JP2000306610A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JP2000306610A JP2000306610A JP11113311A JP11331199A JP2000306610A JP 2000306610 A JP2000306610 A JP 2000306610A JP 11113311 A JP11113311 A JP 11113311A JP 11331199 A JP11331199 A JP 11331199A JP 2000306610 A JP2000306610 A JP 2000306610A
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- battery
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- secondary battery
- electrolyte secondary
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- 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
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電時の熱逸走反応を効果的に抑制し、良
好な安全性を確保でき、かつエネルギー密度が高い非水
電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明になる非水電解質二次電池はリチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる正極と、リチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる負極と、電解
質とから構成され、電池内部において、正極材と等電位
となるように電気的に接触が保たれている金属製部材に
満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸化
分解する物質が保持されていることを特徴とするもので
ある。
好な安全性を確保でき、かつエネルギー密度が高い非水
電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 本発明になる非水電解質二次電池はリチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる正極と、リチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる負極と、電解
質とから構成され、電池内部において、正極材と等電位
となるように電気的に接触が保たれている金属製部材に
満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸化
分解する物質が保持されていることを特徴とするもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過充電時の安全性
に優れ、高いエネルギー密度を有する非水電解質二次電
池に関するものである。
に優れ、高いエネルギー密度を有する非水電解質二次電
池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、民生用の携帯電話、ポータブル電
子機器や携帯情報端末などの急速な小形軽量化・多様化
に伴い、その電源である電池に対して、小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、さらに長期間くり返し充放電が実
現できる二次電池の開発が強く要求されている。なかで
も、水溶液系電解液を使用する鉛電池やニッケルカドミ
ウム電池と比較して、これらの要求を満たす二次電池と
してリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池
が最も有望であり、活発な研究がおこなわれている。
子機器や携帯情報端末などの急速な小形軽量化・多様化
に伴い、その電源である電池に対して、小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、さらに長期間くり返し充放電が実
現できる二次電池の開発が強く要求されている。なかで
も、水溶液系電解液を使用する鉛電池やニッケルカドミ
ウム電池と比較して、これらの要求を満たす二次電池と
してリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池
が最も有望であり、活発な研究がおこなわれている。
【０００３】非水電解質二次電池の正極活物質には、二
硫化チタン、五酸化バナジウムおよび三酸化モリブデン
をはじめとしてリチウムコバルト複合酸化物、リチウム
ニッケル複合酸化物およびスピネル型リチウムマンガン
酸化物等の一般式LixMO2(ただし、Mは一種以上の遷移金
属)で表される種々の化合物が検討されている。なかで
も、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複
合酸化物およびスピネル型リチウムマンガン酸化物など
は、４Ｖ(vs.Li/Li+)以上の極めて貴な電位で充放電を
おこなうため、正極として用いることで高い放電電圧を
有する電池を実現できる。
硫化チタン、五酸化バナジウムおよび三酸化モリブデン
をはじめとしてリチウムコバルト複合酸化物、リチウム
ニッケル複合酸化物およびスピネル型リチウムマンガン
酸化物等の一般式LixMO2(ただし、Mは一種以上の遷移金
属)で表される種々の化合物が検討されている。なかで
も、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複
合酸化物およびスピネル型リチウムマンガン酸化物など
は、４Ｖ(vs.Li/Li+)以上の極めて貴な電位で充放電を
おこなうため、正極として用いることで高い放電電圧を
有する電池を実現できる。
【０００４】非水電解質二次電池の負極活物質には、金
属リチウムやリチウムを含む合金をはじめとしてリチウ
ムの吸蔵・放出が可能な炭素材料などの種々のものが検
討されているが、なかでも炭素材料を使用すると、サイ
クル寿命の長い電池が得られ、かつ安全性が高いという
利点がある。
属リチウムやリチウムを含む合金をはじめとしてリチウ
ムの吸蔵・放出が可能な炭素材料などの種々のものが検
討されているが、なかでも炭素材料を使用すると、サイ
クル寿命の長い電池が得られ、かつ安全性が高いという
利点がある。
【０００５】非水電解質二次電池の電解質には、一般に
エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの
高誘電率溶媒とジメチルカーボネートやジエチルカーボ
ネートなどの低粘度溶媒との混合系溶媒にLiPF6やLiBF4
等の支持塩を溶解させた電解液が使用されている。
エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの
高誘電率溶媒とジメチルカーボネートやジエチルカーボ
ネートなどの低粘度溶媒との混合系溶媒にLiPF6やLiBF4
等の支持塩を溶解させた電解液が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような非
水電解質二次電池においては電子機器の電源回路や充電
装置が故障して過充電状態になった場合、電池内で異常
な発熱が生じ、極端な場合は電池の破損や発火に至るこ
とが懸念されるため、電池が熱暴走をおこさないように
効果的に発熱を抑制し、電池の安全性を確保することが
重要な課題になっている。
水電解質二次電池においては電子機器の電源回路や充電
装置が故障して過充電状態になった場合、電池内で異常
な発熱が生じ、極端な場合は電池の破損や発火に至るこ
とが懸念されるため、電池が熱暴走をおこさないように
効果的に発熱を抑制し、電池の安全性を確保することが
重要な課題になっている。
【０００７】過充電の防止対策としては充電器による充
電電圧の制御をおこなう方法が主流となっている。しか
し、現状では保護回路・保護素子の利用は、電池パック
の小型化・低コスト化に大きな制約を与えるため、保護
回路・保護素子なしで安全性を確保することが望まれ
る。
電電圧の制御をおこなう方法が主流となっている。しか
し、現状では保護回路・保護素子の利用は、電池パック
の小型化・低コスト化に大きな制約を与えるため、保護
回路・保護素子なしで安全性を確保することが望まれ
る。
【０００８】また、電池側の安全化策として、過充電時
に酸化分解してガスを発生し、電池内圧の上昇を引き起
こす化合物を電極合剤中に保持し、所定の内圧に達した
ときに開裂する安全弁や電流遮断機構の作用を促進する
方法もあるが、電極の合剤中にこのような化合物を保持
する電池では、保持しない電池と比較して電池のエネル
ギー密度の低下を招くことがあった。
に酸化分解してガスを発生し、電池内圧の上昇を引き起
こす化合物を電極合剤中に保持し、所定の内圧に達した
ときに開裂する安全弁や電流遮断機構の作用を促進する
方法もあるが、電極の合剤中にこのような化合物を保持
する電池では、保持しない電池と比較して電池のエネル
ギー密度の低下を招くことがあった。
【０００９】本発明は、過充電時に酸化分解してガスを
発生し、電池内圧の上昇を引き起こすような化合物を保
持した電池における上記のような問題を解決し、エネル
ギー密度が大きくかつ安全性に優れた電池を提供するこ
とを目的とする。
発生し、電池内圧の上昇を引き起こすような化合物を保
持した電池における上記のような問題を解決し、エネル
ギー密度が大きくかつ安全性に優れた電池を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を有する。
め、本発明は以下の構成を有する。
【００１１】すなわち本発明は、リチウムイオンを吸蔵
・放出する物質を含んでなる正極と、リチウムイオンを
吸蔵・放出する物質を含んでなる負極と、非水電解質と
を備えた非水電解質二次電池であって、正極材と等電位
となるように電気的に接触が保たれている電池内部の金
属製部材に満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い
電位で酸化分解する物質が保持されていることを特徴と
するものである。ここで、満充電時とは、通常の使用方
法における最大の充電量に達した状態をいい、例えば、
取り扱い説明書に記載されている充電完了の状態を言
う。
・放出する物質を含んでなる正極と、リチウムイオンを
吸蔵・放出する物質を含んでなる負極と、非水電解質と
を備えた非水電解質二次電池であって、正極材と等電位
となるように電気的に接触が保たれている電池内部の金
属製部材に満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い
電位で酸化分解する物質が保持されていることを特徴と
するものである。ここで、満充電時とは、通常の使用方
法における最大の充電量に達した状態をいい、例えば、
取り扱い説明書に記載されている充電完了の状態を言
う。
【００１２】なお、酸化分解する物質が保持される位置
は正極集電体と導通していて、電位的に酸化分解が可能
な部位であればよく正極リードに保持してもよい。ま
た、電池のケースで正極の集電をしている場合はケース
の内面に保持してもよい。
は正極集電体と導通していて、電位的に酸化分解が可能
な部位であればよく正極リードに保持してもよい。ま
た、電池のケースで正極の集電をしている場合はケース
の内面に保持してもよい。
【００１３】本発明における非水電解質二次電池の正極
はLiXMO2(ただし、Mは一種以上の遷移金属)を主体とす
る化合物を単独でまたは二種以上を混合して使用するこ
とができ、特に放電電圧の高さから遷移金属MとしてCo,
Ni,Mnからなる遷移金属を使用することが望ましい。
はLiXMO2(ただし、Mは一種以上の遷移金属)を主体とす
る化合物を単独でまたは二種以上を混合して使用するこ
とができ、特に放電電圧の高さから遷移金属MとしてCo,
Ni,Mnからなる遷移金属を使用することが望ましい。
【００１４】負極はコークス類、ガラス状炭素類、グラ
ファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊
維、あるいは金属リチウム、リチウム合金、ポリアセン
等を単独でまたは二種以上を混合して使用することがで
きるが、特に、安全性の高さから炭素質材料を用いるの
が望ましい。
ファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊
維、あるいは金属リチウム、リチウム合金、ポリアセン
等を単独でまたは二種以上を混合して使用することがで
きるが、特に、安全性の高さから炭素質材料を用いるの
が望ましい。
【００１５】非水電解質の溶媒としては、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、ビニレンカーボネート、トリフルオロプロピレン
カーボネート、γ-ブチロラクトン、2-メチル-γ-ブチ
ルラクトン、アセチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロ
ラクトン、スルホラン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジ
エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラ
ヒドロフラン、3-メチル-1,3-ジオキソラン、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、
メチルプロピルカーボネート、エチルイソプロピルカー
ボネート、ジブチルカーボネート等を単独でまたは二種
以上を混合して使用することができる。
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、ビニレンカーボネート、トリフルオロプロピレン
カーボネート、γ-ブチロラクトン、2-メチル-γ-ブチ
ルラクトン、アセチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロ
ラクトン、スルホラン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジ
エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラ
ヒドロフラン、3-メチル-1,3-ジオキソラン、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、
メチルプロピルカーボネート、エチルイソプロピルカー
ボネート、ジブチルカーボネート等を単独でまたは二種
以上を混合して使用することができる。
【００１６】非水電解質の溶質としての電解質塩は、Li
ClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF 3SO3、LiCF3CF2S
O3、LiCF3CF2CF2SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2等
を単独でまたは二種以上を混合して使用することができ
る。中でもLiPF6を用いるのが好ましい。
ClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF 3SO3、LiCF3CF2S
O3、LiCF3CF2CF2SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2等
を単独でまたは二種以上を混合して使用することができ
る。中でもLiPF6を用いるのが好ましい。
【００１７】また、上記電解質塩の代わりに又は補助的
に固体のイオン導伝性ポリマー電解質を用いることもで
きる。この場合、非水電解質二次電池の構成としては、
正極、負極およびセパレータと有機又は無機の固体電解
質と非水電解液（溶媒又は溶媒及び電解質塩）との組み
合わせ、又は正極、負極およびセパレータとしての有機
又は無機の固体電解質膜と非水電解液（溶媒又は溶媒及
び電解質塩）との組み合わせがあげられる。ポリマー電
解質膜がポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル
又はポリエチレングリコールおよびこれらの変成体など
の場合には、軽量で柔軟性があり、巻回極板に使用する
場合に有利である。さらに、電解質としてはポリマー電
解質以外にも、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電
解質と無機固体電解質との混合材料などを使用すること
ができる。
に固体のイオン導伝性ポリマー電解質を用いることもで
きる。この場合、非水電解質二次電池の構成としては、
正極、負極およびセパレータと有機又は無機の固体電解
質と非水電解液（溶媒又は溶媒及び電解質塩）との組み
合わせ、又は正極、負極およびセパレータとしての有機
又は無機の固体電解質膜と非水電解液（溶媒又は溶媒及
び電解質塩）との組み合わせがあげられる。ポリマー電
解質膜がポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル
又はポリエチレングリコールおよびこれらの変成体など
の場合には、軽量で柔軟性があり、巻回極板に使用する
場合に有利である。さらに、電解質としてはポリマー電
解質以外にも、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電
解質と無機固体電解質との混合材料などを使用すること
ができる。
【００１８】また、本発明の非水電解質二次電池はその
構成として正極、負極およびセパレータと非水電解質と
の組み合わせからなっているが、セパレータとしては、
多孔性ポリ塩化ビニル膜などの多孔性ポリマー膜やイオ
ン導伝性ポリマー電解質膜を単独または組み合わせで使
用することができる。
構成として正極、負極およびセパレータと非水電解質と
の組み合わせからなっているが、セパレータとしては、
多孔性ポリ塩化ビニル膜などの多孔性ポリマー膜やイオ
ン導伝性ポリマー電解質膜を単独または組み合わせで使
用することができる。
【００１９】さらに電池の形状としては円筒形、角形、
コイン型、ボタン型、ラミネート型などの種々の形状に
することができる。
コイン型、ボタン型、ラミネート型などの種々の形状に
することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態につ
いて詳述する。
いて詳述する。
【００２１】図１は、本実施形態の角形非水電解質二次
電池の概略断面図である。この角形非水電解質二次電池
は、アルミ集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物
質を構成要素とする正極合剤を塗布してなる正極4と、
銅集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物質を構成
要素とする負極合剤を塗布してなる負極3とがセパレー
タ5を介して巻回された扁平状電極群2と、電解質塩を含
有した非水電解液とを電池ケース6に収納してなるもの
である。電池ケース6には、安全弁8を設けた電池蓋がレ
ーザー溶接によって取り付けられ、負極端子9は負極リ
ード10を介して負極3と接続され、正極4は電池ケース6
の内壁と接触により電気的に接続されている。
電池の概略断面図である。この角形非水電解質二次電池
は、アルミ集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物
質を構成要素とする正極合剤を塗布してなる正極4と、
銅集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物質を構成
要素とする負極合剤を塗布してなる負極3とがセパレー
タ5を介して巻回された扁平状電極群2と、電解質塩を含
有した非水電解液とを電池ケース6に収納してなるもの
である。電池ケース6には、安全弁8を設けた電池蓋がレ
ーザー溶接によって取り付けられ、負極端子9は負極リ
ード10を介して負極3と接続され、正極4は電池ケース6
の内壁と接触により電気的に接続されている。
【００２２】正極合剤は、活物質のLiCoO2 90重量部
と、導電材のアセチレンブラック5重量部と、結着剤の
ポリフッ化ビニリデン5重量部とを混合し、N-メチル-2-
ピロリドンを適宜加えて分散させ、スラリーを調製し
た。このスラリーを厚さ20μmのアルミ集電体に巻回体
最外周部に相当する領域11を残して均一に塗布し、乾燥
させた後、ロールプレスで厚み180μmになるように圧縮
成型した。その後、炭酸リチウム90重量部と結着剤のポ
リフッ化ビニリデン10重量部とを混合し、N-メチル-2-
ピロリドンを適宜加えて分散させて調製したスラリーを
正極の巻回体最外周部内側全体の領域11に厚さ40μmに
なるように均一に塗布し、乾燥させ正極4を作製した。
と、導電材のアセチレンブラック5重量部と、結着剤の
ポリフッ化ビニリデン5重量部とを混合し、N-メチル-2-
ピロリドンを適宜加えて分散させ、スラリーを調製し
た。このスラリーを厚さ20μmのアルミ集電体に巻回体
最外周部に相当する領域11を残して均一に塗布し、乾燥
させた後、ロールプレスで厚み180μmになるように圧縮
成型した。その後、炭酸リチウム90重量部と結着剤のポ
リフッ化ビニリデン10重量部とを混合し、N-メチル-2-
ピロリドンを適宜加えて分散させて調製したスラリーを
正極の巻回体最外周部内側全体の領域11に厚さ40μmに
なるように均一に塗布し、乾燥させ正極4を作製した。
【００２３】負極合剤は、リチウムイオンを吸蔵放出す
る炭素材料90重量部と、ポリフッ化ビニリデン10重量部
とを混合し、N-メチル-2-ピロリドンを適宜加えて分散
させ、スラリーを調製した。このスラリーを厚さ10μm
の銅集電体に均一に塗布、乾燥させた後、ロールプレス
で厚み180μmになるように圧縮成型することにより負極
3を作製した。
る炭素材料90重量部と、ポリフッ化ビニリデン10重量部
とを混合し、N-メチル-2-ピロリドンを適宜加えて分散
させ、スラリーを調製した。このスラリーを厚さ10μm
の銅集電体に均一に塗布、乾燥させた後、ロールプレス
で厚み180μmになるように圧縮成型することにより負極
3を作製した。
【００２４】セパレータ 5には、厚さ25μmの微多孔性
ポリエチレンフィルムを用いた。非水電解質としては、
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート
(EMC)を体積比1:1の割合で混合し、電解質塩としてLiPF
6を1.0mol/l溶解した電解液を使用した。
ポリエチレンフィルムを用いた。非水電解質としては、
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート
(EMC)を体積比1:1の割合で混合し、電解質塩としてLiPF
6を1.0mol/l溶解した電解液を使用した。
【００２５】上述の構成要素および手順により、設計容
量600mAhの本発明電池（実施例1）を作製した。
量600mAhの本発明電池（実施例1）を作製した。
【００２６】また、上述の構成要素および手順において
正極の巻回体最外周部11に炭酸リチウムを塗布していな
い電池も比較例1として作製した。
正極の巻回体最外周部11に炭酸リチウムを塗布していな
い電池も比較例1として作製した。
【００２７】さらに、正極合剤中に炭酸リチウムを混合
するものとして上述の構成要素および手順において、正
極合剤は活物質のLiCoO2 87重量部と、導電材のアセチ
レンブラック5重量部と、結着剤のポリフッ化ビニリデ
ン5重量部と炭酸リチウム3重量部とを混合し、N-メチル
-2-ピロリドンを適宜加えて分散させ、スラリーを調製
した後、このスラリーを厚さ20μmのアルミ集電体に均
一に塗布し、乾燥させ、ロールプレスで厚み180μmにな
るように圧縮成型した。正極以外は上述の構成要素およ
び手順と同様な電池(比較例2)を作製した。
するものとして上述の構成要素および手順において、正
極合剤は活物質のLiCoO2 87重量部と、導電材のアセチ
レンブラック5重量部と、結着剤のポリフッ化ビニリデ
ン5重量部と炭酸リチウム3重量部とを混合し、N-メチル
-2-ピロリドンを適宜加えて分散させ、スラリーを調製
した後、このスラリーを厚さ20μmのアルミ集電体に均
一に塗布し、乾燥させ、ロールプレスで厚み180μmにな
るように圧縮成型した。正極以外は上述の構成要素およ
び手順と同様な電池(比較例2)を作製した。
【００２８】[電池試験]上記の電池（実施例１、比較例
１,2）を用い、25℃、3Cの電流で、充電終止電圧10.0V
まで過充電を行い、そのときの電池の状態を観察した。
また、上記の電池を25℃、1Cの電流で、充電終止電圧4.
1V、放電終止電圧2.50Vの条件で充放電を行い、放電容
量を求めた。これらの結果を表１に示す。
１,2）を用い、25℃、3Cの電流で、充電終止電圧10.0V
まで過充電を行い、そのときの電池の状態を観察した。
また、上記の電池を25℃、1Cの電流で、充電終止電圧4.
1V、放電終止電圧2.50Vの条件で充放電を行い、放電容
量を求めた。これらの結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１より、炭酸リチウムを含有する電池
(実施例1および比較例2)では、炭酸リチウムを含有しな
い電池(比較例1)と比較して、過充電時に高い安全性が
得られていることがわかった。この理由として、過充電
時に5.0V(Li/Li+)付近で酸化分解を引き起こす炭酸リチ
ウムの酸化分解によって過充電電流が消費され、さらに
酸化分解によって生成するCO2ガスによって、電池の内
圧が上昇し電流遮断機構の作用を促進したものと推測さ
れる。また、正極合剤中に炭酸リチウムを含有する電池
(比較例2)においては、過充電時の安全性は同等であっ
たものの放電容量は実施例1よりも低かった。したがっ
て、電極巻回体の正極集電体最外周部に過充電時に酸化
分解する物質が保持されていることが有効である。
(実施例1および比較例2)では、炭酸リチウムを含有しな
い電池(比較例1)と比較して、過充電時に高い安全性が
得られていることがわかった。この理由として、過充電
時に5.0V(Li/Li+)付近で酸化分解を引き起こす炭酸リチ
ウムの酸化分解によって過充電電流が消費され、さらに
酸化分解によって生成するCO2ガスによって、電池の内
圧が上昇し電流遮断機構の作用を促進したものと推測さ
れる。また、正極合剤中に炭酸リチウムを含有する電池
(比較例2)においては、過充電時の安全性は同等であっ
たものの放電容量は実施例1よりも低かった。したがっ
て、電極巻回体の正極集電体最外周部に過充電時に酸化
分解する物質が保持されていることが有効である。
【００３１】なお、本発明における酸化分解を引き起こ
す物質は、通常の充放電条件では酸化分解しないことが
望ましいため、満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ
高い電位で酸化分解することが好ましく、例えば本実施
例のようにリチウムコバルト複合酸化物を用いる場合に
は、4.3V(Li/Li+)以上で酸化分解する物質を用いるのが
特に好ましい。具体的には炭酸リチウム、炭酸ナトリウ
ム,炭酸カリウム,カーバメート等があげられる。中でも
炭酸リチウムが特に有効である。
す物質は、通常の充放電条件では酸化分解しないことが
望ましいため、満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ
高い電位で酸化分解することが好ましく、例えば本実施
例のようにリチウムコバルト複合酸化物を用いる場合に
は、4.3V(Li/Li+)以上で酸化分解する物質を用いるのが
特に好ましい。具体的には炭酸リチウム、炭酸ナトリウ
ム,炭酸カリウム,カーバメート等があげられる。中でも
炭酸リチウムが特に有効である。
【００３２】
【発明の効果】本発明になる非水電解質二次電池は、リ
チウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる正極と、リ
チウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる負極と、電
解質とから構成され、電池内部において、正極材と等電
位となるように電気的に接触が保たれている金属製部材
に満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸
化分解する物質が保持されていることを特徴とする。
チウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる正極と、リ
チウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる負極と、電
解質とから構成され、電池内部において、正極材と等電
位となるように電気的に接触が保たれている金属製部材
に満充電時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸
化分解する物質が保持されていることを特徴とする。
【００３３】上記物質が、過充電時に分解して過充電電
流が消費され、さらに酸化分解によって生成する分解ガ
スによって、電池の内圧が上昇し電流遮断機構の作用を
促進する。加えて、本発明では電極巻回体の正極集電体
最外周部や正極リード、電池ケースに上記物質を保持す
ることで電池内に収納できる正極活物質量を低減するこ
となく過充電時の安全性を維持し、従来の電池に比べて
高いエネルギー密度を確保することができる。
流が消費され、さらに酸化分解によって生成する分解ガ
スによって、電池の内圧が上昇し電流遮断機構の作用を
促進する。加えて、本発明では電極巻回体の正極集電体
最外周部や正極リード、電池ケースに上記物質を保持す
ることで電池内に収納できる正極活物質量を低減するこ
となく過充電時の安全性を維持し、従来の電池に比べて
高いエネルギー密度を確保することができる。
【図１】 実施形態の角形非水電解質二次電池の概略断
面図である。
面図である。
1 非水電解質二次電池 2 電極群 3 負極 4 正極 5 セパレータ 6 電池ケース 7 蓋 8 安全弁 9 負極端子 10負極リード 11炭酸リチウム塗布部(斜線部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA04 AA10 BA07 BB01 BB05 BB13 BD00 5H014 AA02 BB11 EE08 EE10 HH04 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AK19 AL06 AL07 AL12 AL16 AL18 AM02 AM03 AM04 AM06 AM07 BJ02 BJ03 BJ04 BJ14 CJ14 DJ10 EJ03 HJ18
Claims (2)
- 【請求項１】 正極材と等電位となるように電気的に接
触が保たれている電池内部の金属製部材に満充電時の正
極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸化分解する物質
が保持されていることを特徴とする非水電解質二次電
池。 - 【請求項２】 リチウムイオンを吸蔵・放出する物質を
含んでなる正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出する物
質を含んでなる負極と、非水電解質とを備えた非水電解
質二次電池において、正極材と等電位となるように電気
的に接触が保たれている電池内部の金属製部材に満充電
時の正極電位よりも０．２〜１Ｖ高い電位で酸化分解す
る物質が保持されていることを特徴とする非水電解質二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113311A JP2000306610A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113311A JP2000306610A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306610A true JP2000306610A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14609026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11113311A Pending JP2000306610A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000306610A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818352B2 (en) | 1999-03-07 | 2004-11-16 | Teijin Limited | Lithium secondary cell, separator, cell pack, and charging method |
| US6881438B2 (en) | 2000-03-07 | 2005-04-19 | Teijin Limited | Process for production of composite porous film |
| US7094497B2 (en) | 2000-03-07 | 2006-08-22 | Teijin Limited | Separator for lithium ion secondary battery |
| JP2006222077A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP2010272281A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Denso Corp | 非水電解液電池用電極及び非水電解液電池 |
| WO2019111644A1 (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113311A patent/JP2000306610A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818352B2 (en) | 1999-03-07 | 2004-11-16 | Teijin Limited | Lithium secondary cell, separator, cell pack, and charging method |
| US6881438B2 (en) | 2000-03-07 | 2005-04-19 | Teijin Limited | Process for production of composite porous film |
| US7094497B2 (en) | 2000-03-07 | 2006-08-22 | Teijin Limited | Separator for lithium ion secondary battery |
| JP2006222077A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP2010272281A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Denso Corp | 非水電解液電池用電極及び非水電解液電池 |
| WO2019111644A1 (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |