JP2000306608A - 三電極を有するリチウムイオン二次電池 - Google Patents
三電極を有するリチウムイオン二次電池Info
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム源を持たない正極を用い、不可逆容
量を解消するリチウムイオン二次電池を提供する。 【解決手段】 正極（１７）、負極（１６）、そしてあ
らかじめリチウムを含んだリチウム極（２２）の三電極
をもち、各電極間に絶縁・接続機能をもち、封口を行う
前に、あらかじめリチウム極（２２）を負極（１６）に
接続し、リチウム極（２２）から負極（１６）へリチウ
ムイオンを移動させる。
量を解消するリチウムイオン二次電池を提供する。 【解決手段】 正極（１７）、負極（１６）、そしてあ
らかじめリチウムを含んだリチウム極（２２）の三電極
をもち、各電極間に絶縁・接続機能をもち、封口を行う
前に、あらかじめリチウム極（２２）を負極（１６）に
接続し、リチウム極（２２）から負極（１６）へリチウ
ムイオンを移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、三電極を
有するリチウムイオン二次電池に関するものである。さ
らに詳しくはこの出願の発明は、ノートブック型パーソ
ナルコンピュータ、ＣＤプレーヤー、ペースメーカーな
どの電気電子機器や医療機器等における高性能電池とし
て有用な、放電容量の大きなリチウムイオン二次電池に
関するものである。
有するリチウムイオン二次電池に関するものである。さ
らに詳しくはこの出願の発明は、ノートブック型パーソ
ナルコンピュータ、ＣＤプレーヤー、ペースメーカーな
どの電気電子機器や医療機器等における高性能電池とし
て有用な、放電容量の大きなリチウムイオン二次電池に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】ノートブック型パーソナルコ
ンピュータ、ＣＤプレーヤー、ペースメーカなどの電気
電子機器や医療機器等においては軽量化やポータブル化
が急速に進展し、それにともなって、小型軽量で高性能
な電池の開発が精力的に進められてきている。
ンピュータ、ＣＤプレーヤー、ペースメーカなどの電気
電子機器や医療機器等においては軽量化やポータブル化
が急速に進展し、それにともなって、小型軽量で高性能
な電池の開発が精力的に進められてきている。
【０００３】このような状況において、電池の中でも、
リチウムイオン二次電池は、高い作動電圧と大容量をも
つ電池として注目されており、多くの電気電子医療機器
のバッテリーなどに利用されている。リチウムイオン二
次電池では、一般的に正極材としては、リチウムとコバ
ルトとの複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2 や、リチウムと
マンガンの複合酸化物であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などが使用
され、一方、負極材としては、黒鉛などに代表される炭
素系材料が使用されている。
リチウムイオン二次電池は、高い作動電圧と大容量をも
つ電池として注目されており、多くの電気電子医療機器
のバッテリーなどに利用されている。リチウムイオン二
次電池では、一般的に正極材としては、リチウムとコバ
ルトとの複合酸化物であるＬｉＣｏＯ2 や、リチウムと
マンガンの複合酸化物であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などが使用
され、一方、負極材としては、黒鉛などに代表される炭
素系材料が使用されている。
【０００４】そして、リチウムイオン二次電池において
は、正負両極活物質の酸化還元をともないながら、リチ
ウムイオンは充電により正極から負極に移動し、放電に
より負極から正極に移動する。この際、リチウムイオン
は正極活物質や負極活物質へ挿入脱離する。しかしなが
ら、従来のリチウムイオン二次電池の場合、実際には酸
化還元反応において不可逆的な挿入脱離反応が起こるた
め、一部のリチウムイオンは負極活物質中に捕捉された
ままになったり、電解液と反応して消費されてしまうた
め、結果として、充電容量よりも放電容量が減少してし
まうという問題がある。
は、正負両極活物質の酸化還元をともないながら、リチ
ウムイオンは充電により正極から負極に移動し、放電に
より負極から正極に移動する。この際、リチウムイオン
は正極活物質や負極活物質へ挿入脱離する。しかしなが
ら、従来のリチウムイオン二次電池の場合、実際には酸
化還元反応において不可逆的な挿入脱離反応が起こるた
め、一部のリチウムイオンは負極活物質中に捕捉された
ままになったり、電解液と反応して消費されてしまうた
め、結果として、充電容量よりも放電容量が減少してし
まうという問題がある。
【０００５】このような望ましくない現象は、リチウム
イオン二次電池における不可逆的容量と呼ばれており、
大部分の不可逆容量は、初回の充電放電において生じる
ことがわかっている。したがって、より高性能なリチウ
ムイオン電池を開発するためには、このような不可逆容
量を解消することが必要となる。そのための方策として
は、現在まで、大きく分けて２つの方法が提案されてい
る。
イオン二次電池における不可逆的容量と呼ばれており、
大部分の不可逆容量は、初回の充電放電において生じる
ことがわかっている。したがって、より高性能なリチウ
ムイオン電池を開発するためには、このような不可逆容
量を解消することが必要となる。そのための方策として
は、現在まで、大きく分けて２つの方法が提案されてい
る。
【０００６】不可逆容量を解消するひとつの方法は、リ
チウムイオン二次電池をあらかじめ負極を充電した後に
正極、セパレーターと組み合わせて電池筒に入れるリチ
ウムイオン二次電池の製造方法である。しかしながら、
この方法では、二次電池の負極の反応性が非常に高ま
り、危険性が増加してしまう。したがって、このような
危険を伴う方法は、非常に限られた分野でしか用いるこ
とはできず、一般的な電気電子医療機器のための電池と
しては、利用することはできない。
チウムイオン二次電池をあらかじめ負極を充電した後に
正極、セパレーターと組み合わせて電池筒に入れるリチ
ウムイオン二次電池の製造方法である。しかしながら、
この方法では、二次電池の負極の反応性が非常に高ま
り、危険性が増加してしまう。したがって、このような
危険を伴う方法は、非常に限られた分野でしか用いるこ
とはできず、一般的な電気電子医療機器のための電池と
しては、利用することはできない。
【０００７】もうひとつの解消方法は、負極集電体に金
属リチウムを接触させて負極内自己放電反応を起こして
負極を充電する方法である。この方法においては、前述
の方法のような危険性は回避することができるものの、
負極内自己放電反応が終了するまでに数週間という長い
時間を必要とし、また、高温で放電反応を行わねばなら
ないため電池内で不要な反応を引き起こし電池劣化など
の副作用を招いてしまうという大きな問題点がある。
属リチウムを接触させて負極内自己放電反応を起こして
負極を充電する方法である。この方法においては、前述
の方法のような危険性は回避することができるものの、
負極内自己放電反応が終了するまでに数週間という長い
時間を必要とし、また、高温で放電反応を行わねばなら
ないため電池内で不要な反応を引き起こし電池劣化など
の副作用を招いてしまうという大きな問題点がある。
【０００８】さらにこのような負極内自己放電反応で
は、リチウムイオンが負極に均一に挿入せず品質の低下
が指摘されている。また、この方法では、リチウム源を
持たない正極を用いた場合に、多量のリチウムイオンを
負極に挿入することは、その反応時間の点において、非
常に困難である。
は、リチウムイオンが負極に均一に挿入せず品質の低下
が指摘されている。また、この方法では、リチウム源を
持たない正極を用いた場合に、多量のリチウムイオンを
負極に挿入することは、その反応時間の点において、非
常に困難である。
【０００９】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、不可逆容
量を解消して、放電容量を大きくすることができ、しか
も正極、負極のどちらにもリチウム源を持たない場合で
も電池として機能することができ、正極、負極の選択性
を増すとともに正極の製造におけるコスト低下を図るこ
とのできる、新しいリチウムイオン二次電池を提供する
ことを課題としている。
従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、不可逆容
量を解消して、放電容量を大きくすることができ、しか
も正極、負極のどちらにもリチウム源を持たない場合で
も電池として機能することができ、正極、負極の選択性
を増すとともに正極の製造におけるコスト低下を図るこ
とのできる、新しいリチウムイオン二次電池を提供する
ことを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するために、正極および負極とともに、あ
らかじめリチウムを含んだリチウム極の三電極を有し、
各電極間の電気的絶縁・接続機能を備えていることを特
徴とする三電極を有するリチウムイオン二次電池（請求
項１）を提供する。
の課題を解決するために、正極および負極とともに、あ
らかじめリチウムを含んだリチウム極の三電極を有し、
各電極間の電気的絶縁・接続機能を備えていることを特
徴とする三電極を有するリチウムイオン二次電池（請求
項１）を提供する。
【００１１】また、この出願の発明は、封口を行う前
に、あらかじめリチウム極を負極に接続して放電させ、
リチウム極から負極へリチウムイオンを移動させるリチ
ウムイオン二次電池（請求項２）や、リチウム極から負
極へリチウムイオンが移動した後に、絶縁・接続機能に
よりリチウム極と負極を絶縁するとともに、負極と正極
とを接続し、負極から正極へリチウムイオンを移動させ
るリチウムイオン二次電池（請求項３）、負極から正極
にリチウムイオンが移動した後に、絶縁・接続機能によ
り負極と正極を絶縁するとともに、正極とリチウム極と
を接続し、正極からリチウム極へリチウムイオンを移動
させるリチウムイオン二次電池（請求項４）、絶縁・接
続機能が、温度変化により操作されるリチウムイオン二
次電池（請求項５）、正極または負極とリチウム極とが
二重極であるリチウムイオン二次電池（請求項６）をも
提供する。
に、あらかじめリチウム極を負極に接続して放電させ、
リチウム極から負極へリチウムイオンを移動させるリチ
ウムイオン二次電池（請求項２）や、リチウム極から負
極へリチウムイオンが移動した後に、絶縁・接続機能に
よりリチウム極と負極を絶縁するとともに、負極と正極
とを接続し、負極から正極へリチウムイオンを移動させ
るリチウムイオン二次電池（請求項３）、負極から正極
にリチウムイオンが移動した後に、絶縁・接続機能によ
り負極と正極を絶縁するとともに、正極とリチウム極と
を接続し、正極からリチウム極へリチウムイオンを移動
させるリチウムイオン二次電池（請求項４）、絶縁・接
続機能が、温度変化により操作されるリチウムイオン二
次電池（請求項５）、正極または負極とリチウム極とが
二重極であるリチウムイオン二次電池（請求項６）をも
提供する。
【００１２】すなわち、この発明においては、正極と負
極をもつ電池に、さらに三極目としてあらかじめリチウ
ムを含んだリチウム極を配置し、このリチウム極と負極
との間で電極反応をあらかじめ行わせることにより、不
可逆容量分のリチウムイオンを負極に移動させ、初回の
充電に生じる不可逆容量を解消するものである。したが
ってこの発明においては、正極活物質にリチウム原子ま
たはリチウムイオンをもたない場合でも、リチウム電極
からリチウムイオンをあらかじめ負極に移動しておくこ
とにより、短時間の反応で安全に副作用なく、初回の充
電時における不可逆容量を解消したリチウムイオン二次
電池の提供を可能とする。
極をもつ電池に、さらに三極目としてあらかじめリチウ
ムを含んだリチウム極を配置し、このリチウム極と負極
との間で電極反応をあらかじめ行わせることにより、不
可逆容量分のリチウムイオンを負極に移動させ、初回の
充電に生じる不可逆容量を解消するものである。したが
ってこの発明においては、正極活物質にリチウム原子ま
たはリチウムイオンをもたない場合でも、リチウム電極
からリチウムイオンをあらかじめ負極に移動しておくこ
とにより、短時間の反応で安全に副作用なく、初回の充
電時における不可逆容量を解消したリチウムイオン二次
電池の提供を可能とする。
【００１３】さらに、この発明においては、初回の充電
時だけではなく、初回の放電時における不可逆容量を解
消するべく、リチウム極から負極へリチウムイオンが移
動した後に、絶縁接続機能によりリチウム極と負極を絶
縁し、負極と正極とを接続し、負極から正極へリチウム
イオンを移動させることにも特徴がある。
時だけではなく、初回の放電時における不可逆容量を解
消するべく、リチウム極から負極へリチウムイオンが移
動した後に、絶縁接続機能によりリチウム極と負極を絶
縁し、負極と正極とを接続し、負極から正極へリチウム
イオンを移動させることにも特徴がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。図面に沿って説明すると、まず、この発明
の三電極を有するリチウムイオン二次電池は、例えば図
１および図２に例示したものをひとつの態様として示す
ことができる。すなわち、この発明の三電極を有するリ
チウムイオン二次電池は、その概容として図１に例示し
たように、正極（２）端子、負極（３）端子およびリチ
ウム極（１）端子の三電極からなる端子をもつものとす
ることができる。この例のリチウムイオン二次電池で
は、封口を行う前にあらかじめ負極（３）端子とリチウ
ム極（１）端子とを接続して放電させて、リチウム極
（１）内のリチウムをイオンとして負極に移動させ、放
電終了後、封口を行うことにより不可逆容量が解消され
たものとしている。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。図面に沿って説明すると、まず、この発明
の三電極を有するリチウムイオン二次電池は、例えば図
１および図２に例示したものをひとつの態様として示す
ことができる。すなわち、この発明の三電極を有するリ
チウムイオン二次電池は、その概容として図１に例示し
たように、正極（２）端子、負極（３）端子およびリチ
ウム極（１）端子の三電極からなる端子をもつものとす
ることができる。この例のリチウムイオン二次電池で
は、封口を行う前にあらかじめ負極（３）端子とリチウ
ム極（１）端子とを接続して放電させて、リチウム極
（１）内のリチウムをイオンとして負極に移動させ、放
電終了後、封口を行うことにより不可逆容量が解消され
たものとしている。
【００１５】この発明において正極、負極、そしてリチ
ウム極の各電極間に具備するものとしての絶縁・接続機
能とは、例えば図２に示した内部構造を用いて説明する
ことができる。図２は、負極（１６）とリチウム極（２
２）とをあらかじめ接続させて、リチウムイオンをリチ
ウム極（２２）から負極（１６）に移動させた後の電池
内部状態を示したものであるが、絶縁・接続機能は、正
極取り出し極（５）を配置し、その正極取り出し極
（５）と、リチウム極端子（６）および正極端子（４）
とをスイッチングするようにして構成することができ
る。
ウム極の各電極間に具備するものとしての絶縁・接続機
能とは、例えば図２に示した内部構造を用いて説明する
ことができる。図２は、負極（１６）とリチウム極（２
２）とをあらかじめ接続させて、リチウムイオンをリチ
ウム極（２２）から負極（１６）に移動させた後の電池
内部状態を示したものであるが、絶縁・接続機能は、正
極取り出し極（５）を配置し、その正極取り出し極
（５）と、リチウム極端子（６）および正極端子（４）
とをスイッチングするようにして構成することができ
る。
【００１６】より具体的には、リチウム極端子（６）と
正極取り出し極（５）の接触を絶ち、正極端子（４）を
正極取り出し極（５）に接触させることにより、リチウ
ム極と負極を絶縁し、かつ、負極と正極とを接続し、負
極から正極へリチウムイオンを移動させることができる
ようにしている。このとき、リチウム極（２２）におい
て、リチウムイオンをすべて消費した場合、すなわち、
リチウムイオンがすべて負極に移動している場合には、
リチウム極端子（６）は、正極取り出し極（５）との接
触を絶っても絶たなくてもよく、正極端子（４）のみを
正極取り出し極（６）に接触させてもよい。
正極取り出し極（５）の接触を絶ち、正極端子（４）を
正極取り出し極（５）に接触させることにより、リチウ
ム極と負極を絶縁し、かつ、負極と正極とを接続し、負
極から正極へリチウムイオンを移動させることができる
ようにしている。このとき、リチウム極（２２）におい
て、リチウムイオンをすべて消費した場合、すなわち、
リチウムイオンがすべて負極に移動している場合には、
リチウム極端子（６）は、正極取り出し極（５）との接
触を絶っても絶たなくてもよく、正極端子（４）のみを
正極取り出し極（６）に接触させてもよい。
【００１７】このような絶縁接続機能は、温度上昇によ
り形状が変化する物質を用いることができ、それは、温
度差で物質の形状が変化するものであれば、特に限定さ
れるものではなく、例えば、形状記憶合金、形状記憶高
分子、および特定の温度で融解する物質を利用すること
ができる。このような物質の形状が変化する温度は、封
口を行うときと絶縁機能を作動させる時との温度差があ
れば、特に限定されるものではない。
り形状が変化する物質を用いることができ、それは、温
度差で物質の形状が変化するものであれば、特に限定さ
れるものではなく、例えば、形状記憶合金、形状記憶高
分子、および特定の温度で融解する物質を利用すること
ができる。このような物質の形状が変化する温度は、封
口を行うときと絶縁機能を作動させる時との温度差があ
れば、特に限定されるものではない。
【００１８】この発明においては、リチウム極（１）は
マンドリル内や底面、さらに上面に配置することがで
き、そのリチウム電極は、リチウム金属やリチウムアル
ミニウムなどのリチウム合金のような容量が大きいもの
が望ましい。さらにこの発明においては、例えば、図３
に例示したように、絶縁・接続機能として、温度操作に
より形状が変化する合金を用いたスイッチング素子
（７）を用いて、リチウム極（２２）と正極（１７）と
を絶縁または接続してもよい。
マンドリル内や底面、さらに上面に配置することがで
き、そのリチウム電極は、リチウム金属やリチウムアル
ミニウムなどのリチウム合金のような容量が大きいもの
が望ましい。さらにこの発明においては、例えば、図３
に例示したように、絶縁・接続機能として、温度操作に
より形状が変化する合金を用いたスイッチング素子
（７）を用いて、リチウム極（２２）と正極（１７）と
を絶縁または接続してもよい。
【００１９】そのスイッチング素子（７）は例えば図４
に示したものを用いることができ、形状記憶合金（１
０）が延びることにより、正極用取り出し極端子（９）
とリチウム極端子（１１）とが接続し、結果として、正
極端子（８）とリチウム極端子（１１）とが接続する構
造としてもよい。また、この発明においては、例えば図
５に例示したように、正極または負極とリチウム極とが
二重極としてもよく、電池の上部円周部および下部が、
それぞれ、正極端子（１２）、リチウム極端子（１３）
および負極端子（１４）からなるものとすることができ
る。
に示したものを用いることができ、形状記憶合金（１
０）が延びることにより、正極用取り出し極端子（９）
とリチウム極端子（１１）とが接続し、結果として、正
極端子（８）とリチウム極端子（１１）とが接続する構
造としてもよい。また、この発明においては、例えば図
５に例示したように、正極または負極とリチウム極とが
二重極としてもよく、電池の上部円周部および下部が、
それぞれ、正極端子（１２）、リチウム極端子（１３）
および負極端子（１４）からなるものとすることができ
る。
【００２０】以下実施例を示し、さらに詳しく説明す
る。
る。
【００２１】
【実施例】実施例１ この発明の三電極を有するリチウムイオン二次電池を実
際に製造し、その放電容量を測定した。まず、正極活物
質であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 に導電剤としてアセチレンブラ
ックを１０ｗｔ％と、結着剤としてポリ４フッ化エチレ
ン５ｗｔ％を加え、これをめのう乳鉢で十分に混練し
た。正極活物質４２ｍｇを含む正極合剤を錠剤成形機に
入れ、０．５トン／ｃｍ2 で加圧して直径１ｃｍの正極
ペレットとした。
際に製造し、その放電容量を測定した。まず、正極活物
質であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 に導電剤としてアセチレンブラ
ックを１０ｗｔ％と、結着剤としてポリ４フッ化エチレ
ン５ｗｔ％を加え、これをめのう乳鉢で十分に混練し
た。正極活物質４２ｍｇを含む正極合剤を錠剤成形機に
入れ、０．５トン／ｃｍ2 で加圧して直径１ｃｍの正極
ペレットとした。
【００２２】負極には天然黒鉛をもち、結着剤はＥＰＤ
Ｍを使用した。負極活物質１９ｍｇを含む負極合剤を１
８０ｋｇ／ｃｍ2 でステンレスメッシュに加圧して負極
とした。また、リチウム源を含む極にはリチウム金属を
ステンレスメッシュに押しつけたものを用いた。電解液
には、電解質としてＬｉＰＦ6 を１Ｍの濃度になるよう
に調整したエチレンカーボネートとジメチルカーボネー
トをそれぞれ体積比１：２で混合してなる溶媒を用い、
三電極式セルに接触しないように各々を配置した。
Ｍを使用した。負極活物質１９ｍｇを含む負極合剤を１
８０ｋｇ／ｃｍ2 でステンレスメッシュに加圧して負極
とした。また、リチウム源を含む極にはリチウム金属を
ステンレスメッシュに押しつけたものを用いた。電解液
には、電解質としてＬｉＰＦ6 を１Ｍの濃度になるよう
に調整したエチレンカーボネートとジメチルカーボネー
トをそれぞれ体積比１：２で混合してなる溶媒を用い、
三電極式セルに接触しないように各々を配置した。
【００２３】負極とリチウム極に電流密度０．５ｍＡ／
ｃｍ2 で両極間の電圧が０．１Ｖになるまで放電した。
その後、リチウム極と負極とは絶縁し、正極と負極との
間で充電放電させて、放電容量の変化を測定した。１サ
イクル目に１２９ｍＡＨ／ｇの完全放電容量を示した。
これは金属リチウム過剰負極を用いた放電容量と同じで
あった。
ｃｍ2 で両極間の電圧が０．１Ｖになるまで放電した。
その後、リチウム極と負極とは絶縁し、正極と負極との
間で充電放電させて、放電容量の変化を測定した。１サ
イクル目に１２９ｍＡＨ／ｇの完全放電容量を示した。
これは金属リチウム過剰負極を用いた放電容量と同じで
あった。
【００２４】一方、従来のリチウム電池を用いた比較と
して、リチウム電極を導入しなかった負極と正極とを充
電放電させた結果、放電容量は１０６ｍＡＨ／ｇであっ
た。以上のように、封口を行う前にあらかじめリチウム
極を負極に接続し放電させて、リチウム極から負極へリ
チウムイオンを移動させることにより、不可逆容量が大
幅に解消できた。実施例２ 図６に示したように、実施例１と同様に作製した正極
（１７）と負極（１６）、リチウム極（２２）、セパレ
ーター（１８）、プラスチック管（１９）、および、正
極用形状記憶合金（２１）を、外径２０ｍｍ、高さ３．
２ｍｍのコイン型セルに配置し、電解液を注入後コイン
型セルをかしめて、負極端子（１５）、正極端子（１
５）、正極端子（２０）、リチウム極端子からなる二次
電池を作製した。
して、リチウム電極を導入しなかった負極と正極とを充
電放電させた結果、放電容量は１０６ｍＡＨ／ｇであっ
た。以上のように、封口を行う前にあらかじめリチウム
極を負極に接続し放電させて、リチウム極から負極へリ
チウムイオンを移動させることにより、不可逆容量が大
幅に解消できた。実施例２ 図６に示したように、実施例１と同様に作製した正極
（１７）と負極（１６）、リチウム極（２２）、セパレ
ーター（１８）、プラスチック管（１９）、および、正
極用形状記憶合金（２１）を、外径２０ｍｍ、高さ３．
２ｍｍのコイン型セルに配置し、電解液を注入後コイン
型セルをかしめて、負極端子（１５）、正極端子（１
５）、正極端子（２０）、リチウム極端子からなる二次
電池を作製した。
【００２５】負極（１６）と正極（１７）に電流密度
０．２ｍＡ／ｃｍ2 で両極間の電圧が０．１Ｖになるま
で放電した。その後、温度を５０℃にして２０分放置し
た。その後、正極（１７）と負極（１６）の間で充電放
電をして放電容量を測定した。その結果、１サイクル目
に１２９ｍＡＨ／ｇの完全放電容量を示した。
０．２ｍＡ／ｃｍ2 で両極間の電圧が０．１Ｖになるま
で放電した。その後、温度を５０℃にして２０分放置し
た。その後、正極（１７）と負極（１６）の間で充電放
電をして放電容量を測定した。その結果、１サイクル目
に１２９ｍＡＨ／ｇの完全放電容量を示した。
【００２６】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この出願の
発明により、リチウム極から負極に電気化学的にリチウ
ムイオンを移動させることができるため、不可逆容量を
解消するリチウムイオン二次電池を可能とする。そし
て、不可逆容量が解消できるとともに負極活物質の選択
肢が広がり、さらに、リチウム源を持たない正極の使用
も可能になり、正極活物質の選択肢が広がり、リチウム
イオン二次電池の高性能化が期待できる。
発明により、リチウム極から負極に電気化学的にリチウ
ムイオンを移動させることができるため、不可逆容量を
解消するリチウムイオン二次電池を可能とする。そし
て、不可逆容量が解消できるとともに負極活物質の選択
肢が広がり、さらに、リチウム源を持たない正極の使用
も可能になり、正極活物質の選択肢が広がり、リチウム
イオン二次電池の高性能化が期待できる。
【図１】この発明の二次電池の構成を例示した外観図で
ある。
ある。
【図２】この発明における絶縁・接続機能を示した断面
図である。
図である。
【図３】スイッチング素子を用いた絶縁・接続機能を例
示した断面図である。
示した断面図である。
【図４】形状記憶合金によるスイッチング素子を例示し
た断面図である。
た断面図である。
【図５】この発明の二次電池を例示した外観図である。
【図６】この発明の実施例として、試験用のコイン型電
池を例示した断面図である。
池を例示した断面図である。
１ リチウム極 ２ 正極 ３ 負極 ４ 正極端子 ５ 正極用取り出し極 ６ リチウム極 ７ スイッチング素子 ８ 正極端子 ９ 正極用取り出し極端子 １０ 形状記憶合金 １１ リチウム極端子 １２ 正極端子 １３ リチウム源を含む端子 １４ 負極端子 １５ 負極端子 １６ 負極 １７ 正極 １８ セパレーター １９ プラスチック管 ２０ 正極端子 ２１ 正極用形状記憶合金 ２２ リチウム極 ２３ 金属リチウム用形状記憶合金
Claims (6)
- 【請求項１】 正極および負極とともにあらかじめリチ
ウムを含んだリチウム極の三電極を有し、各電極間の電
気的絶縁・接続機能を備えていることを特徴とする三電
極を有するリチウムイオン二次電池。 - 【請求項２】 封口を行う前に、あらかじめリチウム極
を負極に接続して放電させ、リチウム極から負極へリチ
ウムイオンを移動させる請求項１のリチウムイオン二次
電池。 - 【請求項３】 リチウム極から負極へリチウムイオンが
移動した後に、絶縁・接続機能によりリチウム極と負極
を絶縁するとともに、負極と正極とを接続し、負極から
正極へリチウムイオンを移動させる請求項１または２の
リチウムイオン二次電池。 - 【請求項４】 負極から正極にリチウムイオンが移動し
た後に、絶縁・接続機能により負極と正極を絶縁すると
ともに、正極とリチウム極とを接続し、正極からリチウ
ム極へリチウムイオンを移動させる請求項３のリチウム
イオン二次電池。 - 【請求項５】 絶縁・接続機能が、温度変化により操作
される請求項１ないし４のいずれかのリチウムイオン二
次電池。 - 【請求項６】 正極または負極とリチウム極とが二重極
である請求項１ないし５のいずれかのリチウムイオン二
次電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116692A JP2000306608A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 三電極を有するリチウムイオン二次電池 |
| PCT/JP2000/002629 WO2000065680A1 (fr) | 1999-04-23 | 2000-04-21 | Pile secondaire aux ions lithium possedant trois electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116692A JP2000306608A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 三電極を有するリチウムイオン二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306608A true JP2000306608A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14693503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11116692A Pending JP2000306608A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 三電極を有するリチウムイオン二次電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000306608A (ja) |
| WO (1) | WO2000065680A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1577914A1 (en) * | 2002-12-26 | 2005-09-21 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrical storage device and method for manufacturing electrical storage device |
| WO2008096834A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 予備ドープ前リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池の製造方法 |
| EP2369658A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-28 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric storage device |
| FR2995455A1 (fr) * | 2012-09-12 | 2014-03-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fonctionnement d'un accumulateur du type lithium-ion |
| CN107768743A (zh) * | 2016-08-18 | 2018-03-06 | 中信国安盟固利动力科技有限公司 | 一种锂离子电池补锂方法 |
| CN112034020A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-04 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种测定锂离子电池负极预嵌锂量的方法和装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010044008A1 (de) | 2010-11-16 | 2012-05-16 | Varta Micro Innovation Gmbh | Lithium-Ionen-Zelle mit verbessertem Alterungsverhalten |
| CN102315422B (zh) * | 2011-09-13 | 2015-09-30 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN103390764A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-11-13 | 清华大学 | 容量可恢复锂离子电池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08190934A (ja) * | 1995-01-10 | 1996-07-23 | Hitachi Ltd | 非水系二次電池および電源システム |
| JP3114651B2 (ja) * | 1997-05-14 | 2000-12-04 | 日本電気株式会社 | リチウム二次電池 |
| JPH11144736A (ja) * | 1997-11-12 | 1999-05-28 | Mitsubishi Chemical Corp | リチウムイオン電解質電池および該電池の製造方法 |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11116692A patent/JP2000306608A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-21 WO PCT/JP2000/002629 patent/WO2000065680A1/ja active Application Filing
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1577914A1 (en) * | 2002-12-26 | 2005-09-21 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrical storage device and method for manufacturing electrical storage device |
| EP1577914A4 (en) * | 2002-12-26 | 2009-05-27 | Fuji Heavy Ind Ltd | ELECTRICAL ACCUMULATOR DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| US8152865B2 (en) | 2002-12-26 | 2012-04-10 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrical storage device and manufacturing method of the same |
| WO2008096834A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 予備ドープ前リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池の製造方法 |
| JP2008192540A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Toyota Motor Corp | 予備ドープ前リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池の製造方法 |
| US8192868B2 (en) | 2007-02-07 | 2012-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium ion battery before pre-doping and lithium ion battery manufacturing method |
| EP2369658A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-28 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric storage device |
| FR2995455A1 (fr) * | 2012-09-12 | 2014-03-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fonctionnement d'un accumulateur du type lithium-ion |
| WO2014041074A1 (fr) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Procede de fonctionnement d'un accumulateur du type lithium-ion |
| CN107768743A (zh) * | 2016-08-18 | 2018-03-06 | 中信国安盟固利动力科技有限公司 | 一种锂离子电池补锂方法 |
| CN112034020A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-04 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种测定锂离子电池负极预嵌锂量的方法和装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000065680A1 (fr) | 2000-11-02 |
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