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公開番号2025064682
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174611
出願日2023-10-06
発明の名称二次電池用負極材、二次電池用負極及び二次電池
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/46 20060101AFI20250410BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】二次電池のサイクル特性及び初回充放電効率を向上させることができる二次電池用負極材の提供。
【解決手段】アルミニウム合金からなる二次電池用負極材であって、前記二次電池用負極材は、アルミニウムと、前記アルミニウムと合金を形成する元素Xと、不純物元素と、からなり、前記元素Xは、Mn、Zn、Cr及びCuからなる群より選択される1種以上であり、前記二次電池用負極材の全量に対する前記元素Xの含有率は、0.5質量%を超え、4質量%以下である、二次電池用負極材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウム合金からなる二次電池用負極材であって、
前記二次電池用負極材は、アルミニウムと、前記アルミニウムと合金を形成する元素Ｘと、不純物元素と、からなり、
前記元素Ｘは、Ｍｎ及びＣｒからなる群より選択される１種以上であり、
前記二次電池用負極材の全量に対する前記元素Ｘの含有率は、０．５質量％を超え、４質量％以下である、二次電池用負極材。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記アルミニウムは純度が９９．９質量％以上の高純度アルミニウムである、請求項１に記載の二次電池用負極材。
【請求項３】
前記二次電池用負極材はＣｕＫαを線源とし、かつ回折角２θの測定範囲を１０°以上９０°以下とするＸ線回折測定により得られるＩａ及びＩｂが、以下の式（Ｘ）を満たす、請求項１又は２に記載の二次電池用負極材。
［Ｉａ／Ｉｂ］≦０．３・・・（Ｘ）
（Ｉａは、前記Ｘ線回折測定により得られる非アルミニウム相に由来するピークの積分値の総和であり、Ｉｂは、アルミニウム相に由来するピークの積分値の総和である。）
【請求項４】
前記二次電池用負極材は析出粒子を含み、前記二次電池用負極材の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる反射電子像の二値化画像において、前記析出粒子の存在領域に相当する白色部の面積の総和をＡとし、前記Ａの領域以外の黒色部の面積をＢとしたとき、前記Ａと前記Ｂの総和に対する前記Ａの割合が１０％以下である、請求項１又は２に記載の二次電池用負極材。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の二次電池用負極材からなる二次電池用負極。
【請求項６】
請求項５に記載の二次電池用負極を有する二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用負極材、二次電池用負極及び二次電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池を構成する負極について、従来の負極材料である黒鉛よりも理論容量が大きい材料として、金属材料が注目されている。
【０００３】
金属材料から形成された負極の例として、特許文献１はビッカース硬度が６０以下であるアルミニウム合金とリチウム金属を合金化して構成された負極を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平４－２０６２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池特性のなかでも、サイクル特性は寿命が長い電池であることの指標となり、初回充放電効率の向上は、高いエネルギー密度を実現する上で重要な電池特性であるため、これらの改善は重要な課題である。特許文献１に記載の従来技術では、両性能を十分に両立できていないという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、二次電池のサイクル特性及び初回充放電効率を向上させることができる二次電池用負極材を提供することを課題とする。
【０００７】
さらに本発明は、上記二次電池用負極材を有する二次電池用負極及び二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の［１］～［６］を包含する。
［１］アルミニウム合金からなる二次電池用負極材であって、前記二次電池用負極材は、アルミニウムと、前記アルミニウムと合金を形成する元素Ｘと、不純物元素と、からなり、前記元素Ｘは、Ｍｎ及びＣｒからなる群より選択される１種以上であり、前記二次電池用負極材の全量に対する前記元素Ｘの含有率は、０．１質量％以上８質量％以下である、二次電池用負極材。
［２］前記アルミニウムは純度が９９．９質量％以上の高純度アルミニウムである、［１］に記載の二次電池用負極材。
［３］前記二次電池用負極材はＣｕＫαを線源とし、かつ回折角２θの測定範囲を１０°以上９０°以下とするＸ線回折測定により得られるＩａ及びＩｂが、以下の式（Ｘ）を満たす、［１］又は［２］に記載の二次電池用負極材。
［Ｉａ／Ｉｂ］≦０．３・・・（Ｘ）
（Ｉａは、前記Ｘ線回折測定により得られる非アルミニウム相に由来するピークの積分値の総和であり、Ｉｂは、アルミニウム相に由来するピークの積分値の総和である。）
［４］前記二次電池用負極材は析出粒子を含み、前記二次電池用負極材の表面を走査型電子顕微鏡で観察して得られる反射電子像の二値化画像において、前記析出粒子の存在領域に相当する白色部の面積の総和をＡとし、前記Ａの領域以外の黒色部の面積をＢとしたとき、前記Ａと前記Ｂの総和に対する前記Ａの割合が１０％以下である、［１］又は［２］に記載の二次電池用負極材。
［５］［１］又は［２］に記載の二次電池用負極材からなる二次電池用負極。
［６］［５］に記載の二次電池用負極を有する二次電池。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二次電池のサイクル特性及び初回充放電効率を向上させることができる二次電池用負極材を提供することができる。さらに、このような二次電池用負極材を有する二次電池用負極及び二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
リチウム二次電池の一例を示す概略構成図である。
本発明の一態様である、置換固溶体である負極材を説明するための模式図である。
実施例５の負極材を用いたリチウム二次電池の５サイクル後の負極の断面図である。
比較例５の負極材を用いたリチウム二次電池の５サイクル後の負極の断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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