Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7147726B2 - Active materials and fluoride ion batteries - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7147726B2 - Active materials and fluoride ion batteries - Google Patents

Active materials and fluoride ion batteries Download PDF

Info

Publication number
JP7147726B2
JP7147726B2 JP2019184996A JP2019184996A JP7147726B2 JP 7147726 B2 JP7147726 B2 JP 7147726B2 JP 2019184996 A JP2019184996 A JP 2019184996A JP 2019184996 A JP2019184996 A JP 2019184996A JP 7147726 B2 JP7147726 B2 JP 7147726B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
electrode active
positive electrode
material layer
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019184996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020198288A (en
Inventor
健志 當寺ヶ盛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to CN202010395982.4A priority Critical patent/CN112018381B/en
Priority to US15/931,057 priority patent/US11817580B2/en
Publication of JP2020198288A publication Critical patent/JP2020198288A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7147726B2 publication Critical patent/JP7147726B2/en
Priority to US18/378,200 priority patent/US12027701B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本開示は、活物質およびフッ化物イオン電池に関する。 The present disclosure relates to active materials and fluoride ion batteries.

高電圧かつ高エネルギー密度な電池として、例えばLiイオン電池が知られている。Liイオン電池は、Liイオンと正極活物質との反応、および、Liイオンと負極活物質との反応を利用したカチオンベースの電池である。一方、アニオンベースの電池として、フッ化物イオン(フッ化物アニオン)の反応を利用したフッ化物イオン電池が知られている。例えば、非特許文献1には、フッ化物イオン電池に用いられる活物質としてCuが開示されている。 Li-ion batteries, for example, are known as high-voltage and high-energy-density batteries. A Li-ion battery is a cation-based battery that utilizes the reaction of Li ions with a positive electrode active material and the reaction of Li ions with a negative electrode active material. On the other hand, as an anion-based battery, a fluoride ion battery using a reaction of fluoride ions (fluoride anions) is known. For example, Non-Patent Document 1 discloses Cu as an active material used in fluoride ion batteries.

Le Zhang et al., “Study of all solid-state rechargeable fluoride ion batteries based on thin-film electrolyte”, J Solid State Electrochem (2017) 21:1243-1251Le Zhang et al., “Study of all solid-state rechargeable fluoride ion batteries based on thin-film electrolyte”, J Solid State Electrochem (2017) 21:1243-1251

フッ化物イオン電池に用いられる活物質として、容量特性が良好な活物質が求められている。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、容量特性が良好な活物質を提供することを主目的とする。 Active materials with good capacity characteristics are required as active materials used in fluoride ion batteries. The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide an active material with good capacity characteristics.

上記課題を達成するために、本開示においては、フッ化物イオン電池に用いられる活物質であって、M(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、xは0.05≦x≦3を満たす)、または、MLn(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、Lnは、Sc、Yおよびランタノイドの少なくとも一種であり、yは0.1≦y≦3を満たし、zは0.15≦z≦6を満たす)で表される組成を有する、活物質を提供する。 In order to achieve the above objects, the present disclosure provides an active material used in a fluoride ion battery, which is M 1 N x (M 1 is Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni , Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi, where x satisfies 0.05≦x≦3), or M 2 Ln y N z (M 2 is Cu, Ti, at least one of V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi; Ln is at least one of Sc, Y and a lanthanoid; y is 0.1 ≤y≤3 and z satisfies 0.15≤z≤6.

本開示によれば、特定の金属窒化物を用いることで、容量特性が良好な活物質とすることができる。 According to the present disclosure, by using a specific metal nitride, an active material with good capacity characteristics can be obtained.

上記開示においては、上記活物質が上記Mで表される組成を有していてもよい。 In the above disclosure, the active material may have a composition represented by M 1 N x above.

上記開示においては、上記MがCu、Ti、FeおよびVの少なくとも一つを含んでいてもよい。 In the above disclosure, M1 may include at least one of Cu, Ti, Fe and V.

上記開示においては、上記活物質が上記MLnで表される組成を有していてもよい。 In the above disclosure, the active material may have a composition represented by M 2 Ln y N z .

上記開示においては、上記MがMnを含んでいてもよい。 In the above disclosure, M2 may contain Mn.

上記開示においては、上記LnがCeを含んでいてもよい。 In the above disclosure, Ln may contain Ce.

また、本開示においては、正極活物質層と、負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に形成された電解質層とを有するフッ化物イオン電池であって、上記正極活物質層および上記負極活物質層の少なくとも一方が、上述した活物質を含有する、フッ化物イオン電池を提供する。 Further, in the present disclosure, a fluoride ion battery having a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, A fluoride ion battery is provided in which at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer contains the active material described above.

本開示によれば、上述した活物質を用いることで、容量特性が良好なフッ化物イオン電池とすることができる。 According to the present disclosure, by using the active material described above, a fluoride ion battery having good capacity characteristics can be obtained.

本開示においては、容量特性が良好な活物質を提供できるという効果を奏する。 The present disclosure has the effect of being able to provide an active material with good capacity characteristics.

本開示におけるフッ化物イオン電池の一例を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fluoride ion battery in the present disclosure; FIG. 実施例3で得られた活物質に対するXRD測定の結果である。4 shows the result of XRD measurement for the active material obtained in Example 3. FIG. 実施例1で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Example 3. FIG. 比較例1で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Comparative Example 1. FIG. 実施例4で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Example 4. FIG. 実施例5で得られた評価用電池に対する充放電試験の結果である。4 shows the results of a charge/discharge test on the battery for evaluation obtained in Example 5. FIG.

以下、本開示における活物質およびフッ化物イオン電池について、詳細に説明する。 The active material and fluoride ion battery in the present disclosure will be described in detail below.

A.活物質
本開示における活物質は、フッ化物イオン電池に用いられる活物質であって、M(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、xは0.05≦x≦3を満たす)、または、MLn(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、Lnは、Sc、Yおよびランタノイドの少なくとも一種であり、yは0.1≦y≦3を満たし、zは0.15≦z≦6を満たす)で表される組成を有する。
A. Active material The active material in the present disclosure is an active material used in a fluoride ion battery, and M 1 N x (M 1 is Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb , In, Sn, Ta, W and Bi, where x satisfies 0.05≦x≦3), or M 2 Ln y N z (M 2 is Cu, Ti, V, Cr, At least one of Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi, Ln is at least one of Sc, Y and lanthanoids, and y is 0.1 ≤ y ≤ 3 and z satisfies 0.15≦z≦6).

本開示によれば、特定の金属窒化物を用いることで、容量特性が良好な活物質とすることができる。例えば非特許文献1には、フッ化物イオン電池に用いられる活物質としてCuが開示されている。Cuを正極活物質として用いる場合、充電時にCuがフッ化される。フッ化銅は絶縁性が高いため、充電とともに抵抗が大きくなる。具体的には、絶縁性が高いフッ化銅が形成されることにより、主に導電材から供給される電子を、反応場(金属と金属フッ化物との界面)まで伝導させることが難しくなる。その結果、充電反応が進まなくなり、十分な容量が得られない。なお、非特許文献1では、電極の形状を薄膜化することで、フッ化物イオンの拡散距離を低減しているが、それでも、抵抗が大きく過電圧も大きい。そのため、理論容量に比べると十分な容量が得られていない。 According to the present disclosure, by using a specific metal nitride, an active material with good capacity characteristics can be obtained. For example, Non-Patent Document 1 discloses Cu as an active material used in fluoride ion batteries. When Cu is used as the positive electrode active material, Cu is fluorinated during charging. Since copper fluoride has high insulating properties, the resistance increases with charging. Specifically, the formation of highly insulating copper fluoride makes it difficult to conduct electrons mainly supplied from the conductive material to the reaction field (the interface between the metal and the metal fluoride). As a result, the charging reaction does not proceed, and sufficient capacity cannot be obtained. In Non-Patent Document 1, the diffusion distance of fluoride ions is reduced by thinning the shape of the electrode, but the resistance is still large and the overvoltage is large. Therefore, sufficient capacity is not obtained as compared with the theoretical capacity.

これに対して、本開示においては、活物質として特定の金属窒化物を用いる。金属窒化物とフッ化物イオンとが反応することで(フッ素がドープされることで)、正孔が導入され、半導体領域が形成される。この半導体領域は電子伝導を補助する機能を有するため、主に導電材から供給される電子を、反応場(金属と金属フッ化物との界面)まで伝導させやすくなる。その結果、充電反応が進まなくなることを抑制でき、容量特性が良好な活物質とすることができる。さらに、金属窒化物は、金属単体に比べて、耐酸化性および耐水性が高いため、表面酸化の影響を受け難いという利点がある。その結果、意図しない酸化物等の発生による活物質の変質が生じにくい。また、例えば、本開示における活物質を正極活物質として用いた場合、本開示における活物質質は、通常、フッ素元素を含有しないため、初回の充放電は充電から開始される。そのため、負極活物質として、金属単体よりも安定な金属フッ化物を用いることができる。 In contrast, the present disclosure uses a specific metal nitride as the active material. The reaction between the metal nitride and fluoride ions (due to doping with fluorine) introduces holes to form a semiconductor region. Since this semiconductor region has a function of assisting electron conduction, it becomes easier to conduct electrons mainly supplied from the conductive material to the reaction field (the interface between the metal and the metal fluoride). As a result, it is possible to prevent the charging reaction from slowing down, and an active material with good capacity characteristics can be obtained. Furthermore, metal nitrides have higher oxidation resistance and water resistance than simple metals, and therefore have the advantage of being less susceptible to surface oxidation. As a result, deterioration of the active material due to unintended generation of oxides or the like is less likely to occur. Further, for example, when the active material according to the present disclosure is used as the positive electrode active material, the active material according to the present disclosure usually does not contain elemental fluorine, so the initial charge/discharge starts from charging. Therefore, a metal fluoride, which is more stable than a simple metal, can be used as the negative electrode active material.

本開示における活物質は、例えば、Mで表される組成を有する。Mにおいて、Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種である。Mの窒化物は半導体として知られている。また、Mは、上記金属元素の一種のみであってもよく、二種以上であってもよい。Mにおいて、xは、0.05≦x≦3を満たす。xは、Mの価数に応じて決定されていてもよい。すなわち、xは、電気的中性が維持される値であってもよい。 An active material in the present disclosure has, for example, a composition represented by M 1 N x . In M 1 N x , M 1 is at least one of Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi. Nitrides of M1 are known as semiconductors. Moreover, M 1 may be one kind of the above metal elements, or may be two or more kinds. In M 1 N x , x satisfies 0.05≦x≦3. x may be determined according to the valence of M1. That is, x may be a value that maintains electrical neutrality.

は、上記金属元素の中でも、Cu、Ti、V、Mn、Fe、Co、Niの少なくとも一つを有することが好ましい。また、Mにおける特定の金属元素(M1X)の割合は、例えば50mol%以上であり、70mol%以上であってもよく、90mol%以上であってもよい。M1Xは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiのいずれか一つの金属元素である。 Among the above metal elements, M1 preferably contains at least one of Cu, Ti, V, Mn, Fe, Co, and Ni. Also, the ratio of the specific metal element (M 1X ) in M 1 is, for example, 50 mol % or more, may be 70 mol % or more, or may be 90 mol % or more. M 1X is any one metal element of Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi.

で表される組成を有する活物質としては、例えば、CuN、TiN、TiN、VN、MnN、MnN、Mn、MnN、FeN、FeN、FeN、FeN、FeN、CoN、CoN、NiN、NiN等が挙げられる。 Active materials having a composition represented by M 1 N x include, for example, Cu 3 N, TiN, Ti 2 N, VN, MnN, Mn 2 N, Mn 3 N 2 , Mn 4 N, FeN, Fe 2 N , Fe 3 N, Fe 4 N, Fe 8 N, CoN, Co 2 N, Ni 3 N, Ni 4 N, and the like.

本開示における活物質は、例えば、MLnで表される組成を有する。Lnのフッ化物はフッ化物イオン伝導性が高いため、活物質がフッ化された場合に、フッ化物イオンの拡散性が向上する。MLnにおいて、Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種である。Mの窒化物は半導体として知られている。また、Mは、上記金属元素の一種のみであってもよく、二種以上であってもよい。Lnは、Sc、Yおよびランタノイドの少なくとも一種である。Lnは、いずれも、周期律表第3族に属する金属元素である。また、Lnは、上記金属元素の一種のみであってもよく、二種以上であってもよい。また、ランタノイドの種類は特に限定されないが、例えば、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tbが挙げられる。MLnにおいて、yは0.1≦y≦3を満たし、zは0.15≦z≦6を満たす。zは、Mの価数、Lnの価数および組成(y)に応じて決定されていてもよい。すなわち、zは、電気的中性が維持される値であってもよい。 The active material in the present disclosure has, for example, a composition represented by M 2 Ln y N z . Since the fluoride of Ln has high fluoride ion conductivity, the diffusion of fluoride ions is improved when the active material is fluorinated. In M 2 Ln y N z , M 2 is at least one of Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi. Nitrides of M2 are known as semiconductors. Further, M2 may be one kind of the above metal elements, or may be two or more kinds. Ln is at least one of Sc, Y and lanthanoids. All of Ln are metal elements belonging to Group 3 of the periodic table. In addition, Ln may be one of the above metal elements, or may be two or more. The type of lanthanoid is not particularly limited, but examples include La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, and Tb. In M 2 Ln y N z , y satisfies 0.1≦y≦3, and z satisfies 0.15≦z≦6. z may be determined according to the valence of M1, the valence of Ln and the composition (y). That is, z may be a value that maintains electrical neutrality.

は、上記金属元素の中でも、Cu、Ti、V、Fe、Mn、Co、Niの少なくとも一つを有することが好ましい。また、Mにおける特定の金属元素(M2X)の割合は、例えば50mol%以上であり、70mol%以上であってもよく、90mol%以上であってもよい。M2Xは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiのいずれか一つの金属元素である。 Among the above metal elements, M2 preferably contains at least one of Cu, Ti, V, Fe, Mn, Co, and Ni. Also, the ratio of the specific metal element (M 2X ) in M 2 is, for example, 50 mol % or more, may be 70 mol % or more, or may be 90 mol % or more. M2X is any one metal element of Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi.

Lnは、上記金属元素の中でも、Sc、Y、Ce、La、Ndの少なくとも一つを有することが好ましい。また、Lnにおける特定の金属元素(Ln)の割合は、例えば50mol%以上であり、70mol%以上であってもよく、90mol%以上であってもよい。Lnは、Sc、Yおよびランタノイドのいずれか一つの金属元素である。 Among the above metal elements, Ln preferably contains at least one of Sc, Y, Ce, La, and Nd. Also, the ratio of the specific metal element (Ln X ) in Ln is, for example, 50 mol % or more, may be 70 mol % or more, or may be 90 mol % or more. Ln X is any one metal element of Sc, Y and lanthanide.

Lnで表される組成を有する活物質としては、例えば、MnCe、MnSr、Fe17Ce、Fe17Nd、Fe172.4、BiLaN等が挙げられる。 Active materials having a composition represented by M2LnyNz include , for example , MnCe2N3 , MnSr3N3 , Fe17Ce2N3 , Fe17Nd2N3 , and Fe17Y2N2 . .4 , BiLa 2 N, and the like.

活物質の形状としては、例えば、粒子状が挙げられる。活物質の平均粒径(D50)は、例えば1nm以上であり、5nm以上であってもよい。一方、活物質の平均粒径(D50)は、例えば30μm以下であり、10μm以下であってもよく、5μm以下であってもよい。なお、平均粒径(D50)は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)または透過型電子顕微鏡(TEM)による測定から算出できる。サンプル数は多いことが好ましく、例えば100以上である。 Examples of the shape of the active material include particulate. The average particle size (D 50 ) of the active material is, for example, 1 nm or more, and may be 5 nm or more. On the other hand, the average particle size (D 50 ) of the active material is, for example, 30 μm or less, may be 10 μm or less, or may be 5 μm or less. The average particle size (D 50 ) can be calculated, for example, from measurements using a scanning electron microscope (SEM) or transmission electron microscope (TEM). The number of samples is preferably large, for example 100 or more.

B.フッ化物イオン電池
図1は、本開示におけるフッ化物イオン電池の一例を示す概略断面図である。図1に示されるフッ化物イオン電池10は、正極活物質層1と、負極活物質層2と、正極活物質層1および負極活物質層2の間に形成された電解質層3と、正極活物質層1の集電を行う正極集電体4と、負極活物質層2の集電を行う負極集電体5と、これらの部材を収納する電池ケース6とを有する。本開示においては、正極活物質層1および負極活物質層2の少なくとも一方が、上述した活物質を含有する。
B. Fluoride Ion Battery FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fluoride ion battery in the present disclosure. Fluoride ion battery 10 shown in FIG. It has a positive electrode current collector 4 that collects current from the material layer 1, a negative electrode current collector 5 that collects current from the negative electrode active material layer 2, and a battery case 6 that houses these members. In the present disclosure, at least one of the positive electrode active material layer 1 and the negative electrode active material layer 2 contains the active material described above.

本開示によれば、上述した活物質を用いることで、容量特性が良好なフッ化物イオン電池とすることができる。なお、本開示においては、正極活物質層のみが上述した活物質を含有していてもよく、負極活物質層のみが上述した活物質を含有していてもよい。また、正極活物質層および負極活物質層の両方が、上述した活物質を含有していてもよいが、その場合は、上述した活物質の中で、反応電位が高い活物質を正極活物質として用い、反応電位が低い活物質を負極活物質として用いる。 According to the present disclosure, by using the active material described above, a fluoride ion battery having good capacity characteristics can be obtained. In addition, in the present disclosure, only the positive electrode active material layer may contain the above-described active material, and only the negative electrode active material layer may contain the above-described active material. Both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may contain the active material described above. and an active material with a low reaction potential is used as the negative electrode active material.

1.正極活物質層
本開示における正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含有する層である。正極活物質においては、通常、充電時にフッ化反応が生じ、放電時に脱フッ化反応が生じる。また、正極活物質層は、正極活物質の他に、導電材、バインダーおよび電解質の少なくとも一つをさらに含有していてもよい。
1. Positive Electrode Active Material Layer The positive electrode active material layer in the present disclosure is a layer containing at least a positive electrode active material. In the positive electrode active material, a fluorination reaction usually occurs during charging, and a defluorination reaction occurs during discharging. Moreover, the positive electrode active material layer may further contain at least one of a conductive material, a binder and an electrolyte in addition to the positive electrode active material.

正極活物質層は、正極活物質として、上記「A.活物質」に記載した活物質を含有することが好ましい。この場合、上述した活物質よりも反応電位が低い任意の活物質を、負極活物質として用いることができる。一方、上記「A.活物質」に記載した活物質を負極活物質として用いた場合、一般的な正極活物質を用いることができる。一般的な正極活物質としては、例えば、金属単体、合金、金属酸化物、および、これらのフッ化物が挙げられる。 The positive electrode active material layer preferably contains the active material described in the above "A. Active material" as the positive electrode active material. In this case, any active material having a reaction potential lower than that of the active material described above can be used as the negative electrode active material. On the other hand, when the active material described in "A. Active Material" above is used as the negative electrode active material, a general positive electrode active material can be used. Common positive electrode active materials include, for example, simple metals, alloys, metal oxides, and fluorides thereof.

導電材としては、所望の電子伝導性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブが挙げられる。正極活物質層における導電材の割合は、例えば1重量%以上であり、5重量%以上であってもよい。導電材の割合が少なすぎると、良好な電子伝導パスが形成されない可能性がある。一方、正極活物質層における導電材の割合は、例えば20重量%以下であり、15重量%以下であってもよい。導電材の割合が多すぎると、相対的に活物質の割合が少なくなり、エネルギー密度が低下する可能性がある。 The conductive material is not particularly limited as long as it has desired electronic conductivity, and examples thereof include carbon materials. Carbon materials include, for example, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, furnace black, thermal black, graphene, fullerene, and carbon nanotubes. The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer is, for example, 1% by weight or more, and may be 5% by weight or more. If the proportion of the conductive material is too low, there is a possibility that good electronic conduction paths will not be formed. On the other hand, the ratio of the conductive material in the positive electrode active material layer is, for example, 20% by weight or less, and may be 15% by weight or less. If the proportion of the conductive material is too high, the proportion of the active material is relatively low, possibly resulting in a decrease in energy density.

バインダーとしては、化学的、電気的に安定なものであれば特に限定されるものではないが、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系バインダーが挙げられる。電解質については、後述する「3.電解質層」に記載する内容と同様である。 The binder is not particularly limited as long as it is chemically and electrically stable, and examples thereof include fluorine-based binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE). The electrolyte is the same as described in "3. Electrolyte layer" below.

また、正極活物質層における正極活物質の含有量は、容量の観点からはより多いことが好ましく、例えば30重量%以上であり、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましい。また、正極活物質層の厚さは、例えば、0.1μm以上、1000μm以下である。 In addition, the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably larger from the viewpoint of capacity, for example, 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more, and 70% by weight or more. is more preferable. Moreover, the thickness of the positive electrode active material layer is, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less.

2.負極活物質層
本開示における負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含有する層である。負極活物質においては、通常、充電時に脱フッ化反応が生じ、放電時にフッ化反応が生じる。また、負極活物質層は、負極活物質の他に、導電材、バインダーおよび電解質の少なくとも一つをさらに含有していてもよい。
2. Negative Electrode Active Material Layer The negative electrode active material layer in the present disclosure is a layer containing at least a negative electrode active material. In the negative electrode active material, a defluorination reaction normally occurs during charging, and a fluorination reaction occurs during discharging. Moreover, the negative electrode active material layer may further contain at least one of a conductive material, a binder and an electrolyte in addition to the negative electrode active material.

負極活物質層は、負極活物質として、上記「A.活物質」に記載した活物質を含有することが好ましい。この場合、上述した活物質よりも反応電位が高い任意の活物質を、正極活物質として用いることができる。一方、上記「A.活物質」に記載した活物質を正極活物質として用いた場合、一般的な負極活物質を用いることができる。一般的な負極活物質としては、例えば、金属単体、合金、金属酸化物、および、これらのフッ化物が挙げられる。 The negative electrode active material layer preferably contains the active material described in the above "A. Active material" as the negative electrode active material. In this case, any active material having a reaction potential higher than that of the active material described above can be used as the positive electrode active material. On the other hand, when the active material described in the above "A. Active material" is used as the positive electrode active material, a general negative electrode active material can be used. Common negative electrode active materials include, for example, simple metals, alloys, metal oxides, and fluorides thereof.

導電材、バインダーおよび電解質については、上述した「1.正極活物質層」に記載した材料と同様の材料を用いることができる。また、負極活物質層における負極活物質の含有量は、容量の観点からはより多いことが好ましく、例えば30重量%以上であり、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましい。また、負極活物質層の厚さは、例えば、0.1μm以上、1000μm以下である。 As for the conductive material, the binder, and the electrolyte, the same materials as those described in the above "1. Positive electrode active material layer" can be used. In addition, the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably larger from the viewpoint of capacity, for example, 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more, and 70% by weight or more. is more preferable. Moreover, the thickness of the negative electrode active material layer is, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less.

3.電解質層
本開示における電解質層は、正極活物質層および負極活物質層の間に形成される層である。電解質層を構成する電解質は、液体電解質(電解液)であってもよく、ポリマー電解質であってもよく、無機固体電解質であってもよい。
3. Electrolyte Layer The electrolyte layer in the present disclosure is a layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The electrolyte forming the electrolyte layer may be a liquid electrolyte (electrolytic solution), a polymer electrolyte, or an inorganic solid electrolyte.

電解液は、例えば、フッ化物塩および溶媒を含有する。フッ化物塩としては、例えば、無機フッ化物塩、有機フッ化物塩、イオン液体が挙げられる。無機フッ化物塩としては、例えば、XF(Xは、Li、Na、K、RbまたはCsである)が挙げられる。有機フッ化物塩のカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン等のアルキルアンモニウムカチオンが挙げられる。電解液におけるフッ化物塩の濃度は、例えば0.1mol/L以上であり、0.3mol/L以上であってもよく、0.5mol/L以上であってもよい。一方、フッ化物塩の濃度は、例えば6mol/L以下であり、3mol/L以下であってもよい。 The electrolyte contains, for example, a fluoride salt and a solvent. Examples of fluoride salts include inorganic fluoride salts, organic fluoride salts, and ionic liquids. Inorganic fluoride salts include, for example, XF, where X is Li, Na, K, Rb or Cs. Examples of cations of organic fluoride salts include alkylammonium cations such as tetramethylammonium cations. The concentration of the fluoride salt in the electrolytic solution is, for example, 0.1 mol/L or more, may be 0.3 mol/L or more, or may be 0.5 mol/L or more. On the other hand, the concentration of the fluoride salt is, for example, 6 mol/L or less, and may be 3 mol/L or less.

溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等の鎖状カーボネート、ジエチルエーテル、1,2-ジメトキシメタン、1,3-ジメトキシプロパン等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル、スルホラン等の環状スルホン、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の鎖状スルホン、γ-ブチロラクトン等の環状エステル、アセトニトリル等のニトリル、および、これらの任意の混合物が挙げられる。ポリマー電解質は、例えば液体電解質にポリマーを添加し、ゲル化することで、得ることができる。 Examples of solvents include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate. (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) and other chain carbonates, diethyl ether, 1,2-dimethoxymethane, 1,3-dimethoxypropane and other chain ethers, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and other chain ethers, sulfolane cyclic sulfones such as dimethylsulfoxide (DMSO), chain sulfones such as dimethylsulfoxide (DMSO), cyclic esters such as γ-butyrolactone, nitriles such as acetonitrile, and any mixture thereof. A polymer electrolyte can be obtained, for example, by adding a polymer to a liquid electrolyte and gelling it.

一方、無機固体電解質としては、例えば、La、Ce等のランタノイド元素のフッ化物、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属元素のフッ化物、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類元素のフッ化物が挙げられる。また、無機固体電解質は、La、Ba、Pb、Sn、CaおよびCeの少なくとも一種の金属元素を含有するフッ化物であることが好ましい。無機固体電解質は、上記金属元素を一種のみ有していてもよく、二種以上有していてもよい。無機固体電解質の具体例としては、La1-xBa3-x(0≦x≦2)、Pb2-xSn(0≦x≦2)、Ca2-xBa(0≦x≦2)およびCe1-xBa3-x(0≦x≦2)が挙げられる。上記xは、それぞれ、0よりも大きくてもよく、0.3以上であってもよく、0.5以上であってもよく、0.9以上であってもよい。また、上記xは、それぞれ、1よりも小さくてもよく、0.9以下であってもよく、0.5以下であってもよく、0.3以下であってもよい。無機固体電解質の形状は、特に限定されないが、例えば粒子状を挙げることができる On the other hand, inorganic solid electrolytes include, for example, fluorides of lanthanide elements such as La and Ce; fluorides of alkali metal elements such as Li, Na, K, Rb and Cs; and alkaline earth elements such as Ca, Sr and Ba. Fluorides of Moreover, the inorganic solid electrolyte is preferably a fluoride containing at least one metal element selected from La, Ba, Pb, Sn, Ca and Ce. The inorganic solid electrolyte may contain only one type of the above metal element, or may contain two or more types thereof. Specific examples of inorganic solid electrolytes include La 1-x Ba x F 3-x (0≦x≦2), Pb 2-x Sn x F 4 (0≦x≦2), Ca 2-x Ba x F 4 (0≦x≦2) and Ce 1-x Ba x F 3-x (0≦x≦2). Each x may be greater than 0, 0.3 or more, 0.5 or more, or 0.9 or more. Moreover, each of the above x may be smaller than 1, may be 0.9 or less, may be 0.5 or less, or may be 0.3 or less. Although the shape of the inorganic solid electrolyte is not particularly limited, for example, a particulate shape can be mentioned.

4.その他の構成
本開示におけるフッ化物イオン電池は、上述した正極活物質層、負極活物質層および電解質層を少なくとも有する。さらに通常は、正極活物質層の集電を行う正極集電体、および、負極活物質層の集電を行う負極集電体を有する。集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状、多孔質状が挙げられる。また、フッ化物イオン電池は、正極活物質層および負極活物質層の間に、セパレータを有していてもよい。セパレータを設けることで、より安全性の高い電池が得られる。
4. Other Configurations A fluoride ion battery according to the present disclosure has at least the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the electrolyte layer described above. Furthermore, it usually has a positive electrode current collector that collects current for the positive electrode active material layer and a negative electrode current collector that collects current for the negative electrode active material layer. Examples of the shape of the current collector include foil, mesh, and porous. Moreover, the fluoride ion battery may have a separator between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. By providing a separator, a battery with higher safety can be obtained.

5.フッ化物イオン電池
本開示におけるフッ化物イオン電池は、一次電池であってもよく、二次電池であってもよいが、二次電池であることが好ましい。繰り返し充放電でき、例えば車載用電池として有用だからである。また、本開示におけるフッ化物イオン電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型および角型が挙げられる。
5. Fluoride ion battery The fluoride ion battery in the present disclosure may be a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. This is because they can be repeatedly charged and discharged, and are useful, for example, as batteries for vehicles. In addition, the shape of the fluoride ion battery in the present disclosure includes, for example, coin type, laminate type, cylindrical type, and rectangular type.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。 Note that the present disclosure is not limited to the above embodiments. The above embodiment is an example, and any device that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present disclosure and produces the same effect is the present invention. It is included in the technical scope of the disclosure.

[実施例1]
活物質(CuN、レアメタリック製)と、固体電解質(PbF、高純度化学製)と、導電材(アセチレンブラック(AB)、HS-100、デンカ製)とを、CuN:PbF:AB=30:60:10の重量比となるように秤量し、それらをボールミルで混合し、電極合材を得た。得られた電極合材(作用極)と、固体電解質層を形成するための固体電解質(La0.9Ba0.12.9)と、固体電解質(PbF、高純度化学製)および導電材(アセチレンブラック(AB)、HS-100、デンカ製)をPbF:AB=95:5の重量比で混合した合材(対極)と、Pb箔とを圧粉成形し、評価用電池を得た。
[Example 1]
An active material (Cu 3 N, manufactured by Rare Metallic), a solid electrolyte (PbF 2 , manufactured by Kojundo Chemical), and a conductive material (acetylene black (AB), HS-100, manufactured by Denka) are combined into Cu 3 N:PbF. 2 :AB=30:60:10 weight ratio, and mixed in a ball mill to obtain an electrode mixture. The resulting electrode mixture (working electrode), a solid electrolyte (La 0.9 Ba 0.1 F 2.9 ) for forming a solid electrolyte layer, a solid electrolyte (PbF 2 , manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.), and A mixture (counter electrode) obtained by mixing a conductive material (acetylene black (AB), HS-100, manufactured by Denka) at a weight ratio of PbF 2 :AB = 95:5 and a Pb foil were subjected to powder compaction to form an evaluation battery. got

[実施例2]
作用極において、活物質としてTiN(高純度化学製)を用い、固体電解質としてLa0.9Ba0.12.9を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。
[Example 2]
An evaluation battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiN (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) was used as the active material and La 0.9 Ba 0.1 F 2.9 was used as the solid electrolyte in the working electrode. Obtained.

[実施例3]
Arグローブボックス内で、マンガン金属(Mn)およびセリウム金属(Ce)を、Mn:Ce=1:2のモル比となるように秤量し、粉砕し、混合した。得られた混合物を石英管に入れ、真空引きし、その後、窒素ガスフロー下において、900℃、36時間の条件で焼成した。これにより、活物質(MnCe)を得た。得られた活物質に対して、CuKα線を用いたX線回折測定を行ったところ、図2に示すように、2θ=32°、34°、35°付近に、MnCeの典型的なピークが確認され、MnCeが得られていることが確認された。作用極において、活物質としてMnCeを用いたこと以外は、実施例2と同様にして評価用電池を得た。
[Example 3]
Manganese metal (Mn) and cerium metal (Ce) were weighed, ground and mixed in a molar ratio of Mn:Ce=1:2 in an Ar glovebox. The resulting mixture was placed in a quartz tube, evacuated, and then fired at 900° C. for 36 hours under a nitrogen gas flow. An active material (MnCe 2 N 3 ) was thus obtained. When the obtained active material was subjected to X-ray diffraction measurement using CuKα rays, as shown in FIG. 2, typical MnCe 2 N 3 A peak was confirmed, and it was confirmed that MnCe 2 N 3 was obtained. A battery for evaluation was obtained in the same manner as in Example 2, except that MnCe 2 N 3 was used as the active material in the working electrode.

[比較例1]
作用極において、活物質としてCuを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。
[Comparative Example 1]
A battery for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1, except that Cu was used as the active material in the working electrode.

[評価]
実施例1~3および比較例1で得られた評価用電池に対して充放電試験を行った。実施例1における充放電試験の条件は、温度140℃、作用極の終止電位0.3V(vs Pb/PbF)~1.5V(vs Pb/PbF)、電流50μA/cmとした。また、実施例2、3および比較例1における充放電試験の条件は、温度140℃、作用極の終止電位-1.5V(vs Pb/PbF)~3V(vs Pb/PbF)、電流50μA/cmとした。その結果を図3~図6に示す。
[evaluation]
The evaluation batteries obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were subjected to a charge/discharge test. The conditions of the charge-discharge test in Example 1 were a temperature of 140° C., a final potential of the working electrode of 0.3 V (vs Pb/PbF 2 ) to 1.5 V (vs Pb/PbF 2 ), and a current of 50 μA/cm 2 . In addition, the conditions of the charge-discharge test in Examples 2 and 3 and Comparative Example 1 were a temperature of 140° C., an end potential of the working electrode of −1.5 V (vs Pb/PbF 2 ) to 3 V (vs Pb/PbF 2 ), a current It was set to 50 μA/cm 2 . The results are shown in FIGS. 3 to 6. FIG.

図3に示すように、実施例1(CuN)では、約0.6Vに放電反応のプラトーが確認され、約0.8Vに充電反応のプラトーが確認された。また、充放曲線および放電曲線は、それぞれ、2段のプラトーを有することが確認された。また、約650mAh/gの放電容量が得られ、理論容量(786mAh/g)に近い放電容量が得られた。また、図4に示すように、実施例2(TiN)では、約0.2Vに放電反応のプラトーが確認され、約30mAh/gの放電容量が得られた。 As shown in FIG. 3, in Example 1 (Cu 3 N), a discharge reaction plateau was confirmed at about 0.6V, and a charge reaction plateau was confirmed at about 0.8V. Moreover, it was confirmed that the charge/discharge curve and the discharge curve each have two plateaus. Also, a discharge capacity of about 650 mAh/g was obtained, which is close to the theoretical capacity (786 mAh/g). Further, as shown in FIG. 4, in Example 2 (TiN), a discharge reaction plateau was confirmed at about 0.2 V, and a discharge capacity of about 30 mAh/g was obtained.

また、図5に示すように、実施例3(MnCe)では、約1.4Vに放電反応のプラトーが確認され、約1.6Vに充電反応のプラトーが確認され、充放電反応が非常に高い電位で生じた。また、充電反応が生じる電位と、放電反応が生じる電位とが近く、過電圧が小さいため、電池反応抵抗が低いことが示唆された。これは、活物質が窒化物であることで電子伝導性が向上する効果が生じたことに加えて、ランタノイドフッ化物が生じたことでフッ化物イオンの拡散性が向上したためであると推測される。 Further, as shown in FIG. 5, in Example 3 (MnCe 2 N 3 ), a discharge reaction plateau was confirmed at about 1.4 V, and a charge reaction plateau was confirmed at about 1.6 V, indicating that the charge-discharge reaction did not occur. occurred at very high potentials. In addition, the potential at which the charging reaction occurs is close to the potential at which the discharging reaction occurs, and the overvoltage is small, suggesting that the battery reaction resistance is low. It is presumed that this is because the active material is a nitride, which has the effect of improving the electron conductivity, and the lanthanide fluoride is generated, which improves the diffusion of fluoride ions. .

一方、図6に示すように、比較例1(Cu)では、放電容量が20mAh/gに届かず、理論容量(843mAh/g)に比べて大幅に低かった。その理由は、充電が開始されると、活物質(Cu)の表面が絶縁体(フッ化銅)で覆われた構造が形成され、充電反応が進行しなくなったためであると推測される。その結果、放電容量が大幅に低くなったと推測される。これに対して、実施例1~3では、特定の窒化物を用いることで、容量特性が良好な活物質が得られることが確認された。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in Comparative Example 1 (Cu), the discharge capacity did not reach 20 mAh/g, which was significantly lower than the theoretical capacity (843 mAh/g). The reason for this is presumed to be that when charging is started, a structure in which the surface of the active material (Cu) is covered with an insulator (copper fluoride) is formed, and the charging reaction does not progress. As a result, it is presumed that the discharge capacity was significantly lowered. On the other hand, in Examples 1 to 3, it was confirmed that an active material with good capacity characteristics was obtained by using a specific nitride.

[実施例4]
作用極において、活物質としてFeN(高純度化学製)を用い、固体電解質としてLa0.9Ba0.12.9を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。
[Example 4]
For the evaluation in the same manner as in Example 1, except that Fe 4 N (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) was used as the active material and La 0.9 Ba 0.1 F 2.9 was used as the solid electrolyte in the working electrode. got a battery.

[実施例5]
作用極において、活物質としてVN(高純度化学製)を用い、固体電解質としてLa0.9Ba0.12.9を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。
[Example 5]
An evaluation battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that VN (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) was used as the active material and La 0.9 Ba 0.1 F 2.9 was used as the solid electrolyte in the working electrode. Obtained.

[評価]
実施例4、5で得られた評価用電池に対して充放電試験を行った。充放電試験の条件は、温度140℃、作用極の終止電位-1.5V(vs Pb/PbF)~3V(vs Pb/PbF)、電流50μA/cmとした。その結果を図7および図8に示す。
[evaluation]
The evaluation batteries obtained in Examples 4 and 5 were subjected to a charge/discharge test. The conditions of the charge/discharge test were a temperature of 140° C., an end potential of the working electrode of −1.5 V (vs Pb/PbF 2 ) to 3 V (vs Pb/PbF 2 ), and a current of 50 μA/cm 2 . The results are shown in FIGS. 7 and 8. FIG.

図7に示すように、実施例4(FeN)では、約-0.5Vおよび約-1.4Vに放電反応のプラトーが確認され、約30mAh/gの放電容量が得られた。一方、図8に示すように、実施例5(VN)では、放電曲線における約1.5V~約-1.1Vの範囲で、なだらか曲線が得られ、約-1.1Vに放電反応のプラトーが確認され、約240mAh/gの放電容量が得られた。 As shown in FIG. 7, in Example 4 (Fe 4 N), a discharge reaction plateau was confirmed at about −0.5 V and about −1.4 V, and a discharge capacity of about 30 mAh/g was obtained. On the other hand, as shown in FIG. 8, in Example 5 (VN), a gentle curve was obtained in the range of about 1.5 V to about -1.1 V in the discharge curve, and the discharge reaction plateaued at about -1.1 V. was confirmed, and a discharge capacity of about 240 mAh/g was obtained.

1 … 正極活物質層
2 … 負極活物質層
3 … 電解質層
4 … 正極集電体
5 … 負極集電体
6 … 電池ケース
10 … フッ化物イオン電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Positive electrode active material layer 2... Negative electrode active material layer 3... Electrolyte layer 4... Positive electrode collector 5... Negative electrode collector 6... Battery case 10... Fluoride ion battery

Claims (7)

フッ化物イオン電池に用いられる活物質であって、
(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、xは0.05≦x≦3を満たす)、または、MLn(Mは、Cu、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Nb、In、Sn、Ta、WおよびBiの少なくとも一種であり、Lnは、Sc、Yおよびランタノイドの少なくとも一種であり、yは0.1≦y≦3を満たし、zは0.15≦z≦6を満たす)で表される組成を有する、活物質。
An active material used in a fluoride ion battery,
M 1 N x (M 1 is at least one of Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi, and x is 0.05≦ x≦3), or M 2 Ln y N z (M 2 is Cu, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Zn, Nb, In, Sn, Ta, W and Bi Ln is at least one of Sc, Y and a lanthanoid, y satisfies 0.1 ≤ y ≤ 3, and z satisfies 0.15 ≤ z ≤ 6). , active material.
前記活物質が前記Mで表される組成を有する、請求項1に記載の活物質。 2. The active material of claim 1, wherein said active material has a composition represented by said M1Nx . 前記MがCu、Ti、FeおよびVの少なくとも一つを含む、請求項2に記載の活物質。 3. The active material of claim 2, wherein said M1 comprises at least one of Cu, Ti, Fe and V. 前記活物質が前記MLnで表される組成を有する、請求項1に記載の活物質。 2. The active material according to claim 1, wherein said active material has a composition represented by said M2LnyNz . 前記MがMnを含む、請求項4に記載の活物質。 5. The active material of claim 4, wherein said M2 comprises Mn. 前記LnがCeを含む、請求項4または請求項5に記載の活物質。 6. The active material according to claim 4 or 5, wherein said Ln comprises Ce. 正極活物質層と、負極活物質層と、前記正極活物質層および前記負極活物質層の間に形成された電解質層とを有するフッ化物イオン電池であって、
前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方が、請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の活物質を含有する、フッ化物イオン電池。
A fluoride ion battery having a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
A fluoride ion battery, wherein at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer contains the active material according to any one of claims 1 to 6.
JP2019184996A 2019-05-28 2019-10-08 Active materials and fluoride ion batteries Active JP7147726B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010395982.4A CN112018381B (en) 2019-05-28 2020-05-12 Active materials and fluoride-ion batteries
US15/931,057 US11817580B2 (en) 2019-05-28 2020-05-13 Active material, and fluoride ion battery
US18/378,200 US12027701B2 (en) 2019-05-28 2023-10-10 Active material and fluoride ion battery

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019099128 2019-05-28
JP2019099128 2019-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020198288A JP2020198288A (en) 2020-12-10
JP7147726B2 true JP7147726B2 (en) 2022-10-05

Family

ID=73648179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019184996A Active JP7147726B2 (en) 2019-05-28 2019-10-08 Active materials and fluoride ion batteries

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7147726B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7724079B2 (en) * 2021-05-24 2025-08-15 日産自動車株式会社 fluoride-ion battery
WO2025047904A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-06 国立大学法人京都大学 Electrolyte for fluoride battery, polymer electrolyte, and fluoride battery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010232174A (en) 2009-03-12 2010-10-14 Belenos Clean Power Holding Ag Nitride and carbide anode materials

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3066142B2 (en) * 1991-11-14 2000-07-17 三洋電機株式会社 Lithium secondary battery
JP3423082B2 (en) * 1994-08-31 2003-07-07 三洋電機株式会社 Lithium secondary battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010232174A (en) 2009-03-12 2010-10-14 Belenos Clean Power Holding Ag Nitride and carbide anode materials

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020198288A (en) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102296131B1 (en) Cathode active material for lithium ion secondary battery, method for preparing the same, and lithium ion secondary battery including the same
US10516153B2 (en) Negative-electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
US20170331108A1 (en) Negative-electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2011210694A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6933108B2 (en) Fluoride ion battery
JPWO2019087771A1 (en) Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries and non-aqueous electrolyte secondary batteries
JP2019169467A (en) Positive electrode active material for magnesium secondary battery and magnesium secondary battery using the same
JPWO2015129683A1 (en) Positive electrode mixture and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20180027873A (en) Negative active material, negative electrode and lithium secondary battery including the same, and method of preparing the negative active material
WO2020202844A1 (en) Lithium secondary battery
CN109755566A (en) Positive active material and fluoride ion battery
US10847797B2 (en) Cathode active material and fluoride ion battery
JP7515076B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2018006331A (en) Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same
JP7099403B2 (en) Fluoride ion battery
KR102824803B1 (en) Fluoride ion battery and method for producing fluoride ion battery
JP7147726B2 (en) Active materials and fluoride ion batteries
US10529988B2 (en) Fluoride ion battery
KR102195719B1 (en) Cathode active material and fluoride ion battery
JP7120190B2 (en) Active material
JP7192811B2 (en) Positive electrode active material and fluoride ion battery
JP7200843B2 (en) Positive electrode active material layer
US12027701B2 (en) Active material and fluoride ion battery
JP2018006332A (en) Negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same
US20160351887A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210917

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220905

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7147726

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151