JPH11297311A - 非水系二次電池用負極材料 - Google Patents
非水系二次電池用負極材料Info
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- JPH11297311A JPH11297311A JP10104398A JP10439898A JPH11297311A JP H11297311 A JPH11297311 A JP H11297311A JP 10104398 A JP10104398 A JP 10104398A JP 10439898 A JP10439898 A JP 10439898A JP H11297311 A JPH11297311 A JP H11297311A
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- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量及び良好な充放電サイクル特性を持つ
新規な非水系二次電池用負極材料と非水系二次電池を提
供する。 【解決手段】リチウムイオンを挿入放出可能なケイ素粉
末とケイ素に導電性を付与する導電性金属とからなる複
合体を負極活物質として用いる。上記複合体は、ケイ素
粉末上に、導電性金属を水系溶媒中で還元析出させて得
られる。
新規な非水系二次電池用負極材料と非水系二次電池を提
供する。 【解決手段】リチウムイオンを挿入放出可能なケイ素粉
末とケイ素に導電性を付与する導電性金属とからなる複
合体を負極活物質として用いる。上記複合体は、ケイ素
粉末上に、導電性金属を水系溶媒中で還元析出させて得
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高容量で充放電の
サイクル特性に優れた非水系二次電池に関するものであ
り、さらに詳しくは非水系二次電池用負極材料に関す
る。
サイクル特性に優れた非水系二次電池に関するものであ
り、さらに詳しくは非水系二次電池用負極材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギー密度の期待できる非水系二
次電池においては、負極活物質として、金属リチウム、
正極活物質としてＣｏ，Ｍｎ，Ｎｉに代表される遷移金
属の酸化物を用いる方法が代表的である。しかし、負極
に金属リチウムを用いると、充放電中に金属リチウムが
樹枝状の形態（デンドライト）で成長するため内部でシ
ョートしたり、またデンドライトの活性が高く発火の危
険性があるなどの問題がある。そのため、金属リチウム
に代わる活物質としてリチウムイオンを挿入・放出する
ことのできる焼成炭素質材料が負極として実用化されて
いる。しかしながら、炭素材料は体積当たりの充放電容
量が低いという欠点を持っている。
次電池においては、負極活物質として、金属リチウム、
正極活物質としてＣｏ，Ｍｎ，Ｎｉに代表される遷移金
属の酸化物を用いる方法が代表的である。しかし、負極
に金属リチウムを用いると、充放電中に金属リチウムが
樹枝状の形態（デンドライト）で成長するため内部でシ
ョートしたり、またデンドライトの活性が高く発火の危
険性があるなどの問題がある。そのため、金属リチウム
に代わる活物質としてリチウムイオンを挿入・放出する
ことのできる焼成炭素質材料が負極として実用化されて
いる。しかしながら、炭素材料は体積当たりの充放電容
量が低いという欠点を持っている。
【０００３】体積当り高い充放電容量が期待できる負極
活物質として、１）ＴｉＳ2，ＬｉＴｉＳ2（米国特許第
３９８３４７６号）などの遷移金属カルコゲン化合物、
２）ルチル構造の遷移金属酸化物、例えば、ＷＯ2（米
国特許第４１９８４７６号）、３）ＬｉｘＦｅ（Ｆ
ｅ2）Ｏ4などのスピネル化合物（特開昭５８−２２０３
６２号）、４）電気化学的に合成されたＦｅ2Ｏ3のリチ
ウム化合物（米国特許第４４６４４４７号）、Ｆｅ2Ｏ3
のリチウム化合物（特開平３−１１２０７０号）、Ｎｂ
2Ｏ5（特開昭６２−５９４１２号、特開平２−８２４４
７号）、酸化鉄、ＦｅＯ，Ｆｅ2Ｏ，Ｆｅ3Ｏ4，酸化コ
バルト、ＣｏＯ，Ｃｏ2Ｏ3，Ｃｏ3Ｏ4（特開平３−２９
１８６２号）などの遷移金属酸化物が知られている。一
方、５）リチウムと合金を形成することが知られている
Ｓｎ，Ｃｄ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，８
７−１，１９８７）、Ａｌ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ
Ｉｏｎｉｃｓ，２０，１９８６）、Ｓｉ，Ｐｂ，Ｂｉ，
Ｓｂ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，８７−
１，１９８７）、これらのリチウムとの化合物又は合金
（例えば特開平７−２９６０２号）、及びこれらリチウ
ムと合金を形成可能な金属を炭素粒子に担持させたもの
（特開平８-２７３７０２号）が提案されている。
活物質として、１）ＴｉＳ2，ＬｉＴｉＳ2（米国特許第
３９８３４７６号）などの遷移金属カルコゲン化合物、
２）ルチル構造の遷移金属酸化物、例えば、ＷＯ2（米
国特許第４１９８４７６号）、３）ＬｉｘＦｅ（Ｆ
ｅ2）Ｏ4などのスピネル化合物（特開昭５８−２２０３
６２号）、４）電気化学的に合成されたＦｅ2Ｏ3のリチ
ウム化合物（米国特許第４４６４４４７号）、Ｆｅ2Ｏ3
のリチウム化合物（特開平３−１１２０７０号）、Ｎｂ
2Ｏ5（特開昭６２−５９４１２号、特開平２−８２４４
７号）、酸化鉄、ＦｅＯ，Ｆｅ2Ｏ，Ｆｅ3Ｏ4，酸化コ
バルト、ＣｏＯ，Ｃｏ2Ｏ3，Ｃｏ3Ｏ4（特開平３−２９
１８６２号）などの遷移金属酸化物が知られている。一
方、５）リチウムと合金を形成することが知られている
Ｓｎ，Ｃｄ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，８
７−１，１９８７）、Ａｌ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ
Ｉｏｎｉｃｓ，２０，１９８６）、Ｓｉ，Ｐｂ，Ｂｉ，
Ｓｂ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，８７−
１，１９８７）、これらのリチウムとの化合物又は合金
（例えば特開平７−２９６０２号）、及びこれらリチウ
ムと合金を形成可能な金属を炭素粒子に担持させたもの
（特開平８-２７３７０２号）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、上記の
Ｓｎ，Ｃｄ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｂ及びこれら
のリチウムとの合金は、特に高電流密度（例えば、１ｍ
Ａ／ｃｍ2以上）において容量が低くかつ充放電時のサ
イクル寿命が短いという問題がある。
Ｓｎ，Ｃｄ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｂ及びこれら
のリチウムとの合金は、特に高電流密度（例えば、１ｍ
Ａ／ｃｍ2以上）において容量が低くかつ充放電時のサ
イクル寿命が短いという問題がある。
【０００５】そこで本発明は、１）可逆的なリチウムイ
オンの挿入放出が可能で高容量を与える負極活物質を含
む非水系二次電池用負極材料と、２）高電流密度での充
放電においても、高容量、良好な充放電特性およびサイ
クル寿命をもつ非水系二次電池を提供することを目的と
した。
オンの挿入放出が可能で高容量を与える負極活物質を含
む非水系二次電池用負極材料と、２）高電流密度での充
放電においても、高容量、良好な充放電特性およびサイ
クル寿命をもつ非水系二次電池を提供することを目的と
した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はリチウムイオン
を挿入放出可能なケイ素とケイ素に導電性を付与する導
電性金属とからなる複合体を負極活物質として用いれ
ば、上記課題を解決できることを見い出して完成された
ものである。
を挿入放出可能なケイ素とケイ素に導電性を付与する導
電性金属とからなる複合体を負極活物質として用いれ
ば、上記課題を解決できることを見い出して完成された
ものである。
【０００７】上記ケイ素と導電性金属との複合化によ
り、負極活物質の導電性が向上するとともに、リチウム
イオンの挿入放出反応が円滑に進行し、活物質利用率の
向上や電池の内部抵抗の減少等の効果がもたらされ、高
容量かつ充放電のサイクル特性に優れた非水系二次電池
を得ることができる。
り、負極活物質の導電性が向上するとともに、リチウム
イオンの挿入放出反応が円滑に進行し、活物質利用率の
向上や電池の内部抵抗の減少等の効果がもたらされ、高
容量かつ充放電のサイクル特性に優れた非水系二次電池
を得ることができる。
【０００８】また、上記複合体が、ケイ素に導電性金属
を担持させたもの、又はケイ素又はその化合物を導電性
金属で被覆したものであることが望ましい。
を担持させたもの、又はケイ素又はその化合物を導電性
金属で被覆したものであることが望ましい。
【０００９】また、上記ケイ素は、粉末状又は板状のい
ずれの形態であっても良い。
ずれの形態であっても良い。
【００１０】また、上記複合体が、ケイ素上に、導電性
金属を水系溶媒で還元析出させて得られることが望まし
い。水系溶媒を用いることで、非水系溶媒を用いる場合
や乾式法に比べ、より低コストかつ安全に導電性金属を
複合化することができる。
金属を水系溶媒で還元析出させて得られることが望まし
い。水系溶媒を用いることで、非水系溶媒を用いる場合
や乾式法に比べ、より低コストかつ安全に導電性金属を
複合化することができる。
【００１１】また、上記粉末状のケイ素を含む複合体に
結着剤と溶媒を添加し、混練して得られたペーストを、
集電体に塗布して負極を形成することが望ましい。
結着剤と溶媒を添加し、混練して得られたペーストを、
集電体に塗布して負極を形成することが望ましい。
【００１２】また、上記板状のケイ素を含む複合体が、
少なくとも片面に導電性金属を有し、該片面に集電体を
圧着させて負極を形成することが望ましい。
少なくとも片面に導電性金属を有し、該片面に集電体を
圧着させて負極を形成することが望ましい。
【００１３】また、本発明の非水系二次電池は、ケイ素
と導電性を付与する導電性金属からなる複合体を負極活
物質とし、遷移金属を構成元素として含む金属酸化物を
正極活物質とし、有機溶媒にリチウム化合物を溶解させ
た、又は高分子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム
化合物を溶解させた有機溶媒を保持させたリチウムイオ
ン導電性の非水電解質を電解質として用いる。
と導電性を付与する導電性金属からなる複合体を負極活
物質とし、遷移金属を構成元素として含む金属酸化物を
正極活物質とし、有機溶媒にリチウム化合物を溶解させ
た、又は高分子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム
化合物を溶解させた有機溶媒を保持させたリチウムイオ
ン導電性の非水電解質を電解質として用いる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のケイ素粉末は、結晶質又は非晶質状のいずれで
あっても良いが、平均粒径は１〜１０μｍ程度のものが
好ましい。
本発明のケイ素粉末は、結晶質又は非晶質状のいずれで
あっても良いが、平均粒径は１〜１０μｍ程度のものが
好ましい。
【００１５】また、本発明の導電性金属としては、銅、
及び貴金属があげられるが、還元が容易である、導電性
が高い、安価である等の条件を満たす銅が望ましい。
及び貴金属があげられるが、還元が容易である、導電性
が高い、安価である等の条件を満たす銅が望ましい。
【００１６】また、本発明の複合体は、容量を大きく保
ち、かつ十分な導電性を得るため、導電性金属を３〜９
０重量％、さらに望ましくは５〜５０重量％含むことが
望ましい。
ち、かつ十分な導電性を得るため、導電性金属を３〜９
０重量％、さらに望ましくは５〜５０重量％含むことが
望ましい。
【００１７】本発明の複合体の作製方法としては、水系
溶媒中で、導電性金属をケイ素又はその化合物上に還元
析出させることが可能な、化学還元法、電解メッキ法及
び無電解メッキ法があげられるが、無電解メッキ法が望
ましい。また、他の好ましい方法として、真空蒸着法が
挙げられる。
溶媒中で、導電性金属をケイ素又はその化合物上に還元
析出させることが可能な、化学還元法、電解メッキ法及
び無電解メッキ法があげられるが、無電解メッキ法が望
ましい。また、他の好ましい方法として、真空蒸着法が
挙げられる。
【００１８】上記の方法により得られた複合体からなる
負極活物質を真空乾燥し、以下の方法により、負極を作
製する。ケイ素又はその化合物が粉末の場合、真空乾燥
させた複合体に結着剤とＮ-メチル-２-ピロリドン等の
溶媒を加えて混練し、混練したスラリーを集電体の銅箔
に塗布し負極とする。また、ケイ素又はその化合物が板
状の場合、還元析出させた導電性金属層側に集電体の銅
箔を圧着させて負極とする。ここで、銅箔の代わりに、
銅をポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム及び
ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に蒸着したメタ
ラジングフィルムを集電体として用いても良い。
負極活物質を真空乾燥し、以下の方法により、負極を作
製する。ケイ素又はその化合物が粉末の場合、真空乾燥
させた複合体に結着剤とＮ-メチル-２-ピロリドン等の
溶媒を加えて混練し、混練したスラリーを集電体の銅箔
に塗布し負極とする。また、ケイ素又はその化合物が板
状の場合、還元析出させた導電性金属層側に集電体の銅
箔を圧着させて負極とする。ここで、銅箔の代わりに、
銅をポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム及び
ポリプロピレンフィルムの片面又は両面に蒸着したメタ
ラジングフィルムを集電体として用いても良い。
【００１９】本発明の正極活物質として用いられる正極
材料は、従来公知の何れの材料も使用でき、例えば、Ｌ
ｉｘＣｏＯ2，ＬｉｘＮｉＯ2，ＭｎＯ2，ＬｉＭｎＯ2，
ＬｉｘＭｎ2Ｏ4，ＬｉｘＭｎ2-yＯ4，α−Ｖ2Ｏ5，Ｔｉ
Ｓ2等が挙げられる。
材料は、従来公知の何れの材料も使用でき、例えば、Ｌ
ｉｘＣｏＯ2，ＬｉｘＮｉＯ2，ＭｎＯ2，ＬｉＭｎＯ2，
ＬｉｘＭｎ2Ｏ4，ＬｉｘＭｎ2-yＯ4，α−Ｖ2Ｏ5，Ｔｉ
Ｓ2等が挙げられる。
【００２０】本発明に使用される非水電解質は、有機溶
媒にリチウム化合物を溶解させた非水電解液、又は高分
子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム化合物を溶解
させた有機溶媒を保持させた高分子固体電解質を用いる
ことができる。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
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。有機溶媒としては、例えばプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、
１，２−ジエトキシエタンメチルフォルメイト、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ジオキソフラン、４−メチル−１，３
−ジオキソフラン、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、
ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、
１，２−ジクロロエタン、４−メチル−２−ペンタノ
ン、１，４−ジオキサン、アニソール、ジグライム、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等である。
これらの溶媒はその１種を単独で使用することができる
し、２種以上を併用することもできる。電解質として
は、例えばＬｉＣｌＯ4，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＰＦ6，Ｌ
ｉＢＦ4，ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4，ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，Ｌ
ｉＩ，ＬｉＣＨ3ＳＯ3，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＡｌＣｌ
4等が挙げられ、これらの１種を単独で使用することも
できるし、２種以上を併用することもできる。
媒にリチウム化合物を溶解させた非水電解液、又は高分
子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム化合物を溶解
させた有機溶媒を保持させた高分子固体電解質を用いる
ことができる。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
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。有機溶媒としては、例えばプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、
１，２−ジエトキシエタンメチルフォルメイト、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ジオキソフラン、４−メチル−１，３
−ジオキソフラン、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、
ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、
１，２−ジクロロエタン、４−メチル−２−ペンタノ
ン、１，４−ジオキサン、アニソール、ジグライム、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等である。
これらの溶媒はその１種を単独で使用することができる
し、２種以上を併用することもできる。電解質として
は、例えばＬｉＣｌＯ4，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＰＦ6，Ｌ
ｉＢＦ4，ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4，ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，Ｌ
ｉＩ，ＬｉＣＨ3ＳＯ3，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＡｌＣｌ
4等が挙げられ、これらの１種を単独で使用することも
できるし、２種以上を併用することもできる。
【００２１】本発明に使用される高分子固体電解質は、
上記の電解質から選ばれる電解質を以下に示す高分子に
固溶させたものを用いることができる。例えば、ポリエ
チレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドのような
ポリエーテル鎖を有する高分子、ポリエチレンサクシネ
ート、ポリカプロラクタムのようなポリエステル鎖を有
する高分子、ポリエチレンイミンのようなポリアミン鎖
を有する高分子、ポリアルキレンスルフィドのようなポ
リスルフィド鎖を有する高分子が挙げられる。また、本
発明に使用される高分子固体電解質として、ポリフッ化
ビニリデン、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレ
ン共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニ
トリル、ポリプロピレンオキサイド等の高分子に上記非
水電解液を保持させ上記高分子を可塑化させたものを用
いることもできる。
上記の電解質から選ばれる電解質を以下に示す高分子に
固溶させたものを用いることができる。例えば、ポリエ
チレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドのような
ポリエーテル鎖を有する高分子、ポリエチレンサクシネ
ート、ポリカプロラクタムのようなポリエステル鎖を有
する高分子、ポリエチレンイミンのようなポリアミン鎖
を有する高分子、ポリアルキレンスルフィドのようなポ
リスルフィド鎖を有する高分子が挙げられる。また、本
発明に使用される高分子固体電解質として、ポリフッ化
ビニリデン、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレ
ン共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニ
トリル、ポリプロピレンオキサイド等の高分子に上記非
水電解液を保持させ上記高分子を可塑化させたものを用
いることもできる。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はない。
説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はない。
【００２３】実施例１．水１１中に、硫酸銅３５ｇ、ロ
ッシェル塩３４.０ｇ、炭酸ナトリウム３.０ｇ、水酸化
ナトリウム７.０ｇを加え、撹拌して溶解させ、純度９
９.９％で平均粒径５μｍのケイ素粉末１０.０ｇを加
え、３７％ホルムアルデヒド溶液１３.０mlを加えて銅
を還元し、ケイ素粉末に担持させ、これをろ過後、真空
乾燥して複合体粉末１３ｇを得た。上記複合体粉末１０
ｇに対して結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）１ｇを加えｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
を用いてペースト状にし、その一部を銅箔に塗布後、１
ｔ／ｃｍ2の圧力で圧着した。乾燥後、所定の大きさと
形に打抜いたものを負極とした。この負極と、対極に金
属リチウムを組み合わせ、エチレンカーボネートとジメ
チルカーボネートの混合溶媒（体積比１：１）に１ｍｏ
ｌ／ｌの濃度となるよう六フッ化リン酸リチウムを加え
た電解液を用いて試験セルを組み立て、電流密度２ｍＡ
／ｃｍ2、電圧範囲５ｍＶから１５００ｍＶで充放電試
験を行った。結果を表１に示す。
ッシェル塩３４.０ｇ、炭酸ナトリウム３.０ｇ、水酸化
ナトリウム７.０ｇを加え、撹拌して溶解させ、純度９
９.９％で平均粒径５μｍのケイ素粉末１０.０ｇを加
え、３７％ホルムアルデヒド溶液１３.０mlを加えて銅
を還元し、ケイ素粉末に担持させ、これをろ過後、真空
乾燥して複合体粉末１３ｇを得た。上記複合体粉末１０
ｇに対して結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）１ｇを加えｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
を用いてペースト状にし、その一部を銅箔に塗布後、１
ｔ／ｃｍ2の圧力で圧着した。乾燥後、所定の大きさと
形に打抜いたものを負極とした。この負極と、対極に金
属リチウムを組み合わせ、エチレンカーボネートとジメ
チルカーボネートの混合溶媒（体積比１：１）に１ｍｏ
ｌ／ｌの濃度となるよう六フッ化リン酸リチウムを加え
た電解液を用いて試験セルを組み立て、電流密度２ｍＡ
／ｃｍ2、電圧範囲５ｍＶから１５００ｍＶで充放電試
験を行った。結果を表１に示す。
【００２４】比較例１．天然黒鉛粉末として関西熱化学
社製ＮＧ７（平均粒径７μｍ）１０ｇに対して結着剤と
してＰＶＤＦ１ｇを加え、ＮＭＰを加えてペースト状と
し、その一部を銅箔に塗布後、１ｔ／ｃｍ2の圧力で圧
着した。乾燥後、一定の大きさと形に打抜いたものを負
極とした。これ以外は、すべて実施例１と同様の条件で
行った。結果を表１に示す。
社製ＮＧ７（平均粒径７μｍ）１０ｇに対して結着剤と
してＰＶＤＦ１ｇを加え、ＮＭＰを加えてペースト状と
し、その一部を銅箔に塗布後、１ｔ／ｃｍ2の圧力で圧
着した。乾燥後、一定の大きさと形に打抜いたものを負
極とした。これ以外は、すべて実施例１と同様の条件で
行った。結果を表１に示す。
【００２５】実施例２．正極にコバルト酸リチウム８．
８ｇ、アセチレンブラック０．６ｇ、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂０．６ｇからなる混合物の一部をアルミ
箔を敷いた成形型に入れ、１ｔ／ｃｍ2の圧力で成形
し、負極と同じ大きさ、形に打抜いたものを正極とし
た。金属リチウムの代わりにこの正極を用いた以外は、
実施例１と同様の方法で行った。結果を表１に示す。
８ｇ、アセチレンブラック０．６ｇ、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂０．６ｇからなる混合物の一部をアルミ
箔を敷いた成形型に入れ、１ｔ／ｃｍ2の圧力で成形
し、負極と同じ大きさ、形に打抜いたものを正極とし
た。金属リチウムの代わりにこの正極を用いた以外は、
実施例１と同様の方法で行った。結果を表１に示す。
【００２６】比較例２．負極に比較例１の負極を用いた
以外は、実施例２と同様の方法で行った。結果を表１に
示す。
以外は、実施例２と同様の方法で行った。結果を表１に
示す。
【００２７】比較例３．比較例１において、天然黒鉛粉
末に代えてケイ素粉末（純度９９．９％、粒径５μｍ）
を用い、同様に負極を製造した。結果を表１に示す。
末に代えてケイ素粉末（純度９９．９％、粒径５μｍ）
を用い、同様に負極を製造した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】 放電容量（ｍＡｈ／ｇ）充放電効率（％）５サイクル目の充放電効率（％） 実施例１ ６００ ８３ ９５ 比較例１ ２８０ ８５ ９５ 実施例２ ６００ ８３ ９５ 比較例２ ２８０ ８５ ９５ 比較例３ ２０ ２ ０
【００２９】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明では、リチ
ウムイオンを挿入放出可能なケイ素とケイ素に導電性を
付与する導電性金属とからなる複合体を負極活物質とし
て用いることにより、負極活物質の導電性が向上すると
ともに、リチウムイオンの挿入放出反応が円滑に進行
し、活物質利用率の向上や電池の内部抵抗の減少等の効
果がもたらされ、高容量かつ充放電のサイクル特性に優
れた非水系二次電池を得ることができる。
ウムイオンを挿入放出可能なケイ素とケイ素に導電性を
付与する導電性金属とからなる複合体を負極活物質とし
て用いることにより、負極活物質の導電性が向上すると
ともに、リチウムイオンの挿入放出反応が円滑に進行
し、活物質利用率の向上や電池の内部抵抗の減少等の効
果がもたらされ、高容量かつ充放電のサイクル特性に優
れた非水系二次電池を得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムイオンを挿入放出可能なケイ素
粉末とケイ素に導電性を付与する導電性金属とからなる
複合体を負極活物質として含む非水系二次電池用負極材
料。 - 【請求項２】 上記複合体が、上記ケイ素粉末に導電性
金属を担持させたもの、又は上記ケイ素粉末を導電性金
属で被覆したものである請求項１記載の非水系二次電池
用負極材料。 - 【請求項３】 上記複合体が、ケイ素粉末上に、導電性
金属を水系溶媒で還元析出させて得られるものである請
求項１又は２のいずれかに記載の非水系二次電池用負極
材料。 - 【請求項４】 ケイ素粉末とケイ素に導電性を付与する
導電性金属からなる複合体を負極活物質とし、遷移金属
を構成元素として含む金属酸化物を正極活物質とし、有
機溶媒にリチウム化合物を溶解させた、又は高分子にリ
チウム化合物を固溶或いはリチウム化合物を溶解させた
有機溶媒を保持させたリチウムイオン導電性の非水電解
質を電解質として用いる非水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10104398A JPH11297311A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 非水系二次電池用負極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10104398A JPH11297311A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 非水系二次電池用負極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297311A true JPH11297311A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14379629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10104398A Pending JPH11297311A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 非水系二次電池用負極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297311A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012018A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
| WO2000063986A1 (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
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| US6821675B1 (en) | 1998-06-03 | 2004-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-Aqueous electrolyte secondary battery comprising composite particles |
| US6824920B1 (en) | 1997-06-03 | 2004-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery comprising composite particles |
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| JP2007080835A (ja) * | 1998-05-13 | 2007-03-29 | Ube Ind Ltd | 非水二次電池 |
| KR100728783B1 (ko) | 2005-11-02 | 2007-06-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR100770133B1 (ko) | 2004-04-23 | 2007-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 구리가 전착된 실리콘 분말, 이의 제조 방법 및 이를음극으로 사용한 리튬 이차전지 |
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| KR20120005008A (ko) | 2009-04-01 | 2012-01-13 | 나믹스 코포레이션 | 전극 재료와 그 제조 방법 및 리튬 이온 2차 전지 |
| WO2012046916A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-12 | Unist Academy-Industry Research Corporation | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10104398A patent/JPH11297311A/ja active Pending
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| US8394531B2 (en) | 2005-11-02 | 2013-03-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
| KR100906550B1 (ko) * | 2007-09-07 | 2009-07-07 | 주식회사 엘지화학 | 구리가 전착된 실리콘 분말, 이의 제조 방법 및 이를음극으로 사용한 리튬 이차전지 |
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| KR101226245B1 (ko) | 2010-10-04 | 2013-02-07 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
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