JP2000260472A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池

Info

Publication number
JP2000260472A
JP2000260472A JP11065435A JP6543599A JP2000260472A JP 2000260472 A JP2000260472 A JP 2000260472A JP 11065435 A JP11065435 A JP 11065435A JP 6543599 A JP6543599 A JP 6543599A JP 2000260472 A JP2000260472 A JP 2000260472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
capacity
negative electrode
positive electrode
secondary battery
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
Application number
JP11065435A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Koyama
陽一 小山
Yuichi Ito
勇一 伊藤
Motofumi Isono
基史 磯野
Hiroshi Uejima
啓史 上嶋
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.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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 Denso Corp, Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP11065435A priority Critical patent/JP2000260472A/ja
Publication of JP2000260472A publication Critical patent/JP2000260472A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも充電特性に優れた非水電解質二次
電池を提供すること。 【解決手段】 正極と負極と非水電解質とからなる二次
電池において,正極の電極容量Aと負極の電極容量Bと
の容量比(B/A)が,1.3<(B/A)≦2.5で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,例えばリチウム二次電池等の非
水電解質二次電池に関する。
【0002】
【従来技術】近年の電子機器のコードレス化,環境問題
からの電気自動車の開発要求等を背景として,高エネル
ギー密度を有する二次電池が求められている。これまで
の二次電池としては,例えば非水電解質二次電池である
リチウム二次電池がある。従来のリチウム二次電池とし
ては,リチウムを吸蔵放出可能な活物質よりなる正極お
よび負極と非水電解質とから構成される。
【0003】従来,リチウム二次電池は,放電容量やサ
イクル特性に重点を置いて検討,開発がなされてきてい
る。例えば特開平9−293536号公報においては,
正極と負極の可逆容量の比(負極/正極)を1.05〜
1.30とすることによって,負極におけるLiイオン
吸蔵能力を十分に確保し,これにより,Liの析出をな
くしてサイクル劣化を少なくすることが示されている。
【0004】
【解決しようとする課題】ところで,従来の非水電解質
二次電池は,上記のごとく,放電容量の向上やサイクル
特性の向上に重点を置いて開発されている。一方,近年
のハイブリットエンジンを搭載したハイブリット車にお
いて使用される二次電池は,放電特性だけでなく高い充
電特性が要求される。しかしながら,従来の非水電解質
二次電池においては,放電容量やサイクル特性において
は優れた性能を発揮し得るようになってきたが,充電特
性は未だ十分とはいえない。
【0005】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,従来よりも充電特性に優れた非水電解質
二次電池を提供しようとするものである。
【0006】
【課題の解決手段】請求項1に記載の発明は,正極と負
極と非水電解質とからなる二次電池において,正極の電
極容量Aと負極の電極容量Bとの容量比(B/A)が,
1.3<(B/A)≦2.5であることを特徴とする非
水電解質二次電池にある。
【0007】上記容量比(B/A)が1.3以下である
場合には,十分な充電特性の向上が得られないという問
題がある。そのため,好ましくは1.4以上がよい。一
方,上記容量比(B/A)が2.5を超える場合には,
一定容積の電池容器において考えると,負極割合の増加
によって相対的に正極の絶対量が減少し,これによる電
池容量の低下および不可逆容量が増加する結果実質的に
取り出せる容量が低下するという問題がある。
【0008】また,上記正極を構成する正極活物質とし
ては,例えば,アルカリ金属を含む金属酸化物,金属カ
ルコゲン等の無機化合物や導電性高分子を用いることが
できる。具体的には,LiXMOY(Mは,Co,Mn,
Ni,V,Fe等の遷移金属を少なくとも1種含む)等
のLi含有遷移金属酸化物やV25等の金属酸化物,T
iS2,MoS2,NbSe3等の金属カルコゲン化物,
ポリアニリン,ポリピロール,ポリアセン等の導電性高
分子等がある。
【0009】また,上記負極を構成する負極活物質とし
ては,例えば,金属,炭素質材料,金属カルコゲン化
物,金属酸化物,導電性高分子等がある。具体的には,
金属Li,LiとAl,Zn,Sn等の他金属との合
金,グラファイト,無定形炭素等の炭素質材料,LiX
MOY(Mは,Ti,V,Mn,Co,Fe等から選ば
れる少なくとも1種の遷移金属),Nb25,WO3
の金属酸化物,TiS2,MoS2,NbSe3等の金属
カルコゲン化物,Liイオン等をドープしたポリアセ
ン,ポリアセチレン等の導電性高分子等がある。
【0010】次に,本発明の作用につき説明する。本発
明の非水電解質二次電池は,上記容量比(B/A)を
1.3<(B/A)≦2.5という特定の範囲に限定し
てある。そのため,上記非水電解質二次電池は,後述す
る実施形態例に詳説するごとく,非常に優れた充電特性
を得ることができる。それ故,本発明の非水電解質二次
電池は,例えばハイブリットエンジンを搭載したハイブ
リット車においても,十分に優れた充放電特性を発揮す
ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかる非水電解質二次電池につ
き,図1〜図3を用いて説明する。本例においては,本
発明品として3種類(試料E1〜E3),比較品として
1種類(試料C1),合計4種類の非水電解質二次電池
を作製し,その充電特性を測定した。まず,これら非水
電解質二次電池の構成,製造方法等について説明する。
【0012】(試料E1)本発明品としての試料E1
は,図1に示すごとく,正極1と負極2と非水電解質3
とからなり,正極1の電極容量Aと負極2の電極容量B
との容量比(B/A)が,1.3<(B/A)≦2.
5,具体的にはB/A=1.40である非水電解質二次
電池である。
【0013】本例の非水電解質二次電池は,帯状の正極
1および負極2と,それらの間に挟まれるセパレータ4
とを渦巻状に巻回した構造からなる。その電池構造は,
上記図1に示した。
【0014】正極1は,帯状のアルミニウム箔製の正極
集電体と,その表面に形成されたリチウムマンガン酸化
物粉末等から成る正極活物質層とから構成されている。
正極1のシートの大きさは,厚さ127μm,幅130
mm,長さ2680mmである。また,正極密度は2.
67g/cm3となるように調整した。一方,負極2
は,帯状の銅箔製の負極集電体と,その表面に形成され
たカーボン粉末等から成る負極活物質層とから構成され
ている。負極2のシートの大きさは,厚さ100μm,
幅134mm,長さ2750mmである。また,負極密
度は1.25g/cm3となるように調整した。
【0015】これら正極1および負極2を,厚さ25μ
m,幅140mm,長さ3000mmのシート状のポリ
エチレン製セパレータを介して,直径4mm,長さ16
0mmの巻芯に巻回する。巻芯は,アルミニウム製のも
のを用いた。また,非水電解質3としては,LiPF6
/EC:DEC=1:1(エチレンカーボネートとジエ
チルカーボネートとの混合液(容量比にして1:1)
に,LiPF6を1モル/リットルの割合で溶解したも
の)を用いた。
【0016】また,同図に示すごとく,正極1は,正極
リード11,極柱511を介して正極端子51に接続さ
れている。また,同様に負極2は,負極リード21,極
柱521負極端子52に接続されている。また,符号5
5は電池ケースである。
【0017】また,試料E1では,上記正極1と負極1
とは,上記のごとく,容量比(B/A)=1.40とな
るように調整した。具体的には,正極1の電極容量Aは
理論容量により求め,一方,負極2の電極容量BはLi
対極の場合の実測値より求め,その容量比(B/A)が
1.40となるように,負極2の厚みを調整することに
より行った。その結果,試料E1では,正極1の厚みが
127μmの場合には,負極2の厚みを100μmとす
ることにより,容量比(B/A)が1.40となった。
【0018】(試料E2)本発明品としての試料E2
は,容量比(B/A)=1.79となるように,上記負
極2の厚みを125μmに変更した。その他は,試料E
1と同じにした。
【0019】(試料E3)本発明品としての試料E3
は,容量比(B/A)=2.43となるように,上記負
極2の厚みを161μmに変更した。その他は,試料E
1と同じにした。
【0020】(試料C1)本例では,比較品として,容
量比(B/A)が上記特定の範囲を外れる試料C1を準
備した。試料C1は,容量比(B/A)=1.22とな
るように,上記負極2の厚みを88μmに変更した。そ
の他は,試料E1と同じにした。
【0021】次に,本例では,各試料に対して試験を行
い,充電特性を求めた。試験は,非水電解質二次電池で
ある各試料に対し,まず初回充放電を行った。この初回
充放電は,環境温度20℃において,0.2mA/cm
2の定電流で上限電圧4.2Vまで充電し,その後,
0.2mA/cm2の定電流で下限電圧3.0Vまで放
電した。
【0022】次に,各試料に対して,基準容量測定のた
めの充放電を行った。この充放電は,環境温度20℃に
おいて,1mA/cm2の定電流で上限電圧4.2Vま
で充電し,その後,1mA/cm2の定電流で下限電圧
3.0Vまで放電するサイクルを5回実施した。そし
て,その5回目(初回充電を合わせると通算6回目)の
放電容量を基準容量1Cとした。
【0023】次に,各試料の充電密度の測定を行った。
即ち,上記基準容量1Cの80%(SOC80%)にな
るまで1mA/cm2の定電流で充電した後,1時間の
休止をおいてから,閉回路電圧と電流値の測定を開始し
た。閉回路電圧と電流値の測定は,まず,C/3の電流
値で10秒放電し,次いで5分間休止した後C/3の電
流値で10秒間充電した。次いで,5分間休止後,1C
の電流値での10秒間の充放電を5分間の休止を挟んで
行った。さらに,その後,5分間の休止を挟んだ充放電
を,3C,6C,9C,12Cの電流値によりそれぞれ
行った。
【0024】そして,各10秒間の充放電完了時には閉
回路電圧と電流値を測定した。試料E2の測定結果を図
2に示した。同図は,横軸に電流値を,縦軸に電圧をと
ったものである。また,電流値は,充電後のものを「−
(マイナス)」表示にしてある。プロットした各測定値
から回帰直線を求め,電流/電圧直線Dを得た。
【0025】同図において,充電特性値すなわち電池の
充電電力は,A,B,Cの3点を直線で結んだ三角形領
域の面積Sにより表すことができる。同図のA点は,上
記電流/電圧直線Dと,電流値が0の縦軸との交点部
(電位V)を示す点である。また,B点は,カットオ
フ電圧(充電時の上限電圧)と,電流値が0の縦軸との
交点部を示す点を示す。また,C点は,カットオフ電圧
と,上記電流/電圧直線Dとの交点を示す点である。
【0026】得られた充電特性を表1に示す。表1にお
ける,Vは上記A点の電位,IV傾きは直線Dの傾
き,充電密度は,上記面積Sを電池全体の重量により除
したもの,充電電流は上記C点の電流値を示す。試料E
1,E3,C1についても,試料E2と同様に電流/電
圧直線を求め(図示略),これからV,IV傾き,充
電密度,充電電流をそれぞれ求めた。その結果について
も表1に示す。
【0027】次に,容量比(B/A)と上記充電密度
(−W/kg)との関係を図3に示す。同図は,横軸に
容量比(B/A)を,縦軸に充電密度をとったものであ
る。同図および表1より知られるごとく,充電密度が4
00(−W/kg)を超えるような優れた特性を発揮さ
せるためには,容量比(B/A)を1.3超え,2.5
以下にすることが有効であることが分かる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】上述のごとく,本発明によれば,従来よ
りも充電特性に優れた非水電解質二次電池を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例における,非水電解質二次電池の断
面図。
【図2】実施形態例における,充電特性を示す説明図。
【図3】実施形態例における,容量比(B/A)と充電
密度との関係を示す説明図。
【符号の説明】
1...正極, 10...非水電解質二次電池, 2...負極, 3...棒状巻芯, 4...セパレータ,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 陽一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊藤 勇一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 磯野 基史 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上嶋 啓史 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5H029 AJ02 AK02 AK03 AK05 AK16 AL02 AL04 AL06 AL07 AL12 AL16 AM03 AM05 AM07 BJ14 HJ19

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極と負極と非水電解質とからなる二次
    電池において,正極の電極容量Aと負極の電極容量Bと
    の容量比(B/A)が,1.3<(B/A)≦2.5で
    あることを特徴とする非水電解質二次電池。
JP11065435A 1999-03-11 1999-03-11 非水電解質二次電池 Pending JP2000260472A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11065435A JP2000260472A (ja) 1999-03-11 1999-03-11 非水電解質二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11065435A JP2000260472A (ja) 1999-03-11 1999-03-11 非水電解質二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000260472A true JP2000260472A (ja) 2000-09-22

Family

ID=13287047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11065435A Pending JP2000260472A (ja) 1999-03-11 1999-03-11 非水電解質二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000260472A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110250A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 At Battery:Kk 非水系電解液二次電池
JP2005135603A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP2005317309A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JP2007258029A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Sony Corp 電池
JP2007265831A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Gs Yuasa Corporation:Kk 非水電解質二次電池
JP2007273154A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toshiba Corp 非水電解質電池、電池パック及び自動車
JP2008091210A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン電池及びその充電方法
US7927740B2 (en) * 2005-03-24 2011-04-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack and vehicle
JP2012221782A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2012252839A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110250A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 At Battery:Kk 非水系電解液二次電池
JP4582684B2 (ja) * 2003-10-28 2010-11-17 日立マクセル株式会社 非水二次電池
JP2005135603A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP2005317309A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
US7927740B2 (en) * 2005-03-24 2011-04-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack and vehicle
JP2007258029A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Sony Corp 電池
JP2007265831A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Gs Yuasa Corporation:Kk 非水電解質二次電池
JP2010147030A (ja) * 2006-03-30 2010-07-01 Toshiba Corp 電池パック、充電式掃除機及びアシスト自転車
JP4557920B2 (ja) * 2006-03-30 2010-10-06 株式会社東芝 非水電解質電池
JP2007273154A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toshiba Corp 非水電解質電池、電池パック及び自動車
US7923152B2 (en) 2006-03-30 2011-04-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
JP2008091210A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン電池及びその充電方法
JP2012221782A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2012252839A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1840987B1 (en) Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
JP5049680B2 (ja) 非水電解質電池及び電池パック
JP2997741B2 (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法
CN105580168A (zh) 富锂层状氧化物阴极以及含有富锂层状氧化物的可充电电池
JP2008243684A (ja) リチウム二次電池
JPH097638A (ja) 非水電解質二次電池
JP2011054371A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2001110418A (ja) リチウム二次電池用正極およびそれを用いたリチウム二次電池
JP2010282874A (ja) リチウム二次電池の製造方法
JP2007335360A (ja) リチウム二次電池
JP2016018654A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2007184261A (ja) リチウムイオン二次電池
JPH11204148A (ja) 非水電解液二次電池の放電容量回復方法とそのための回路
JP2009259607A (ja) 組電池
JP2000260472A (ja) 非水電解質二次電池
US20230361292A1 (en) Electrode, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
CN112952200A (zh) 锂离子电池的制造方法
JPH06275268A (ja) 非水電解質二次電池
JP6554725B2 (ja) 非水電解質電池
JP7131568B2 (ja) 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
JP2004227931A (ja) 非水電解質二次電池
JP2004342459A (ja) 非水電解質電池
JP5165875B2 (ja) 非水電解質電池
JP2000277164A (ja) リチウム二次電池の電池性能回復法
JPH05343101A (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法