JP2000067858A - リチウム二次電池用電極 - Google Patents
リチウム二次電池用電極Info
- Publication number
- JP2000067858A JP2000067858A JP10232102A JP23210298A JP2000067858A JP 2000067858 A JP2000067858 A JP 2000067858A JP 10232102 A JP10232102 A JP 10232102A JP 23210298 A JP23210298 A JP 23210298A JP 2000067858 A JP2000067858 A JP 2000067858A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- electrode
- battery
- containing composite
- powder
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬｉαＭβＮ（Ｍ：遷移元素、０≦α≦３．
０、０．１≦β≦０．８）で表されるリチウム含有複合
窒化物を活物質とする電極のサイクル特性を改善するこ
とを目的とする。 【解決手段】 リチウム含有複合窒化物の粉末、導電
剤、および結着剤を含む成形体からなるリチウム二次電
池用電極で、リチウム含有複合窒化物粉末の平均粒径を
２０μｍ以下とする。
０、０．１≦β≦０．８）で表されるリチウム含有複合
窒化物を活物質とする電極のサイクル特性を改善するこ
とを目的とする。 【解決手段】 リチウム含有複合窒化物の粉末、導電
剤、および結着剤を含む成形体からなるリチウム二次電
池用電極で、リチウム含有複合窒化物粉末の平均粒径を
２０μｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電
池、特に活物質としてリチウム含有複合窒化物を用いた
電極に関するものである。
池、特に活物質としてリチウム含有複合窒化物を用いた
電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、正極にコバルト酸リチウム、負極
に炭素を用いた高エネルギー密度のリチウムイオン電池
が実用電池として広く用いられている。これら電池は、
電子機器の超小型、軽量化に伴い、更に高いエネルギー
密度化が望まれている。近年、リチウムを含む窒素化合
物、すなわちリチウム含有複合窒化物のリチウム電池へ
の応用が試みられている。例えば、リチウム二次電池を
含む電気化学素子の電極材料としてリチウム含有複合窒
化物を用いたもの（特開平７−７８６０９号公報）、リ
チウム含有複合窒化物と金属Ｌｉを混合して用いたもの
（特開平７−３２０７２０号公報）、リチウム含有複合
窒化物の非晶質が使われたもの（特開平７−１９２５８
５号公報）などがある。このリチウム含有複合窒化物
は、その作動電極電位がＬｉ電位基準で０〜２Ｖ辺りに
あり、負極材料としての利用も考えられている。
に炭素を用いた高エネルギー密度のリチウムイオン電池
が実用電池として広く用いられている。これら電池は、
電子機器の超小型、軽量化に伴い、更に高いエネルギー
密度化が望まれている。近年、リチウムを含む窒素化合
物、すなわちリチウム含有複合窒化物のリチウム電池へ
の応用が試みられている。例えば、リチウム二次電池を
含む電気化学素子の電極材料としてリチウム含有複合窒
化物を用いたもの（特開平７−７８６０９号公報）、リ
チウム含有複合窒化物と金属Ｌｉを混合して用いたもの
（特開平７−３２０７２０号公報）、リチウム含有複合
窒化物の非晶質が使われたもの（特開平７−１９２５８
５号公報）などがある。このリチウム含有複合窒化物
は、その作動電極電位がＬｉ電位基準で０〜２Ｖ辺りに
あり、負極材料としての利用も考えられている。
【０００３】リチウム含有複合窒化物の充放電機構は、
基本的には、リチウム含有複合窒化物中のＬｉのインタ
ーカレーション／デインターカレーション反応と考えら
れている。そして、負極材料として用いた場合の可逆容
量は極めて大きく、高エネルギー密度の電池を実現でき
る。リチウム含有複合窒化物として、例えばＬｉ3-xＣ
ｏxＮのＣｏの置換量ｘがｘ＝０．３〜０．４の材料の
場合、この化合物の平均動作電位はＬｉの電位基準で
０．７Ｖ辺りであり、その可逆容量は７００〜８００ｍ
Ａｈ／ｇが得られる。さらに、この材料の真比重は約
２．０ｇ／ｃｃであり、黒鉛と同等の値を有する。これ
に対して、通常のリチウムイオン電池として、正極にコ
バルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）を用い、負極に炭素
を用いる電池では、負極に用いられる黒鉛の平均動作電
位はＬｉの電位基準で０．１〜０．２Ｖであり、またそ
の理論容量が３７０ｍＡｈ／ｇである。従って、正極に
コバルト酸リチウムを用い、負極にリチウム含有複合窒
化物を用いた電池では、電池電圧は約０．５Ｖ程度低く
なるが、電池容量を飛躍的に向上させることができ、と
りわけ容積当たりのエネルギー密度が極めて大きいリチ
ウム二次電池を構成することができる。
基本的には、リチウム含有複合窒化物中のＬｉのインタ
ーカレーション／デインターカレーション反応と考えら
れている。そして、負極材料として用いた場合の可逆容
量は極めて大きく、高エネルギー密度の電池を実現でき
る。リチウム含有複合窒化物として、例えばＬｉ3-xＣ
ｏxＮのＣｏの置換量ｘがｘ＝０．３〜０．４の材料の
場合、この化合物の平均動作電位はＬｉの電位基準で
０．７Ｖ辺りであり、その可逆容量は７００〜８００ｍ
Ａｈ／ｇが得られる。さらに、この材料の真比重は約
２．０ｇ／ｃｃであり、黒鉛と同等の値を有する。これ
に対して、通常のリチウムイオン電池として、正極にコ
バルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）を用い、負極に炭素
を用いる電池では、負極に用いられる黒鉛の平均動作電
位はＬｉの電位基準で０．１〜０．２Ｖであり、またそ
の理論容量が３７０ｍＡｈ／ｇである。従って、正極に
コバルト酸リチウムを用い、負極にリチウム含有複合窒
化物を用いた電池では、電池電圧は約０．５Ｖ程度低く
なるが、電池容量を飛躍的に向上させることができ、と
りわけ容積当たりのエネルギー密度が極めて大きいリチ
ウム二次電池を構成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極に
リチウム含有複合窒化物、例えばＬｉ3-xＣｏxＮを用
い、正極にＬｉＣｏＯ2を用いてリチウム二次電池を構
成した場合、容量が極めて大きい電池となるが、実際に
電池を構成して充放電させると、充放電サイクルにとも
ない充放電容量が漸次低下し、サイクル特性の劣化が大
きいことが判明した。本発明は、上記の課題を解決し、
高容量で、かつ安定したサイクル特性を示すリチウム二
次電池を与える電極を提供することを目的とする。
リチウム含有複合窒化物、例えばＬｉ3-xＣｏxＮを用
い、正極にＬｉＣｏＯ2を用いてリチウム二次電池を構
成した場合、容量が極めて大きい電池となるが、実際に
電池を構成して充放電させると、充放電サイクルにとも
ない充放電容量が漸次低下し、サイクル特性の劣化が大
きいことが判明した。本発明は、上記の課題を解決し、
高容量で、かつ安定したサイクル特性を示すリチウム二
次電池を与える電極を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、リチウム含有複合窒化物の粒径を細かく
したものを使用する。すなわち、本発明のリチウム二次
電池用電極は、一般式ＬｉαＭβＮ（Ｍは遷移元素を表
し、０≦α≦３．０、０．１≦β≦０．８）で表される
リチウム含有複合窒化物の粉末、導電剤、および結着剤
を含む成形体からなり、前記リチウム含有複合窒化物粉
末の平均粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする。
ここで、Ｍはコバルト、鉄、マンガン、銅およびニッケ
ルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である
ことが好ましい。
に、本発明は、リチウム含有複合窒化物の粒径を細かく
したものを使用する。すなわち、本発明のリチウム二次
電池用電極は、一般式ＬｉαＭβＮ（Ｍは遷移元素を表
し、０≦α≦３．０、０．１≦β≦０．８）で表される
リチウム含有複合窒化物の粉末、導電剤、および結着剤
を含む成形体からなり、前記リチウム含有複合窒化物粉
末の平均粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする。
ここで、Ｍはコバルト、鉄、マンガン、銅およびニッケ
ルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である
ことが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】リチウム含有複合窒化物は、一般
的に式ＬｉαＭβＮで表され、元素Ｍの種類、および
α、βの値によって、電極活物質としての性能は大きく
変化する。特に、Ｍに遷移元素を用い、α、及びβの数
値範囲が０≦α≦３．０、０．１≦β≦０．８である化
合物は、リチウムを可逆的に充放電する能力、即ちリチ
ウム二次電池の電極活物質として優れた性能を持ち合わ
せている。なかでも遷移元素Ｍにコバルト、鉄、マンガ
ン、銅、およびニッケルからなる群より選択される少な
くとも一種を用いたものは、高容量の電極活物質とな
る。本発明は、これら高容量を示すリチウム含有複合窒
化物を電極活物質に用いた電池の充放電サイクル特性の
向上を図るものである。
的に式ＬｉαＭβＮで表され、元素Ｍの種類、および
α、βの値によって、電極活物質としての性能は大きく
変化する。特に、Ｍに遷移元素を用い、α、及びβの数
値範囲が０≦α≦３．０、０．１≦β≦０．８である化
合物は、リチウムを可逆的に充放電する能力、即ちリチ
ウム二次電池の電極活物質として優れた性能を持ち合わ
せている。なかでも遷移元素Ｍにコバルト、鉄、マンガ
ン、銅、およびニッケルからなる群より選択される少な
くとも一種を用いたものは、高容量の電極活物質とな
る。本発明は、これら高容量を示すリチウム含有複合窒
化物を電極活物質に用いた電池の充放電サイクル特性の
向上を図るものである。
【０００７】本発明は、上述の課題であるサイクル特性
の劣化の原因として以下のことを見い出したことに基づ
くものである。リチウム含有複合窒化物を合成すると、
六方晶の結晶質として得られる。このリチウム含有複合
窒化物を負極活物質として電池を構成し、充放電させる
と、リチウム含有複合窒化物は、その結晶状態が大きく
変化する。即ち、最初の充放電により、六方晶のリチウ
ム含有複合窒化物は非晶質に変化し、微細化が進む。そ
の結果、活物質と導電剤の間における集電性が阻害さ
れ、サイクル特性の劣化を引き起こす。さらに、リチウ
ム含有複合窒化物は、非晶質の状態のまま活物質が大き
な膨張収縮を繰り返しながらサイクルが進行する。これ
により、リチウム含有複合窒化物の導電剤への電気的接
触がさらに悪化する。
の劣化の原因として以下のことを見い出したことに基づ
くものである。リチウム含有複合窒化物を合成すると、
六方晶の結晶質として得られる。このリチウム含有複合
窒化物を負極活物質として電池を構成し、充放電させる
と、リチウム含有複合窒化物は、その結晶状態が大きく
変化する。即ち、最初の充放電により、六方晶のリチウ
ム含有複合窒化物は非晶質に変化し、微細化が進む。そ
の結果、活物質と導電剤の間における集電性が阻害さ
れ、サイクル特性の劣化を引き起こす。さらに、リチウ
ム含有複合窒化物は、非晶質の状態のまま活物質が大き
な膨張収縮を繰り返しながらサイクルが進行する。これ
により、リチウム含有複合窒化物の導電剤への電気的接
触がさらに悪化する。
【０００８】特に、活物質の粒子径が比較的大きい場合
にサイクル特性の劣化が顕著となる傾向がある。これ
は、活物質の粒子径が大きいほど、微細化によって活物
質粒子内に生じた粒界が多く形成されるため、リチウム
イオンの移動阻害や電子伝導の遮断を引き起こす。ま
た、活物質の粒子径が大きいほど、微細化によってでき
る空隙に電解液が浸透する界面が多く形成され、その結
果、膨張収縮幅も大となり、さらにサイクルの進行に伴
って合剤層内で活物質粒子と導電剤（炭素粉末など）粒
子との間の電気的接触が緩んで集電効率の低下を引き起
こすことが判明した。これを阻止し、充放電サイクル特
性の優れた電池を構成するには、用いるリチウム含有複
合窒化物の粒子径を最初から微細化して用いることが必
要で、特に、リチウム含有複合窒化物粉末の平均粒径を
２０μｍ以下、１μｍ以上の範囲とすることが好まし
い。ここで、１μｍ以下の平均粒子径のリチウム含有複
合窒化物を用いた場合、電極の合剤密度が低く、いわゆ
る嵩高い粉となり、負極内の活物質の充填量が少なくな
り、好適な選択とはならない。
にサイクル特性の劣化が顕著となる傾向がある。これ
は、活物質の粒子径が大きいほど、微細化によって活物
質粒子内に生じた粒界が多く形成されるため、リチウム
イオンの移動阻害や電子伝導の遮断を引き起こす。ま
た、活物質の粒子径が大きいほど、微細化によってでき
る空隙に電解液が浸透する界面が多く形成され、その結
果、膨張収縮幅も大となり、さらにサイクルの進行に伴
って合剤層内で活物質粒子と導電剤（炭素粉末など）粒
子との間の電気的接触が緩んで集電効率の低下を引き起
こすことが判明した。これを阻止し、充放電サイクル特
性の優れた電池を構成するには、用いるリチウム含有複
合窒化物の粒子径を最初から微細化して用いることが必
要で、特に、リチウム含有複合窒化物粉末の平均粒径を
２０μｍ以下、１μｍ以上の範囲とすることが好まし
い。ここで、１μｍ以下の平均粒子径のリチウム含有複
合窒化物を用いた場合、電極の合剤密度が低く、いわゆ
る嵩高い粉となり、負極内の活物質の充填量が少なくな
り、好適な選択とはならない。
【０００９】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。図１は、本発明によるリチウム二次電池のサイ
クル特性を比較検討するためのテストセルとして作製し
たボタン形電池の断面図である。図１において、１はス
テンレス鋼製の封口板を表す。封口板１の内面には、ニ
ッケル網２を抵抗溶接により固定してある。リチウム含
有複合窒化物を含む負極３は、銅箔４上に形成したもの
で、銅箔４をニッケル網２に圧着することにより集電さ
れる。ＬｉＣｏＯ2を活物質とする正極７は、アルミ箔
８上に形成した後、直径１５ｍｍの円盤状に打ち抜いた
ものであり、あらかじめ充電状態になるよう電気化学的
に化成されている。ステンレス鋼製の正極ケース９の内
面には、ステンレス鋼網１０が抵抗溶接により固定され
ている。正極７は、アルミ箔８を正極ケース９内のステ
ンレス鋼網１０に圧着することにより集電される。ケー
ス９の内面に正極７を配置し、その上にポリエチレンの
多孔質膜セパレータ６をのせ、電解液を注入した後、負
極３およびガスケット５を取り付けた封口板１をケース
に組み合わせ、ケースの端部をかしめて封口し、密閉電
池が組み立てられる。有機電解液は、炭酸エチレンと炭
酸ジエチルの体積比１：１の混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を
１モル／リットル溶解したものである。
明する。図１は、本発明によるリチウム二次電池のサイ
クル特性を比較検討するためのテストセルとして作製し
たボタン形電池の断面図である。図１において、１はス
テンレス鋼製の封口板を表す。封口板１の内面には、ニ
ッケル網２を抵抗溶接により固定してある。リチウム含
有複合窒化物を含む負極３は、銅箔４上に形成したもの
で、銅箔４をニッケル網２に圧着することにより集電さ
れる。ＬｉＣｏＯ2を活物質とする正極７は、アルミ箔
８上に形成した後、直径１５ｍｍの円盤状に打ち抜いた
ものであり、あらかじめ充電状態になるよう電気化学的
に化成されている。ステンレス鋼製の正極ケース９の内
面には、ステンレス鋼網１０が抵抗溶接により固定され
ている。正極７は、アルミ箔８を正極ケース９内のステ
ンレス鋼網１０に圧着することにより集電される。ケー
ス９の内面に正極７を配置し、その上にポリエチレンの
多孔質膜セパレータ６をのせ、電解液を注入した後、負
極３およびガスケット５を取り付けた封口板１をケース
に組み合わせ、ケースの端部をかしめて封口し、密閉電
池が組み立てられる。有機電解液は、炭酸エチレンと炭
酸ジエチルの体積比１：１の混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を
１モル／リットル溶解したものである。
【００１０】上記電池において、リチウム含有複合窒化
物を含む負極は、次のように作製した。まず、リチウム
含有複合窒化物として合成時の組成式がＬｉ2.6Ｃｏ0.4
Ｎの活物質を用いた。このリチウム含有複合窒化物は、
窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）と金属コバルトの粉末を所定
量混合し、窒素雰囲気中において７００℃で８時間加熱
処理することによって得た。合成されたＬｉ2.6Ｃｏ0.4
Ｎは、焼結体として得られ、これをめのう乳鉢で粉砕
し、粉末とした。粒子径の異なる試料の作製は、粉砕時
間の調整と、篩による分級で行った。比較検討用の電極
作製には、粒度分布を測定して平均粒径を確認して用い
た。以上のような方法で、それぞれその平均粒子径が３
０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５
μｍ、１μｍ、０．５μｍの試料を準備した。この時の
試料の粒子径の分布幅は、それぞれ平均粒子径±平均粒
子径の５０％以内となるように調製したものを使用し
た。
物を含む負極は、次のように作製した。まず、リチウム
含有複合窒化物として合成時の組成式がＬｉ2.6Ｃｏ0.4
Ｎの活物質を用いた。このリチウム含有複合窒化物は、
窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）と金属コバルトの粉末を所定
量混合し、窒素雰囲気中において７００℃で８時間加熱
処理することによって得た。合成されたＬｉ2.6Ｃｏ0.4
Ｎは、焼結体として得られ、これをめのう乳鉢で粉砕
し、粉末とした。粒子径の異なる試料の作製は、粉砕時
間の調整と、篩による分級で行った。比較検討用の電極
作製には、粒度分布を測定して平均粒径を確認して用い
た。以上のような方法で、それぞれその平均粒子径が３
０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５
μｍ、１μｍ、０．５μｍの試料を準備した。この時の
試料の粒子径の分布幅は、それぞれ平均粒子径±平均粒
子径の５０％以内となるように調製したものを使用し
た。
【００１１】次に、負極は、前述の方法で作製したＬｉ
2.6Ｃｏ0.4Ｎの活物質粉末と導電剤の炭素粉末と結着剤
としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を重量比８
０：１８：２で混合し、これらを脱水トルエンに分散さ
せてスラリーを作製し、厚み１８μｍの銅箔からなる負
極集電体に、ドクターブレードを用い塗布し、乾燥後、
圧延して負極シートとした。この負極シートから、直径
１６ｍｍの負極板を打ち抜き円盤状の電極とした。一
方、正極は、コバルト酸リチウム粉末と導電剤の炭素粉
末と結着剤のポリフッ化ビニリデン樹脂を重量比８５：
１０：５で混合し、これらを脱水Ｎ−メチルピロリジノ
ドンに分散させてスラリーを作製し、厚み２０μｍのア
ルミ箔からなる正極集電体に、ドクターブレードを用い
塗布し、乾燥後、圧延して正極シートとした。この正極
シートから、直径１５ｍｍの正極板を打ち抜き円盤状の
電極とした。これら正極は、負極の初期状態に合わせる
ために、あらかじめ電気化学的に化成し充電状態とし
た。
2.6Ｃｏ0.4Ｎの活物質粉末と導電剤の炭素粉末と結着剤
としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を重量比８
０：１８：２で混合し、これらを脱水トルエンに分散さ
せてスラリーを作製し、厚み１８μｍの銅箔からなる負
極集電体に、ドクターブレードを用い塗布し、乾燥後、
圧延して負極シートとした。この負極シートから、直径
１６ｍｍの負極板を打ち抜き円盤状の電極とした。一
方、正極は、コバルト酸リチウム粉末と導電剤の炭素粉
末と結着剤のポリフッ化ビニリデン樹脂を重量比８５：
１０：５で混合し、これらを脱水Ｎ−メチルピロリジノ
ドンに分散させてスラリーを作製し、厚み２０μｍのア
ルミ箔からなる正極集電体に、ドクターブレードを用い
塗布し、乾燥後、圧延して正極シートとした。この正極
シートから、直径１５ｍｍの正極板を打ち抜き円盤状の
電極とした。これら正極は、負極の初期状態に合わせる
ために、あらかじめ電気化学的に化成し充電状態とし
た。
【００１２】以上のようにして作製した電池を、２ｍＡ
の定電流で終止電圧４．１Ｖまで充電し、２ｍＡの定電
流で終止電圧２．０Ｖまで放電する充放電サイクルを繰
り返した。図２は、上記各種粒子径の活物質を用いた電
池のそれぞれの充放電サイクル特性を示したもので、上
述の充放電条件で５０サイクルまで充放電を繰り返した
ときの放電容量の変化をプロットしたものである。図２
を見て明らかなように、平均粒子径の大きな活物質を用
いた電池のサイクル特性の劣化が大きく、特にその平均
粒子径が２５μｍ以上となると電池のサイクル特性の劣
化が急激に著しくなる。以上のようにＬｉ2.6Ｃｏ0.4Ｎ
を負極とする電池においては、その平均粒子径は２０μ
ｍ以下であることが好ましいことがわかる。
の定電流で終止電圧４．１Ｖまで充電し、２ｍＡの定電
流で終止電圧２．０Ｖまで放電する充放電サイクルを繰
り返した。図２は、上記各種粒子径の活物質を用いた電
池のそれぞれの充放電サイクル特性を示したもので、上
述の充放電条件で５０サイクルまで充放電を繰り返した
ときの放電容量の変化をプロットしたものである。図２
を見て明らかなように、平均粒子径の大きな活物質を用
いた電池のサイクル特性の劣化が大きく、特にその平均
粒子径が２５μｍ以上となると電池のサイクル特性の劣
化が急激に著しくなる。以上のようにＬｉ2.6Ｃｏ0.4Ｎ
を負極とする電池においては、その平均粒子径は２０μ
ｍ以下であることが好ましいことがわかる。
【００１３】本発明は、充放電サイクルに伴う容量の劣
化を阻止させるものであり、基本的に粒子径の上限を限
定するものである。即ち、図２からもわかるように、粒
子径の下限については、粒子径を下げることでサイクル
特性を損ねるものではない。サイクル可逆性に関して
は、粒子径の下限はない。しかし、粒子径が小さい場合
は、粉末が嵩高くなり、例えば、圧延強度を一定（２０
０ｋｇ／ｃｍ2）として作製した極板の合剤層の密度を
測定すると、平均粒子径が１μｍ以上であれば合剤層の
密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｃを示した。しかし、１μ
ｍ未満の領域、例えば０．５μｍになると、その合剤層
密度は１．１ｇ／ｃｃまで低下した。その結果、電池放
電容量も図２からわかるように小さくなった。
化を阻止させるものであり、基本的に粒子径の上限を限
定するものである。即ち、図２からもわかるように、粒
子径の下限については、粒子径を下げることでサイクル
特性を損ねるものではない。サイクル可逆性に関して
は、粒子径の下限はない。しかし、粒子径が小さい場合
は、粉末が嵩高くなり、例えば、圧延強度を一定（２０
０ｋｇ／ｃｍ2）として作製した極板の合剤層の密度を
測定すると、平均粒子径が１μｍ以上であれば合剤層の
密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｃを示した。しかし、１μ
ｍ未満の領域、例えば０．５μｍになると、その合剤層
密度は１．１ｇ／ｃｃまで低下した。その結果、電池放
電容量も図２からわかるように小さくなった。
【００１４】以上の実施例では、Ｌｉ2.6Ｃｏ0.4Ｎを負
極とする電池について述べたが、同様の試験をその他の
リチウム含有複合窒化物についても行った。その結果、
一般式ＬｉαＭβＮ（Ｍ：遷移元素、０≦α≦３．０、
０．１≦β≦０．８）で表されるリチウム含有複合窒化
物で、かつそのＭがコバルト、鉄、マンガン、銅および
ニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素
である活物質材料については、同様の結果が得られた。
極とする電池について述べたが、同様の試験をその他の
リチウム含有複合窒化物についても行った。その結果、
一般式ＬｉαＭβＮ（Ｍ：遷移元素、０≦α≦３．０、
０．１≦β≦０．８）で表されるリチウム含有複合窒化
物で、かつそのＭがコバルト、鉄、マンガン、銅および
ニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素
である活物質材料については、同様の結果が得られた。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高容量
で、かつサイクル特性に優れたリチウム二次電池を与え
る電極が得られる。
で、かつサイクル特性に優れたリチウム二次電池を与え
る電極が得られる。
【図１】本発明の実施例におけるボタン形電池の縦断面
図である。
図である。
【図２】各種負極を用いた電池のサイクル特性を示す図
である。
である。
１ 封口板 ２ ニッケル網 ３ 負極 ４ 銅箔 ５ ガスケット ６ セパレータ ７ 正極 ８ アルミ箔 ９ 正極ケース １０ ステンレス鋼網
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 正樹 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 堤 修司 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 藤野 信 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 近藤 繁雄 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 正代 尊久 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 櫻井 庸司 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA04 BB47 BD00 BD02 5H014 AA02 EE10 HH06 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AM05 AM07 BJ03 HJ02 HJ05
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式ＬｉαＭβＮ（Ｍは遷移元素を表
し、０≦α≦３．０、０．１≦β≦０．８）で表される
リチウム含有複合窒化物の粉末、導電剤、および結着剤
を含む成形体からなり、前記リチウム含有複合窒化物粉
末の平均粒径が２０μｍ以下であることを特徴とするリ
チウム二次電池用電極。 - 【請求項２】 Ｍがコバルト、鉄、マンガン、銅および
ニッケルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素
である請求項１記載のリチウム二次電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232102A JP2000067858A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | リチウム二次電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232102A JP2000067858A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | リチウム二次電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067858A true JP2000067858A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16934047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10232102A Pending JP2000067858A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | リチウム二次電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067858A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002289192A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム含有窒化物およびそれを用いたエネルギー貯蔵素子 |
| JPWO2002027825A1 (ja) * | 2000-09-28 | 2004-02-05 | 日立マクセル株式会社 | 複合電極材料及びその製造方法、並びにその複合電極材料を用いた電気化学素子 |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP10232102A patent/JP2000067858A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002027825A1 (ja) * | 2000-09-28 | 2004-02-05 | 日立マクセル株式会社 | 複合電極材料及びその製造方法、並びにその複合電極材料を用いた電気化学素子 |
| US6989218B2 (en) | 2000-09-28 | 2006-01-24 | Hitachi Maxell, Ltd. | Composite electrode material and method for producing the same, and electrochemical element using the same |
| JP2002289192A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム含有窒化物およびそれを用いたエネルギー貯蔵素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6818351B2 (en) | Mixed cathode active material for lithium secondary battery | |
| US7635540B2 (en) | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same | |
| EP1347524B1 (en) | Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary cell | |
| KR20060091486A (ko) | 양극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 양극과 리튬 전지 | |
| JP2003303585A (ja) | 電 池 | |
| EP0434776A1 (en) | Carbonaceous electrodes for lithium cells | |
| JP2002015735A (ja) | リチウム二次電池正極活物質用リチウム鉄複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| KR100975875B1 (ko) | 양극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 양극과 리튬전지 | |
| EP1381099B1 (en) | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell and non-aqueous electrolyte secondary cell using the negative electrode | |
| EP4112555A1 (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| KR20010030298A (ko) | 비수성 전해질 전지용 양극 활성 물질 및 이를 이용한비수성 전해질 전지 | |
| JPH10144298A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH1186854A (ja) | リチウム二次電池 | |
| US5601950A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary cell | |
| WO2002013294A1 (fr) | Electrode negative destinee a une batterie secondaire a electrolyte non aqueux, et batterie utilisant l'electrode | |
| US5939224A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| EP1132984B1 (en) | Non-Aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2000067853A (ja) | リチウム二次電池用負極 | |
| JP4656710B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH10302765A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2000067858A (ja) | リチウム二次電池用電極 | |
| JP3451602B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP3048953B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH056765A (ja) | 非水溶媒二次電池 | |
| JP2004228030A (ja) | リチウムイオン二次電池用電極とそれを用いたリチウムイオン二次電池 |