(57)【要約】      （修正有）【課題】放電容量密度が大きい負極活物質および該負極活物質を含む電気化学デバイスの提供。【解決手段】空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を含む負極活物質であって、前記遷移金属窒化物は、下記式（１）により表わされる。ＬｉｘＭｅＯｙＮｚ（１）（式中、Ｍｅは遷移金属、０＜ｘ≦７、０．５≦ｙ≦２、０＜ｚ≦１．５、１≦ｙ＋ｚ≦３）さらに、該負極活物を含む負極１３と、正極１６と、電解質と、を備える電気化学デバイスを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を含む、
負極活物質。
【請求項２】
前記リチウム含有遷移金属酸窒化物は、下記の組成式（１）により表される化合物であり、
ＬｉｘＭｅＯｙＮｚ  ・・・式（１）
ここで、Ｍｅは、遷移金属よりなる群から選択される少なくとも１種であり、
かつ、下記の条件、
０＜ｘ≦７、
０．５≦ｙ≦２、
０＜ｚ≦１．５、
１≦ｙ＋ｚ≦３、
を満たす、
請求項１に記載の負極活物質。
【請求項３】
前記遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、である、
請求項２に記載の負極活物質。
【請求項４】
０．５≦ｘ≦４．５、を満たす、
請求項２または３に記載の負極活物質。
【請求項５】
０．０３≦ｚ≦１．５、を満たす、
請求項２から４のいずれかに記載の負極活物質。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の負極活物質を含む負極と、
正極と、
電解質と、
を備える、
電気化学デバイス。
【請求項７】
前記負極は、前記負極活物質を主成分として含む負極活物質層を備える、
請求項６に記載の電気化学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気化学デバイス用の負極活物質および電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＬｉｘＴＩｍＴＩＩｎＮｙＯｚ（式中、ｘ＝０〜３、ｙ＋ｚ＝２〜４、ｙ＞０、ｚ≧０．２５、ｍ＋ｎ＝１、ｍ＝０〜１、ｎ＝０〜１であり、ＴＩおよびＴＩＩは、双方とも、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢおよびＶＩＩＢの族、または３ｄ、４ｄおよび５ｄの周期の遷移金属）で示される遷移金属酸窒化物が含まれている電極が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２２５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、放電容量密度が大きい負極活物質および電気化学デバイスの実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一様態における負極活物質は、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、放電容量密度が大きい負極活物質および電気化学デバイスを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態２における電池の一例である電池１０の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、粉末Ｘ線回折測定の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施の形態が、説明される。
【０００９】
（実施の形態１）
実施の形態１における負極活物質は、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を含む。
【００１０】
以上の構成によれば、放電容量密度が大きい負極活物質を用いた電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。すなわち、放電容量密度が大きい電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。
【００１１】
実施の形態１における負極活物質は、その結晶構造と、化合物中にリチウムと遷移金属元素と酸素と窒素が含有すること、に特徴を有する。本発明者は、リチウム含有遷移金属酸窒化物の構造、および、リチウムと遷移金属元素と酸素と窒素の組成比と、それらリチウム含有遷移金属酸窒化物とリチウムイオンとの反応性を検討した。この結果、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有し、化合物中にリチウムと遷移金属元素と酸素と窒素が含有する負極活物質を用いることで、従来よりも大きな放電容量密度を示すことを見出した。
【００１２】
この理由としては、例えば、以下のように考えられる。
【００１３】
結晶構造が空間群Ｆｍ３ｍに属する岩塩型構造でない場合、リチウムと遷移金属元素と酸素と窒素は構造内に規則的に配列される。このため、充放電において、吸蔵可能なリチウムイオンの量が限定される。このため、リチウムイオンの吸蔵量が小さくなる。
【００１４】
一方で、負極活物質の結晶構造が空間群Ｆｍ３ｍであれば、リチウムと遷移金属元素と酸素と窒素が構造内にランダムに配列している。このため、充放電において、構造内を移動するリチウムのサイトが限定されない。これにより、より多くのリチウムイオンを吸蔵させることが可能となる。
【００１５】
また、含有される元素がリチウムと遷移金属元素と酸素のみの場合、リチウムイオンが吸蔵放出される主たる反応電位が、Ｌｉ＋／Ｌｉに対して、２Ｖ以上と、高くなる。負極として使用されうる反応電位範囲は、Ｌｉ＋／Ｌｉに対して、概ね２Ｖ以下である。このため、含有される元素がリチウムと遷移金属元素と酸素のみの場合、大きな放電容量密度を有する負極活物質を得ることができない。
【００１６】
一方で、窒素と遷移金属の混成軌道は、酸素と遷移金属の混成軌道より、高エネルギーに位置する。このため、リチウムと遷移金属元素と酸素に加えて窒素が含有される場合は、酸素のみの場合と比較して、遷移金属の電子エネルギーは、全体として、高エネルギー側にシフトする。このため、リチウムイオンが吸蔵放出される主たる反応電位を、低くすることができる。これにより、負極として使用されうる反応電位範囲において、大きな放電容量密度を有する負極活物質を得ることが可能である。
【００１７】
なお、実施の形態１における負極活物質においては、リチウム含有遷移金属酸窒化物は、下記の組成式（１）により表される化合物であってもよい。
ＬｉｘＭｅＯｙＮｚ  ・・・式（１）
【００１８】
ここで、Ｍｅは、遷移金属よりなる群から選択される少なくとも１種であり、
かつ、下記の条件、
０＜ｘ≦７、
０．５≦ｙ≦２、
０＜ｚ≦１．５、
１≦ｙ＋ｚ≦３、
を満たす。
【００１９】
以上の構成によれば、より放電容量密度が大きい電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。
【００２０】
なお、実施の形態１における負極活物質において、「ｘ≦７」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００２１】
一方で、「ｘ＞７」である場合には、例えば、負極活物質の真密度が小さくなり過ぎる。このため、放電容量密度が低下する。
【００２２】
また、実施の形態１における負極活物質において、「０．５≦ｙ」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００２３】
一方で、「０．５＞ｙ」である場合には、例えば、負極活物質の酸素の占める割合に対し、窒素の占める割合が、大きくなり過ぎる。窒素の占める割合が大き過ぎる場合には、空間群Ｆｍ３ｍの結晶構造に加えて、窒化リチウム（Ｌｉ３Ｎ）などの不純物が、生成し易くなる。このため、放電容量密度が低下する。
【００２４】
また、実施の形態１における負極活物質において、「ｙ≦２」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００２５】
一方で、「ｙ＞２」である場合には、例えば、負極活物質内の酸素の占める割合が多くなり過ぎる。これにより、リチウムイオンが吸蔵放出される主たる反応電位が、Ｌｉ＋／Ｌｉに対して、高くなり過ぎる。このため、放電容量密度が低下する。
【００２６】
また、実施の形態１における負極活物質において、「ｚ≦１．５」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００２７】
一方で、「ｚ＞１．５」である場合には、例えば、負極活物質の酸素の占める割合に対し、窒素の占める割合が、大きくなり過ぎる。窒素の占める割合が大き過ぎる場合には、空間群Ｆｍ３ｍの結晶構造に加えて、窒化リチウム（Ｌｉ３Ｎ）などの不純物が、生成し易くなる。このため、放電容量密度が低下する。
【００２８】
また、実施の形態１における負極活物質において、「１≦ｙ＋ｚ」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００２９】
一方で、「１＞ｙ＋ｚ」である場合には、例えば、負極活物質のカチオン種（ＬｉおよびＭｅ）の数に対して、アニオン種（ＯおよびＮ）の数が、小さくなり過ぎる。アニオン種の数がカチオン種の数に対して小さ過ぎる場合、負極活物質の結晶構造が空間群Ｆｍ３ｍを安定に維持することが困難となる。このため、放電容量密度が低下する。
【００３０】
また、実施の形態１における負極活物質において、「ｙ＋ｚ≦３」が満たされることで、負極活物質の放電容量密度を大きくすることができる。
【００３１】
一方で、「ｙ＋ｚ＞３」である場合には、例えば、負極活物質のカチオン種（ＬｉおよびＭｅ）の数に対して、アニオン種（ＯおよびＮ）の数が、大きくなり過ぎる。アニオン種の数がカチオン種の数に対して大き過ぎる場合、負極活物質の結晶構造が空間群Ｆｍ３ｍを安定に維持することが困難となる。このため、放電容量密度が低下する。
【００３２】
また、実施の形態１における負極活物質においては、Ｍｅに含まれうる遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、であってもよい。
【００３３】
以上の構成によれば、より放電容量密度が大きい電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。
【００３４】
また、実施の形態１における負極活物質においては、０．５≦ｘ≦４．５、が満たされてもよい。
【００３５】
以上の構成によれば、より放電容量密度が大きい電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。
【００３６】
また、実施の形態１における負極活物質においては、０．０３≦ｚ≦１．５、が満たされてもよい。
【００３７】
以上の構成によれば、より放電容量密度が大きい電気化学デバイス（例えば、電池またはキャパシタ）を実現できる。
【００３８】
粉末Ｘ線分析によって結晶構造の空間群を決定することにより、リチウム含有遷移金属酸窒化物を同定することができる。また、格子定数を決定することにより、リチウム含有遷移金属酸窒化物の真密度を求めることができる。
【００３９】
また、得られた組成式（１）で示される化合物の組成は、例えば、ＩＣＰ発光分光分析法、および、不活性ガス溶融−赤外線吸収法、および、不活性ガス融解−熱伝導度法により決定することができる。
【００４０】
＜負極活物質の作製方法＞
以下に、実施の形態１の負極活物質に含まれる上述のリチウム含有遷移金属酸窒化物の製造方法の一例が、説明される。
【００４１】
実施の形態１におけるリチウム含有遷移金属酸窒化物は、例えば、以下の方法により、作製することができる。
【００４２】
Ｌｉを含む原料、および、遷移金属を含む原料を用意する。例えば、Ｌｉを含む原料としては、Ｌｉ金属、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ２等の酸化物、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＯＨ等の塩類、Ｌｉ３Ｎ等の窒化物、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属窒化物、リチウム含有遷移金属酸窒化物など、が挙げられる。また、遷移金属（Ｍｅ）を含む原料としては、Ｍｅ金属、ＭｅＯ２、ＭｅＯ等の酸化物、ＭｅＮ等の窒化物、ＭｅＯＮ等の酸窒化物、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属窒化物、リチウム含有遷移金属酸窒化物など、が挙げられる。
【００４３】
これらの原料を、所定のモル比となるように、原料を秤量する。
【００４４】
これにより、組成式（１）における「ｘ、ｙ、および、ｚ」を、組成式（１）において満たされる条件の範囲において、変化させることができる。
【００４５】
秤量した原料を、例えば、乾式法または湿式法で混合し、１０時間以上メカノケミカルに反応させることで、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を得ることができる。例えば、ボールミルなどの混合装置を使用することができる。
【００４６】
用いる原料、および、原料混合物の混合条件を調整することにより、実質的に、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を得ることができる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１のある一様態における負極活物質の製造方法は、原料を用意する工程（ａ）と、原料をメカノケミカルに反応させることにより負極活物質を得る工程（ｂ）と、を包含する。
【００４８】
このとき、上述の工程（ａ）は、原料となるリチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属窒化物、リチウム含有遷移金属酸窒化物を、公知の方法で作製する工程を、包含してもよい。
【００４９】
また、上述の工程（ｂ）においては、ボールミルなどの混合装置を用いてメカノケミカルに原料を反応させる工程を、包含してもよい。
【００５０】
以上のように、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物は、前駆体（例えば、Ｌｉ３Ｎ、ＭｅＯ、など）を、遊星型ボールミルを用いて、メカノケミカルの反応をさせることによって、合成され得る。
【００５１】
このとき、前駆体の混合比を調整することで、任意のリチウム、遷移金属、酸素、および、窒素原子を含ませることができる。
【００５２】
一方、上記の前駆体を固相法で反応させる場合は、より安定な化合物に分解される。
【００５３】
すなわち、前駆体を固相法で反応させる作製方法などでは、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物を、得ることはできない。
【００５４】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２が説明される。なお、上述の実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。
【００５５】
以下、本開示の電気化学デバイスの例として、電池とキャパシタとが説明される。
【００５６】
実施の形態２における電池は、負極と、正極と、電解質と、を備える。
【００５７】
ここで、負極は、上述の実施の形態１における負極活物質（リチウム含有遷移金属酸窒化物）を含む。
【００５８】
以上の構成によれば、大きな放電容量密度を有する電池を実現できる。
【００５９】
実施の形態２における電池は、例えば、リチウムイオン二次電池、非水電解質二次電池、全固体二次電池、など、として、構成されうる。
【００６０】
また、実施の形態２における電池においては、負極は、負極活物質層を備えてもよい。
【００６１】
このとき、負極活物質層は、上述の実施の形態１における負極活物質（リチウム含有遷移金属酸窒化物）を、主成分として、含んでもよい。すなわち、負極活物質層は、上述の実施の形態１における負極活物質を、例えば、負極活物質層の全体に対する重量割合で５０％以上（５０重量％以上）、含んでもよい。
【００６２】
以上の構成によれば、より大きな放電容量密度を有する電池を実現できる。
【００６３】
また、実施の形態２における電池においては、負極活物質層は、上述の実施の形態１における負極活物質（リチウム含有遷移金属酸窒化物）を、例えば、負極活物質層の全体に対する重量割合で７０％以上（７０重量％以上）、含んでもよい。
【００６４】
以上の構成によれば、より大きな放電容量密度を有する電池を実現できる。
【００６５】
なお、実施の形態２の電池における負極活物質層は、上述の負極活物質を主成分として含みながら、さらに、不可避的な不純物、または、上述の負極活物質を合成する際に用いられる出発原料および副生成物および分解生成物など、を含んでいてもよい。
【００６６】
また、実施の形態２の電池における負極活物質層は、上述の実施の形態１における負極活物質を、例えば、混入が不可避的な不純物を除いて、負極活物質層の全体に対する重量割合で１００％（１００重量％）、含んでもよい。
【００６７】
以上の構成によれば、より大きな放電容量密度を有する電池を実現できる。
【００６８】
図１は、実施の形態２における電池の一例である電池１０の概略構成を示す断面図である。
【００６９】
図１に示されるように、電池１０は、負極１３と、正極１６と、セパレータ１７と、外装１８と、を備える。
【００７０】
負極１３は、負極集電体１１と、その上に負極集電体１１に接して形成される負極合剤層１２（または、負極活物質層）と、で構成される。
【００７１】
正極１６は、正極集電体１４と、その上に正極集電体１４に接して形成される正極合剤層１５（または、正極活物質層）と、で構成される。
【００７２】
負極１３と正極１６とは、セパレータ１７を介して、互いに対向して、配置される。
【００７３】
これらが外装１８で覆われるようにして、電池１０が形成される。
【００７４】
負極合剤層１２は、上述の実施の形態１における負極活物質を含む。
【００７５】
なお、負極合剤層１２は、必要に応じて、上述の実施の形態１における負極活物質とは別のリチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質、導電助剤、イオン伝導体、バインダー、など、を含んでいてもよい。
【００７６】
導電助剤およびイオン伝導体は、電極抵抗を低減するために用いられる。導電助剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アセチレンブラックなどの炭素材料（炭素導電助剤）、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子化合物が挙げられる。イオン伝導体としては、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル）などのゲル電解質、ポリエチレンオキシドなどの有機固体電解質、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２などの無機固体電解質、が挙げられる。
【００７７】
バインダーは、電極を構成する材料の結着性を向上するために用いられる。具体例としては、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミドなどが挙げられる。
【００７８】
負極集電体１１として、ステンレス鋼、ニッケル、銅、およびそれらの合金などの金属材料で作られた多孔質または無孔のシートまたはフィルムを使用できる。シートまたはフィルムとして、金属箔、メッシュなどが用いられる。抵抗値の低減、触媒効果の付与、負極合剤層１２と負極集電体１１とを化学的または物理的に結合させることによる負極合剤層１２と負極集電体１１との結合強化のため、負極集電体１１の表面にカーボンなどの炭素材料を、導電性補助材料として塗布してもよい。
【００７９】
正極合剤層１５は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質を含む。
【００８０】
なお、正極合剤層１５は、必要に応じて、負極合剤層１２と同じ導電助剤、イオン伝導体、バインダー、など、を含んでいてもよい。
【００８１】
正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出する材料が、用いられうる。正極活物質としては、例えば、リチウム金属含有遷移金属酸化物、遷移金属フッ化物、ポリアニオン材料、フッ素化ポリアニオン材料、遷移金属硫化物、など、が挙げられる。その中でも、製造コストが安く、平均放電電圧が高いことから、リチウム金属含有遷移金属酸化物を用いることが好ましい。
【００８２】
正極集電体１４としては、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、および、それらの合金などの金属材料で作られた多孔質または無孔のシートまたはフィルムを使用できる。アルミニウムおよびその合金が、安価で薄膜化しやすい点から好ましい。シートまたはフィルムとしては、金属箔、メッシュ、など、が用いられうる。抵抗値の低減、触媒効果の付与、正極合剤層１５と正極集電体１４とを化学的または物理的に結合させることによる正極合剤層１５と正極集電体１４との結合強化のため、正極集電体１４の表面にカーボンなどの炭素材料を塗布してもよい。
【００８３】
実施の形態２において用いられる電解質は、非水電解質であってもよい。本実施の形態に用いられる電解質としては、リチウム塩と非水溶媒とを含む電解液、ゲル電解質、固体電解質、など、が用いられうる。
【００８４】
リチウム塩の種類としては、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２）、ビスパーフルオロエチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２）、ビスフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２）、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム、など、が用いられうる。その中でも、電池の安全性、熱安定性およびイオン伝導性の観点から、ＬｉＰＦ６を用いることが好ましい。なお、電解質塩のうち１種を用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
非水溶媒としては、通常電池用の非水溶媒として用いられる環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類、など、が用いられうる。これら溶媒は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８６】
環状炭酸エステル類としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、など、が挙げられる。これらの炭化水素基の一部または全部がフッ素化されているものも用いることが可能である。例えば、トリフルオロプロピレンカーボネート、フルオロエチルカーボネートなどが挙げられる。
【００８７】
鎖状炭酸エステル類としては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、など、が挙げられる。これらの炭化水素基の一部または全部がフッ素化されているものを用いることが可能である。
【００８８】
エステル類としては、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、γ一ブチロラクトン、など、が挙げられる。
【００８９】
環状エーテル類としては、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１、３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシド、１，４−ジオキサン、１，３，５−トリオキサン、フラン、２−メチルフラン、１，８−シネオール、クラウンエーテル、など、が挙げられる。
【００９０】
鎖状エーテル類としては、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ｏ−ジメトキシベンゼン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、１，１−ジメトキシメタン、１，１−ジエトキシエタン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチル、など、が挙げられる。
【００９１】
ニトリル類としては、アセトニトリル、など、が挙げられる。
【００９２】
アミド類としては、ジメチルホルムアミド、など、が挙げられる。
【００９３】
固体電解質としては、有機ポリマー固体電解質、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質、など、が用いられる。
【００９４】
有機ポリマー固体電解質としては、例えば高分子化合物と、リチウム塩との化合物が用いられうる。
【００９５】
高分子化合物はエチレンオキシド構造を有していてもよい。エチレンオキシド構造を有することで、リチウム塩を多く含有することができ、イオン導電率をより高めることができる。
【００９６】
酸化物固体電解質としては、例えば、ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３およびその元素置換体を代表とするＮＡＳＩＣＯＮ型固体電解質、（ＬａＬｉ）ＴｉＯ３系のペロブスカイト型固体電解質、Ｌｉ１４ＺｎＧｅ４Ｏ１６、Ｌｉ４ＳｉＯ４、ＬｉＧｅＯ４およびその元素置換体を代表とするＬＩＳＩＣＯＮ型固体電解質、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２およびその元素置換体を代表とするガーネット型固体電解質、Ｌｉ３ＮおよびそのＨ置換体、Ｌｉ３ＰＯ４およびそのＮ置換体、など、が用いられうる。
【００９７】
硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、Ｌｉ２Ｓ−Ｂ２Ｓ３、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４、Ｌｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２、など、が用いられうる。また、これらに、ＬｉＸ（Ｘ：Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ＭＯｐ、ＬｉｑＭＯｐ（Ｍ：Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか）（ｐ、ｑ：自然数）などが、添加されてもよい。
【００９８】
これらの中でも、特に、硫化物固体電解質は、成形性に富み、イオン伝導性が高い。このため、固体電解質として、硫化物固体電解質を用いることで、より高エネルギー密度の電池を実現できる。
【００９９】
また、硫化物固体電解質の中でも、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５は、電気化学的安定性が高く、よりイオン伝導性が高い。このため、固体電解質として、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５を用いれば、より高エネルギー密度の電池を実現できる。
【０１００】
なお、実施の形態２における電池は、コイン型、円筒型、角型、シート型、ボタン型、扁平型、積層型、など、種々の形状の電池として、構成されうる。
【０１０１】
なお、本開示の電気化学デバイスは、キャパシタ（例えば、リチウムイオンキャパシタ）であってもよい。すなわち、実施の形態１で説明された負極活物質は、リチウムイオンキャパシタの負極材料として、用いられてもよい。これにより、実施の形態１で説明された負極活物質を含む負極を備えるリチウムイオンキャパシタが構成される。以上の構成によれば、リチウムイオンキャパシタの高容量化を実現できる。
【０１０２】
なお、本開示のリチウムイオンキャパシタは、炭素材料（活性炭等）を含む正極を備える構成であってもよい。このとき、当該正極は、例えば、炭素材料への電解液アニオン種（例えば、ＰＦ６−、など）の吸着および脱離が生じる構成であってもよい。
【実施例】
【０１０３】
以下に説明される実施例は一例であって、本開示は以下の実施例のみに限定されない。
【０１０４】
（実施例１）
［負極活物質の作製］
原料を用意する工程、原料をメカノケミカルに反応させる工程、の２段階のステップで、負極活物質を作製した。
【０１０５】
まず、原料を用意する工程が、説明される。原料を用意する工程において、公知の手法を用いてバテライト（空間群Ｐ１２１／ｃ１）構造のニオブ酸窒化物（ＮｂＯ１．１Ｎ０．９）を得た。すなわち、Ｎｂ２Ｏ５をアンモニア雰囲気下、７００℃で１２時間焼成した。以上の工程により、当該遷移金属酸窒化物（ＮｂＯ１．１Ｎ０．９）を作製した。
【０１０６】
次に、原料をメカノケミカルに反応させる工程が、説明される。Ｌｉ金属とＮｂＯ１．１Ｎ０．９を、酸素値１ｐｐｍ以下のＡｒ雰囲気のグローブボックス内でＬｉ／ＮｂＯ１．１Ｎ０．９＝１．０／１．０モル比でそれぞれ秤量した。得られた原料を、適量のφ３ｍｍのジルコニア製ボールと共に、４５ｃｃジルコニア製容器に入れ、露点−６０度以下、酸素値１ｐｐｍ以下のＡｒ雰囲気のグローブボックス内で密閉した。グローブボックスから取り出し、遊星型ボールミルで、６００ｒｐｍで３０時間処理した。
【０１０７】
得られた負極活物質（リチウム含有遷移金属酸窒化物）に対して、粉末Ｘ線回折測定を実施した。
【０１０８】
測定の結果が、図２に示される。
【０１０９】
得られた負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１１０】
また、得られた負極活物質の組成を、ＩＣＰ発光分光分析法、および、不活性ガス溶融−赤外線吸収法、および、不活性ガス融解−熱伝導度法により求めた。
【０１１１】
その結果、得られた負極活物質の組成は、ＬｉＮｂＯ１．１Ｎ０．９であった。
【０１１２】
［試験電極の作製］
得られた負極活物質と導電助剤アセチレンブラックと結着剤ポリフッ化ビニリデンとを、重量比７：２：１となるよう、酸素値１ｐｐｍ以下のＡｒ雰囲気のグローブボックス内で秤量した。
【０１１３】
これを、ＮＭＰ溶媒中に分散させスラリーを作製した。
【０１１４】
塗工機を用いて、作製したスラリーを、Ｃｕ集電体上に、塗工した。
【０１１５】
塗工した極板を圧延機で圧延し、一辺が２０ｍｍの正方形に打ち抜いた。
【０１１６】
これを、電極状態に加工して、実施例１の試験電極を得た。
【０１１７】
［評価用セルの作製］
上記の試験電極を用いて、リチウム金属を対極および参照極とするリチウム二次電池（評価用セル）を作製した。
【０１１８】
電解液の調合および評価用セルの作製は、露点−６０度以下、酸素値１ｐｐｍ以下のＡｒ雰囲気のグローブボックス内で行った。
【０１１９】
電解液としては、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを体積比で１：３となるように混合した溶媒に、１モル濃度の六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を溶解させたものを用いた。
【０１２０】
また、一辺が２０ｍｍの正方形のニッケルメッシュに、リチウム金属を圧着した。これを、対極として、用いた。
【０１２１】
上記の試験電極と対極とを、電解液を含浸させたポリエチレン微多孔膜のセパレータを介して、対向させた。この状態で、外装内に収容し、外装を封口した。
【０１２２】
以上により、実施例１の評価用セルを得た。
【０１２３】
［充放電試験］
評価用セルの充放電試験を行い、充放電特性を評価した。その方法および結果が、以下に説明される。
【０１２４】
評価用セルの充放電試験は、２５℃の恒温槽内で、行った。
【０１２５】
充放電試験では、負極活物質を含む試験電極の充電を行い、２０分間休止した後に放電を行う試験を行った。
【０１２６】
初回放電容量（充放電特性）は、以下の方法で評価した。
【０１２７】
負極活物質の重量あたり８．７５ｍＡの定電流で、参照極との電位差が０Ｖに達するまで充電（Ｌｉイオンを吸蔵）した。
【０１２８】
その後、負極活物質の重量あたり８．７５ｍＡの定電流で、参照極との電位差が２Ｖに達するまで放電（Ｌｉイオンを放出）し、初回放電容量を調べた。
【０１２９】
実施例１の負極活物質の放電容量は、活物質重量あたり初回放電容量に、活物質の真密度をかけることで求めた。実施例１の負極活物質の放電容量は、２０５４ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１３０】
（実施例２）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＮｂＯをＬｉ３Ｎ／ＮｂＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１３１】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例２の負極活物質を作製した。
【０１３２】
得られた実施例２の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１３３】
また、得られた実施例２の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＮｂＯＮ０．５であった。
【０１３４】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１３５】
実施例２の負極活物質の初回放電容量は、１７０５ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１３６】
（実施例３）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＮｂＯをＬｉ３Ｎ／ＮｂＯ＝１．０／１．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１３７】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例３の負極活物質を作製した。
【０１３８】
得られた実施例３の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１３９】
また、得られた実施例３の負極活物質の組成は、Ｌｉ３ＮｂＯＮであった。
【０１４０】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１４１】
実施例３の負極活物質の初回放電容量は、１４３７ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１４２】
（実施例４）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＮｂＯをＬｉ３Ｎ／ＮｂＯ＝１．５／１．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１４３】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例４の負極活物質を作製した。
【０１４４】
得られた実施例４の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１４５】
また、得られた実施例４の負極活物質の組成は、Ｌｉ４．５ＮｂＯＮ１．５であった。
【０１４６】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１４７】
実施例４の負極活物質の初回放電容量は、９６７ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１４８】
（実施例５）
原料を用意する工程において、公知の手法を用いてバテライト（空間群Ｐ１２１／ｃ１）構造のタンタル酸窒化物（ＴａＯＮ）を得た。すなわち、Ｔａ２Ｏ５をアンモニア雰囲気下、８５０℃で１２時間焼成した。以上の工程により、当該遷移金属酸窒化物（ＴａＯＮ）を作製した。
【０１４９】
原料をメカノケミカルに反応させる工程において、Ｌｉ金属とＴａＯＮを、酸素値１ｐｐｍ以下のＡｒ雰囲気のグローブボックス内でＬｉ／ＴａＯＮ＝１．０／１．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１５０】
これら以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例５の負極活物質を作製した。
【０１５１】
得られた実施例５の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１５２】
また、得られた実施例５の負極活物質の組成は、ＬｉＴａＯＮであった。
【０１５３】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１５４】
実施例５の負極活物質の初回放電容量は、３０３２ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１５５】
（実施例６）
原料を用意する工程において、公知の手法を用いてラムスデライト（空間群Ｐ１２１／ｍ１）構造のリチウムチタン酸窒化物（Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３）を得た。すなわち、Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２．３をアンモニア雰囲気下、６００℃で１２時間焼成した。以上の工程により、当該リチウム遷移金属酸窒化物（Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３）を作製した。
【０１５６】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例６の負極活物質を作製した。すなわち、作製したＬｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３を原料として用いて、上述の実施例１と同じメカノケミカルに反応させる工程を実施した。
【０１５７】
得られた実施例６の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１５８】
また、得られた実施例６の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３であった。
【０１５９】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１６０】
実施例６の負極活物質の初回放電容量は、８８７ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１６１】
（実施例７）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＬｉ０．６７ＴｉＯ２．３をＬｉ３Ｎ／Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２．３＝３．０／１００．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１６２】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例７の負極活物質を作製した。
【０１６３】
得られた実施例７の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１６４】
また、得られた実施例７の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．７６ＴｉＯ２Ｎ０．０３であった。
【０１６５】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１６６】
実施例７の負極活物質の初回放電容量は、８５５ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１６７】
（実施例８）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＴｉＯ２をＬｉ３Ｎ／ＴｉＯ２＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１６８】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例８の負極活物質を作製した。
【０１６９】
得られた実施例８の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１７０】
また、得られた実施例８の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＴｉＯ２Ｎ０．５であった。
【０１７１】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１７２】
実施例８の負極活物質の初回放電容量は、８３６ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１７３】
（実施例９）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＴｉＯ２をＬｉ３Ｎ／ＴｉＯ２＝１．０／１．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１７４】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例９の負極活物質を作製した。
【０１７５】
得られた実施例９の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１７６】
また、得られた実施例９の負極活物質の組成は、Ｌｉ３ＴｉＯ２Ｎであった。
【０１７７】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１７８】
実施例９の負極活物質の初回放電容量は、７９２ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１７９】
（実施例１０）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＭｎＯをＬｉ３Ｎ／ＭｎＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１８０】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１０の負極活物質を作製した。
【０１８１】
得られた実施例１０の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１８２】
また、得られた実施例１０の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＭｎＯＮ０．５であった。
【０１８３】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１８４】
実施例１０の負極活物質の初回放電容量は、１３２５ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１８５】
（実施例１１）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＭｎＯをＬｉ３Ｎ／Ｍｎ／ＭｎＯ＝１．０／１．０／１．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１８６】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１１の負極活物質を作製した。
【０１８７】
得られた実施例１１の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１８８】
また、得られた実施例１１の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＭｎＯ０．５Ｎ０．５であった。
【０１８９】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１９０】
実施例１１の負極活物質の初回放電容量は、１２０５ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１９１】
（実施例１２）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＭｎ２Ｏ３をＬｉ３Ｎ／Ｍｎ２Ｏ３＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１９２】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１２の負極活物質を作製した。
【０１９３】
得られた実施例１２の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０１９４】
また、得られた実施例１２の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．７５ＭｎＯ１．５Ｎ０．２５であった。
【０１９５】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０１９６】
実施例１２の負極活物質の初回放電容量は、１３１４ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０１９７】
（実施例１３）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＭｎ３Ｏ４をＬｉ３Ｎ／Ｍｎ３Ｏ４＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０１９８】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１３の負極活物質を作製した。
【０１９９】
得られた実施例１３の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２００】
また、得られた実施例１３の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．５ＭｎＯ１．３Ｎ０．１７であった。
【０２０１】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２０２】
実施例１３の負極活物質の初回放電容量は、１２２３ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２０３】
（実施例１４）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＶ２Ｏ３をＬｉ３Ｎ／Ｖ２Ｏ３＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２０４】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１４の負極活物質を作製した。
【０２０５】
得られた実施例１４の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２０６】
また、得られた実施例１４の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．７５ＶＯ１．５Ｎ０．２５であった。
【０２０７】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２０８】
実施例１４の負極活物質の初回放電容量は、８３６ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２０９】
（実施例１５）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＦｅＯをＬｉ３Ｎ／ＦｅＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２１０】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１５の負極活物質を作製した。
【０２１１】
得られた実施例１５の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２１２】
また、得られた実施例１５の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＦｅＯＮ０．５であった。
【０２１３】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２１４】
実施例１５の負極活物質の初回放電容量は、１３３８ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２１５】
（実施例１６）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＣｏＯをＬｉ３Ｎ／ＣｏＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２１６】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１６の負極活物質を作製した。
【０２１７】
得られた実施例１６の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２１８】
また、得られた実施例１６の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＣｏＯＮ０．５であった。
【０２１９】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２２０】
実施例１６の負極活物質の初回放電容量は、１３８５ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２２１】
（実施例１７）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＮｉＯをＬｉ３Ｎ／ＮｉＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２２２】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１７の負極活物質を作製した。
【０２２３】
得られた実施例１７の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２２４】
また、得られた実施例１７の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＮｉＯＮ０．５であった。
【０２２５】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２２６】
実施例１７の負極活物質の初回放電容量は、１３８１ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２２７】
（実施例１８）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＣｕＯをＬｉ３Ｎ／ＣｕＯ＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２２８】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１８の負極活物質を作製した。
【０２２９】
得られた実施例１８の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２３０】
また、得られた実施例１８の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＣｕＯＮ０．５であった。
【０２３１】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２３２】
実施例１８の負極活物質の初回放電容量は、１４５４ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２３３】
（実施例１９）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＭｏＯ２をＬｉ３Ｎ／ＭｏＯ２＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２３４】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例１９の負極活物質を作製した。
【０２３５】
得られた実施例１９の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２３６】
また、得られた実施例１９の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＭｏＯ２Ｎ０．５であった。
【０２３７】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２３８】
実施例１９の負極活物質の初回放電容量は、９７０ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２３９】
（実施例２０）
原料を用意する工程において、Ｌｉ３ＮとＷＯ２をＬｉ３Ｎ／ＷＯ２＝１．０／２．０モル比でそれぞれ秤量した。
【０２４０】
これ以外は、上述の実施例１と同じ方法で、実施例２０の負極活物質を作製した。
【０２４１】
得られた実施例２０の負極活物質の空間群は、Ｆｍ３ｍであった。
【０２４２】
また、得られた実施例２０の負極活物質の組成は、Ｌｉ１．５ＷＯ２Ｎ０．５であった。
【０２４３】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２４４】
実施例２０の負極活物質の初回放電容量は、１１６６ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２４５】
（比較例１）
公知の手法を用いて作製したバテライト（空間群Ｐ１２１／ｃ１）構造のニオブ酸窒化物（ＮｂＯ１．１Ｎ０．９）を比較例１の負極活物質として用いた。すなわち、Ｎｂ２Ｏ５をアンモニア雰囲気下、７００℃で１２時間焼成した。以上の工程により、比較例１の負極活物質（ＮｂＯ１．１Ｎ０．９）を作製した。
【０２４６】
得られた比較例１の負極活物質に対して、粉末Ｘ線回折測定を実施した。
【０２４７】
測定の結果が、図２に示される。
【０２４８】
得られた比較例１の負極活物質の空間群は、Ｐ１２１／ｃ１であった。
【０２４９】
また、得られた比較例１の負極活物質の組成は、ＮｂＯ１．１Ｎ０．９であった。
【０２５０】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２５１】
比較例１の負極活物質の初回放電容量は、１８３ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２５２】
（比較例２）
公知の手法を用いて作製したバテライト（空間群Ｐ１２１／ｃ１）構造のタンタル酸窒化物（ＴａＯＮ）を比較例２の負極活物質として用いた。すなわち、Ｔａ２Ｏ５をアンモニア雰囲気下、８５０℃で１２時間焼成した。以上の工程により、比較例２の負極活物質（ＴａＯＮ）を作製した。
【０２５３】
得られた比較例２の負極活物質の空間群は、Ｐ１２１／ｃ１であった。
【０２５４】
また、得られた比較例２の負極活物質の組成は、ＴａＯＮであった。
【０２５５】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２５６】
比較例２の負極活物質の初回放電容量は、７１１ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２５７】
（比較例３）
ラムスデライト（空間群Ｐ１２１／ｍ１）構造のリチウムチタン酸化物（Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２．３）を比較例３の負極活物質として用いた。
【０２５８】
得られた比較例３の負極活物質の空間群は、Ｐ１２１／ｍ１であった。
【０２５９】
また、得られた比較例３の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２．３であった。
【０２６０】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２６１】
比較例３の負極活物質の初回放電容量は、４４６ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２６２】
（比較例４）
公知の手法を用いて作製したラムスデライト（空間群Ｐ１２１／ｍ１）構造のリチウムチタン酸窒化物（Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３）を比較例４の負極活物質として用いた。すなわち、Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２．３をアンモニア雰囲気下、６００℃で１２時間焼成した。以上の工程により、比較例４の負極活物質（Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３）を作製した。
【０２６３】
得られた比較例４の負極活物質の空間群は、Ｐ１２１／ｍ１であった。
【０２６４】
また、得られた比較例４の負極活物質の組成は、Ｌｉ０．６７ＴｉＯ２Ｎ０．３であった。
【０２６５】
上述の実施例１と同じ方法で、試験電極および評価用セルを作製し、充放電特性を評価した。
【０２６６】
比較例４の負極活物質の初回放電容量は、４８０ｍＡｈ／ｃｃであった。
【０２６７】
以上の結果が、下記の表１に示される。
【０２６８】
【表１】
2018107117.tif 000003
【０２６９】
［考察］
実施例１と５と６のリチウム含有遷移金属酸窒化物は、８８７〜３０３２ｍＡｈ／ｃｃの初回放電容量を有する。
【０２７０】
すなわち、実施例１と５と６の負極活物質の初回放電容量は、比較例１〜４の負極活物質であるバテライト（空間群Ｐ１２１／ｃ１）構造、または、ラムスデライト（空間群Ｐ１２１／ｍ１）構造の化合物（酸窒化物、および、リチウム含有酸化物、および、リチウム含有酸窒化物）の初回放電容量よりも、大きい。
【０２７１】
この理由としては、実施例１と５と６では、空間群Ｆｍ３ｍのリチウム含有遷移金属酸窒化物を負極活物質に用いることによって、初回放電容量が大きくなったことが考えられる。
【０２７２】
また、実施例１〜２０の負極活物質の初回放電容量は、一般的な負極活物質として用いられる、黒鉛系炭素材料の初回放電容量（７９１ｍＡｈ／ｃｃ）よりも、大きい。
【０２７３】
以上の結果から、空間群Ｆｍ３ｍに属する結晶構造を有するリチウム含有遷移金属酸窒化物負極を負極活物質として用いることで、初回放電容量をより高めることができることが、分かった。
【産業上の利用可能性】
【０２７４】
本開示の負極活物質は、二次電池などの電池の負極活物質として、好適に利用されうる。
【符号の説明】
【０２７５】
１０  電池
１１  負極集電体
１２  負極合剤層
１３  負極
１４  正極集電体
１５  正極合剤層
１６  正極
１７  セパレータ
１８  外装
【図１】
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【図２】
2018107117.tif 000005