JPH1125973A - 非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池Info
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- JPH1125973A JPH1125973A JP9175442A JP17544297A JPH1125973A JP H1125973 A JPH1125973 A JP H1125973A JP 9175442 A JP9175442 A JP 9175442A JP 17544297 A JP17544297 A JP 17544297A JP H1125973 A JPH1125973 A JP H1125973A
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- electrolyte secondary
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウムの吸蔵と放出ができ、優れたハイレ
ート放電特性を示す非水電解質二次電池用負極材料と、
その負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池
を提供することを課題とする。 【解決手段】 リチウムを吸蔵したり放出することがで
きるＦｅＳｉ2 にＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれか一
方の化合物を含ませるか、またはＣｏＳｉ2 とＮｉＳｉ
2 の両方の化合物を含ませて、ＦｅＳｉ2 の電気伝導率
よりも高い電気伝導率を示し、従ってハイレート放電に
おける過電圧を抑制することができる化合物を負極５の
材料として、ハイレート放電時においても大きな放電容
量が得られ、またサイクル特性の良い非水電解質二次電
池を実現した。
ート放電特性を示す非水電解質二次電池用負極材料と、
その負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池
を提供することを課題とする。 【解決手段】 リチウムを吸蔵したり放出することがで
きるＦｅＳｉ2 にＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれか一
方の化合物を含ませるか、またはＣｏＳｉ2 とＮｉＳｉ
2 の両方の化合物を含ませて、ＦｅＳｉ2 の電気伝導率
よりも高い電気伝導率を示し、従ってハイレート放電に
おける過電圧を抑制することができる化合物を負極５の
材料として、ハイレート放電時においても大きな放電容
量が得られ、またサイクル特性の良い非水電解質二次電
池を実現した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池の、特に負極材料に関するものである。
池の、特に負極材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解質二次電池は、小型，軽量で、
かつ高エネルギー密度を有しているため、機器のポータ
ブル化，コードレス化が進む中で、その期待は大きい。
かつ高エネルギー密度を有しているため、機器のポータ
ブル化，コードレス化が進む中で、その期待は大きい。
【０００３】従来、非水電解質二次電池の正極活物質と
してはＬｉＣｏＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2等のリチウム含有金
属酸化物が知られており、一方、負極としては金属リチ
ウムとか、リチウム合金等のリチウムを吸蔵したり放出
したりすることのできる黒鉛材料等が知られ、一部実用
化されている。さらに放電容量が大きい材料として特開
平５−１５９７８０号公報に示されているように、Ｆｅ
Ｓｉ2 で表される化合部が負極材料に使用されることが
提案されている。
してはＬｉＣｏＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2等のリチウム含有金
属酸化物が知られており、一方、負極としては金属リチ
ウムとか、リチウム合金等のリチウムを吸蔵したり放出
したりすることのできる黒鉛材料等が知られ、一部実用
化されている。さらに放電容量が大きい材料として特開
平５−１５９７８０号公報に示されているように、Ｆｅ
Ｓｉ2 で表される化合部が負極材料に使用されることが
提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦｅＳ
ｉ2 は放電させる電流密度が３．２ｍＡ／ｃｍ2 以下と
いうローレートで充電し、かつローレートで放電する場
合は、黒鉛よりも放電容量が大きく、またサイクル寿命
が長いリチウムイオン二次電池を提供することができる
が、ローレートで充電し電流密度が３．２ｍＡ／ｃｍ2
以上のハイレートで放電させると、放電容量が黒鉛以下
になるという問題があった。
ｉ2 は放電させる電流密度が３．２ｍＡ／ｃｍ2 以下と
いうローレートで充電し、かつローレートで放電する場
合は、黒鉛よりも放電容量が大きく、またサイクル寿命
が長いリチウムイオン二次電池を提供することができる
が、ローレートで充電し電流密度が３．２ｍＡ／ｃｍ2
以上のハイレートで放電させると、放電容量が黒鉛以下
になるという問題があった。
【０００５】本発明は、このような課題を解決して、ハ
イレート放電で特性の優れた非水電解質二次電池を提供
しようとするものである。
イレート放電で特性の優れた非水電解質二次電池を提供
しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため本発明の非水電解質二次電池用負極材料は、リチウ
ムを吸蔵したり放出できる材料としてＣｏＳｉ2 かＮｉ
Ｓｉ2 のいずれか一方の化合物を含むか、またはＣｏＳ
ｉ2 とＮｉＳｉ2 の両方の化合物を含むＦｅＳｉ2 を用
いたものでＦｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2 で表わされ、
０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，０＜ｘ＋ｙ＜１の条件を満足
するものである。
ため本発明の非水電解質二次電池用負極材料は、リチウ
ムを吸蔵したり放出できる材料としてＣｏＳｉ2 かＮｉ
Ｓｉ2 のいずれか一方の化合物を含むか、またはＣｏＳ
ｉ2 とＮｉＳｉ2 の両方の化合物を含むＦｅＳｉ2 を用
いたものでＦｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2 で表わされ、
０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，０＜ｘ＋ｙ＜１の条件を満足
するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】ＦｅＳｉ2 はローレートで充電す
る場合ではそれほど過電圧が大きくならず、黒鉛より大
きい放電容量を得ることができる。しかし、ローレート
で充電しハイレートで放電する場合では、ＦｅＳｉ2 の
電気伝導率が４×１０3Ｓ／ｃｍと低いため、放電時に
過電圧が大きくなり、放電容量が黒鉛以下になってしま
う。ところが本発明の負極材料は、ＦｅＳｉ2 のＦｅを
ＮｉやＣｏで一部置換したものであり、８×１０4Ｓ／
ｃｍという高い電気伝導率を示すＣｏＳｉ2 や、３×１
０4Ｓ／ｃｍという高い電気伝導率を示すＮｉＳｉ2 を
ＦｅＳｉ2 に固溶させることにより、ＦｅＳｉ2 の電気
伝導率を高くしハイレート放電における過電圧を抑制し
たものである。従って、ハイレート放電時においても大
きな放電容量が得られ、またサイクル特性も向上させる
ことができる。
る場合ではそれほど過電圧が大きくならず、黒鉛より大
きい放電容量を得ることができる。しかし、ローレート
で充電しハイレートで放電する場合では、ＦｅＳｉ2 の
電気伝導率が４×１０3Ｓ／ｃｍと低いため、放電時に
過電圧が大きくなり、放電容量が黒鉛以下になってしま
う。ところが本発明の負極材料は、ＦｅＳｉ2 のＦｅを
ＮｉやＣｏで一部置換したものであり、８×１０4Ｓ／
ｃｍという高い電気伝導率を示すＣｏＳｉ2 や、３×１
０4Ｓ／ｃｍという高い電気伝導率を示すＮｉＳｉ2 を
ＦｅＳｉ2 に固溶させることにより、ＦｅＳｉ2 の電気
伝導率を高くしハイレート放電における過電圧を抑制し
たものである。従って、ハイレート放電時においても大
きな放電容量が得られ、またサイクル特性も向上させる
ことができる。
【０００８】以上から本発明の化合物は、上記課題に対
して優れたハイレート放電特性を示す非水電解質二次電
池を提供する負極材料である。
して優れたハイレート放電特性を示す非水電解質二次電
池を提供する負極材料である。
【０００９】以上の理由により、本発明は各請求項記載
の形態により実施できるものである。すなわち請求項１
記載のように、ＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれか一方
とＦｅＳｉ2 の化合物か、またはＣｏＳｉ2 とＮｉＳｉ
2 の両方とＦｅＳｉ2 の化合物を負極材料とすることに
より高い電気伝導率を示す負極材料とすることができ
る。
の形態により実施できるものである。すなわち請求項１
記載のように、ＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれか一方
とＦｅＳｉ2 の化合物か、またはＣｏＳｉ2 とＮｉＳｉ
2 の両方とＦｅＳｉ2 の化合物を負極材料とすることに
より高い電気伝導率を示す負極材料とすることができ
る。
【００１０】また、請求項２記載のように、非水電解質
と、正極と、リチウムを吸蔵したり放出したりすること
のできる負極を有する非水電解質二次電池において、前
記負極の構成材料に、ＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれ
か一方とＦｅＳｉ2 の化合物か、またはＣｏＳｉ2 とＮ
ｉＳｉ2 の両方とＦｅＳｉ2 の化合物を用いることによ
り、ハイレート放電時においても大きな放電容量が得ら
れ、またサイクル特性の優れた非水電解質リチウム二次
電池を実現することができる。
と、正極と、リチウムを吸蔵したり放出したりすること
のできる負極を有する非水電解質二次電池において、前
記負極の構成材料に、ＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれ
か一方とＦｅＳｉ2 の化合物か、またはＣｏＳｉ2 とＮ
ｉＳｉ2 の両方とＦｅＳｉ2 の化合物を用いることによ
り、ハイレート放電時においても大きな放電容量が得ら
れ、またサイクル特性の優れた非水電解質リチウム二次
電池を実現することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を詳しく説
明する。
明する。
【００１２】（実施例１）図１に本発明のコイン型非水
電解質二次電池の縦断面図を示す。図において１は耐有
機電解液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、２
はステンレス鋼板の封口板、３はステンレス鋼板の集電
体で、電池ケース１の内面にスポット溶接されている。
４は金属リチウムで、封口板２の内部に圧着されてい
る。５は本発明の実施例の負極である。
電解質二次電池の縦断面図を示す。図において１は耐有
機電解液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、２
はステンレス鋼板の封口板、３はステンレス鋼板の集電
体で、電池ケース１の内面にスポット溶接されている。
４は金属リチウムで、封口板２の内部に圧着されてい
る。５は本発明の実施例の負極である。
【００１３】負極５作製に当たっては、まず一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比９９：１の割合
で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間焼
成することにより、負極活物質Ｆｅ0.9９Ｃｏ0.01Ｓｉ2
を得た。合成組成は原子吸光分析にて確認し、またＸ
線回析により単相であることを確認した。この合成物を
メノウ乳鉢で１００メッシュアンダーまで粉砕し負極活
物質とした。
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比９９：１の割合
で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間焼
成することにより、負極活物質Ｆｅ0.9９Ｃｏ0.01Ｓｉ2
を得た。合成組成は原子吸光分析にて確認し、またＸ
線回析により単相であることを確認した。この合成物を
メノウ乳鉢で１００メッシュアンダーまで粉砕し負極活
物質とした。
【００１４】そして負極活物質８５重量部に対し、結着
剤としてポリフッ化ビニリデン１０重量部と導電剤とし
てアセチレンブラック５重量部を混合して得られる合剤
の所定量を集電体３の上に成形したものである。これら
の集電体を８０℃で減圧乾燥した後、電池組立てに用い
た。６は微孔性のポリプロピレン製のセパレーター、７
はポリプロピレン製の絶縁ガスケットである。電解液は
エチレンカーボネート，ジエチルカーボネートの等体積
混合溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを１モル
／リットルの濃度で溶解して用いた。このようにそれぞ
れの試料と参考資料を用いて、寸法が直径２０ｍｍ，電
池総高１．６ｍｍである電池を構成し電気化学的評価を
行った。評価方法は充電を電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ2
で（ローレート）で行い、放電は０．５ｍＡ／ｃｍ2
（ローレート）と５ｍＡ／ｃｍ2 （ハイレート）で行っ
た。電気容量計算は電圧範囲１．５Ｖから０Ｖで行い、
活物質体積あたりの電気容量で表わした。その結果を表
１に示した。
剤としてポリフッ化ビニリデン１０重量部と導電剤とし
てアセチレンブラック５重量部を混合して得られる合剤
の所定量を集電体３の上に成形したものである。これら
の集電体を８０℃で減圧乾燥した後、電池組立てに用い
た。６は微孔性のポリプロピレン製のセパレーター、７
はポリプロピレン製の絶縁ガスケットである。電解液は
エチレンカーボネート，ジエチルカーボネートの等体積
混合溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを１モル
／リットルの濃度で溶解して用いた。このようにそれぞ
れの試料と参考資料を用いて、寸法が直径２０ｍｍ，電
池総高１．６ｍｍである電池を構成し電気化学的評価を
行った。評価方法は充電を電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ2
で（ローレート）で行い、放電は０．５ｍＡ／ｃｍ2
（ローレート）と５ｍＡ／ｃｍ2 （ハイレート）で行っ
た。電気容量計算は電圧範囲１．５Ｖから０Ｖで行い、
活物質体積あたりの電気容量で表わした。その結果を表
１に示した。
【００１５】（実施例２）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比９９：１の割合
で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間焼
成することにより、Ｆｅ0.9９Ｎｉ0.01Ｓｉ2 を得、合
成組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相
であることを確認した。それを用いて実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比９９：１の割合
で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間焼
成することにより、Ｆｅ0.9９Ｎｉ0.01Ｓｉ2 を得、合
成組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相
であることを確認した。それを用いて実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
【００１６】（実施例３）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比９
９：０．５：０．５の割合で混合し、アルゴン雰囲気中
で１２５０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ
0.9９Ｃｏ0.005Ｎｉ0.005Ｓｉ2 を得、合成組成を原子
吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相であることを
確認した。それを用いて実施例１に準じてコイン型非水
電解質二次電池を作製した。そして同様の評価条件で充
放電試験を行い充放電容量を計算した。その結果を表１
に示した。
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比９
９：０．５：０．５の割合で混合し、アルゴン雰囲気中
で１２５０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ
0.9９Ｃｏ0.005Ｎｉ0.005Ｓｉ2 を得、合成組成を原子
吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相であることを
確認した。それを用いて実施例１に準じてコイン型非水
電解質二次電池を作製した。そして同様の評価条件で充
放電試験を行い充放電容量を計算した。その結果を表１
に示した。
【００１７】（実施例４）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比９０：１０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｃｏ0.1Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比９０：１０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｃｏ0.1Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
【００１８】（実施例５）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比９０：１０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｎｉ0.1Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比９０：１０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｎｉ0.1Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
【００１９】（実施例６）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比９
０：５：５の割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２５
０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｃｏ0.05
Ｎｉ0.05Ｓｉ2 を得、合成組成を原子吸光分析にて確認
し、Ｘ線回析により単相であることを確認した。それを
用いて実施例１に準じてコイン型非水電解質二次電池を
作製した。そして同様の評価条件で充放電試験を行い充
放電容量を計算した。その結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比９
０：５：５の割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２５
０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ0.9Ｃｏ0.05
Ｎｉ0.05Ｓｉ2 を得、合成組成を原子吸光分析にて確認
し、Ｘ線回析により単相であることを確認した。それを
用いて実施例１に準じてコイン型非水電解質二次電池を
作製した。そして同様の評価条件で充放電試験を行い充
放電容量を計算した。その結果を表１に示した。
【００２０】（実施例７）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比８０：２０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比８０：２０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
【００２１】（実施例８）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比８０：２０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｎｉ0.2Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 とＮｉＳｉ2 をモル比８０：２０の割
合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時間
焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｎｉ0.2Ｓｉ2 を得、合成
組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相で
あることを確認した。それを用いて実施例１に準じてコ
イン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評
価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その
結果を表１に示した。
【００２２】（実施例９）負極活物質として一般市販品
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比８
０：１０：１０の割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１
２５０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｃｏ
0.1Ｎｉ0.1Ｓｉ2 を得、合成組成を原子吸光分析にて確
認し、Ｘ線回析により単相であることを確認した。それ
を用いて実施例１に準じてコイン型非水電解質二次電池
を作製した。そして同様の評価条件で充放電試験を行い
充放電容量を計算した。その結果を表１に示した。
であるＦｅＳｉ2 ，ＣｏＳｉ2 ，ＮｉＳｉ2 をモル比８
０：１０：１０の割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１
２５０℃で２４時間焼成することにより、Ｆｅ0.8Ｃｏ
0.1Ｎｉ0.1Ｓｉ2 を得、合成組成を原子吸光分析にて確
認し、Ｘ線回析により単相であることを確認した。それ
を用いて実施例１に準じてコイン型非水電解質二次電池
を作製した。そして同様の評価条件で充放電試験を行い
充放電容量を計算した。その結果を表１に示した。
【００２３】（実施例１０）負極活物質として一般市販
品であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比７０：３０の
割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時
間焼成することにより、Ｆｅ0.7Ｃｏ0.3Ｓｉ2 を得、合
成組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相
であることを確認した。それを用いて実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
品であるＦｅＳｉ2 とＣｏＳｉ2 をモル比７０：３０の
割合で混合し、アルゴン雰囲気中で１２００℃で２４時
間焼成することにより、Ｆｅ0.7Ｃｏ0.3Ｓｉ2 を得、合
成組成を原子吸光分析にて確認し、Ｘ線回析により単相
であることを確認した。それを用いて実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
【００２４】（比較例１）比較例として負極活物質に一
般市販品であるＦｅＳｉ2 を用いて、実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
般市販品であるＦｅＳｉ2 を用いて、実施例１に準じて
コイン型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の
評価条件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。そ
の結果を表１に示した。
【００２５】（比較例２）比較例として負極活物質に一
般市販品である黒鉛を用いて、実施例１に準じてコイン
型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評価条
件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その結果
を表１に示した。
般市販品である黒鉛を用いて、実施例１に準じてコイン
型非水電解質二次電池を作製した。そして同様の評価条
件で充放電試験を行い充放電容量を計算した。その結果
を表１に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】以上、表１より本発明の実施例であるＦｅ
1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2 と比較例１のＦｅＳｉ2 の化
合物はローレート（０．５ｍＡ／ｃｍ2 ）での放電容量
は比較例２の黒鉛より大きい。しかしハイレート（５ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）での放電では、ＦｅＳｉ2 の放電容量は黒
鉛以下に低下するが、Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2の放
電容量は黒鉛やＦｅＳｉ2 に比べ約１５０ｍＡｈ／ｃｍ
3 以上大きい。この要因は、実施例１〜１０で作製され
た負極活物質の電気伝導率が全てＦｅＳｉ2の電気伝導
率より高い値を示しており、これにより過電圧が抑えら
れたためと考えられる。
1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2 と比較例１のＦｅＳｉ2 の化
合物はローレート（０．５ｍＡ／ｃｍ2 ）での放電容量
は比較例２の黒鉛より大きい。しかしハイレート（５ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）での放電では、ＦｅＳｉ2 の放電容量は黒
鉛以下に低下するが、Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2の放
電容量は黒鉛やＦｅＳｉ2 に比べ約１５０ｍＡｈ／ｃｍ
3 以上大きい。この要因は、実施例１〜１０で作製され
た負極活物質の電気伝導率が全てＦｅＳｉ2の電気伝導
率より高い値を示しており、これにより過電圧が抑えら
れたためと考えられる。
【００２８】以上から本発明のＦｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉy
Ｓｉ2 で表わされる化合物は、優れたハイレート放電特
性を示す非水電解質二次電池を提供する負極材料である
ことがわかる。
Ｓｉ2 で表わされる化合物は、優れたハイレート放電特
性を示す非水電解質二次電池を提供する負極材料である
ことがわかる。
【００２９】さらに、本発明の負極材料を非水電解質二
次電池に用いる場合、正極活物質には、リチウムを含有
するＴｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ等の１種以上の遷移金属の複合酸化物や複合硫
化物等を用いることができる。特に高電圧，高エネルギ
ー密度が期待でき、従来から知られているＬｉＣｏ
Ｏ 2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，ＬｉＭｎ2Ｏ4 等の正極活物質は
好適である。
次電池に用いる場合、正極活物質には、リチウムを含有
するＴｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ等の１種以上の遷移金属の複合酸化物や複合硫
化物等を用いることができる。特に高電圧，高エネルギ
ー密度が期待でき、従来から知られているＬｉＣｏ
Ｏ 2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，ＬｉＭｎ2Ｏ4 等の正極活物質は
好適である。
【００３０】さらに、本発明の負極材料を非水電解質二
次電池に用いる場合、非水電解質の溶媒としては、エチ
レンカーボネート，プロピレンカーボネート，ジメチル
カーボネート，エチルメチルカーボネート，ジエチルカ
ーボネート等の鎖状エステル類、γ−ブチロラクトン等
のγ−ラクトン類、１，２−ジメトキシエタン，１，２
−ジエトキシエタン，エトキシメトキシエタン等の鎖状
エーテル類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、
アセトニトリル等のニトリル類等から選ばれた溶媒もし
くは２種以上の混合溶媒を用いることができる。特にエ
チレンカーボネートを必須成分として含む混合溶媒を使
用することが好適である。そして非水電解質の溶質とし
ては、ＬｉＡｓＦ6 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＡｌＣｌ4 ，Ｌ
ｉＣｌＯ 4 ，ＬｉＣＦ3ＳＯ3 ，ＬｉＳｂＦ6 ，ＬｉＳ
ＣＮ，ＬｉＣｌ，ＬｉＣ6ＨＳＯ3，Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）
2 ，ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3 ，Ｃ4Ｆ6ＳＯ3Ｌｉ等のリ
チウム塩およびこれらの混合物を用いることができる。
次電池に用いる場合、非水電解質の溶媒としては、エチ
レンカーボネート，プロピレンカーボネート，ジメチル
カーボネート，エチルメチルカーボネート，ジエチルカ
ーボネート等の鎖状エステル類、γ−ブチロラクトン等
のγ−ラクトン類、１，２−ジメトキシエタン，１，２
−ジエトキシエタン，エトキシメトキシエタン等の鎖状
エーテル類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、
アセトニトリル等のニトリル類等から選ばれた溶媒もし
くは２種以上の混合溶媒を用いることができる。特にエ
チレンカーボネートを必須成分として含む混合溶媒を使
用することが好適である。そして非水電解質の溶質とし
ては、ＬｉＡｓＦ6 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＡｌＣｌ4 ，Ｌ
ｉＣｌＯ 4 ，ＬｉＣＦ3ＳＯ3 ，ＬｉＳｂＦ6 ，ＬｉＳ
ＣＮ，ＬｉＣｌ，ＬｉＣ6ＨＳＯ3，Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）
2 ，ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3 ，Ｃ4Ｆ6ＳＯ3Ｌｉ等のリ
チウム塩およびこれらの混合物を用いることができる。
【００３１】また、電池の形状に関しては、本実施例で
はコイン型を用いたが、円筒型，角型，その他いかなる
形状の電池でも使用できる。
はコイン型を用いたが、円筒型，角型，その他いかなる
形状の電池でも使用できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、リチウムの吸蔵ならびに放出
のできる非水電解質二次電池の負極材料としてＦｅＳｉ
2 にＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれかを含ませるか、
その両方を含ませたもので、Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳ
ｉ2 （ｘ，ｙは、ｘ≧０、かつｙ≧０、かつ１＞ｘ＋ｙ
＞０の条件を満たす）で表わされる化合物を提供し、優
れたハイレート放電特性の非水電解質二次電池を実現で
きる。
のできる非水電解質二次電池の負極材料としてＦｅＳｉ
2 にＣｏＳｉ2 かＮｉＳｉ2 のいずれかを含ませるか、
その両方を含ませたもので、Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳ
ｉ2 （ｘ，ｙは、ｘ≧０、かつｙ≧０、かつ１＞ｘ＋ｙ
＞０の条件を満たす）で表わされる化合物を提供し、優
れたハイレート放電特性の非水電解質二次電池を実現で
きる。
【図１】本発明の実施例におけるコイン型電池の縦断面
図
図
１ 電池ケース ２ 封口板 ３ 集電体 ４ 金属リチウム ５ 負極 ６ セパレーター ７ 絶縁ガスケット
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2 で表わさ
れ、かつ前記化学式において０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，
０＜ｘ＋ｙ＜１の条件を満足する化合物であることを特
徴とする非水電解質二次電池用負極材料。 - 【請求項２】 非水電解質と、正極と、リチウムを吸蔵
したり放出することができる負極を有する非水電解質二
次電池において、Ｆｅ1-(x+y)ＣｏxＮｉyＳｉ2で表わさ
れ、かつ前記化学式において０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１，
０＜ｘ＋ｙ＜１の条件を満足する化合物を用いた負極を
備えたことを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175442A JPH1125973A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175442A JPH1125973A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1125973A true JPH1125973A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15996163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9175442A Pending JPH1125973A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1125973A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051196A1 (en) * | 1999-02-22 | 2000-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell and material for negative plate used therefor |
| JP2007329010A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム二次電池用電極及びその製造方法 |
| JP2008159533A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム二次電池用電極及びその製造方法 |
| JP2013171839A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用電極、その製造方法及びそれを利用したリチウム二次電池 |
| CN108011093A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 捷恩智株式会社 | 锂吸留释放材料、电极、锂离子二次电池以及锂吸留释放材料的制造方法 |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP9175442A patent/JPH1125973A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051196A1 (en) * | 1999-02-22 | 2000-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell and material for negative plate used therefor |
| US6576366B1 (en) | 1999-02-22 | 2003-06-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell, and material for negative electrode used therefor |
| JP2007329010A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム二次電池用電極及びその製造方法 |
| JP2008159533A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム二次電池用電極及びその製造方法 |
| JP2013171839A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用電極、その製造方法及びそれを利用したリチウム二次電池 |
| CN108011093A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 捷恩智株式会社 | 锂吸留释放材料、电极、锂离子二次电池以及锂吸留释放材料的制造方法 |
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