技術分野
金属錯体及びその製造方法、該金属錯体を含有する負極活物質前駆体及びその製造方法、負極活物質、並びに該負極活物質を有する二次電池に関する。
詳細には、本発明は、初期効率及び容量維持率に優れる負極活物質の製造に有用な金属錯体及びその製造方法、かかる金属錯体を含有する負極活物質前駆体及びその製造方法、二次電池用の負極活物質に好適に適用できる負極活物質、並びにかかる負極活物質を負極に含む二次電池
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】初回クーロン効率及び容量維持率に優れる負極活物質の製造に有用な、金属錯体及びその製造方法、かかる金属錯体を含有する負極活物質前駆体及びその製造方法、負極活物質、並びにかかる負極活物質を有する二次電池を提供する。
【解決手段】金属カチオンを含み、そのカウンターイオンが、保護されたアミノ基を有する炭素数2~20のカルボン酸アニオンを含む、金属錯体。
【選択図】なし
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
特許文献1に開示される非水電解質二次電池用負極活物質は、例えばメチルシロキサン類を高温で焼結させて生成するシリコンオキシカーバイド(ケイ素、酸素及び炭素からなる複合酸化物)へ、無機系のアルカリ土類金属化合物又は高極性な有機溶媒にのみ可溶な低級脂肪酸塩をドープさせており、ケイ酸塩(シリケート)は複合酸化物内部全体への分散を意図して形成されている。この場合、前記アルカリ土類金属源の低い溶解性のため、シリコンオキシカーバイド内において一部未反応のアルカリ土類金属源が残りやすい。したがって、初回の充電でのリチウムと酸化ケイ素(SiO2)の反応の抑制には不十分で、初回クーロン効率の向上効果は限定的となる。また、かかる非水電解質二次電池用負極活物質においてはケイ素-水素結合が残存しており、その結合の存在による不可逆容量の発生抑制にも、依然として改良の余地がある。
特許文献2に開示される負極活物質は、酸化ケイ素ガスを発生させて金属粒子と混合して吸着板上で固体化させ、得られた負極活物質としての一酸化ケイ素粒子を、次いでエーテル系溶媒にリチウム及び多環芳香族の電荷移動錯体を溶解した溶液に浸漬して、酸化還元法によりリチウムをドープさせており、シリケートは一酸化ケイ素粒子内部全体に分散して形成させている。また、特許文献3に開示される負極活物質は、一旦得られた負極活物質としてのシリコンオキシカーバイドに、リチウムナフタレニド等の、アルカリ金属と多環芳香族化合物よりなる一電子還元剤を反応させて、リチウム等のアルカリ金属をドープする。特許文献2及び3で用いられる、リチウム及び多環芳香族の電荷移動錯体は湿度の存在で発火性であり、不安定で取扱いが難しいため、負極活物質製造における手間や制約が多くなり、工業的な実施に適用するには不向きであるという問題がある。
特許文献4に開示される負極活物質は、その製造に気相反応による特定の製造方法を用いるため、実質は一酸化ケイ素を含有する負極活物質に限られ、アルカリ金属ドープ源も無機物質に限定される。したがって、有機前駆体を用いる負極材料の製造には適用できず、その展開範囲も限定される。
したがって、ケイ素含有負極活物質の不可逆容量低減による初回クーロン効率の向上が依然として求められている。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明は、下記の態様を有する。
[1] 金属カチオンを含み、そのカウンターイオンが、保護されたアミノ基を有する炭素数2~20のカルボン酸アニオンを含む、金属錯体。
[2] 前記金属カチオンが、Li、Na、K、Mg、Al、Mn、Co、Ni、Bi、Cu、Zn、Zr、及びCaから選択される少なくとも1種の金属のカチオンである、[1]の金属錯体。
[3] 前記金属カチオンが、Li、Mg及びMn・・・ 続きを
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発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明によれば、初回クーロン効率及び容量維持率に優れる負極活物質の製造に有用な、金属錯体及びその製造方法を提供できる。また、本発明によれば、かかる負極活物質の製造に有用な、金属錯体を含有する負極活物質前駆体及びその製造方法、かかる負極活物質、並びにかかる負極活物質を有する二次電池を提供できる。
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】
負極活物質(4)中のケイ素粒子表面周辺におけるHR-TEMでの観察結果(図1(a))、及び高速離散フーリエ変換(FFT)による格子面間隔の算出結果(図1(b))である。
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