特許6367653IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

種々の金属基板上に形成したSi系ナノ構造材料を負極材として使用するL
iイオン二次電池及びその製造方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の課題は新規なモルフォロジーを有し、多くの空隙を内部に有することにより膨張と収縮のサイクルによる損傷の少ないSi系ナノ構造材料を負極材に使用することにより、高容量と高サイクル寿命を両立させたLiイオン二次電池を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一側面によれば、正極と負極と前記正極と前記負極との間の電解質とを有するリチウムイオン二次電池であって、前記負極にシリコン系ナノ構造材料を含み、前記シリコン系ナノ構造材料は金属基板上にゲルマニウムナノワイヤを成長させ、前記ゲルマニウムナノワイヤが成長した前記金属基板をシランガス中で加熱することにより、前記金属基板の金属を含むシリコンナノ粒子の集合物を前記ゲルマニウムナノワイヤ上に成長さ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係るLiイオン二次電池で負極として使用されるSi系ナノ構造材料は多数のナノ粒子が集合して突起を形成するとともに、突起の内部に多数の空隙を有することで、膨張による内部応力の増大を抑制する構造を有するため、負極材の膨張・収縮のサイクルを繰り返す際の破壊による劣化が少ない。また、この負極中のシリコンと金属元素の組成を制御することで、Liイオン二次電池負極材の高容量化と長寿命化の両立を高いレベルで達成することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】金属基板上に形成されたゲルマニウム(Ge)ナノ構造体のSEM像。差し込み図はその部分拡大像。

【図2】Geナノ構造体上に形成されたSiナノ構造体のSEM像。差し込み図はその部分拡大像。

【図3】Geナノ構造体の上にSiナノ構造体を形成して得られたSi系ナノ構造材料の比較的広い領域の断面TEM像。

【図4】図3に示すSi系ナノ構造材料の内部構造が見えるようにするための、更に高倍率のTEM像。

【図5】Geナノ構造体上に形成されたSiナノ構造体をエネルギー分散型X線分光(EDX)法を利用して得た組成分析結果を示す図。

【図6】コインタイプハーフセルの内部構造を概念的に示す分解図。

【図7】Si系ナノ構造材料を負極に使用したハーフセルの充放電特性を示すグラフ。

【図8】Si系ナノ構造材料を負極に使用したハーフセルの充放電時のサイクル特性を示すグラフ。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

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