと、窒素と、酸素とからなる化合物を主
体とする負極が、大きなドープ・脱ドープ能力を有す
る。したがって、このような負極材料を用いた非水電解
液二次電池においては、従来に比べて、体積当たりのエ
ネルギー密度を大幅に向上でき、高い負極容量を得るこ
とができる。
【００３０】ところで、この負極材料を用いて非水電解
液二次電池を構成する場合、その正極は、十分なリチウ
ムを含んでいることが好ましい。例えば、一般式Ｌｉx
ＭＯ2（ただし、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎの少なくとも１
種を表し、０＜ｘ＜１である。）で表されるリチウム複
合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物が好適に
用いられる。特に、ＬｉＣｏＯ2を使用した場合には、
良好な特性を発揮する。
液二次電池を構成する場合、その正極は、十分なリチウ
ムを含んでいることが好ましい。例えば、一般式Ｌｉx
ＭＯ2（ただし、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎの少なくとも１
種を表し、０＜ｘ＜１である。）で表されるリチウム複
合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物が好適に
用いられる。特に、ＬｉＣｏＯ2を使用した場合には、
良好な特性を発揮する。
【００３１】リチウム複合金属酸化物は、リチウムの炭
酸塩、硝酸塩、酸化物、あるいは水酸化物と、コバル
ト、マンガン、あるいはニッケル等の炭酸塩、硝酸塩、
酸化物、あるいは水酸化物とを所望の組成に応じて粉砕
混合し、酸素雰囲気下で６００〜１０００℃の温度範囲
で焼成することにより調整することができる。
酸塩、硝酸塩、酸化物、あるいは水酸化物と、コバル
ト、マンガン、あるいはニッケル等の炭酸塩、硝酸塩、
酸化物、あるいは水酸化物とを所望の組成に応じて粉砕
混合し、酸素雰囲気下で６００〜１０００℃の温度範囲
で焼成することにより調整することができる。
【００３２】本発明に係る非水電解液二次電池は、高容
量を達成することを狙ったものであるので、上述した正
極は、定常状態（例えば、５回程度充放電を繰り返した
後）で、負極材料１ｇ当たり２５０ｍＡｈ以上の充放電
容量相当分のリチウムを含むことが必要で、３００ｍＡ
ｈ以上の充放電容量相当分のリチウムを含むことが好ま
しく、３５０ｍＡｈ以上の充放電容量相当分のリチウム
を含むことがより好ましい。なお、リチウムは、必ずし
も正極材料から全て供給される必要はなく、要は電池系
内に負極材料１ｇ当たり２５０ｍＡｈ以上の充放電容量
相当分のリチウムが存在すればよい。また、このリチウ
ム量は、電池の放電容量を測定することによって判断す
ることとする。
量を達成することを狙ったものであるので、上述した正
極は、定常状態（例えば、５回程度充放電を繰り返した
後）で、負極材料１ｇ当たり２５０ｍＡｈ以上の充放電
容量相当分のリチウムを含むことが必要で、３００ｍＡ
ｈ以上の充放電容量相当分のリチウムを含むことが好ま
しく、３５０ｍＡｈ以上の充放電容量相当分のリチウム
を含むことがより好ましい。なお、リチウムは、必ずし
も正極材料から全て供給される必要はなく、要は電池系
内に負極材料１ｇ当たり２５０ｍＡｈ以上の充放電容量
相当分のリチウムが存在すればよい。また、このリチウ
ム量は、電池の放電容量を測定することによって判断す
ることとする。
【００３３】本発明で用いられる非水電解液は、有機溶
媒と電解質とを適宜組み合わせて調製されるが、これら
有機溶媒や電解質としては、この種の電池に用いられる
ものであればいずれも使用可能である。
媒と電解質とを適宜組み合わせて調製されるが、これら
有機溶媒や電解質としては、この種の電池に用いられる
ものであればいずれも使用可能である。
【００３４】例示するならば、有機溶媒としては、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネイト、ジエチル
カーボネイト、メチルエチルカーボネイト、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、２−メチルテトラヒ
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、プロピルニトリル、
アニソール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル等を
使用することができ、１種類を単独で用いても、２種類
以上混合して使用してもよい。
ピレンカーボネート、エチレンカーボネイト、ジエチル
カーボネイト、メチルエチルカーボネイト、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、２−メチルテトラヒ
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、プロピルニトリル、
アニソール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル等を
使用することができ、１種類を単独で用いても、２種類
以上混合して使用してもよい。
【００３５】電解質としては、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓ
Ｆ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、Ｌｉ
ＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の
リチウム塩を使用することができる。
Ｆ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、Ｌｉ
ＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の
リチウム塩を使用することができる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて
説明する。
説明する。
【００３７】＜負極容量の評価＞実施例１ まず始めに、試薬の非晶質ＳｉＯ2（平均粒径約１０μ
ｍ）と、試薬のＳｉ（平均粒径約１μｍ）をモル比で
１：３となるように秤量し、メノウ乳鉢で混合した。こ
の混合物を、アルミナのボートに入れ、管状電気炉にて
１４５０℃で５時間、窒素流量５リットル／分で熱処理
した。
ｍ）と、試薬のＳｉ（平均粒径約１μｍ）をモル比で
１：３となるように秤量し、メノウ乳鉢で混合した。こ
の混合物を、アルミナのボートに入れ、管状電気炉にて
１４５０℃で５時間、窒素流量５リットル／分で熱処理
した。
【００３８】得られた化合物は、メノウ乳鉢で粉砕し、
Ｘ線回折測定を行ったところ、回折ピークのｄ値（面間
隔距離）及び相対強度が文献値とほぼ一致することか
ら、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同定された。
Ｘ線回折測定を行ったところ、回折ピークのｄ値（面間
隔距離）及び相対強度が文献値とほぼ一致することか
ら、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同定された。
【００３９】次に、このＳｉ2Ｎ2Ｏに、導電剤として人
造黒鉛をＳｉ2Ｎ2Ｏ：人造黒鉛＝２：１の割合で混合
し、試料を作製した。この試料をアルゴンガス雰囲気中
１２０℃にて２時間乾燥させた後、バインダーとして試
料の１０重量％のポリフッ化ビニリデンを加え、ジメチ
ルホルムアミドを溶媒として混合、乾燥して負極合剤を
調製した。そして、この負極合剤３７ｍｇを集電体であ
るニッケルメッシュとともに直径１５．５ｍｍのペレッ
トに成型し、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極を作製した。
造黒鉛をＳｉ2Ｎ2Ｏ：人造黒鉛＝２：１の割合で混合
し、試料を作製した。この試料をアルゴンガス雰囲気中
１２０℃にて２時間乾燥させた後、バインダーとして試
料の１０重量％のポリフッ化ビニリデンを加え、ジメチ
ルホルムアミドを溶媒として混合、乾燥して負極合剤を
調製した。そして、この負極合剤３７ｍｇを集電体であ
るニッケルメッシュとともに直径１５．５ｍｍのペレッ
トに成型し、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極を作製した。
【００４０】比較例１ 石油ピッチを酸化して炭素前駆体を用意し、窒素雰囲気
中で５００℃、５時間炭化した。次いで、これをミルで
粉砕し、約１０ｇをルツボに仕込んで、窒素ガスを流量
５リットル／分で流した電気炉中で、昇温速度５℃／
分、到達温度１１００℃、到達温度での保持時間１時間
なる条件で焼成した。そして、冷却後、乳鉢で粉砕し、
メッシュにて３８μｍ以下に分級し、試料を作製した。
中で５００℃、５時間炭化した。次いで、これをミルで
粉砕し、約１０ｇをルツボに仕込んで、窒素ガスを流量
５リットル／分で流した電気炉中で、昇温速度５℃／
分、到達温度１１００℃、到達温度での保持時間１時間
なる条件で焼成した。そして、冷却後、乳鉢で粉砕し、
メッシュにて３８μｍ以下に分級し、試料を作製した。
【００４１】次に、この試料をアルゴンガス雰囲気中１
２０℃にて２時間乾燥させた後、バインダーとして試料
の１０重量％当量のポリフッ化ビニリデンを加え、ジメ
チルホルムアミドを溶媒として混合、乾燥して負極合剤
を調製した。そして、この負極合剤３７ｍｇを集電体で
あるニッケルメッシュとともに直径１５．５ｍｍのペレ
ットに成型し、カーボン電極を作製した。
２０℃にて２時間乾燥させた後、バインダーとして試料
の１０重量％当量のポリフッ化ビニリデンを加え、ジメ
チルホルムアミドを溶媒として混合、乾燥して負極合剤
を調製した。そして、この負極合剤３７ｍｇを集電体で
あるニッケルメッシュとともに直径１５．５ｍｍのペレ
ットに成型し、カーボン電極を作製した。
【００４２】比較例２ 試料として、人造黒鉛を用いた以外は、比較例１と同様
に黒鉛電極を作製した。
に黒鉛電極を作製した。
【００４３】特性評価 実施例及び比較例でそれぞれ作製された各電極に対し
て、対極としてリチウム金属と、セパレータとしてポリ
プロピレン製多孔質膜と、非水電解液としてエチレンカ
ーボネイトとジメチルカーボネートとの等容量混合溶媒
にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させたものと
を使用して、それぞれ直径２０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの
コイン型テストセル（実施例１、比較例１、比較例２）
を作製した。
て、対極としてリチウム金属と、セパレータとしてポリ
プロピレン製多孔質膜と、非水電解液としてエチレンカ
ーボネイトとジメチルカーボネートとの等容量混合溶媒
にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解させたものと
を使用して、それぞれ直径２０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの
コイン型テストセル（実施例１、比較例１、比較例２）
を作製した。
【００４４】上記構成の各コイン型テストセルに対し
て、以下の条件で充放電を行った。なお、本評価は、負
極材料としてのリチウムのドープ・脱ドープ能力を評価
するためのものであるため、目的とする負極材料にリチ
ウムをドープする過程、つまりテストセルの電圧が降下
する過程を充電と呼ぶ。逆にリチウムを脱ドープする過
程、つまりテストセル電圧が上昇する過程を放電と呼ぶ
こととする。
て、以下の条件で充放電を行った。なお、本評価は、負
極材料としてのリチウムのドープ・脱ドープ能力を評価
するためのものであるため、目的とする負極材料にリチ
ウムをドープする過程、つまりテストセルの電圧が降下
する過程を充電と呼ぶ。逆にリチウムを脱ドープする過
程、つまりテストセル電圧が上昇する過程を放電と呼ぶ
こととする。
【００４５】充電：テストセルの電圧が０Ｖに達するま
で１ｍＡの定電流で充電を行い、０Ｖに達した後は、セ
ル電圧を０Ｖに保つように電流を減少させて充電を行っ
た。そして、電流値が２０μＡを下回った時点で、充電
を終了とした。
で１ｍＡの定電流で充電を行い、０Ｖに達した後は、セ
ル電圧を０Ｖに保つように電流を減少させて充電を行っ
た。そして、電流値が２０μＡを下回った時点で、充電
を終了とした。
【００４６】放電：０．５ｍＡの定電流で放電を行い、
セル電圧が１．５Ｖを上回った時点で放電を終了し、放
電容量を求めた。
セル電圧が１．５Ｖを上回った時点で放電を終了し、放
電容量を求めた。
【００４７】以下、その結果を表１及び図１に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】表１及び図１の結果から、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極
は、従来用いられている比較例１のカーボン電極と比較
して大きな負極容量を示してることがわかる。また、導
電剤として用いた人造黒鉛もリチウムをドープ・脱ドー
プし、電極として作用するが、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極を用いた
実施例１では、人造黒鉛を用いた比較例２に比べ、大き
な負極容量を示していることがわかる。
は、従来用いられている比較例１のカーボン電極と比較
して大きな負極容量を示してることがわかる。また、導
電剤として用いた人造黒鉛もリチウムをドープ・脱ドー
プし、電極として作用するが、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極を用いた
実施例１では、人造黒鉛を用いた比較例２に比べ、大き
な負極容量を示していることがわかる。
【００５０】したがって、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極は、リチウム
のドープ・脱ドープ能力に優れ、従来より用いられてい
る負極材料よりも大きい負極容量を示すことがわかる。
のドープ・脱ドープ能力に優れ、従来より用いられてい
る負極材料よりも大きい負極容量を示すことがわかる。
【００５１】＜電池特性の評価＞図２に示される外径２
０ｍｍ、厚み２．５ｍｍのコイン型電池を以下に示すよ
うに作製した。
０ｍｍ、厚み２．５ｍｍのコイン型電池を以下に示すよ
うに作製した。
【００５２】実施例２ 始めに、正極ペレット１は、次のように作製した。Ｌｉ
ＣｏＯ2と、導電剤として人造黒鉛、バインダーとして
ポリフッ化ビニリデンを混合し、ジメチルフォルムアミ
ドを溶媒として加え、混練し、スラリー状の混合物を得
た。この混合物を乾燥させた後、メノウ乳鉢で粉砕し、
アルミメッシュとともに加圧成型し、正極ペレット１と
した。
ＣｏＯ2と、導電剤として人造黒鉛、バインダーとして
ポリフッ化ビニリデンを混合し、ジメチルフォルムアミ
ドを溶媒として加え、混練し、スラリー状の混合物を得
た。この混合物を乾燥させた後、メノウ乳鉢で粉砕し、
アルミメッシュとともに加圧成型し、正極ペレット１と
した。
【００５３】負極ペレット２には、実施例１で作製され
たＳｉ2Ｎ2Ｏ電極を用いた。
たＳｉ2Ｎ2Ｏ電極を用いた。
【００５４】次に、図２に示すように、上記正極ペレッ
ト１及び負極ペレット２とをそれぞれ正極缶４及び負極
カップ５に収納した。そして、正極ペレット１と負極ペ
レット２とをセパレータ３を介して積層し、電解液を注
入し、ガスケット６によりかしめて、コイン型電池を作
成した。電解液としては、エチレンカーボネートと、ジ
メチルカーボネートとの等容量混合溶媒にＬｉＰＦ6を
１モル／リットル溶解したものを用いた。
ト１及び負極ペレット２とをそれぞれ正極缶４及び負極
カップ５に収納した。そして、正極ペレット１と負極ペ
レット２とをセパレータ３を介して積層し、電解液を注
入し、ガスケット６によりかしめて、コイン型電池を作
成した。電解液としては、エチレンカーボネートと、ジ
メチルカーボネートとの等容量混合溶媒にＬｉＰＦ6を
１モル／リットル溶解したものを用いた。
【００５５】比較例３ 負極ペレットに、比較例１で作製された石油ピッチ由来
のカーボン電極を用いる以外は、実施例２と同様にして
コイン型電池を作製した。
のカーボン電極を用いる以外は、実施例２と同様にして
コイン型電池を作製した。
【００５６】特性評価 実施例２及び比較例３で作製されたコイン型電池に対し
て、０．５ｍＡの定電流で電池電圧が３．７Ｖになるま
で充電した。そして、１時間放置後、０．５ｍＡの定電
流で電池電圧が２．５Ｖになるまで放電し、放電に要す
る時間を測定した。その結果を表２に示す。
て、０．５ｍＡの定電流で電池電圧が３．７Ｖになるま
で充電した。そして、１時間放置後、０．５ｍＡの定電
流で電池電圧が２．５Ｖになるまで放電し、放電に要す
る時間を測定した。その結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】表２の結果から、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ電極は、電池
構成においても、従来用いられているカーボン電極より
放電時間が長くなることが確認された。したがって、Ｓ
ｉ2Ｎ2Ｏ電極は、適切な正極を選択することにより、大
きな電池容量をもつ電池を構成することが可能であるこ
とがわかる。
構成においても、従来用いられているカーボン電極より
放電時間が長くなることが確認された。したがって、Ｓ
ｉ2Ｎ2Ｏ電極は、適切な正極を選択することにより、大
きな電池容量をもつ電池を構成することが可能であるこ
とがわかる。
【００５９】＜負極材料の検討＞実施例３ アンモニアを含有させたアルゴンガス気流（５００ｍｌ
／分）中、８７０℃で試薬のＧｅＯ2 とアンモニアを反
応させ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏを得た。
／分）中、８７０℃で試薬のＧｅＯ2 とアンモニアを反
応させ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏを得た。
【００６０】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を行った。回折ピークのｄ値（面間隔距
離）、相対強度が文献値とほぼ合致することから、得ら
れた化合物はＧｅ2Ｎ2Ｏと同定された。
線回折測定を行った。回折ピークのｄ値（面間隔距
離）、相対強度が文献値とほぼ合致することから、得ら
れた化合物はＧｅ2Ｎ2Ｏと同定された。
【００６１】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００６２】その結果、充電容量は１００３ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は７９２ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は７９２ｍＡｈ／ｇであった。
【００６３】実施例４ 非晶質ＳｉＯ2 （平均粒径約１０μｍ）と試薬のＳｉ
（平均粒径約１μｍ）、Ａｌ2Ｏ3粉末（平均粒径３μ
ｍ）をモル比で２３：６９：４になるように秤量し、実
施例１と同様に混合、熱処理を行った。
（平均粒径約１μｍ）、Ａｌ2Ｏ3粉末（平均粒径３μ
ｍ）をモル比で２３：６９：４になるように秤量し、実
施例１と同様に混合、熱処理を行った。
【００６４】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を精密に行ったところ、回折ピークのｄ値
（面間隔距離）、相対強度が文献値とほぼ合致すること
から、得られた化合物はＡｌ0.16Ｓｉ1.84Ｎ1.84Ｏ1.16
と同定された。
線回折測定を精密に行ったところ、回折ピークのｄ値
（面間隔距離）、相対強度が文献値とほぼ合致すること
から、得られた化合物はＡｌ0.16Ｓｉ1.84Ｎ1.84Ｏ1.16
と同定された。
【００６５】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００６６】その結果、充電容量は１１３３ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は８９５ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は８９５ｍＡｈ／ｇであった。
【００６７】実施例５ 非晶質ＳｉＯ2 （平均粒径約１０μｍ）と試薬のＳｉ
（平均粒径約１μｍ）、ＭｇＯ粉末をモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、実施例１と同様に混合、熱
処理を行った。
（平均粒径約１μｍ）、ＭｇＯ粉末をモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、実施例１と同様に混合、熱
処理を行った。
【００６８】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られ、それ以外の回折ピークは認め
られなかった。Ｍｇは、実施例４の材料中のＡｌと同様
に化合物中のＳｉと置換しており、その量が微量なた
め、Ｓｉ2Ｎ2Ｏの回折ピークのみが認められたものと考
えられる。
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られ、それ以外の回折ピークは認め
られなかった。Ｍｇは、実施例４の材料中のＡｌと同様
に化合物中のＳｉと置換しており、その量が微量なた
め、Ｓｉ2Ｎ2Ｏの回折ピークのみが認められたものと考
えられる。
【００６９】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００７０】その結果、充電容量は１１４７ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は９３４ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は９３４ｍＡｈ／ｇであった。
【００７１】実施例６ 非晶質ＳｉＯ2 （平均粒径約１０μｍ）と試薬のＳｉ
（平均粒径約１μｍ）、ＫＯＨをモル比で１０：３０：
１になるように秤量し、これらを混合した。混合に際し
ては、先ず、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉをメノウ乳鉢で混合
した。ＫＯＨは純水に溶解させ、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉ
の混合物と混ぜ合わせた。次いで、実施例１と同様に混
合、熱処理を行った。
（平均粒径約１μｍ）、ＫＯＨをモル比で１０：３０：
１になるように秤量し、これらを混合した。混合に際し
ては、先ず、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉをメノウ乳鉢で混合
した。ＫＯＨは純水に溶解させ、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉ
の混合物と混ぜ合わせた。次いで、実施例１と同様に混
合、熱処理を行った。
【００７２】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られた。
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られた。
【００７３】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００７４】その結果、充電容量は１０５０ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は７７０ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は７７０ｍＡｈ／ｇであった。
【００７５】実施例７ 非晶質ＳｉＯ2 （平均粒径約１０μｍ）と試薬のＳｉ
（平均粒径約１μｍ）、ＣａＯ粉末をモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、実施例１と同様に混合、熱
処理を行った。
（平均粒径約１μｍ）、ＣａＯ粉末をモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、実施例１と同様に混合、熱
処理を行った。
【００７６】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られ、それ以外の回折ピークは認め
られなかった。Ｃａは、実施例４の材料中のＡｌと同様
に化合物中のＳｉと置換しており、その量が微量なた
め、Ｓｉ2Ｎ2Ｏの回折ピークのみが認められたものと考
えられる。
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られ、それ以外の回折ピークは認め
られなかった。Ｃａは、実施例４の材料中のＡｌと同様
に化合物中のＳｉと置換しており、その量が微量なた
め、Ｓｉ2Ｎ2Ｏの回折ピークのみが認められたものと考
えられる。
【００７７】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００７８】その結果、充電容量は１２５４ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は８８４ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は８８４ｍＡｈ／ｇであった。
【００７９】実施例８ 非晶質ＳｉＯ2 （平均粒径約１０μｍ）と試薬のＳｉ
（平均粒径約１μｍ）、ＮａＯＨをモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、これらを混合した。混合に
際しては、先ず、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉをメノウ乳鉢で
混合した。ＮａＯＨは純水に溶解させ、非晶質ＳｉＯ2
とＳｉの混合物と混ぜ合わせた。次いで、実施例１と同
様に混合、熱処理を行った。
（平均粒径約１μｍ）、ＮａＯＨをモル比で１０：３
０：１になるように秤量し、これらを混合した。混合に
際しては、先ず、非晶質ＳｉＯ2 とＳｉをメノウ乳鉢で
混合した。ＮａＯＨは純水に溶解させ、非晶質ＳｉＯ2
とＳｉの混合物と混ぜ合わせた。次いで、実施例１と同
様に混合、熱処理を行った。
【００８０】得られた化合物をメノウ乳鉢で粉砕し、Ｘ
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られた。
線回折測定を精密に行ったところ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏと同様の
ｄ値、相対強度が得られた。
【００８１】実施例１と同様に、本化合物と人造黒鉛と
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
を２：１の割合で混合し、実施例１と同様に負極容量を
評価した。
【００８２】その結果、充電容量は１０９１ｍＡｈ／
ｇ、放電容量は８２１ｍＡｈ／ｇであった。
ｇ、放電容量は８２１ｍＡｈ／ｇであった。
【００８３】以上、実施例３〜実施例８の電極は、実施
例１と同様、大きな負極容量を示していることがわか
る。このように人造黒鉛のみを負極材料として使用する
場合に比べ負極容量は大きく増加し、容量の大きな電池
を構成することが可能である。
例１と同様、大きな負極容量を示していることがわか
る。このように人造黒鉛のみを負極材料として使用する
場合に比べ負極容量は大きく増加し、容量の大きな電池
を構成することが可能である。
【００８４】また、一般式ＭxＮyＯz （ＭはＳｉ、Ｇ
ｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素である。）の
組成は、厳密にｘ：ｙ：ｚ＝２：２：１である必要はな
く、１．４＜ｘ＜２．１、１．４＜ｙ＜２．１、０．９
＜ｚ＜１．６に入っていればよい。
ｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素である。）の
組成は、厳密にｘ：ｙ：ｚ＝２：２：１である必要はな
く、１．４＜ｘ＜２．１、１．４＜ｙ＜２．１、０．９
＜ｚ＜１．６に入っていればよい。
【００８５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた
負極材料を得ることができ、大きな負極容量を得ること
ができる。また、適切な正極と組み合わせることによ
り、大きな容量を有する非水電解液二次電池を得ること
ができる。
明によれば、リチウムのドープ・脱ドープ能力に優れた
負極材料を得ることができ、大きな負極容量を得ること
ができる。また、適切な正極と組み合わせることによ
り、大きな容量を有する非水電解液二次電池を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例で作製された負極材料の放電曲線を示
す特性図である。
す特性図である。
【図２】本実施例で作製されたコイン型電池の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 正極、２ 負極、３ セパレータ、４ 正極缶、５
負極缶、６ ガスケット
負極缶、６ ガスケット
Claims (13)
- 【請求項１】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物であ
ることを特徴とする負極材料。 - 【請求項２】 上記化合物は、一般式ＭxＮyＯz （Ｍは
Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくともいずれか１つの元素であ
り、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．４＜ｘ＜２．１、１．４
＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜１．６である。）で表され
る化合物であることを特徴とする請求項１記載の負極材
料。 - 【請求項３】 上記化合物は、Ｓｉ2Ｎ2Ｏであることを
特徴とする請求項１記載の負極材料。 - 【請求項４】 上記化合物は、Ｇｅ2Ｎ2Ｏであることを
特徴とする請求項１記載の負極材料。 - 【請求項５】 上記化合物は、Ｓｎ2Ｎ2Ｏであることを
特徴とする請求項１記載の負極材料。 - 【請求項６】 上記化合物は、リチウム、ナトリウム、
カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムの
少なくともいずれか１つを含有することを特徴とする請
求項１記載の負極材料。 - 【請求項７】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物を主
体とする負極と、正極と、非水電解液とを有することを
特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項８】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物は、
一般式ＭxＮyＯz （ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくとも
いずれか１つの元素であり、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１．
４＜ｘ＜２．１、１．４＜ｙ＜２．１、０．９＜ｚ＜
１．６である。）で表される化合物であることを特徴と
する請求項７記載の非水電解液二次電池。 - 【請求項９】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少なく
ともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物は、
Ｓｉ2Ｎ2Ｏであることを特徴とする請求項７記載の非水
電解液二次電池。 - 【請求項１０】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少な
くともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物
は、Ｇｅ2Ｎ2Ｏであることを特徴とする請求項７記載の
非水電解液二次電池。 - 【請求項１１】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少な
くともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物
は、Ｓｎ2Ｎ2Ｏであることを特徴とする請求項７記載の
非水電解液二次電池。 - 【請求項１２】 シリコン、ゲルマニウム、スズの少な
くともいずれか１つと、窒素と、酸素とを含む化合物
は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、
カルシウム、アルミニウムの少なくともいずれか１つを
含有することを特徴とする請求項７記載の非水電解液二
次電池。 - 【請求項１３】 上記負極は、導電剤として、炭素質材
料、金属粉、導電性ポリマーの少なくともいずれか１つ
を含有することを特徴とする請求項７記載の非水電解液
二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21460398A JP3918311B2 (ja) | 1997-07-29 | 1998-07-29 | 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-203495 | 1997-07-29 | ||
| JP20349597 | 1997-07-29 | ||
| JP21460398A JP3918311B2 (ja) | 1997-07-29 | 1998-07-29 | 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102705A true JPH11102705A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3918311B2 JP3918311B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=26513955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21460398A Expired - Fee Related JP3918311B2 (ja) | 1997-07-29 | 1998-07-29 | 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3918311B2 (ja) |
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135303A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Sony Corp | 負極及び非水電解質電池 |
| US6242132B1 (en) * | 1997-04-16 | 2001-06-05 | Ut-Battelle, Llc | Silicon-tin oxynitride glassy composition and use as anode for lithium-ion battery |
| JP2001196052A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Sony Corp | 負極及び非水電解質電池 |
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