(57)【要約】  式、ＳｉｘＳｎｑＭｙＣｚを有するリチウムイオン電池用電極組成物であって、式中、ｑ、ｘ、ｙ、及びｚは原子パーセント値を表し、且つ〈ａ）（ｑ＋ｘ）＞２ｙ＋ｚであり、（ｂ）ｑ≧０であり、（ｃ）ｚ≧０であり、及び（ｄ）Ｍは、マンガン、モリブデン、ニオブ、タングステン、タンタル、鉄、銅、チタン、バナジウム、クロム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、イットリウム、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属である。Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍ、及びＣ元素は、（ａ）シリコンを含む非質質相と、（ｂ）金属シリサイドを含むナノ結晶相と、（ｃ）ｚ＞０の場合でシリコンカーバイドを含む相と、（ｄ）ｑ＞０の場合でＳｎを含む非質質相と、を含む多相のミクロ組織形態で配置される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式、ＳｉｘＳｎｑＭｙＣｚを有するリチウムイオン電池用電極組成物であって、式中、ｑ、ｘ、ｙ、およびｚは原子パーセント値を表し、且つ
（ａ）（ｑ＋ｘ）＞２ｙ＋ｚであり、
（ｂ）ｘは０より大であり、
（ｃ）ｑ及びｚの各々は独立して、０より大であるか又は０に等しく、並びに
（ｄ）Ｍは、マンガン、モリブデン、ニオブ、タングステン、タンタル、鉄、銅、チタン、バナジウム、クロム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、イットリウム、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属であり、
該組成物中、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍ、及びＣ元素は、
（ｉ）シリコンを含む非晶質相と、
（ｉｉ）金属シリサイドを含むナノ結晶相と、
（ｉｉｉ）ｚ＞０場合でシリコンカーバイドを含む相と、
（ｉｖ）ｑ＞０の場合でＳｎを含む非晶質相と、を含む多相のミクロ組織形態で配置される、電極組成物。
【請求項２】
Ｍは、コバルト、ニッケル、鉄、チタン、モリブデン、タングステン、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項３】
ｘ≧６０である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項４】
ｚ＞０である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項５】
ｚ≧１０である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項６】
ｚ≧１５である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項７】
ｘ≧６０であり、且つＭはコバルト、ニッケル、鉄、チタン、モリブデン、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属である、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項８】
ｚ＞０である、請求項７に記載の電極組成物。
【請求項９】
ｚ≧１０である、請求項７に記載の電極組成物。
【請求項１０】
ＭはＣｏを含む、請求項１に記載の電極組成物。
【請求項１１】
ｚ＞０である、請求項１０に記載の電極組成物。
【請求項１２】
ｘ≧６０である、請求項１０に記載の電極組成物。
【請求項１３】
アノードと、
カソードと、
電解質と、
を含むリチウムイオン電池であって、該アノードは式、ＳｉｘＳｎｑＭｙＣｚを有する組成物を含み、式中、ｑ、ｘ、ｙ、及びｚは原子パーセント値を表し、且つ、
（ａ）（ｑ＋ｘ）＞２ｙ＋ｚであり、
（ｂ）ｑは０より大であるか又は０に等しく、
（ｃ）ｚは０より大であるか又は０に等しく、及び
（ｄ）Ｍは、マンガン、モリブデン、ニオブ、タングステン、タンタル、鉄、銅、チタン、バナジウム、クロム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、イットリウム、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属であり、
該組成物中、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍ及びＣ元素は、
（ｉ）シリコンを含む非晶質相と、
（ｉｉ）金属シリサイドを含むナノ結晶相と、
（ｉｉｉ）ｚ＞０の場合でシリコンカーバイドを含む相と、
（ｉｖ）ｑ＞０の場合でＳｎを含む非晶質相と、を含む多相のミクロ組織形態で配置される、組成物のアノードを含むリチウムイオン電池。
【請求項１４】
Ｍは、コバルト、ニッケル、鉄、チタン、モリブデン、タングステン、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属である、請求項１３に記載されるリチウムイオン電池。
【請求項１５】
ｘ≧６０である、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１６】
ｚ＞０である、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１７】
ｚ≧１０である、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１８】
ｚ≧１５である、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項１９】
ｘ≧６０であり、且つＭはコバルト、ニッケル、鉄、チタン、モリブデン、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の金属である、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２０】
ｚ＞０である、請求項１９に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２１】
ｚ≧１０である、請求項１９に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２２】
ＭはＣｏを含む、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２３】
ｚ＞０である、請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２４】
ｘ≧６０である、請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２５】
前記アノードはバインダー及び導電性希釈剤をさらに含む、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２６】
前記バインダーはポリイミドを含む、請求項２５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２７】
前記導電性希釈剤はカーボンブラックを含む請求項２５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２８】
前記電解質はフルオロエチレンカーボネートを含む、請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００５年１２月２３日出願の米国特許出願第６０／７４３，０７５号に優先権を主張し、その明細書の開示は全体をもって参照として本明細書に組み入れる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明はリチウムイオン電池に有用な電極組成物類、そのような組成物を作製する方法、及びそのような組成物を備えた電池に関する。
【背景技術】
【０００３】
金属合金類がリチウムイオン電池のアノードに提案されている。これらの合金タイプのアノードは、一般的に、グラファイトのような層間挿入タイプのアノードと比較してより高い容量を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、そのような合金類が有するひとつの問題点は、合金類中の組成的変化に付随する膨張及び収縮の間における合金粒子の崩壊が原因で、合金類のサイクル寿命が劣り、クーロン効率が劣ることが多い点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
式ＳｉｘＳｎｑＭｙＣｚを有するリチウムイオン電池用の電極組成物が開示され、式中、ｑ、ｘ、ｙ、及びｚは原子のパーセント値を表し、（ａ）（ｑ＋ｘ）＞２ｙ＋ｚであり、（ｂ）ｘ＞０であり、（ｃ）ｑ及びｚの各々は独立して≧０であり、並びに（ｄ）Ｍは、マンガン、モリブデン、ニオブ、タングステン、タンタル、鉄、銅、チタン、バナジウム、クロム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、イットリウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上の金属である。Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍ、及びＣ元素は、（ａ）シリコンを含む非晶質相と、（ｂ）金属シリサイドを含むナノ結晶相と、（ｃ）ｚ＞０の場合で炭化ケイ素を含む相と、（ｄ）ｑ＞０の場合でＳｎを含む非晶質相と、を含む多相のミクロ組織形態で配置される。
【０００６】
「非晶質相」とは、長距離秩序が存在せず、Ｘ線回折パターンにシャープで明確なピークを持たない相である。
【０００７】
「ナノ結晶相」とは、長距離秩序を示す約５０ナノメータより大でない結晶子を有し、且つシャープで明確なピークで特徴付けられるＸ線回折パターンを持つ相である。
【０００８】
一部の実施形態では、ｘの値はｘ≧６０であるように選択してよく、且つｚの値はｚ＞０、ｚ≧１０、又はｚ≧１５であるように選択してよい。例えば、一実施形態では、ｘ≧６０、≧７０、又はさらに高く、ｚ＞０又は≧１０であり、及びＭは、コバルト、ニッケル、鉄、チタン、モリブデン、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される１種または複数の金属である。別の実施形態では、ＭはＣｏであり、ｘ≧６０であり、且つｚ＞０が挙げられる。
【０００９】
前記電極組成物は、カソード及び電解質も備えるリチウムイオン電池用のアノードに使用できる。前記電解質は、既知の電解質のどれでも、例えばフルオロエチレンカーボネート、を含むことができる。好ましくは、前記アノードは、バインダー（既知のバインダーのどれでも、例えばポリイミド）を導電性希釈剤（既知の導電性希釈剤のどれでも、例えばカーボンブラック）と組み合わせた電極組成物を含む複合材の形態である。
【００１０】
前記電極は、リチウムイオン電池に組み込まれた場合、良好なサイクル寿命及びクーロン効率を示す。
【００１１】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付図面及び以下の説明に記述される。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、発明を実施するための最良の形態、及び特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書では、全ての数字は用語「約」で修飾されているとみなす。終点による数字範囲の列挙にはその範囲に含まれる全ての数が含まれる（例えば、１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が含まれる）。
【００１３】
リチウムイオン電池のためのアノードとして特に有用な電極組成物について記述する。前記電極組成物は、式、ＳｉｘＳｎｑＭｙＣｚを有するリチウムイオン電池のための電極組成物であって、式中、ｑ、ｘ、ｙ、及びｚは元素のパーセント値を表し、且つ（ａ）（ｑ＋ｘ）＞２ｙ＋ｚであり、（ｂ）ｑ≧０であり、（ｃ）ｚ≧０であり、（ｄ）Ｍは、マンガン、モリブデン、ニオブ、タングステン、タンタル、鉄、銅、チタン、バナジウム、クロム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、イットリウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上の金属である。Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍ、及びＣ元素は、（ａ）シリコンを含む非晶質相（従って、ｘ＞０）と、（ｂ）金属シリサイドを含むナノ結晶相と、（ｃ）ｚ＞０の場合で炭化ケイ素を含む相と、及び（ｄ）ｑ＞０の場合でＳｎを含む非晶質相と、を含む多相のミクロ組織形態で配置される。好ましくは、前記電極組成物は、シリコン、金属類、及びカーボンが使用される実施形態ではカーボン源（例えば、グラファイト）、を高せん断及び高衝撃の条件で適切な時間ボールミル粉砕することによって調製される。ボールミルには、例えば垂直ボールミル（アトライタ（ATTRITOR）、ユニオンプロセス（Union Process）社、アクロン、オハイオ州）、スペックスミル（SPEXMILL）（スペックス・サーチプレップ（Spex CertiPrep）社、メタチェン、ニュージャージー州）、水平回転ボールミル（シモロイヤー（SIMOLOYER）、Ｚｏｚ社、ヴェルデン、ドイツ）又は当分野で既知のその他のボールミルを使用してよい。
【００１４】
前記電極組成物は、リチウムイオン電池のためのアノードに特に有用である。前記アノードは、好ましくは複合材であり、複合材中で電極組成物はバインダー及び導電性希釈剤と組み合わさせされている。好適なバインダーの例にはポリイミド類及びポリフッ化ビニリデンが挙げられる。好適な導電性希釈剤の例にはカーボンブラック類が挙げられる。
【００１５】
電池を調製するには、アノードを電解質及びカソード（対電極）と組み合わせる。電解質は液体、固体又はゲルの形態であってよい。固体電解質の例には、ポリエチレンオキシド、フッ素含有ポリマー類及びコポリマー類（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、及びそれらの組み合わせのようなポリマー電解質類が挙げられる。液体電解質類の例には、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、及びそれらの組み合わせが挙げられる。電解質にはリチウム電解質塩が備わっている。好適な塩類の例には、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、リチウムビス（オキサレート）ボレート、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、及びＬｉＮＣｌＯ４が挙げられる。好適なカソード組成物類の例には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ０．２Ｎｉ０．８Ｏ２、及びＬｉＭｎ２Ｏ４が挙げられる。追加的な例には、以下の文書に記載されるカソード組成物類が挙げられる：（１）ルー（Lu）等、米国特許第６，９６４，８２８号；（２）ルー（Lu）等、米国特許第７，０７８，１２８号；（３）レー（Le）、米国特許出願第２００４／０１２１２３４号；（４）ダーン（Dahn）等、米国特許出願第２００３／０１０８７９３号；（５）エバーマン（Eberman）等、米国特許出願第２００５／０１１２０５４号；（６）ダーン（Dahn）等、米国特許出願第２００４／０１７９９９３号；（７）オブロバック（Obrovac）等、米国特許第６，６８０，１４５号；及び（８）ダーン（Dahn）等、米国特許第５，９００，３８５号、が挙げられる。
【実施例】
【００１６】
シリコン、鉄、ニッケル、チタン、コバルト及びスズは、マサチューセッツ州ウォードヒルのアルファ・エイサー（Alfa Aesar）社、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ化学（Aldrich Chemical）社、又はカリフォルニア州バークレーのアルカン・メタルパウダズ（Alcan Metal Powders）社のいずれかから得た。
【００１７】
銅ターゲットＸ線管および回折光線モノクロメーターを備えたシーメンス・モデル・クリスタロフレックス８０５Ｄ５００回折計（Siemens Model Kristalloflex 805 D500 diffractometer）を用いて、Ｘ線回折パターンを収集した。表１Ａ及び表１Ｂの中の「Ｘ線データからの観測相」と名付けた欄に示されたデータは、一覧にした各合金試料に対して得られたピークの特性パターンの有無に基づいている。例えば、Ｘ線回折パターンが、シャープで明確なピークが消失しているか又は無い場合には、相は非晶質であるとみなした。結晶相の粒子径はシェラー（Scherer）式を用いて求めた。粒子径が５０ナノメータより少ないと算出した場合、その相はナノ結晶であるとみなした。
【００１８】
表１Ａに一覧にした試料１〜１４は、記録されている量のシリコンチップ（アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社、カタログ番号００３１１）、金属（単数及び複数）、及びグラファイト粉（ＭＣＭＢ−１０２８、ＭＭＭカーブ（MMM Carob）社、ベルギー）を２８個のタングステンカーバイド製ボール（各々は５／１６インチ、約１０８ｇ）と共に、４５ｍＬのタングステンカーバイド製容器中アルゴン雰囲気の下でスペックミル（SPEX MILL）（モデル８０００−Ｄ、スペックス・サーチプレップ社（Spex CertiPrep）、メタチェン、ニュージャージー州）を用いて、４時間粉砕することにより調製した。ついで容器を開け、ケーキ化した粉の塊を崩して、アルゴン雰囲気中で追加時間粉砕を続けた。タングステンカーバイド製容器を空冷により約３０℃に維持した。
【００１９】
表１Ａ中に一覧にした実施例１５〜１６は、以下の相違点はあるが、実施例１〜１４と同一の一般的方式で調製した。シリコン粉末（３２５メッシュ；アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社、カタログ番号３５６６２）、スズ粉末（＜１０ミクロン、アルドリッチ（Aldrich）社、カタログ番号５２０３７３）及び金属粉末（コバルト、１．６ミクロン；アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社、カタログ番号１０４５５Ｃアルファ・エイサー；ニッケル、アルキャン・メタルパウダ（Alcan Metal Powder）社、タイプ１２３）を使用した。実施例１５及び１６では１４個のタングステンカーバイド製ボール（０．４１５ｍｍ直径；全重量約５４ｇ）と共にスペックスミル（SPEX MILL）中でアルゴン雰囲気で１６時間粉砕した。タングステンカーバイド製の容器の温度を空冷により約３０℃に維持した。
【００２０】
表１Ａに一覧にした実施例１〜１６の各々を電極に成形し、リチウム金属の対電極を有する電気化学電池で特性評価した。電極は次の方式で調製した。１．８ｇの粉砕材料、０．０６ｇの導電性カーボン（スーパーＰ、ＭＭＭカーボン（MMM Carbon）社より、ベルギー）及び０．７０ｇのＰＩ２５５５、（パイラリンＰＩ２５５５、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン中２０ｗｔ％溶液、ＨＤマイクロシステムズ（HD Microsystems）社より、チーズクエイク・ロード、パーリン、ニュージャージー州）の量を４５ｍＬのステンレススチール製容器中で４個のタングステンカーバイド製ボール（１２．７５ｍｍ直径）を用いて混合した。混合は遊星型ミクロミル（ＰＵＬＶＥＲＩＳＥＴＴＥ７、フリッチュ（Fritsch）社より、イドン−オバースタイン、ドイツ）で速度設定３で２時間行った。次いで、結果として得られた溶液を１３ミクロン厚さの銅箔の上にノッチ・バー・コーティング・ダイ（notch bar coating die）を用いて、７６．２マイクロメータ（０．００７５インチ）ギャップでコーティングした。塗布物を１５０℃で２時間真空オーブン中で乾燥し、次いでそれを使用して、３８０ミクロメータ厚さの金属リチウム箔の対電極と、２層の平坦なシートのポリプロピレン膜セパレータ（セルガード（CELGARD）２４００、セルガード（CELGARD）社より、シャーロット、ノースカロライナ州）と、及び１ＭのＬｉＰＦ６電解質（エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの１：２容積混合の９０部と、フロリダ州アラチュア（Alachua）のシンクエスト（SynQuest）ラボラトリズ社からのフルオロエチレンカーボネートの１０部とを含有する混合物）と、からなる２３２５型コイン電池を構築した。この混合物は使用する前にモレキュラーシーブ（３Ａ型）で１２時間乾燥した。２３２５型コイン電池ハードウエアはＡ．Ｍ．ウイルソン（Wilson）及びＪ．Ｒ．ダーン（Dahn）、電気化学協会誌（J. Electrochem. Soc）、１４２巻３２６〜３３２頁（１９９５年）に記述される。
【００２１】
実施例１〜１６から調製された電気化学電池をセルテスター（マッコール（Maccor）社、タルサ、オクラホマ州）を用いて０．９Ｖと５ｍＶとの間でサイクル動作させた。２００ｍＡ／ｇ電流は、次の充電サイクルの前に低電圧カットオフの時に１０ｍＡ／ｇまで弛緩させた。測定した充電効率及びクーロン効率を表２に記した。
【００２２】
実施例１７は、６５．４６１ｇのシリコン塊（アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社／９９．９９９％、カタログ番号３９１０１）、１８．５９６ｇの鉄片（アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社／９９．９７％、カタログ番号１０４５４）及び１５．９４３ｇのチタンスポンジ（アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社／９９．７％、カタログ番号１０５８２）をアーク炉中で融解させて調製した。その合金インゴット（Ｓｉ７０Ｆｅ１０Ｔｉ１０）を小片に破砕し、ハンマーミル中で処理し１５０ミクロン粒度の粉末を製造した。Ｓｉ７０Ｆｅ１０Ｔｉ１０合金の粉末（３．８４６２ｇ）とグラファイト（０．１５２８ｇ、ＳＦＧ４４／Ｔｉｍ  Ｒｅｘ）をスペックスミル（SPEX MILL）で２８個のタングステンカーバイド製ボール（各々１０．５ｍＬ、全重量１０８ｇ）と共に１時間、アルゴンを充満させた４５ｍＬのタングステンカーバイド製容器（モデル８００１、スペックス・サーチプレップ（Spex CertiPrep）社、メタチェン、ニュージャージー州）中で粉砕した。粉砕中に容器を空気噴流で冷却した。粉砕中、容器温度は約３０℃であった。
【００２３】
実施例１８は、実施例１７の方式で作製した３．９４０９ｇのＳｉ７０Ｆｅ１０Ｔｉ１０合金粉末と０．０５９１ｇのグラファイトとをスペックスミル（SPEX MILL）中で実施例１７と同様にして粉砕して調製した。
【００２４】
実施例１９は、６４．６０５ｇのシリコン塊、２７．５２８ｇの鉄片及び７．８６７ｇのチタンスポンジを用いたこと以外は実施例１７と同じ方式で調製し、Ｓｉ７０Ｆｅ１５Ｔｉ５合金粉末を調製した。次いで、３．８４８１ｇのＳｉ７０Ｆｅ１５Ｔｉ５合金粉末と０．１５１９ｇのグラファイトとを実施例１７と同様にスペックスミル（SPEX MILL）中で粉砕した。
【００２５】
実施例２０は、実施例１９の方式で作製した３．９４１７ｇのＳｉ７０Ｆｅ１５Ｔｉ５合金粉末と０．０５８３ｇのグラファイトを実施例１７と同様にスペックスミル（SPEX MILL）中で粉砕して調製した。
【００２６】
実施例１７〜２０の各々を電極に成形し、リチウムの対電極を有する電気化学電池の中で特性付けした。実施例１７〜２０を含有する電極を以下の方式で調製した。粉砕した材料（１．８４ｇ）のサンプル、導電性カーボン（０．０２４ｇ、ケッチェンブラック、アクゾノベル（Akzo Nobel）社）、及びＮＭＰ（２ｇ）を４５ｍＬのステンレススチール製容器の中で４個のタングステンカーバイド製ボール（各々は１２．５ｍＬ）を用いて、遊星型ミクロミルで速度設定１で３０分間混合した。次いでパイラリンＰＩ２５５５（０．６８ｇ、ＮＭＰ中に２５ｗｔ％の固形ＰＩ２５５５）を添加し速度設定２で１時間混合した。結果として得られた溶液を１３ミクロン厚さの銅箔上にギャップ１２５ミクロメータに設定したノッチ・バー・コーティング・ダイ（notch bar coating die）を用いてコーティングした。塗工したサンプルを真空オーブン中１５０℃で２時間乾燥した。その塗工物から円板（１６ｍｍ直径）を打ち抜きした。
【００２７】
実施例１７〜２０から調製した塗工物を実施例１と同じ方法で２３２５型コイン電池を組み立てして試験した。実施例１７〜２０を用いて調製したコイン電池を、電流密度を２５０ｍＡ／ｇ合金を使用し且つ各々のハーフサイクルの終点で１５分間の開回路を用いたこと以外は、実施例１と同様にサイクル動作させた。測定した充電効率及びクーロン効率を表２に記した。
【００２８】
実施例２１を９０３．６０２ｇのシリコン粉末（−１００＋３２５メッシュ、グローブ冶金（Globe Metallurgical）社、ベバリー、オハイオ州）、４０６．３０７ｇのコバルト（９９．８％純度、アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社からの１．６ｍ粒子、カタログ番号１０４５５Ｃ）、１３４．８８５ｇのニッケル粉末（９９．９％純度、２〜３μｍ粒子、アルファ・エイサー（Alfa Aesar）社、カタログ番号１０２５５）、及び５５．２０６ｇのグラファイト粉末（チムレックス（Timrex）ＳＦＧ４４、ＴｉｍＣａｌ社、ボジオ、スイス）、を２５ｋｇのクロム鋼製ボール（５ｍｍ、１００Ｃｒ６スチール）と共に、高衝撃水平ミル（シモロイヤー（Simoloyer）、ＣＭ２０−Ｓｏｌｍ、Ｚｏｚ社）で５５０ｒｐｍで１５秒、次いで３００ｒｐｍで１５秒の反復周期で粉砕して調製した。実施例２１では合計で３時間粉砕した。実施例２２及び２３はそれぞれ粉砕時間を５時間及び７．５時間にしたこと以外は実施例２１と同じ方式で調製した。
【００２９】
実施例２１〜２３の各々を電極に成形し、実施例１７のように電気化学電池で特性付けし、次いでその電池を実施例１７と同じ方式でサイクル動作させた。これらの実施例の各々にはシリコンを含む非晶質相が含まれる。これらの材料の３０サイクル後の比容量（ｍＡｈ／ｇ）は、実施例２１で１２２０、実施例２２で１０５０、及び実施例２３で９２０、であった。
【００３０】
【表１】
2009521792.tif 000002
【００３１】
【表２】
2009521792.tif 000003
【００３２】
【表３】
2009521792.tif 000004
【００３３】
本発明の多数の実施形態を記述してきた。しかし、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更を行えることは明確であろう。したがって、その他の実施形態は上記特許請求の範囲内にある。
【国際調査報告】
2009521792.tif 000005
2009521792.tif 000006