DE69836462T2 - Sekundärbatterie - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sekundärbatterie mit einem nichtwässrigen Elektrolyten und insbesondere eine positive Elektrode davon.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In letzter Zeit hat die Entwicklung tragbarer und schnurloser Typen von elektronischen Geräten wie Audio- und Videogeräten und Personalcomputern rasche Fortschritte gemacht, und es besteht eine starke Nachfrage nach einer Sekundärbatterie von geringer Grösse, geringem Gewicht und hoher Energiedichte als antreibender Energiequelle solcher Geräte. Insbesondere bestehen hohe Erwartungen, dass eine Lithium-Sekundärbatterie mit einer negativen Elektrode, in der metallisches Lithium als aktives Material verwendet wird, eine Batterie ist, die in der Lage ist, eine hohe Spannung und eine hohe Energiedichte zur Verfügung zu stellen. Wegen ungenügender Sicherheit und Zuverlässigkeit ist aber eine solche Lithiumbatterie praktisch bislang nicht angewendet worden.
  • Es wird angenommen, dass die Sicherheit vermindert ist, weil die negative Elektrode aus metallischem Lithium durch wiederholtes Laden und Entladen in eine dendritische Gestalt übergeht, was zu möglichen inneren Kurzschlüssen und einer Wärme erzeugenden Reaktion zwischen dem Elektrolyten und dem Lithium in dendritischer Gestalt führt.
  • Um das Problem zu lösen, ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie mit einer negativen Elektrode aus Kohlenstoffmaterial, die in der Lage ist, Lithium reversibel zu interkalieren und deinterkalieren, und einer positiven Elektrode aus einem lithiumhaltigem Übergangsmetalloxid wie LiCoO2, LiNiO2 und LiMn2O4 vorgeschlagen worden.
  • Da Lithium beim Laden in das Kohlenstoffmaterial der negativen Elektrode interkaliert und theoretisch auf der negativen Elektrodenplatte niemals eine Abscheidung von Lithium verursacht wird, besteht in einer solchen Lithiumionen-Sekundärbatterie der Vorteil, dass innere Kurzschlüsse in der Zelle beschränkt sind und die Batterie in der Sicherheit und Zuverlässigkeit überlegen ist.
  • Selbst bei einer solchen Lithiumionen-Sekundärbatterie mit einer negativen Elektrode aus Kohlenstoffmaterial, das in der Lage ist, Lithium reversibel zu interkalieren und deinterkalieren, wird aber Lithium allmählich auf der negativen Elektrodenplatte abgeschieden, während das Laden und Entladen wiederholt stattfinden, und das Problem hat bestanden, dass im letzten Stadium der Zyklenlebenszeit die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Batterie verringert waren.
  • Es ist daher ein Ziel der Erfindung, das Problem zu lösen und eine Zelle bzw. Batterie zur Verfügung zu stellen, die in den Lade- und Entlade-Zyklenlebenseigenschaften, der Sicherheit und Zuverlässigkeit überlegen ist, indem die Abscheidung von Lithium auf einer negativen Elektrodenplatte im letzten Stadium des Zyklenlebens verhindert wird.
  • Eine erfindungsgemässe Sekundärbatterie umfasst eine positive Elektrode, die ein aktives Material und ein leitendes Material besitzt, eine negative Elektrode sowie einen Elektrolyten in Berührung mit der positiven und negativen Elektrode, worin das leitende Material Ketjenblack und Flockengraphit enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Ketjenblack, bezogen auf 100 Gewichtsteile des aktiven Materials, im Bereich von etwa 0,2 Gewichtsteilen bis etwa 1,0 Gewichtsteilen liegt und der Wert von [3X + (3/8)Y] im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 3,5 liegt, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Y der Gehalt an Flockengraphit in Einheiten von Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des aktiven Materials ist.
  • Im obigen Aufbau ist es erwünscht, dass der Elektrolyt ein nichtwässriger Elektrolyt ist.
  • Im obigen Aufbau ist es erwünscht, dass die positive Elektrode bandförmig ist.
  • Im obigen Aufbau ist es erwünscht, dass die positive Elektrode bandförmig ist, die negative Elektrode bandförmig ist und die positive und negative Elektrode mit einem Separator dazwischen gegeneinander gelegt und spiralförmig aufgewickelt werden.
  • Dem obigen Aufbau zufolge hat die positive Elektrode eine erhöhte Aufnahmefähigkeit für den Elektrolyten, der Elektrolyt ist gleichförmig durch die ganze Elektrode verteilt, ein das aktive Material bildendes metallisches Material wird daran gehindert, auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgeschieden zu werden, und im Ergebnis wird die Zyklenlebensdauer bei wiederholtem Laden und Entladen verlängert.
  • Wenn des Weiteren Ketjenblack und Flockengraphit beide als leitendes Material verwendet werden, wird zusätzlich zur obigen Wirkung die positive Elektrode in ihrer Widerstandsfähigkeit verbessert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine zylindrische Zelle gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.
  • BESTE WEISE, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
  • Als Index für die physikalische Eigenschaft eines Russes wie Ketjenblack wird die Absorption von Dibutylphthalatöl (DBP-Ölabsorption) verwendet. Ketjenblack ist eine Art von Russpulver und ein Warenzeichen der Ketjen Black International Company. Es wird angenommen, dass die DBP-Ölabsorption in Beziehung zur Aufnahmefähigkeit für einen Elektrolyten steht. Wenn ein Russ mit hoher DBP-Absorption als ein leitendes Material für die positive Elektrode verwendet wird, erhöht sich das Aufnahmevermögen für den Elektrolyten, die Verteilung des Elektrolyten in Breitenrichtung der Elektrode ist gewährleistet und im Ergebnis wird die Leistung bezüglich wiederholter Lade- und Entladezyklen gesteigert. Die DBP-Ölabsorption von Ketjenblack EC beträgt etwa 360 ml/100 g, diejenige von Ketjenblack EC600JD beträgt 500 ml/100 g, und diejenige von Acetylenruss beträgt 120 ml/100 g.
  • Das bedeutet, dass Ketjenblack EC in der Zyklenleistung überlegen ist, weil es in einer Menge von etwa 1/3 derjenigen von Acetylenruss ein allgemein ähnliches Aufnahmevermögen für den Elektrolyten liefert. Bei Beobachtung einer Zelle im letzten Stadium der Lade- und Entladezyklenlebensdauer wies eine Zelle mit Ketjenblack keine Verstopfung des Separators an den beiden Enden einer Elektrodenplatte in der Breitenrichtung und keine Ausscheidung von Lithium in der Mitte auf und zeigte überlegene Sicherheit und Zuverlässigkeit.
  • Hingegen war in einer Zelle mit Acetylenruss die Zyklenleistung nicht ebenso stark erhöht wie in einer Zelle mit Ketjenblack, selbst wenn das Aufnahmevermögen der positiven Elektrode erhöht wurde, indem eine grössere Menge von Acetylenruss hinzugefügt wurde. Es wird vermutet, dass dies daran liegt, dass im Falle von Acetylenruss die Kettenstruktur höherer Ordnung wegen der mechanischen Belastung während des Mischprozesses bei der Herstellung der Masse für die positive Elektrode zerstört und das Aufnahmevermögen verringert wird.
  • Ein Russ wie Ketjenblack und Acetylenruss hat unterschiedliche physikalische Werte und Strukturen, und es wird vermutet, dass die DBP-Ölabsorption ebenso wie andere, unterschiedliche Eigenschaften eine Auswirkung auf das Aufnahmevermögen für einen Elektrolyten haben. In anderen Worten wird angenommen, dass die Zyklenleistung durch Optimierung der unterschiedlichen Eigenschaften eines Russes verbessert wird und ein genügend grosses Aufnahmevermögen für die positive Elektrode durch Verwendung eines solchen Russes gewährleistet wird. Bislang war Ketjenblack der einzige Russ, der eine signifikante Erhöhung der Zyklenleistung erreichte.
  • Es ist wünschenswert, dass das verwendete Ketjenblack dadurch gekennzeichnet ist, dass es
    • 1) die Struktur einer hohlen Schale mit an der Aussenseite angesammelten Graphitkristallen besitzt, die eine dünne Schicht bilden;
    • 2) erwünschterweise eine DBP-Ölabsorption von etwa 200 ml/100 g, stärker erwünscht von 350 ml/100 g oder darüber zur Verfügung stellt; und
    • 3) eine Oberfläche (Stickstoffadsorptionsverfahren) von etwa 500 m2/g oder darüber besitzt, stärker erwünscht von etwa 1000 m2/g oder darüber. Weitere Eigenschaften von Ketjenblack sind hierunter aufgeführt.
    • 4) Eine Iodadsorption von 950 mg/g (etwa 500 mg/g oder darüber).
    • 5) Flüchtige Komponenten von 1 %.
    • 6) Ein pH-Wert von 9,5.
    • 7) Eine Porosität von 69,3 % (etwa 35 % oder darüber).
    • 8) Flüchtige Komponenten von 0,5 %.
    • 9) Ein scheinbares spezifisches Gewicht von 150 g/liter.
  • Wenn gemäss der vorliegenden Erfindung ein Gemisch von Ketjenblack und Flockengraphit verwendet wird, beträgt die Menge von hinzugefügtem Ketjenblack etwa 0,2 bis 1,0 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des aktiven Materials der positiven Elektrode, und der Wert von [3X + (3/8)Y] liegt bei 1,0 oder darüber und bei 3,5 oder darunter, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Y der Gehalt an Flockengraphit in Einheiten von Gewichtsteilen ist.
  • Gemäss der oben genannten Gehalte wird die Menge des hinzugefügten Ketjenblacks so gesteuert, dass die Dichte des aktiven Materials der positiven Elektrode in der Masse (hiernach einfach als Dichte des aktiven Materials der positiven Elektrode bezeichnet) etwa 3,0 bis 3,5 g/cm3 wird, wenn ein aktives Material mit einer wahren Dichte von etwa 5 g/cm3 für die positive Elektrode verwendet wird.
  • Als der mit Ketjenblack gemischte Flockengraphit können natürlicher Graphit, synthetischer Graphit und dergleichen benutzt werden, und es ist bezüglich der elektronischen Leitfähigkeit erwünscht, dass der Flockengraphit eine Teilchengrösse von etwa 0,1 μm bis etwa 50 μm und insbesondere von etwa 3 μm bis etwa 10 μm besitzt.
  • Die Teilchengrösse des Ketjenblacks ist nicht speziell beschränkt.
  • Jetzt werden Ausführungsformen der Erfindung sowie Ausführungsformen, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, hierunter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Beispielhafte Ausführungsform 1 (keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildend)
  • In 1 wird ein senkrechter Schnitt durch eine zylindrische Zelle gemäss der Ausführungsform gezeigt. In 1 ist eine mit einem Sicherheitsventil versehene Abdichtplatte 2 mit einer dazwischen gelegten isolierenden Dichtung 3 in die Öffnung eines Zellengehäuses 1 eingesetzt, das durch Verarbeitung eines rostfreien Stahlblechs hergestellt wurde, das gegenüber einem organischen Elektrolyten widerstandsfähig ist. Eine positive Elektrode 4 und eine negative Elektrode 5 werden mit einem dazwischen gelegten Separator 6 mehrere Male spiralförmig aufgewickelt und im Gehäuse 1 untergebracht. Ein positiver Leiter 7 erstreckt sich von der positiven Elektrode 4 und ist mit der Abdichtplatte 2 verbunden. Ein negativer Leiter 8 erstreckt sich von der negativen Elektrode 5 und ist mit dem Unterteil des Zellengehäuses 1 verbunden. Im oberen und unteren Teil der Plattengruppe 10 sind isolierende Ringe 9 angebracht. Die positive Elektrode 4 und die negative Elektrode 5 werden unten eingehend beschrieben.
  • LiCoO2 als aktives Material der positiven Elektrode 4 wurde durch Mischen von Li2CO3 und Co3O4 und Erhitzen während 10 Stunden auf 900°C synthetisiert. Ketjenblackpulver (hergestellt von Ketjen Black International unter der Handelsbezeichnung von Ketjenblack EC) wurde zu 0,2 Gewichtsteilen, 0,3 Gewichtsteilen, 0,5 Gewichtsteilen, 0,8 Gewichtsteilen, 1,0 Gewichtteilen, 1,2 Gewichtsteilen und 1,5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile der LiCoO2-Pulver hinzugefügt und damit vermischt und in Verbindung mit 7 Gewichtsteilen eines Fluorharzbindemittels in einer wässrigen Carboxymethylcelluloselösung emulgiert, um Pasten der betreffenden positiven Elektrodenmaterialien herzustellen. Die Pasten wurden beidseitig auf eine 0,03 mm dicke Aluminiumfolie als Metallplatte aufgebracht, getrocknet und gewalzt, und entsprechende positive Elektrodenplatten von 0,18 mm Dicke, 51 mm Breite und 420 mm Länge wurden hergestellt. Die gewonnenen positiven Elektrodenplatten wurden bei 250°C getrocknet. Auf diese Weise wurde eine positive Elektrode 4 mit der Metallplatte und einem auf beide Seiten der Metallplatte aufgebrachten positiven Material hergestellt.
  • Für die negative Elektrode 5 wurde ein von der Timcal Company hergestellter synthetischer Graphit KS44 verwendet. Je 100 Gewichtsteile des synthetischen Graphits wurden drei Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk hinzugefügt und damit vermischt und in einer wässrigen Carboxymethylcelluloselösung emulgiert, um eine Paste herzustellen. Die Paste wurde beidseitig auf eine 0,02 mm dicke Kupferfolie aufgebracht, getrocknet und gewalzt, und eine negative Elektrodenplatte von 0,18 mm Dicke, 53 mm Breite und 450 mm Länge wurde hergestellt.
  • Dann wurde ein Aluminiumleiter 7 an der positive Elektrodenplatte angebracht, und ein Nickelleiter 8 wurde an der negativen Elektrodenplatte angebracht. Die auf diese Weise hergestellte positive und negative Elektrodenplatte wurden mit einem Polypropylenseparator von 0,025 mm Dicke, 59 mm Breite und 1200 mm Länge dazwischen spiralförmig aufgewickelt und in einem zylindrischen Zellengehäuse von 18,0 mm Durchmesser und 65 mm Höhe untergebracht. Als Elektrolyt wurde ein Lösungsmittel, hergestellt durch Vermischen von Ethylencarbonat (EC), Diethylencarbonat (DEC) und Methylpropionat (MP) in einem Volumenverhältnis von 30 : 50 : 20, mit 1 mol/liter LiPF6 darin aufgelöst, verwendet. Der Elektrolyt wurde in das Zellengehäuse eingefüllt, dann wurde die Öffnung des Zellengehäuses mit der Abdichtplatte 2 verschlossen. Auf diese Weise wurde eine Zelle A hergestellt.
  • Beispielhafte Ausführungsform 2
  • Pulver von LiCoO2, die auf ähnliche Art wie das der Ausführungsform 1 hergestellt worden waren, Ketjenblackpulver, Flockengraphit (Erzeugnis Nr. KS10, hergestellt von der Timcal Company) und ein Fluorharzbindemittel wurden in einer wässrigen Carboxymethylcelluloselösung emulgiert, und Pasten verschiedener Zusammensetzungen wurden hergestellt. Die Gehalte an Ketjenblack waren 0,1 Gewichtsteil, 0,2 Gewichtsteile, 0,3 Gewichtsteile, 0,5 Gewichtsteile, 0,8 Gewichtsteile bzw. 1,0 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile von LiCoO2. Die Gehalte an Flockengraphit waren 0,5 Gewichtsteile, 1,0 Gewichtsteile, 2,0 Gewichtsteile, 3,0 Gewichtsteile und 4,0 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile von LiCoO2. Die Gehalte an Fluorharzbindemittel waren 7 Gewichtsteile. Die Paste wurde beidseitig auf eine Aluminiumfolie von 0,03 mm Dicke aufgebracht, getrocknet und gewalzt, um eine positive Elektrodenplatte von 0,18 mm Dicke, 51 mm Breite und 420 mm Länge herzustellen. Der weitere Aufbau war dem der Ausführungsform 1 ähnlich. Auf diese Weise wurde eine Zelle B hergestellt.
  • Beispielhafte Ausführungsform 3 (keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildend)
  • Pulver von LiCoO2, die auf ähnliche Art wie das der Ausführungsform 1 hergestellt worden waren, Ketjenblack, Acetylenruss (hergestellt von der Denki Kagaku Kogyo K.K.) und ein Fluorharzbindemittel wurden in einer wässrigen Carboxymethylcelluloselösung emulgiert, und Pasten verschiedener Zusammensetzungen wurden hergestellt. Die Gehalte an Ketjenblack waren 0,1 Gewichtsteil, 0,2 Gewichtsteile, 0,3 Gewichtsteile, 0,5 Gewichtsteile, 0,8 Gewichtsteile bzw. 1,0 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile von LiCoO2. Die Gehalte von Acetylenruss waren 0,3 Gewichtsteile, 0,5 Gewichtsteile, 1,0 Gewichts teile, 1,5 Gewichtsteile und 2,0 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile von LiCoO2. Die Gehalte an Fluorharzbindemittel waren 7 Gewichtsteile. Die Pasten wurde beidseitig auf eine Aluminiumfolie von 0,03 mm Dicke aufgebracht, getrocknet und gewalzt, um positive Elektrodenplatten von 0,18 mm Dicke, 51 mm Breite und 420 mm Länge herzustellen. Der weitere Aufbau war dem der Ausführungsform 1 ähnlich. Auf diese Weise wurde eine Zelle C hergestellt.
  • Vergleichsbeispiel
  • 100 Gewichtsteile der LiCoO2-Pulver, die auf ähnliche Art wie das der Ausführungsform hergestellt worden waren, drei Gewichtsteile Acetylenruss und sieben Gewichtsteile eines Fluorharzbindemittels wurden in einer wässrigen Carboxymethylcelluloselösung emulgiert, um eine Paste herzustellen. Die Paste wurde beidseitig auf eine Aluminiumfolie von 0,03 mm Dicke aufgebracht, dann getrocknet und weiter gewalzt, um eine positive Elektrodenplatte von 0,18 mm Dicke, 51 mm Breite und 420 mm Länge herzustellen. Der weitere Aufbau war dem der Ausführungsform 1 ähnlich. Auf diese Weise wurde eine Zelle D hergestellt.
  • Als Nächstes wurde an fünf Exemplaren jeder der Zellen, die in den oben beschriebenen Zusammensetzungen hergestellt worden waren, die Impedanz (1 kHz Wechselstrom) gemessen, und danach wurde ein Lade- und Entlade-Zyklenlebensdauertest durchgeführt. Im Lade- und Entlade-Zyklenlebensdauertest wurden Lade- und Entladezyklen bei 20°C unter den unten angegebenen Bedingungen wiederholt. Für das Laden wurde Konstantspannungs-/Konstantstromladen bei einer Ladespannung von 4,2 V, einem auf 800 mA begrenzten Strom und einer Ladezeit von 2 Stunden durchgeführt, und Konstantstromentladung wurde für eine Entladung mit einem Entladestrom von 1200 mV und einer Entladeschlussspannung von 3,0 V durchgeführt. Dann wurde mit der Arbeitskapazität des zehnten Zyklus als Anfangskapazität festgelegt, dass das letzte Stadium der Zyklenlebensdauer erreicht war, wenn die Anfangskapazität auf die Hälfte abgefallen war. Die Dichten der aktiven Materialien der positiven Elektroden, die Anfangskapazitäten, die Impedanzen und ein Ergebnis des Zyklenlebensdauertests werden in Tabellen 1, 2 und 3 gezeigt.
  • (Tabelle 1)
    Figure 00070001
  • Figure 00080001
  • (Tabelle 2)
    Figure 00090001
  • (Tabelle 3)
    Figure 00100001
  • In Tabelle 1 war die Zyklenleistung der Zelle A gemäss der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildenden Ausführungsform im Vergleich zu Zelle D des Vergleichsbeispiels erhöht. Es ist wünschenswert, dass der Gehalt an Ketjenblack im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 1,2 Gewichtsteilen liegt. Wenn der Gehalt an Ketjenblack 0,2 Gewichtsteile oder weniger beträgt, wird die Sammeleigenschaft der positiven Elektrode reduziert, und die Impedanz der Zelle erhöht sich. Wenn der Gehalt an Ketjenblack 1,5 Gewichtsteile oder mehr beträgt, wird die Dichte des aktiven Materials der positiven Elektrode in der Masse der positiven Elektrode verringert, und die Kapazität der Zelle verringerte sich auf 1150 mAh oder darunter.
  • In Tabelle 2 war die Zyklenleistung der Zelle B gemäss der Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zu Zelle D des Vergleichsbeispiels erhöht. Wenn der Gehalt an Ketjenblack 0,1 Gewichtsteile oder weniger beträgt, ist die Zyklenleistung nicht signifikant erhöht, die Sammeleigenschaft der positiven Elektrode ist reduziert, und die Impedanz der Zelle erhöht sich. Die Impedanz der Zelle war hoch, wenn der Wert von [3X + (3/8)Y] unter 1 lag, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Y der Gehalt an Flockengraphit in Einheiten von Gewichtsteilen ist, während die Dichte des aktiven Materials der positiven Elektrode reduziert war und die Kapazität der Zelle 1150 mAh oder weniger betrug, wenn der Wert bei über 3,5 lag. Somit wurde eine Zelle, die eine hohe Anfangskapazität, eine niedrige Impedanz und eine überlegene Zyklenleistung aufwies, erhalten, wenn der Gehalt an Ketjenblack in einem Bereich von etwa 0,2 Gewichtsteilen bis etwa 1,0 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des aktiven Materials lag und der Wert von [3X + (3/8)Y] in einem Bereich von etwa 1,0 bis etwa 3,5 lag, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Y der Gehalt an Flockengraphit in Einheiten von Gewichtsteilen ist.
  • In Tabelle 3 war die Zyklenleistung der Zelle C gemäss der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildenden Ausführungsform im Vergleich zu Zelle D des Vergleichsbeispiels erhöht. Wenn der Gehalt an Ketjenblack 0,1 Gewichtsteile oder weniger betrug, war die Zyklenleistung nicht signifikant erhöht, die Sammeleigenschaft der positiven Elektrode war reduziert, und die Impedanz der Zelle war höher. Die Impedanz der Zelle war hoch, wenn der Wert von [3X + Z] unter 1,1 lag, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Z der Gehalt an Acetylenruss in Einheiten von Gewichtsteilen ist, während die Dichte des aktiven Materials der positiven Elektrode reduziert war und die Kapazität der Zelle 1150 mAh oder weniger betrug, wenn der Wert bei über 3,5 lag. Somit wurde eine Zelle, die eine hohe Anfangskapazität, eine niedrige Impedanz und eine überlegene Zyklenleistung aufwies, erhalten, wenn der Gehalt an Ketjenblack in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 1,0 Gewichtsteilen lag und der Wert von [3X + Z] in einem Bereich von etwa 1,0 bis etwa 3,5 lag, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Z der Gehalt an Acetylenruss in Einheiten von Gewichtsteilen ist.
  • Als der mit Ketjenblack gemischte Flockengraphit kann natürlicher Graphit, synthetischer Graphit und dergleichen benutzt werden.
  • Obwohl LiCoO2 als ein aktives Material der positiven Elektrode in der Ausführungsform verwendet wurde, können lithiumhaltige Übergangsmetallchalcogenide wie LiNiO2 und LiMn2O4 wechselweise verwendet werden, und eine ähnliche Wirkung wie die oben beschriebene kann in einem solchen Fall erhalten werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Eine Batterie, die eine überlegene Anfangskapazität und eine überlegene Leistung wiederholter Lade- und Entladezyklen sowie eine hohe Sicherheit selbst im letzten Stadium der Lebensdauer der wiederholten Lade- und Entladezyklen liefert, kann erhalten werden.
    • 1
    Zellengehäuse
    2
    Abdichtplatte
    3
    Isolierende Dichtung
    4
    Positive Elektrode
    5
    Negative Elektrode
    6
    Separator
    7
    Positiver Elektrodenleiter
    8
    Negativer Elektrodenleiter
    9
    Isolierender Ring
    10
    Plattengruppe

Claims (6)

  1. Sekundärbatterie, umfassend: eine positive Elektrode mit aktivem Material sowie einem leitfähigen Material, das Ketjenblack und Flockengraphit umfasst; eine negative Elektrode und einen Elektrolyten in Berührung mit der positiven und negativen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Ketjenblack die Struktur einer hohlen Schale mit an der Aussenseite angesammelten Graphitkristallen, eine Dibutylphthalatölabsorption von mindestens 200 ml/100 g sowie eine Oberfläche von 500 m2/g oder darüber besitzt, der Gehalt an Ketjenblack innerhalb eines Bereichs von 0,2 Gewichtsteilen bis 1,0 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des aktiven Materials liegt und der Wert von [3X + (3/8)Y] im Bereich von 1,0 bis 3,5 liegt, wobei X der Gehalt an Ketjenblack in Einheiten von Gewichtsteilen und Y der Gehalt an Flockengraphit in Einheiten von Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des aktiven Materials ist.
  2. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt ein nichtwässriger Elektrolyt ist.
  3. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pulver des Ketjenblacks und Pulver des aktiven Materials vermischt und durch ein Bindemittel miteinander verbunden werden.
  4. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positive Elektrode eine Metallplatte und ein positives Elektrodenmaterial umfasst, das auf beiden Seiten der Metallplatte vorliegt, und das positive Elektrodenmaterial das leitfähige Material und das aktive Material umfasst, die miteinander vermischt sind.
  5. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positive Elektrode bandförmig ist, die negative Elektrode bandförmig ist und die positive und negative Elektrode mit einem Separator dazwischen gegeneinander gelegt und spiralförmig aufgewickelt werden.
  6. Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Material zumindest ein aus der Gruppe von LiCoO2, LiMn2O4 und LiNiO2 gewähltes Material ist.
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