特開 2024-82276 組成物、負極及び電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082276

(43)【公開日】2024-06-19

(54)【発明の名称】組成物、負極及び電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/485 20100101AFI20240612BHJP

   H01M 4/36 20060101ALI20240612BHJP

   H01M 4/38 20060101ALI20240612BHJP

   H01M 4/48 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 4/587 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 4/131 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 4/134 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 4/505 20100101ALI20240612BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20240612BHJP

   C01G 33/00 20060101ALI20240612BHJP

   C01B 33/02 20060101ALI20240612BHJP

【ＦＩ】

H01M4/485

H01M4/36 E

H01M4/38 Z

H01M4/48

H01M4/587

H01M4/131

H01M4/134

H01M4/13

H01M4/505

H01M10/052

C01G33/00 A

C01B33/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】34

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023207293

(22)【出願日】2023-12-07

(31)【優先権主張番号】63/386,324

(32)【優先日】2022-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】516134855

【氏名又は名称】星歐光學股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 柏村

(72)【発明者】

【氏名】▲黄▼ 士羽

(72)【発明者】

【氏名】蔡 承諭

(72)【発明者】

【氏名】▲デン▼ 鈞鴻

【テーマコード（参考）】

4G048

4G072

5H029

5H050

【Ｆターム（参考）】

4G048AA03

4G048AC06

4G048AD04

4G048AE05

4G072AA01

4G072BB05

4G072DD06

4G072GG01

4G072HH01

4G072TT01

4G072UU30

5H029AJ02

5H029AJ03

5H029AJ05

5H029AJ06

5H029AJ12

5H029AK01

5H029AK03

5H029AL02

5H029AL03

5H029AL11

5H029AL18

5H029AM02

5H029AM03

5H029AM04

5H029AM05

5H029AM07

5H029DJ16

5H029HJ01

5H029HJ05

5H029HJ19

5H050AA02

5H050AA07

5H050AA08

5H050AA12

5H050AA15

5H050BA16

5H050BA17

5H050CA01

5H050CA08

5H050CA09

5H050CB02

5H050CB03

5H050CB08

5H050CB11

5H050CB29

5H050EA02

5H050EA08

5H050EA12

5H050EA23

5H050FA17

5H050HA01

5H050HA05

5H050HA19

(57)【要約】

【課題】大きな電流密度に適応すると共に構造全体の完全性を保持し、構造の破損によって電池のサイクル寿命が短く安全性が好ましくない等の問題を回避することができ、更に大電流密度の充放電環境で高いエネルギー密度を有するという目的を達成させる組成物を提供する。
【解決手段】ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む活性組成物を含む組成物であって、ニオブチタン酸化物は、ニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
０．１２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦９９．０
という条件を満たす。特定の条件を満たす場合、電池の安全性、サイクル寿命及びエネルギー密度を向上させることに役立つ。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む活性組成物を含む組成物であって、
前記ニオブチタン酸化物は、ニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含み、
前記ニオブチタン酸化物の前記活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、
前記シリコン活物質の前記活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
０．１２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦９９．０
という条件を満たす組成物。

【請求項2】

前記ニオブチタン酸化物は、ドープニオブチタン酸化物である請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

前記ドープニオブチタン酸化物には、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｔａ、Ｗ、Ｆ、Ｐ、Ｎａ又はＭｏの中の少なくとも１つの元素がドープされる請求項２に記載の組成物。

【請求項4】

前記ニオブチタン酸化物の前記活性組成物に占める重量比は、前記シリコン活物質の前記活性組成物に占める重量比よりも大きい請求項１に記載の組成物。

【請求項5】

前記ニオブチタン酸化物の前記活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、
前記シリコン活物質の前記活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
１．２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦２５．０
という条件を満たす請求項４に記載の組成物。

【請求項6】

前記シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とすると、
１０ｎｍ≦ｓＤ５０≦１００００ｎｍ
という条件を満たす請求項１に記載の組成物。

【請求項7】

前記ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
２０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦９０００ｎｍ
という条件を満たす請求項１に記載の組成物。

【請求項8】

前記シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、
前記ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
０．０１≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦２０．０
という条件を満たす請求項１に記載の組成物。

【請求項9】

ポリマー、炭素材料、金属、合金、非金属酸化物、金属酸化物及び有機化合物からなる群から選択される不活性組成物を更に含む請求項１に記載の組成物。

【請求項10】

前記活性組成物は、炭素活物質を更に含み、
前記ニオブチタン酸化物の前記活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、
前記シリコン活物質の前記活性組成物に占める重量比をＰｓとし、
前記炭素活物質の前記活性組成物に占める重量比をＰｃとすると、
０．０１≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦２５．０
という条件を満たす請求項１に記載の組成物。

【請求項11】

請求項１に記載の組成物を含む負極。

【請求項12】

請求項１１に記載の負極を含み、
電池が完全に放電するために１時間かかる場合の電気量の大きさがＣと定義される電池。

【請求項13】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量から１５サイクル目の放電体積電気容量までの間の最大値をＣ２ＶＭａｘとすると、
１００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦８００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項14】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ６０とすると、
１００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦８００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項15】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、
２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１０とすると、
０．７０≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項16】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、
２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における２０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ２０とすると、
０．６０≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項17】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ１５とすると、
１０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項18】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ５０とすると、
４０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項19】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ１５とすると、
８０％≦ａＣ２Ｅ１５≦１１０％
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項20】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ５０とすると、
７５％≦ａＣ２Ｅ５０≦１１０％
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項21】

１Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ１Ｖ１とし、
２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とすると、
０．５０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１
という条件を満たす請求項１２に記載の電池。

【請求項22】

ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む活性組成物を含む組成物であって、
前記ニオブチタン酸化物は、ドープニオブチタン酸化物であり、
前記ドープニオブチタン酸化物は、ニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含む組成物。

【請求項23】

前記ドープニオブチタン酸化物には、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｔａ、Ｗ、Ｆ、Ｐ、Ｎａ又はＭｏの中の少なくとも１つの元素がドープされる請求項２２に記載の組成物。

【請求項24】

前記ニオブチタン酸化物の前記活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、
前記シリコン活物質の前記活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
１．２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦２５．０
という条件を満たす請求項２２に記載の組成物。

【請求項25】

前記シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とすると、
５０ｎｍ≦ｓＤ５０≦３０００ｎｍ
という条件を満たす請求項２２に記載の組成物。

【請求項26】

前記シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、
前記ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
０．０１≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦２０．０
という条件を満たす請求項２２に記載の組成物。

【請求項27】

請求項２２に記載の組成物を含む負極。

【請求項28】

請求項２７に記載の負極を含み、
電池が完全に放電するために１時間かかる場合の電気量の大きさがＣと定義される電池。

【請求項29】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電重量電気容量から１５サイクル目の放電重量電気容量までの間の最大値をＣ２ＧＭａｘとすると、
１００ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦８００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【請求項30】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電重量電気容量をＣ２Ｇ６０とすると、
１００ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦８００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【請求項31】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、
２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ６０とすると、
０．５０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【請求項32】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ１５とすると、
８≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【請求項33】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ５０とすると、
３０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【請求項34】

２Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とし、
４Ｃの電気量で前記電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ４Ｖ１とすると、
０．５０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１
という条件を満たす請求項２８に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組成物、負極及び電池に関し、特に、電池の安全性、サイクル寿命及びエネルギー密度を向上可能な組成物及び負極に関する。

【背景技術】

【0002】

現在の電池は、高いエネルギー密度、高い作動電圧、速い充電速度、長いサイクル寿命を研究開発の目標とし、負極材料としては炭素又はグラファイトがよく使用されてきたが、グラファイトの理論エネルギー密度は、電気自動車等の大型電力装置の運動エネルギーに対するニーズよりも遥かに低い。大電流を使用するサイクル過程において、層状構造の炭素又はグラファイトがイオンの迅速な挿入と脱離に耐えられず、構造が不可逆的に崩壊して電気容量及び貯蔵寿命を低下させやすく、また、電流密度が大き過ぎると、分極現象が発生しやすく、リチウムイオンが極板の表面でリチウム金属に還元され且つリチウムの樹枝状結晶が形成され、電池内部の短絡を引き起こし、安全上の懸念がある場合が多い。

【発明の概要】

【0003】

本開示内容は、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を負極材料に適用することで、大きな電流密度に適応すると共に構造全体の完全性を保持し、構造の破損によって電池のサイクル寿命が短く安全性が好ましくない等の問題を回避することができ、更に大電流密度の充放電環境で高いエネルギー密度を有するという目的を達成させることができる。

【0004】

本開示内容によれば、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む活性組成物を含む組成物であって、ニオブチタン酸化物は、ニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含み、ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
０．１２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦９９．０
という条件を満たす組成物を提供する。

【0005】

本開示内容によれば、前段落に記載の組成物を含む負極を提供する。

【0006】

本開示内容によれば、前段落に記載の負極を含む電池を提供する。

【0007】

本開示内容によれば、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む活性組成物を含む組成物であって、ニオブチタン酸化物は、ドープニオブチタン酸化物であり、ドープニオブチタン酸化物は、ニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含む組成物を提供する。

【0008】

本開示内容によれば、前段落に記載の組成物を含む負極を提供する。

【0009】

本開示内容によれば、前段落に記載の負極を含む電池を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示内容は、活性組成物及び不活性組成物を含む組成物を提供する。活性組成物は、ニオブチタン酸化物、シリコン活物質又は炭素活物質を含んでよい。不活性組成物は、ポリマー、炭素材料、金属、合金、非金属酸化物、金属酸化物、フッ化物、有機化合物、接着剤、導電剤及び添加剤からなる群から選択されてよい。

【0011】

本開示内容では、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を負極材料に適用する。ニオブチタン酸化物は、リチウム挿入過程で結晶体積の変化が小さく且つ高い機械的安定性を有するため、大きな電流密度に適応すると共に構造全体の完全性を保持し、構造の破損によって電池のサイクル寿命が悪化するという問題を回避することができる。急速充放電の過程で、ニオブチタン酸化物は、固体電解質界面膜（ｓｏｌｉｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＳＥＩ）の形成を効果的に回避し、リチウムイオンの消費による電気容量の低下及び電池全体のインピーダンスの増加という問題を減少させることができるだけでなく、リチウム樹枝状結晶の生成を回避し、電池の使用時の安全性を補強することもできる。ニオブチタン酸化物に含まれるニオブ元素、チタン元素、更にドープできる適切な元素により、複数の電子対を提供する酸化還元能力を有し、シリコン活物質と適切な割合で組成され、電池のレート性能を補強し、電池の充電効率を向上させるだけでなく、大電流密度の充放電環境で高いエネルギー密度を有するという目的をも達成する。

【0012】

本開示内容に記載のニオブチタン酸化物は、アンドープニオブチタン酸化物及びドープニオブチタン酸化物を含む。アンドープニオブチタン酸化物の組成成分は、少なくともニオブ元素、チタン元素及び酸素元素を含み、アンドープニオブチタン酸化物は、複数種の化合物を含み、更に以下の化学式で表されてよい。
Ｔｉ_xＮｂ_yＯ_z
ただし、ｚ≦４ｘ＋５ｙであり、例えば、ＴｉＮｂ₂Ｏ₇、Ｔｉ₂Ｎｂ₁₀Ｏ₂₉、ＴｉＮｂ₁₄Ｏ₃₇及びＴｉＮｂ₂₄Ｏ₆₂である。ニオブチタン酸化物の結晶構造は、立方晶系（ｃｕｂｉｃ）、単斜晶系（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）、斜方晶系（ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ）、ＲｅＯ₃型格子（ＲｅＯ₃－ｔｙｐｅ）又は層状構造等であってよく、ドープニオブチタン酸化物は、上記アンドープニオブチタン酸化物のうちの少なくとも１種の化合物に少なくとも１種の元素がドープされたものから選択されてよく、更に以下の化学式で表されてよい。
Ｔｉ_(x-a)Ｍ１_aＮｂ_(y-b)Ｍ２_bＯ_(z-c)Ｍ３_c
ただし、Ｍ１、Ｍ２及びＭ３は、ドープされた元素であり、０≦ａ＜ｘ、０≦ｂ＜ｙ、０≦ｃ＜ｚである。ドープされた元素又はドープされた元素の割合を調整することによって構造を変更することができ、更に少なくとも１種の不活性組成物を選択してニオブチタン酸化物の表面又は空孔を被覆又は充填することができる。ドープ方法によってニオブチタン酸化物の化学的性質を変更することで、電子やイオンの移動の難しさを低下させ、更にニオブチタン酸化物の導電性を増加させることに役立つ。

【0013】

本開示内容に記載のドープされた元素は、ＩＡ族、ＩＩＡ族、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩＢ族、ＩＢ族、ＩＩＢ族、ＩＩＩＡ族、ＩＶＡ族、ＶＡ族、ＶＩＡ族、ＶＩＩＡ族の任意の元素から選択されてよい。更にＬｉ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｃａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｂｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｉ、Ｔａ、Ｗ又はＢｉのうちの少なくとも１種から選択されてよい。導電性の高い元素又は軽い元素を選択してドープすることで、ドープニオブチタン酸化物の導電性を増加させ、電池の急速充電性能を補強し、エネルギー密度を向上させることに役立つ。ニオブチタン酸化物に適切な元素をドープすることで、ドープニオブチタン酸化物のエネルギーギャップの間に比較的低い位置エネルギーのエネルギー準位を形成し、電子移動の難しさを低下させ、ドープニオブチタン酸化物の導電性を増加させることに役立つ。また、理論エネルギー密度の高いシリコン活物質を加えることで、電池全体の電気容量及びエネルギー密度を顕著に向上させることに役立つ。

【0014】

ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
０．１２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦９９．０
という条件を満たす。ニオブチタン酸化物とシリコン活物質が適切な割合で組成されることで、大電流の充放電過程で電池の安定性を補強し、エネルギー密度を向上させることに役立つ。なお、
０．２５≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦６０．０、０．５≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦４０．０、０．８≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦３５．０、１．０５≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦３０．０、１．２≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦２５．０、１．５≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦２０．０、１．８≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦１８．０又は２．０≦Ｐｔｎ／Ｐｓ≦１５．０
という条件を満たしてよい。

【0015】

ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比は、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比よりも大きい。ニオブチタン酸化物とシリコン活物質が適切な割合で組成されることで、電池の充電効率及びエネルギー密度を向上させることに役立つ。

【0016】

本開示内容に記載のシリコン活物質は、シリコン、酸化シリコン、シリコン炭素複合体、シリコン合金又は上記何れか１種のシリコン活物質に少なくとも１種の不活性組成物を添加したものであってよく、不活性組成物は、シリコン活物質と混合物を形成することができ、不活性組成物は、シリコン活物質と化学結合を形成することもでき、不活性組成物は、シリコン活物質とコアシェル構造を形成することもでき、不活性組成物は、膜層構造を形成することもできる。不活性組成物が緩衝、保護、導電性増加の機能を提供することで、充放電時にシリコン活物質の体積の急激な変化に適応し、構造全体の完全性を保持することができ、シリコン活物質が電解質と直接接触して界面膜を生成することによって電池全体のインピーダンスが増加するという問題をも回避する。

【0017】

本開示内容に記載のシリコン活物質の粒径をｓＤ５０とすると、
１０ｎｍ≦ｓＤ５０≦１００００ｎｍ
という条件を満たす。適切な粒径のシリコン活物質を選択することで、シリコン活物質の凝集現象を減少させ、シリコン活物質の体積膨張による応力を減少させることに役立ち、コストを節約する。なお、
２０ｎｍ≦ｓＤ５０≦９９ｎｍ、４０ｎｍ≦ｓＤ５０≦９５ｎｍ、６０ｎｍ≦ｓＤ５０≦９０ｎｍ、１０５ｎｍ≦ｓＤ５０≦１０００ｎｍ、１５０ｎｍ≦ｓＤ５０≦３００ｎｍ、４５０ｎｍ≦ｓＤ５０≦７００ｎｍ、１２００ｎｍ≦ｓＤ５０≦８０００ｎｍ、１５００ｎｍ≦ｓＤ５０≦３０００ｎｍ、４０００ｎｍ≦ｓＤ５０≦６０００ｎｍ、又は５０ｎｍ≦ｓＤ５０≦３０００ｎｍ
という条件を満たしてよい。

【0018】

ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
２０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦９０００ｎｍ
という条件を満たす。適切な粒径のニオブチタン酸化物を選択することで、イオン伝導に要する時間を短縮してレート性能を補強することに役立つ。なお、
４０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦８０００ｎｍ、１００ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦６０００ｎｍ、１５０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦４５００ｎｍ、１８０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦４０００ｎｍ、２００ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦２０００ｎｍ、２５０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦１５００ｎｍ、２８０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦１０００ｎｍ、３１０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦９００ｎｍ、又は３５０ｎｍ≦ｔｎＤ５０≦８００ｎｍ
という条件を満たしてよい。

【0019】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
０．０１≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦２０．０
という条件を満たす。適切なニオブチタン酸化物とシリコン活物質の粒径比を選択することで、組成物の密度と均一性を向上させることに役立ち、イオン伝導性と安定性を効果的に向上させることができる。なお、
０．０３≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦１８．０、０．０５≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦１５．０、０．０８≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦１２．０、０．１０≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦１０．０、０．１１≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦９．０、又は０．１２≦ｔｎＤ５０／ｓＤ５０≦８．０
という条件を満たしてよい。

【0020】

ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとし、炭素活物質の活性組成物に占める重量比をＰｃとすると、
０．０１≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦２５．０
という条件を満たす。ニオブチタン酸化物及び炭素系材料の組成物に占める重量比を調整することで、電池の電気容量の増加に役立つ。なお、
０．０５≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦２２．０、０．１≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦２０．０、０．２≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦１８．０、１．０≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦１６．０、又は５．０≦Ｐｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）≦１５．０
という条件を満たしてよい。

【0021】

本開示内容に記載の炭素活物質は、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンミクロスフェア、ハードカーボン、ソフトカーボン、導電性グラファイト（ＫＳ６、ＳＦＧ６）、アセチレンブラック（Ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｂｌａｃｋ）、ケッチェンブラック（Ｋｅｔｊｅｎｂｌａｃｋ）、カーボンブラック（Ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ、Ｓｕｐｅｒ Ｐ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ；ＣＮＴ）であってよい。

【0022】

本開示内容に記載の炭素材料は、グラファイト、カーボンミクロスフェア、炭素繊維、ハードカーボン、ソフトカーボン、導電性グラファイト、グラフェン、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブであってよい。

【0023】

本開示内容に記載の接着剤は、ポリフッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙ（１，１－ｄｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンゴム（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ；ＳＢＲ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＥ）、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｎｏｌ）；ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙ（１－ｅｔｈｅｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎ－２－ｏｎｅ）；ＰＶＰ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙ（１－ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ）、ポリアクリロニトリル（Ｐｏｌｙ（１－ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）；ＰＡＮ）、カルボキシメチルセルロース（Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＣＭＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ（１，１，２，２－ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＴＦＥ）、エチレンプロピレンジエン三元共重合体（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｄｉｅｎｅ ｍｏｎｏｍｅｒ；ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（Ｈｙｐａｌｏｎ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ；ＣＳＭ）又はモノウロン酸で線状重合したアルギン酸（Ａｌｇｉｎｉｃ ａｃｉｄ）であってよい。

【0024】

本開示内容に記載の導電剤は、グラファイト、導電性グラファイト、グラフェン、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンミクロスフェア、炭素繊維、ハードカーボン、ソフトカーボン、アルミニウム粉末（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、ニッケル粉末（Ｎｉｃｋｅｌ）、酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、チタン酸カリウム繊維（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｈｅｘａｔｉｔａｎａｔｅ；ＰＨＴ）又はそれらの組み合わせであってよい。

【0025】

本開示内容に記載の添加剤は、カーボネート系化合物、環状ジエステル、エーテル基含有環状化合物、芳香族化合物、リン含有化合物、ホウ素含有化合物、無機酸化物又はそれらの組み合わせであってよい。適量の添加剤を添加することで、例えば、ＳＥＩ膜の組成を改善し、高温高電圧時の性能を向上させ、イオン伝導能力を向上させ、電解質のインピーダンスを低下させ、サイクル安定性を向上させ、正負極材料の完全性を安定的にし、電気化学的安定性を向上させる等、電池の性能を向上させることに役立つ。

【0026】

本開示内容に記載の負極材料は、ニオブチタン酸化物、シリコン活物質、炭素活物質、炭素材料、リチウム含有金属化合物、リチウム含有金属酸化物（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）、金属リチウム又はそれらの組み合わせであってよい。

【0027】

本開示内容に記載の金属塩類は、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＣ₄ＢＯ₈、ＬｉＴＦＳＩ、ＬｉＦＳＩ、ＬｉＮＯ₃、ＬｉＧａＣｌ₄等を含む無機酸リチウム塩、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃等のフッ素含有スルホン酸リチウム塩、ＬｉＢＦ₂（Ｃ₂Ｏ₄）（ＬｉＤＦＯＢ）、ＬｉＢ（Ｃ₂Ｏ₄）₂（ＬｉＢＯＢ）又はそれらの組み合わせであってよく、上記金属塩類は、複数の異なる酸化状態を含んでよい。

【0028】

本開示内容に記載の正極材料は、リチウム又は少なくとも１種の金属を含むリチウム複合金属酸化物であってよい。例えば、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ₂）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ₂）、リチウムニッケルコバルト酸化物（ＬｉＮｉＣｏＯ₂）、リチウムニッケルマンガン酸化物（ＬｉＮｉＭｎＯ₄）、リチウムマンガンコバルト酸化物（ＬｉＣｏＭｎＯ₂、ＬｉＣｏＭｎＯ₄）、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ₂、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ₄）又はそれらの組み合わせであり、上記リチウム複合金属酸化物は、複数の異なる酸化状態を含んでよい。

【0029】

本開示内容に記載の電解質は、金属塩類、添加剤及び有機溶媒等で組成されたものであってよい。有機溶媒の組成割合は、添加剤の組成割合より大きくてよく、その電解質状態は、液体、コロイド状又は固体であってよい。電解質である添加剤と有機溶媒は、物理的に混合されてもよく、重合前駆体として下記の添加剤又は有機溶媒モノマーの少なくとも１種を選択してもよい。

【0030】

本開示内容に記載の有機溶媒は、カーボネート系、カルボン酸エステル系、エーテル系、硫黄含有化合物又はそれらの組み合わせであってよく、前記有機溶媒は、添加剤として使用されてもよい。

【0031】

本開示内容に記載の有機溶媒は、その構造に重合可能なオレフィン基を含んでよく、第２構造前駆体のモノマーとしてよい。例えば、炭酸ビニレン（２Ｈ－１，３－Ｄｉｏｘｏｌ－２－ｏｎｅ；Ｖｉｎｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＶＣ）、炭酸ビニルエチレン（４－Ｖｉｎｙｌ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；Ｖｉｎｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＶＥＣ）、トリチオ炭酸ビニレン（１，３－Ｄｉｔｈｉｏｌｅ－２－ｔｈｉｏｎｅ；Ｖｉｎｙｌｅｎｅ ｔｒｉｔｈｉｏｃａｒｂｏｎａｔｅ）、スルホレン（２，５－Ｄｉｈｙｄｒｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－１，１－ｄｉｏｘｉｄｅ）、ジビニルスルホン（１－Ｅｔｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌｅｔｈｅｎｅ）、１－プロペン－１，３－スルトン（Ｐｒｏｐ－１－ｅｎｅ－１，３－ｓｕｌｔｏｎｅ）、エーテル基含有環状化合物の添加剤又は芳香族化合物の添加剤である。

【0032】

本開示内容に記載のカーボネート系有機溶媒（Ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｅｓｔｅｒ）は、炭酸分子におけるヒドロキシ基の水素原子の一部又は全部がアルキル基により置換された化合物であってよく、環状カーボネート及び直鎖カーボネートに分けられてよい。直鎖カーボネートは、炭酸ジメチル（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（Ｄｉｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＥＣ）、炭酸ジプロピル（Ｄｉｐｒｏｐｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＰＣ）、炭酸エチルメチル（Ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＥＭＣ）、炭酸メチルプロピル（Ｍｅｔｈｙｌ ｐｒｏｐｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＭＰＣ）、炭酸エチルプロピル（Ｅｔｈｙｌ ｐｒｏｐｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＥＰＣ）、炭酸メチル２，２，２－トリフルオロエチル（Ｍｅｔｈｙｌ－２，２，２－ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＦＥＭＣ）を含んでよい。環状カーボネートは、炭酸エチレン（１，３－Ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＥＣ）、炭酸プロピレン（４－Ｍｅｔｈｙｌ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、炭酸トリメチレン（１，３－Ｄｉｏｘａｎ－２－ｏｎｅ；Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＴＭＣ）、１，２－炭酸ブチレン（４－Ｅｔｈｙｌ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；１，２－Ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、シス－２，３－炭酸ブチレン（（４Ｒ，５Ｓ）－４，５－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；ｃｉｓ－２，３－Ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、１，２－ペンチレンカーボネート（１，２－Ｐｅｎｔｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、２，３－ペンチレンカーボネート（２，３－Ｐｅｎｔｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレン、フルオロエチレンカーボネート（４－Ｆｌｕｏｒｏ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；Ｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ｔｒａｎｓ－４，５－Ｄｉｆｌｕｏｒｏ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；Ｄｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＦＥＣ）、トリチオ炭酸ビニレン又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0033】

本開示内容に記載のカルボン酸エステル系有機溶媒は、アルコール類とカルボン酸がエステル化反応することによって調製され、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、ラクトン（Ｌａｃｔｏｎｅ）又はそれらの組み合わせであってよい。ラクトンは、１－オキサシクロアルカン－２－オン（１－ｏｘａｃｙｃｌｏａｌｋａｎ－２－ｏｎｅ）構造を含むことを更に説明してよい。ヒドロキシ基及びカルボン酸を含む化合物を指し、分子内で縮合して環状カルボン酸エステルモノマーを形成し、環を形成するヒドロキシ基の位置及び環内の炭素原子数に応じて複数の組み合わせが可能である。α－アセトラクトン（Ｏｘｉｒａｎ－２－ｏｎｅ；α－ａｃｅｔｏｌａｃｔｏｎｅ）、β－プロピオラクトン（Ｏｘｅｔａｎ－２－ｏｎｅ；β－ｐｒｏｐｉｏｌａｃｔｏｎｅ）、γ－ブチロラクトン（Ｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；γ－ｂｕｔｙｒｏｌａｃｔｏｎｅ）、γ－バレロラクトン（５－Ｍｅｔｈｙｌｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；γ－ｖａｌｅｒｏｌａｃｔｏｎｅ）、σ－バレロラクトン（Ｏｘａｎ－２－ｏｎｅ；σ－ｖａｌｅｒｏｌａｃｔｏｎｅ）、γ－カプロラクトン（５－Ｅｔｈｙｌｏｘｏｌａｎ－２－ｏｎｅ；γ－ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）、ε－カプロラクトン（Ｏｘｅｐａｎ－２－ｏｎｅ；ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）、δ－グルコノラクトン（Ｄ－Ｇｌｕｃｏｎｏ－１，５－ｌａｃｔｏｎｅ；δ－ｇｌｕｃｏｎｏｌａｃｔｏｎｅ）又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0034】

本開示内容に記載のエーテル系有機溶媒は、テトラヒドロフラン（Ｏｘｏｌａｎｅ；ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフラン（２－Ｍｅｔｈｙｌｏｘｏｌａｎｅ；２－ＭｅＴＨＦ）、１，３－ジオキソラン（１，３－Ｄｉｏｘｏｌａｎｅ；ＤＯＬ）、４－メチル－１，３－ジオキソラン（４－Ｍｅｔｈｙｌ－１，３－ｄｉｏｘｏｌａｎｅ；４－ＭｅＤＯＬ）、ジメトキシメタン（Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｍｅｔｈａｎｅ；ＤＭＭ）、１，２－ジメトキシエタン（１，２－Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｅ；ＤＭＥ）、２，２－ジメトキシプロパン（２，２－Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｐｒｏｐａｎｅ；ＤＭＰ）、１，２－ビス（２－シアノエトキシ）エタン（１，２－Ｂｉｓ（２－ｃｙａｎｏｅｔｈｏｘｙ）ｅｔｈａｎｅ；ＤＥＮＥ）、ジグリム（１－Ｍｅｔｈｏｘｙ－２－（２－ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｅｔｈａｎｅ；ＤＧ）又はそれらの組み合わせであってよい。

【0035】

本開示内容に記載の硫化物を含む有機溶媒は、スルホニル基含有化合物（ｓｕｌｆｏｎｅ ｇｒｏｕｐ；－（Ｏ＝）Ｓ（＝Ｏ）－）、スルホン酸エステル化合物（ｓｕｌｆｏｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ；－ＳＯ₂Ｏ－）に分けられてよい。スルホニル基含有化合物は、スルホレン、ジビニルスルホンを含んでよく、スルホン酸エステル化合物は、更にメシラート（Ｍｅｓｙｌａｔｅ；ＣＨ₃ＳＯ₂Ｏ－）、トリフルオロメタンスルホナート（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ；ＣＦ₃ＳＯ₂Ｏ－）、ｐ－トルエンスルホナート（ｐ－ｔｏｌｕｅｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ ｇｒｏｕｐ；Ｔｏｓｙｌ）に細分されてよく、メタンスルホン酸エチル（１－Ｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌｏｘｙｅｔｈａｎｅ）、ｐ－トルエンスルホン酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ ４－ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、１，３－プロパンスルトン（Ｏｘａｔｈｉｏｌａｎｅ ２，２－ｄｉｏｎｅ）、１－プロペン－１，３－スルトン、１，３，２－ジオキサチアン２，２－ジオキシド（１，３，２－Ｄｉｏｘａｔｈｉａｎｅ－２，２－ｄｉｏｘｉｄｅ）又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0036】

本開示内容に記載の環状ジエステル（Ｌａｃｔｏｎｅ ｃｙｃｌｉｃ ｅｓｔｅｒ）は、ヒドロキシカルボン酸（Ｈｙｄｒｏｘｙ ａｃｉｄ）を含む２つの同じ又は異なる化合物がエステル化縮合することによって形成した多員環ジエステルモノマーであってよい。グリコリド（１，４－Ｄｉｏｘａｎｅ－２，５－ｄｉｏｎｅ；ｇｌｙｃｏｌｉｄｅ）、ラクチド（３，６－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－１，４－ｄｉｏｘａｎｅ－２，５－ｄｉｏｎｅ；ｌａｃｔｉｄｅ）又はそれらの組み合わせを含んでよい。原子の空間的配列の違いによって形成される立体異性体に基づき、ラクチドは、更にＬＬ－ラクチド（（Ｒ，Ｒ）－３，６－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－１，４－ｄｉｏｘａｎｅ－２，５－ｄｉｏｎｅ；ＬＬ－ｌａｃｔｉｄｅ）、ＤＤ－ラクチド（（Ｓ，Ｓ）－３，６－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－１，４－ｄｉｏｘａｎｅ－２，５－ｄｉｏｎｅ；ＤＤ－ｌａｃｔｉｄｅ）、ＤＬ－ラクチド（（ｍｅｓｏ）－３，６－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－１，４－ｄｉｏｘａｎｅ－２，５－ｄｉｏｎｅ；ＤＬ－ｌａｃｔｉｄｅ）に細分されてよい。又は、ヒドロキシ基含有カルボン酸化合物は、開環反応を必要とすることなく、直接共重合してポリマーを形成することができ、２－ヒドロキシ酢酸（２－Ｈｙｄｒｏｘｙａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ；ｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ）、３－ヒドロキシプロピオン酸（３－Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐａｎｏｉｃ ａｃｉｄ；ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ）、４－ヒドロキシ酪酸（４－Ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔａｎｏｉｃ ａｃｉｄ）、５－ヒドロキシペンタン酸（５－Ｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅｒｉｃ ａｃｉｄ）又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0037】

本開示内容に記載のエーテル基含有環状化合物の添加剤は、エチレンオキシ基（－ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ－）を主たる繰り返し単位構造とするクラウンエーテル（Ｃｒｏｗｎ ｅｔｈｅｒ）であってよい。９－クラウン－３（１，４，７－Ｔｒｉｏｘｏｎａｎｅ；９－Ｃｒｏｗｎ－３）、１２－クラウン－４（１，４，７，１０－Ｔｅｔｒａｏｘａｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎｅ；１２－Ｃｒｏｗｎ－４）、１５－クラウン－５（１，４，７，１０，１３－Ｐｅｎｔａｏｘａｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｅｃａｎｅ；１５－Ｃｒｏｗｎ－５）、１８－クラウン－６（１，４，７，１０，１３，６－Ｈｅｘａｏｘａｃｙｃｌｏｏｃｔａｄｅｃａｎｅ；１８－Ｃｒｏｗｎ－６）、２１－クラウン－７（１，４，７，１０，１３，１６，１９－Ｈｅｐｔａｏｘａｃｙｃｌｏｈｅｎｅｉｃｏｓａｎｅ；２１－Ｃｒｏｗｎ－７）、ジベンゾ－１８－クラウン－６（６，７，９，１０，１７，１８，２０，２１－Ｏｃｔａｈｙｄｒｏｄｉｂｅｎｚｏ［ｂ，ｋ］［１，４，７，１０，１３，１６］ ｈｅｘａｏｘａｃｙｃｌｏｏｃｔａｄｅｃｉｎｅ；Ｄｉｂｅｎｚｏ－１８－ｃｒｏｗｎ－６）、ジアザ－１８－クラウン－６（１，４，１０，１３－Ｔｅｔｒａｏｘａ－７，１６－ｄｉａｚａｃｙｃｌｏｏｃｔａｄｅｃａｎｅ；Ｄｉａｚａ－１８－ｃｒｏｗｎ－６）又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0038】

本開示内容に記載の芳香族化合物の添加剤は、メトキシベンゼン（Ｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ）、１－エチニル－４－メトキシベンゼン（１－Ｅｔｈｙｎｙｌ－４－ｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ）、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン（ｔｅｒｔ－Ｂｕｔｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）、フルオロベンゼン（Ｆｌｕｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、１，２－ジフルオロベンゼン（１，２－Ｄｉｆｌｕｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ジフェニルエーテル（１，１’－Ｏｘｙｄｉｂｅｎｚｅｎｅ）、テルフェニル（１，４－Ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）、４－ｔｅｒｔ－ブチル－２－フルオロアニリン（２－Ｆｌｕｏｒｏ－４－（２－ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｒｏｐａｎｙｌ）ａｎｉｌｉｎｅ）、Ｎ－［３－（トリメトキシシリル）プロピル］アニリン（Ｎ－［３－（Ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｐｒｏｐｙｌ］ａｎｉｌｉｎｅ）又はそれらの組み合わせを含んでよい。

【0039】

本開示内容に記載のリン含有化合物の添加剤は、亜リン酸トリス（トリメチルシリル）（Ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ） ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ；ＴＭＳＰｉ）、亜リン酸トリス（２，２，２－トリフルオロエチル）（Ｔｒｉｓ（２，２，２－ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ） ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）、亜リン酸トリフェニル（Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）、エトキシ（ペンタフルオロ）シクロトリホスファゼン（１，３，５，２，４，６－Ｔｒｉａｚａｔｒｉｐｈｏｓｐｈｏｒｉｎｅ－２－ｅｔｈｏｘｙ－２，４，４，６，６－ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏ－２，２，４，４，６，６－ｈｅｘａｈｙｄｒｏ）又はそれらの組み合わせであってよい。

【0040】

本開示内容に記載のホウ素含有化合物の添加剤は、ホウ酸トリメチル（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｏｒａｔｅ）、ホウ酸トリス（トリメチルシリル）（Ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ） ｂｏｒａｔｅ）、トリメチルボロキシン（２，４，６－Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ－１，３，５，２，４，６－ｔｒｉｏｘａｔｒｉｂｏｒｉｎａｎｅ）又はそれらの組み合わせであってよい。

【0041】

本開示内容に記載の無機酸化物の添加剤は、リチウムランタンジルコニウム酸化物（ＬｉＬａＺｒＯ）、リチウムランタンジルコニウムタンタル酸化物（ＬｉＬａＺｒＴａＯ）、リチウムランタンチタン酸化物（ＬｉＬａＴｉＯ）、リン酸リチウム（ＬｉＰＯ）、フルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯＦ）、リン酸リチウムチタン（ＬｉＴｉＰＯ）、リン酸リチウムアルミニウムゲルマニウム（ＬｉＡｌＧｅＰ）、リン酸リチウムアルミニウムチタン酸化物（ＬｉＡｌＴｉＰＯ）、リチウムゲルマニウムリン硫黄酸化物（ＬｉＧｅＰＳＯ）、リチウムスズリン硫黄酸化物（ＬｉＳｎＰＳＯ）、鉛ジルコニウムチタン酸化物（ＰｂＺｒＴｉＯ）、鉛ランタンジルコニウムチタン酸化物（ＰｂＬａＺｒＴｉＯ）、バリウムチタン酸化物（ＢａＴｉＯ）等の複合材料であってよい。上記無機酸化物の添加剤は、複数の異なる酸化状態を含んでよく、又はＡｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃等であってよく、高分子電解質の結晶化度を低下させ、更にイオン伝導度及び電解質の物理的・機械的強度を増加させ、電池のサイクル寿命の延長に寄与することができる。

【0042】

本開示内容に記載のセパレータは、多孔質構造を有する薄膜であってよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）、エポキシ樹脂等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル繊維の単層膜又は多層膜、又は表面にＭｇ（ＯＨ）₂、ＭｇＯ、ＢａＳＯ₄、ＳｎＯ₂、ＮｉＯ、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の少なくとも１種を含む無機セラミック複合薄膜又はそれらの組み合わせを含んでよい。上記無機セラミック複合薄膜は、複数の異なる酸化状態を含んでよい。

【0043】

本開示内容に記載のニオブチタン酸化物、シリコン活物質及び炭素活物質の全ての関連配置は、更に関連する割合に基づいて極板に製造され、電池充放電試験を行うことができる。本開示内容は、一部の関連配置の製造割合及び電池充放電試験のみを示し、データがないか又は計算できない場合、表のセルに「－」のマークが付けられる。

【0044】

本開示内容は、前述した組成物を含む負極を提供する。

【0045】

本開示内容は、前述した負極を含む電池を提供する。

【0046】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量から１５サイクル目の放電体積電気容量までの間の最大値をＣ２ＶＭａｘとすると、
１００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦８００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たす。最初の１５サイクルの最大電気容量を測定することで、電池が安定状態に達した後の電池の容量を確認することに役立つ。なお、
１２０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦７５０ｍＡｈ／ｃｍ³、１４０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦７２０ｍＡｈ／ｃｍ³、１６０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦７００ｍＡｈ／ｃｍ³、１８０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦６８０ｍＡｈ／ｃｍ³、２００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦６５０ｍＡｈ／ｃｍ³、２２０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦６３０ｍＡｈ／ｃｍ³、又は２３０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２ＶＭａｘ≦５００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たしてよい。

【0047】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ６０とすると、
１００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦８００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たす。電池の複数サイクル後の電気容量が高いレベルに達することを測定することによって、電池の容量及び性能を評価することに役立つ。なお、
１２０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦７５０ｍＡｈ／ｃｍ³、１４０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦７２０ｍＡｈ／ｃｍ³、１６０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦７００ｍＡｈ／ｃｍ³、１８０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦６８０ｍＡｈ／ｃｍ³、２００ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦６５０ｍＡｈ／ｃｍ³、２２０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦６３０ｍＡｈ／ｃｍ³、又は２３０ｍＡｈ／ｃｍ³≦Ｃ２Ｖ６０≦５００ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たしてよい。

【0048】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１０とすると、
０．７０≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす。電池の５サイクル目と短期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の耐久性を判断することに役立つ。なお、
０．７５≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５≦１．５０、０．８０≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５≦１．３０、０．８５≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５≦１．２０、０．９０≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５≦１．１０、又は０．９５≦Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５≦１．０５
という条件を満たしてよい。

【0049】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における２０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ２０とすると、
０．６０≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす。電池の５サイクル目と中期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の耐久性を判断することに役立つ。なお、
０．７０≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．５０、０．７５≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．４０、０．８０≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．３０、０．８５≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．２０、０．９０≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．１０、又は０．９５≦Ｃ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５≦１．０５
という条件を満たしてよい。

【0050】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ１５とすると、
１０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たす。早期のサイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、リチウム損失の容量維持率に対する影響を低減させることに役立つ。なお、
１１≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５、１２≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５、１３≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５、又は１４≦ｎ８５Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たしてよい。

【0051】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ５０とすると、
４０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０
という条件を満たす。長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
４２≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、４４≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、４５≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、４６≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、４７≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、４８≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０、又は４９≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５０≦５０
という条件を満たしてよい。

【0052】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ１５とすると、
８０％≦ａＣ２Ｅ１５≦１１０％
という条件を満たす。早期の充放電において比較的高いクーロン効率の平均値を維持することで、電池が後期のサイクルにおいて高い安定性に達することに役立つ。なお、
８２％≦ａＣ２Ｅ１５≦１０８％、８５％≦ａＣ２Ｅ１５≦１０５％、８７％≦ａＣ２Ｅ１５≦１０３％、９０％≦ａＣ２Ｅ１５≦１０１％、又は９２％≦ａＣ２Ｅ１５≦１００％
という条件を満たしてよい。

【0053】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ５０とすると、
７５％≦ａＣ２Ｅ５０≦１１０％
という条件を満たす。複数のサイクル回数において放電容量と充電容量が良好な一致性を有し、高いクーロン効率の平均値を維持することで、電池の高効率なパフォーマンスの延長に役立つ。なお、
８０％≦ａＣ２Ｅ５０≦１０８％、８２％≦ａＣ２Ｅ５０≦１０６％、８５％≦ａＣ２Ｅ５０≦１０５％、８７％≦ａＣ２Ｅ５０≦１０３％、９０％≦ａＣ２Ｅ５０≦１０１％、９１％≦ａＣ２Ｅ５０≦１００％、又は９２％≦ａＣ２Ｅ５０≦９８％
という条件を満たしてよい。

【0054】

１Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ１Ｖ１とし、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とすると、
０．５０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１
という条件を満たす。高電流で充放電する場合の電気容量と低電流で充放電する場合の電気容量を比較することで分かるように、活性組成物は、負極活物質として電池のレート性能を補強することに役立つ。なお、
０．６０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．５０、０．７０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．４０、０．７５≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．３０、０．８０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．２５、０．８５≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．２０、又は０．９０≦Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１≦１．１８
という条件を満たしてよい。

【0055】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電重量電気容量から１５サイクル目の放電重量電気容量までの間の最大値をＣ２ＧＭａｘとすると、
１００ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦８００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たす。最初の１５サイクルの最大電気容量を測定することで、電池が安定状態に達した後の電池の容量を観察することに役立つ。なお、
１２０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦７５０ｍＡｈ／ｇ、１４０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦７００ｍＡｈ／ｇ、１６０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦６８０ｍＡｈ／ｇ、１８０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦６５０ｍＡｈ／ｇ、２００ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦６３０ｍＡｈ／ｇ、又は２５０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２ＧＭａｘ≦６００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たしてよい。

【0056】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電重量電気容量をＣ２Ｇ６０とすると、
１００ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦８００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たす。電池の複数サイクル後の電気容量が高いレベルに達することを測定することによって、電池の容量及び性能の重要指標を評価することに役立つ。なお、
１１０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦７５０ｍＡｈ／ｇ、１２０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦７００ｍＡｈ／ｇ、１３０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦６８０ｍＡｈ／ｇ、１４０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦６５０ｍＡｈ／ｇ、１５０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦６３０ｍＡｈ／ｇ、又は１８０ｍＡｈ／ｇ≦Ｃ２Ｇ６０≦６００ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たしてよい。

【0057】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ６０とすると、
０．５０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５
という条件を満たす。電池の５サイクル目と長期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の寿命を判断する根拠とすることに役立つ。なお、
０．６０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．５０、０．７０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．４０、０．７５≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．３０、０．８０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．２０、０．８５≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．１５、０．９０≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．１０、又は０．９５≦Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５≦１．０５
という条件を満たしてよい。

【0058】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ１５とすると、
８≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たす。早期のサイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池が後期のサイクルにおいて安定性を維持することに役立つ。なお、
９≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５、１０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５、１１≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５、１２≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５、１３≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５、又は１４≦ｎ９０Ｃ２Ｅ１５≦１５
という条件を満たしてよい。

【0059】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ５０とすると、
３０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０
という条件を満たす。長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、活物質に対するリチウムイオンの挿入と脱離のバランスを維持し、電池の寿命を延長することに役立つ。なお、
３３≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０、３５≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０、３８≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０、４０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦５０、４１≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦４９、４２≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦４８、又は４３≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５０≦４７
という条件を満たしてよい。

【0060】

２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とし、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ４Ｖ１とすると、
０．５０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１
という条件を満たす。大きな電流で電池充放電試験を行うことにより分かるように、活性組成物は、負極活物質として高い化学的安定性及び高いイオン移動能力を有し、電池の急速充電時の安全性を補強することに役立つ。なお、
０．６０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．５０、０．７０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．４０、０．７５≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．３０、０．８０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．２０、０．８５≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．１５、又は０．９０≦Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１≦１．１０
という条件を満たしてよい。

【0061】

本開示内容に記載の電池のサイクル回数の定義について、電池が市販可能な製品である状態にあるとし、この状態での最初の試験が、本開示内容で定義された１サイクル目であり、１回の放電と１回の充電試験を完成すると、１回のサイクル回数であり、このように累積する。

【0062】

本開示内容に記載の電気容量について、電池の充電電気容量及び電池の放電電気容量を測定してよい。電気容量を計算する方法は、体積電気容量（ｍＡｈ／ｃｍ³）及び重量電気容量（ｍＡｈ／ｇ）に分けられてよい。体積電気容量は、電池における１立方センチメートル当たりの極板により提供可能な電気容量を表し、体積電気容量を計算する際に、集電体の体積を差し引く必要がある。重量電気容量は、電池における１グラム当たりの極板により提供可能な電気容量を表し、重量電気容量を計算する際に、集電体の重量を差し引く必要がある。極板は、正極板又は負極板であってよく、集電体は、金属箔（例えば、アルミニウム箔、銅箔）で製造された基材を有する。

【0063】

本開示内容に記載のＣ－ｒａｔｅ（Ｃ）は、電池が完全に放電するために１時間かかる場合の電気量の大きさを表すことができる。Ｃは、電池に充放電する電気量の単位としてよい。

【0064】

本開示内容に記載の電池計測の電圧範囲について、正、負極材料の酸化還元電位に基づいて適切な電圧範囲を選択することができる。電圧範囲としては、０Ｖ～５．０Ｖを選択することができ、好ましくは２．５Ｖ～４．５Ｖを選択することができる。

【0065】

本開示内容に記載の放電体積電気容量は、ＣｉＶｊと表されてよく、前記放電重量電気容量は、ＣｉＧｊと表されてよい。ｉは、Ｃを単位とする電気量で充放電することを表し、ｊは、電池の充放電の現在のサイクル回数を表す。

【0066】

本開示内容に記載のクーロン効率がある特定の百分率範囲を満たす総回数は、ｎｘＣｙＥｚと表されてよい。ｘは、この特定の百分率範囲の下限値を表し、ｙは、Ｃを単位とする電気量で充放電することを表し、ｚは、電池の充放電のカットオフサイクル回数を表す。

【0067】

本開示内容に記載のクーロン効率の平均値は、ａＣｙＥｚと表されてよい。ｙは、Ｃを単位とする電気量で充放電することを表し、ｚは、電池の充放電のカットオフサイクル回数を表す。

【0068】

本開示内容に記載の電池について、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５００サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５００とすると、
０．５０≦Ｃ２Ｖ５００／Ｃ２Ｖ５≦１．５０
という条件を満たす。電池の５サイクル目と長期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の寿命を判断する根拠とすることに役立つ。なお、
０．６０≦Ｃ２Ｖ５００／Ｃ２Ｖ５≦１．３０、０．７０≦Ｃ２Ｖ５００／Ｃ２Ｖ５≦１．１０、０．８０≦Ｃ２Ｖ５００／Ｃ２Ｖ５≦１．００、又は０．８５≦Ｃ２Ｖ５００／Ｃ２Ｖ５≦０．９５
という条件を満たしてよい。

【0069】

本開示内容に記載の電池について、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ４Ｖ５とし、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５００サイクル目の放電体積電気容量をＣ４Ｖ５００とすると、
０．４０≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦１．５０
という条件を満たす。大きな電流で電池を試験する５サイクル目と長期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の容量及び性能を評価することに役立つ。なお、
０．５０≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦１．４０、０．６０≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦１．３０、０．７０≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦１．２０、０．８０≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦１．００、又は０．８５≦Ｃ４Ｖ５００／Ｃ４Ｖ５≦０．９５
という条件を満たしてよい。

【0070】

本開示内容に記載の電池について、１０Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ１０Ｖ５とし、１０Ｃの電気量で電池に充放電する場合における５００サイクル目の放電体積電気容量をＣ１０Ｖ５００とすると、
０．３０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．５０
という条件を満たす。大きな電流で電池を試験する５サイクル目と長期サイクル回数の後の電気容量の差を比較することで、電池の容量及び性能を評価することに役立つ。なお、
０．４０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．４０、０．５０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．３０、０．６０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．２０、０．７０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．１０、０．８０≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦１．００、又は０．８５≦Ｃ１０Ｖ５００／Ｃ１０Ｖ５≦０．９５
という条件を満たしてよい。

【0071】

本開示内容に記載の電池について、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ５００とすると、
４００≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
４２０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５００≦４９５、４４０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５００≦４９０、４５０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５００≦４８５、又は４６０≦ｎ８５Ｃ２Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0072】

本開示内容に記載の電池について、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ５００とすると、
３５０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
３７０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５００≦４９５、３８５≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５００≦４９０、４００≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５００≦４８５、又は４２０≦ｎ９０Ｃ２Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0073】

本開示内容に記載の電池について、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ８５Ｃ４Ｅ５００とすると、
３５０≦ｎ８５Ｃ４Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
３７０≦ｎ８５Ｃ４Ｅ５００≦４９５、３８５≦ｎ８５Ｃ４Ｅ５００≦４９０、４００≦ｎ８５Ｃ４Ｅ５００≦４８５、又は４２０≦ｎ８５Ｃ４Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0074】

本開示内容に記載の電池について、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ９０Ｃ４Ｅ５００とすると、
３５０≦ｎ９０Ｃ４Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
３７０≦ｎ９０Ｃ４Ｅ５００≦４９５、３８５≦ｎ９０Ｃ４Ｅ５００≦４９０、４００≦ｎ９０Ｃ４Ｅ５００≦４８５、又は４２０≦ｎ９０Ｃ４Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0075】

本開示内容に記載の電池について、１０Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ８５Ｃ１０Ｅ５００とすると、
３５０≦ｎ８５Ｃ１０Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
３７０≦ｎ８５Ｃ１０Ｅ５００≦４９５、３８５≦ｎ８５Ｃ１０Ｅ５００≦４９０、４００≦ｎ８５Ｃ１０Ｅ５００≦４８５、又は４２０≦ｎ８５Ｃ１０Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0076】

本開示内容に記載の電池について、１０Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さい総回数をｎ９０Ｃ１０Ｅ５００とすると、
３５０≦ｎ９０Ｃ１０Ｅ５００≦５００
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の長期サイクル回数のクーロン効率がいずれも高いレベルに達することで、電池可逆性の定量化指標とすることができる。なお、
３７０≦ｎ９０Ｃ１０Ｅ５００≦４９５、３８５≦ｎ９０Ｃ１０Ｅ５００≦４９０、４００≦ｎ９０Ｃ１０Ｅ５００≦４８５、又は４２０≦ｎ９０Ｃ１０Ｅ５００≦４８０
という条件を満たしてよい。

【0077】

本開示内容に記載の電池について、２Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ５００とすると、
８０％≦ａＣ２Ｅ５００≦１１０％
という条件を満たす。複数のサイクル回数において放電容量と充電容量が良好な一致性を有し、高いクーロン効率の平均値を維持することで、電池の高効率なパフォーマンスの延長に役立つ。なお、
８５％≦ａＣ２Ｅ５００≦１０５％、又は９０％≦ａＣ２Ｅ５００≦１００％
という条件を満たしてよい。

【0078】

本開示内容に記載の電池について、４Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ４Ｅ５００とすると、
８０％≦ａＣ４Ｅ５００≦１１０％
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の複数のサイクル回数において放電容量と充電容量が良好な一致性を有し、高いクーロン効率の平均値を維持することで、電池の高効率なパフォーマンスの延長に役立つ。なお、
８５％≦ａＣ４Ｅ５００≦１０５％、又は９０％≦ａＣ４Ｅ５００≦１００％
という条件を満たしてよい。

【0079】

本開示内容に記載の電池について、１０Ｃの電気量で電池に充放電する場合における最初の５００サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ１０Ｅ５００とすると、
８０％≦ａＣ１０Ｅ５００≦１１０％
という条件を満たす。大きな電流で充放電試験を行う場合の複数のサイクル回数において放電容量と充電容量が良好な一致性を有し、高いクーロン効率の平均値を維持することで、電池の高効率なパフォーマンスの延長に役立つ。なお、
８５％≦ａＣ１０Ｅ５００≦１０５％、又は９０％≦ａＣ１０Ｅ５００≦１００％
という条件を満たしてよい。

【0080】

本開示内容に記載の体積エネルギー密度は、以下の式に基づいて計算されてよい。
体積エネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）＝放電容量（Ａｈ）×公称電圧（Ｖ）／電池総体積（Ｌ）。

【0081】

本開示内容に記載の重量エネルギー密度は、以下の式に基づいて計算されてよい。
重量エネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）＝放電容量（Ａｈ）×公称電圧（Ｖ）／電池総重量（ｋｇ）。

【0082】

本開示内容に記載の電池について、電池の５サイクル目の放電体積エネルギー密度をｖＥ５とすると、
５００Ｗｈ／Ｌ≦ｖＥ５≦９００Ｗｈ／Ｌ
という条件を満たす。電池の放電体積エネルギー密度が高いレベルに達することで、多様な適用性を有することに役立つ。なお、
５５０Ｗｈ／Ｌ≦ｖＥ５≦８５０Ｗｈ／Ｌ、又は６００Ｗｈ／Ｌ≦ｖＥ５≦８００Ｗｈ／Ｌ
という条件を満たしてよい。

【0083】

本開示内容に記載の電池について、電池の５サイクル目の放電重量エネルギー密度をｇＥ５とすると、
１８０Ｗｈ／ｋｇ≦ｇＥ５≦４５０Ｗｈ／ｋｇ
という条件を満たす。電池の放電重量エネルギー密度が高いレベルに達することで、多様な適用性を有することに役立つ。なお、
２００Ｗｈ／ｋｇ≦ｇＥ５≦４００Ｗｈ／ｋｇ、又は２５０Ｗｈ／ｋｇ≦ｇＥ５≦３５０Ｗｈ／ｋｇ
という条件を満たしてよい。

【0084】

本開示内容に記載の粒径について、動的光散乱によってブラウン運動における粒子によって散乱される光の経時的振幅を計測することによって粒径及びその粒径分布を測定してよく、Ｓｔｏｋｅｓ－Ｅｉｎｓｔｅｉｎ ｅｑｕａｔｉｏｎに基づいて粒径の大きさを求める。式は以下の通りである。
Ｄ＝ｋＴ／（３πηＤｆ）
ただし、Ｄは粒径（単位ｍ）であり、ｋはボルツマン定数（単位Ｊ／Ｋ）であり、Ｔは絶対温度（単位Ｋ）であり、ηは溶媒の粘度（単位ｋｇ×ｍ^-1×ｓ^-1）であり、Ｄｆは拡散係数（単位ｍ²×ｓ^-1）である。

【0085】

本開示内容に記載の粒径分布は、被測物における様々な異なるサイズの粒子の粒径分布状況を表し、各粒径分布の割合、及び体積を基準とする累積量の百分率に基づき、累積粒径分布関数（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を得ることができる。例えば、累積粒径分布の百分率が５０％に達する場合の粒径をＤ５０と定義する場合、被測物のうち５０％の粒子の粒径がＤ５０の粒径サイズよりも小さいことを説明することができる。Ｄ１０、Ｄ９０については、このように類推し、特に説明しない限り、Ｄ５０を粒径の判断基準とする。

【0086】

本開示内容に記載のコア粒径は、Ｘ線回折分析装置（Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）によりシリコン結晶粒子の回折ピーク｛１１１｝を分析することで、下記のＳｃｈｅｒｒｅｒ式に基づいて測定することができる。
Ｌ＝（κ×λ）／（βｃｏｓ（θ／２））
ただし、Ｌは、シリコン結晶粒子の粒径（単位ｎｍ）であり、κは、形状因子（約０．９であるが、結晶体の実際の形状によって変化する）であり、βは、回折ピーク｛１１１｝の半値幅（単位はラジアン）であり、θは、回折ピーク｛１１１｝の位置である。

【0087】

本開示内容に記載の負極板は、単層又は二層塗布、真空コーティング又は複合構造等の方法により製造されてよい。

【0088】

本開示内容に記載の粗さは、ＩＳＯ ２５１７８１の表面性状パラメータＳａ（μｍ）に基づいて面の算術平均高さである。粗さが計測される領域の面積は、少なくとも１００００μｍ²より大きく設定され、平均面の高さは、領域の面積内における各点の座標Ｚ（ｘ，ｙ）の高さの算術平均数である。Ｓａは、領域の面積内における各点の座標Ｚ（ｘ，ｙ）の平均面に対する高さの差の絶対値の平均値であり、下記式に基づき算出される。

【数1】

ただし、Ａは、領域の面積（μｍ²）であり、ｈは、平均面の高さ（μｍ）である。

【0089】

本開示内容に記載の導電度は、電気化学インピーダンススペクトロスコピー（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＥＩＳ）の方法を採用し、ポリマー又は電解質に１Ｈｚ～１００Ｈｚ、振幅５０ｍＶの交流電流を印加し、抵抗値を計測し、更に下記式によって導電度を計算する。
Ｃｉ＝（１／Ｒ）×（Ｌ／Ａ）
ただし、Ｃｉ（Ｓ×ｃｍ^-1）は導電度であり、Ｒ（Ω）は抵抗値であり、Ｌ（ｃｍ）は両電極のピッチであり、Ａ（ｃｍ²）は、被測物と電極の断面積である。（Ｌ／Ａ）は、導電度係数（ｃｍ^-1）として表されてよい。

【0090】

本開示内容に記載の電気化学的安定性は、線形掃引ボルタンメトリー（ｌｉｎｅａｒ ｓｗｅｅｐ ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ；ＬＳＶ）を採用し、０．１Ｖ／ｓの走査速度で、Ｌｉ／Ｌｉ⁺相対電圧が－５Ｖ～５Ｖの条件下で循環測定し、対応して発生した電流と電位の関係の変化結果を得ることができる。

【0091】

本開示内容に記載の電池アセンブリは、電池ケース、ドーム、重り片、蓋板、タブ、キャップを含んでよい。

【0092】

本開示内容に記載の電池は、一次電池又は二次電池に分けられてよく、一次電池又は二次電池の電気化学的キャリアは、ボタン式キャリア、巻き取り式キャリア又は積層式キャリアのうちの少なくとも１種であってよい。軽量・薄型の設計が求められるデジタルカメラ、携帯電話、ノートパソコン、ゲーム機のハンドル等の携帯型電子製品に適用されてもよく、軽量電気自動車、電気自動車等の大規模な電力貯蔵産業に適用されてもよい。

【0093】

上記実施形態によれば、以下、具体的な実施例を提案し、実験データに合わせて詳細に説明する。

【0094】

＜比較例＞

【0095】

比較例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、シリコン活物質及び炭素活物質を含む。シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとし、炭素活物質の活性組成物に占める重量比をＰｃとすると、
Ｐｓ＝１０．０％、及びＰｃ＝９０．０％
という条件を満たす。

【0096】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ
という条件を満たす。

【0097】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量から１５サイクル目の放電体積電気容量までの間の最大値はＣ２ＶＭａｘであり、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量はＣ２Ｖ６０とすると、
Ｃ２ＶＭａｘ＝１６３．３ｍＡｈ／ｃｍ³、及びＣ２Ｖ６０＝０．５ｍＡｈ／ｃｍ³
という条件を満たす。

【0098】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１０とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における２０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ２０とすると、
Ｃ２Ｖ１０／Ｃ２Ｖ５＝０．９８、及びＣ２Ｖ２０／Ｃ２Ｖ５＝０．１１
という条件を満たす。

【0099】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ１５とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が８５％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ８５Ｃ２Ｅ５０とすると、
ｎ８５Ｃ２Ｅ１５＝１０、及びｎ８５Ｃ２Ｅ５０＝１７
という条件を満たす。

【0100】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ１５とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率の平均値をａＣ２Ｅ５０とすると、
ａＣ２Ｅ１５＝８５．４％、及びａＣ２Ｅ５０＝１０９．１％
という条件を満たす。

【0101】

１Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ１Ｖ１とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とすると、
Ｃ２Ｖ１／Ｃ１Ｖ１＝０．６１と
いう条件を満たす。

【0102】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電重量電気容量から１５サイクル目の放電重量電気容量までの間の最大値をＣ２ＧＭａｘとし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電重量電気容量をＣ２Ｇ６０とすると、
Ｃ２ＧＭａｘ＝３３５．２ｍＡｈ／ｇ、及びＣ２Ｇ６０＝１．１ｍＡｈ／ｇ
という条件を満たす。

【0103】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における５サイクル目の放電体積電気容量はＣ２Ｖ５とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における６０サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ６０とすると、
Ｃ２Ｖ６０／Ｃ２Ｖ５＝０．０１
という条件を満たす。

【0104】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の１５サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ１５とし、２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における最初の５０サイクルのクーロン効率が９０％より大きく１１０％より小さいことを満たす総回数をｎ９０Ｃ２Ｅ５０とすると、
ｎ９０Ｃ２Ｅ１５＝１、及びｎ９０Ｃ２Ｅ５０＝８
という条件を満たす。

【0105】

２Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ２Ｖ１とし、４Ｃの電気量で比較例の電池に充放電する場合における１サイクル目の放電体積電気容量をＣ４Ｖ１とすると、
Ｃ４Ｖ１／Ｃ２Ｖ１＝０．９７
という条件を満たす。

【0106】

比較例の電池の詳細データは、下記の表１～表３に示される。

【0107】

＜第１実施例＞

【0108】

第１実施例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、ニオブチタン酸化物、シリコン活物質及び炭素活物質を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比はＰｔｎであり、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとし、炭素活物質の活性組成物に占める重量比をＰｃとすると、
Ｐｔｎ＝２２．５％、Ｐｓ＝１０．０％、Ｐｃ＝６７．５％、Ｐｔｎ／Ｐｓ＝２．３、及びＰｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）＝０．３
という条件を満たす。

【0109】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ、ｔｎＤ５０＝２７１ｎｍ、及びｔｎＤ５０／ｓＤ５０＝３．４
という条件を満たす。

【0110】

第１実施例の電池の詳細データは、下記の表１～表３に示される。第１実施例の表１～表３における他のパラメータの定義は、いずれも比較例と同じであり、ここでその説明を省略する。

【0111】

＜第２実施例＞

【0112】

第２実施例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、ニオブチタン酸化物、シリコン活物質及び炭素活物質を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとし、炭素活物質の活性組成物に占める重量比をＰｃとすると、
Ｐｔｎ＝６７．５％、Ｐｓ＝１０．０％、Ｐｃ＝２２．５％、Ｐｔｎ／Ｐｓ＝６．８、及びＰｔｎ／（Ｐｓ＋Ｐｃ）＝２．１
という条件を満たす。

【0113】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ、ｔｎＤ５０＝４２８ｎｍ、及びｔｎＤ５０／ｓＤ５０＝５．４
という条件を満たす。

【0114】

第２実施例の電池の詳細データは、下記の表１～表３に示される。第２実施例の表１～表３における他のパラメータの定義は、いずれも比較例と同じであり、ここでその説明を省略する。

【表1】

【表2-1】

【表2-2】

【表2-3】

【表2-4】

【表2-5】

【表2-6】

【表2-7】

【表2-8】

【表2-9】

【表2-10】

【表3-1】

【表3-2】

【表3-3】

【0115】

＜第３実施例＞

【0116】

第３実施例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
Ｐｔｎ＝９０．０％、Ｐｓ＝１０．０％、及びＰｔｎ／Ｐｓ＝９．０
という条件を満たす。

【0117】

シリコン活物質の粒径はｓＤ５０であり、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ、ｔｎＤ５０＝４２８ｎｍ、及びｔｎＤ５０／ｓＤ５０＝５．４
という条件を満たす。

【0118】

第３実施例の電池の詳細データは、下記の表４～表６に示される。第３実施例の表４～表６における他のパラメータの定義は、いずれも比較例と同じであり、ここでその説明を省略する。

【0119】

＜第４実施例＞

【0120】

第４実施例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
Ｐｔｎ＝９２．５％、Ｐｓ＝７．５％、及びＰｔｎ／Ｐｓ＝１２．３
という条件を満たす。

【0121】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ、ｔｎＤ５０＝４２８ｎｍ、及びｔｎＤ５０／ｓＤ５０＝５．４
という条件を満たす。

【0122】

第４実施例の電池の詳細データは、下記の表４～表６に示される。第４実施例の表４～表６における他のパラメータの定義は、いずれも比較例と同じであり、ここでその説明を省略する。

【0123】

＜第５実施例＞

【0124】

第５実施例は、負極が活性組成物を含む電池であり、前記活性組成物は、ニオブチタン酸化物及びシリコン活物質を含む。ニオブチタン酸化物の活性組成物に占める重量比をＰｔｎとし、シリコン活物質の活性組成物に占める重量比をＰｓとすると、
Ｐｔｎ＝８７．５％、Ｐｓ＝１２．５％、及びＰｔｎ／Ｐｓ＝７．０
という条件を満たす。

【0125】

シリコン活物質の粒径をｓＤ５０とし、ニオブチタン酸化物の粒径をｔｎＤ５０とすると、
ｓＤ５０＝８０ｎｍ、ｔｎＤ５０＝６１０ｎｍ、及びｔｎＤ５０／ｓＤ５０＝７．６
という条件を満たす。

【0126】

第５実施例の電池の詳細データは、下記の表４～表６に示される。第５実施例の表４～表６における他のパラメータの定義は、いずれも比較例と同じであり、ここでその説明を省略する。

【表4】

【表5-1】

【表5-2】

【表5-3】

【表5-4】

【表5-5】

【表5-6】

【表5-7】

【表5-8】

【表5-9】

【表5-10】

【表6-1】

【表6-2】

【表6-3】

【0127】

本開示内容は実施形態により前述の通りに開示されたが、これらに限定されず、当業者であれば、本開示内容の精神と範囲から逸脱しない限り、多様な変更や修飾を加えることができる。従って、本開示内容の保護範囲は、請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。