JP2001057213A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2001057213A JP2001057213A JP11230921A JP23092199A JP2001057213A JP 2001057213 A JP2001057213 A JP 2001057213A JP 11230921 A JP11230921 A JP 11230921A JP 23092199 A JP23092199 A JP 23092199A JP 2001057213 A JP2001057213 A JP 2001057213A
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- JP
- Japan
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- battery
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- Pending
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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
- 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
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続充電性を向上させる。
【解決手段】 炭素材料を含む負極活物質層を有する負
極と、正極活物質層を有する正極と、非水電解液とを備
え、正極活物質層は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳ
ｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合物を含有す
る。
極と、正極活物質層を有する正極と、非水電解液とを備
え、正極活物質層は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳ
ｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合物を含有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液電池に
関し、特に、連続充電特性を向上させた非水電解液電池
に関する。
関し、特に、連続充電特性を向上させた非水電解液電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ一体型ビデオテープレコー
ダ、携帯電話、携帯用コンピュータ等のポータブル電子
機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そ
してこれらの電子機器のポータブル電源となる電池、特
に二次電池について、エネルギー密度を向上させるため
の研究がなされている。二次電池の中でもリチウムイオ
ン電池は、従来の水溶液系電解液を用いた二次電池であ
る鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエ
ネルギー密度が得られるため、期待が大きく、研究開発
が活発に進められており、また、市場も拡大している。
ダ、携帯電話、携帯用コンピュータ等のポータブル電子
機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そ
してこれらの電子機器のポータブル電源となる電池、特
に二次電池について、エネルギー密度を向上させるため
の研究がなされている。二次電池の中でもリチウムイオ
ン電池は、従来の水溶液系電解液を用いた二次電池であ
る鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエ
ネルギー密度が得られるため、期待が大きく、研究開発
が活発に進められており、また、市場も拡大している。
【０００３】市場拡大に伴い、電池の使用条件は多岐に
わたる。この中で、ノート型パーソナルコンピュータ用
電池はコンピュータを携帯せずに使用する場合、充電状
態におかれる時間が長く、このために電池の連続充電耐
性に対する要求も高くなってきている。
わたる。この中で、ノート型パーソナルコンピュータ用
電池はコンピュータを携帯せずに使用する場合、充電状
態におかれる時間が長く、このために電池の連続充電耐
性に対する要求も高くなってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平１０
−１１６６１７号公報、特開平１０−８３８１５号公
報、特開平８−２５５６３０号公報、特開平８−２７９
３６６号公報、特開平８−２２７７０９号公報等にはリ
チウムマンガン正極系に対する連続充電特性の改良に関
する技術が開示されているが、これらは特定の物性を有
するマンガン酸化物に関するもので汎用性に欠ける側面
がある。また、特開平９−１１５５４６号公報では炭酸
プロピレンを電解液に添加することが開示されている
が、黒鉛を負極とする場合には、炭酸プロピレンとＬｉ
をインターカレートした黒鉛が反応する場合があること
が広く知られており、サイクル特性や保存特性に対して
の懸念が生じる。このように連続充電性に対する改良技
術は十分ではなかったため、新技術が強く求められてい
た。
−１１６６１７号公報、特開平１０−８３８１５号公
報、特開平８−２５５６３０号公報、特開平８−２７９
３６６号公報、特開平８−２２７７０９号公報等にはリ
チウムマンガン正極系に対する連続充電特性の改良に関
する技術が開示されているが、これらは特定の物性を有
するマンガン酸化物に関するもので汎用性に欠ける側面
がある。また、特開平９−１１５５４６号公報では炭酸
プロピレンを電解液に添加することが開示されている
が、黒鉛を負極とする場合には、炭酸プロピレンとＬｉ
をインターカレートした黒鉛が反応する場合があること
が広く知られており、サイクル特性や保存特性に対して
の懸念が生じる。このように連続充電性に対する改良技
術は十分ではなかったため、新技術が強く求められてい
た。
【０００５】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、連続充電性を向上した非水電解
液電池を提供することを目的とする。
提案されたものであり、連続充電性を向上した非水電解
液電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
は、炭素材料を含む負極活物質層を有する負極と、上記
負極と対向して配され、正極活物質層を有する正極と、
上記負極と上記正極との間に介在される非水電解液とを
備え、上記正極活物質層は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、
ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合物を
含有することを特徴とする。
は、炭素材料を含む負極活物質層を有する負極と、上記
負極と対向して配され、正極活物質層を有する正極と、
上記負極と上記正極との間に介在される非水電解液とを
備え、上記正極活物質層は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、
ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合物を
含有することを特徴とする。
【０００７】上述したような本発明に係る非水電解液電
池では、上記正極活物質層中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式
中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合
物が含有されているので、正極活物質成分の電解液中へ
の溶出が抑制され、連続充電特性が向上する。
池では、上記正極活物質層中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式
中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合
物が含有されているので、正極活物質成分の電解液中へ
の溶出が抑制され、連続充電特性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は、本発明の非水電解液電池の一構成
例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フ
ィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレ
ータ４を介して密着状態で巻回された巻層体が、電池缶
５の内部に装填されてなる。
例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フ
ィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレ
ータ４を介して密着状態で巻回された巻層体が、電池缶
５の内部に装填されてなる。
【００１０】上記正極２は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属
箔が用いられる。
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属
箔が用いられる。
【００１１】正極活物質には、目的とする電池の種類に
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。
【００１２】例えば、リチウム一次電池を構成する場
合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、黒鉛、Ｆ
ｅＳ2等を使用することができる。また、リチウム二次
電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、
ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等の金属硫化物あるいは酸
化物を使用することができる。また、ＬｉＭxＯ2（式中
Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態
によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下であ
る。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉｙＣｏ1-yＯ2（式中、０＜
ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
２には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用し
てもよい。
合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、黒鉛、Ｆ
ｅＳ2等を使用することができる。また、リチウム二次
電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、
ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等の金属硫化物あるいは酸
化物を使用することができる。また、ＬｉＭxＯ2（式中
Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態
によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下であ
る。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉｙＣｏ1-yＯ2（式中、０＜
ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
２には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用し
てもよい。
【００１３】ここで、本発明にかかる非水電解液電池で
は、正極合剤中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物
を含有している。式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅのいず
れかであるが、Ｓｉであることが好ましい。一般式Ｌｉ
2ＭＯ3で表される化合物を正極合剤中に含有させること
で、非水電解液電池１の連続充電特性が向上する。
は、正極合剤中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物
を含有している。式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅのいず
れかであるが、Ｓｉであることが好ましい。一般式Ｌｉ
2ＭＯ3で表される化合物を正極合剤中に含有させること
で、非水電解液電池１の連続充電特性が向上する。
【００１４】この理由としては、上記化合物が電解液中
に含まれる酸性成分と何らかの反応をすることにより、
正極中の遷移金属成分が電解液中に溶出することを抑制
しているためと考えられる。
に含まれる酸性成分と何らかの反応をすることにより、
正極中の遷移金属成分が電解液中に溶出することを抑制
しているためと考えられる。
【００１５】そして、この非水電解液電池１は、上記化
合物を正極合剤中に２重量％以上、２０重量％以下の範
囲で含有することが好ましい。上記化合物の含有量が２
重量％よりも少ないと、連続充電特性を向上させる効果
が十分に得られない。また、上記化合物の含有量が２０
重量％を越えると、却って電池容量を低下させてしま
う。従って、上記化合物の含有量を２重量％以上、２０
重量％以下の範囲とすることで、電池容量を低下させる
ことなく連続充電特性を向上させることができる。さら
に、より好ましい上記化合物の含有量は、正極合剤中に
２重量％以上、１０重量％以下の範囲である。
合物を正極合剤中に２重量％以上、２０重量％以下の範
囲で含有することが好ましい。上記化合物の含有量が２
重量％よりも少ないと、連続充電特性を向上させる効果
が十分に得られない。また、上記化合物の含有量が２０
重量％を越えると、却って電池容量を低下させてしま
う。従って、上記化合物の含有量を２重量％以上、２０
重量％以下の範囲とすることで、電池容量を低下させる
ことなく連続充電特性を向上させることができる。さら
に、より好ましい上記化合物の含有量は、正極合剤中に
２重量％以上、１０重量％以下の範囲である。
【００１６】また、上記化合物の粒径としては特に限定
されないが、０．１μｍ以上、５０μｍ以下の範囲であ
ることが好ましい。さらに、より好ましい粒径として
は、０．２μｍ以上、２０μｍ以下の範囲である。
されないが、０．１μｍ以上、５０μｍ以下の範囲であ
ることが好ましい。さらに、より好ましい粒径として
は、０．２μｍ以上、２０μｍ以下の範囲である。
【００１７】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知
の添加剤を添加することができる。
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知
の添加剤を添加することができる。
【００１８】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
【００１９】負極材料としては、リチウムをドープ、脱
ドープできる、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラファ
イト系材料等の炭素材料が使用される。具体的には、熱
分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭
素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等
の炭素材料を使用することができる。上記コークス類に
は、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス
等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素
化したものを示す。
ドープできる、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラファ
イト系材料等の炭素材料が使用される。具体的には、熱
分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭
素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等
の炭素材料を使用することができる。上記コークス類に
は、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス
等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素
化したものを示す。
【００２０】また、上記負極合剤の結着剤としては、通
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公
知の添加剤等を添加することができる。
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公
知の添加剤等を添加することができる。
【００２１】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。
て調製される。
【００２２】電解質としては、通常、電池電解液に用い
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣ
ｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等の
リチウム塩を挙げることができる。その中でも特にＬｉ
ＰＦ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣ
ｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等の
リチウム塩を挙げることができる。その中でも特にＬｉ
ＰＦ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
【００２３】このような電解質は、非水溶媒中に０．１
ｍｏｌ／ｌ〜５．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されている
ことが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／ｌ
〜３．０ｍｏｌ／ｌである。
ｍｏｌ／ｌ〜５．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されている
ことが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／ｌ
〜３．０ｍｏｌ／ｌである。
【００２４】また、非水溶媒としては、従来より非水電
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく、複数種を混合して使用
してもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、
炭酸エステルを用いることが好ましい。
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく、複数種を混合して使用
してもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、
炭酸エステルを用いることが好ましい。
【００２５】上述したような構成の非水電解液電池１
は、正極合剤中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物
を含有しているので、正極活物質成分の電解液中への溶
出が抑えられて、連続充電特性に優れたものとなる。
は、正極合剤中に、一般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物
を含有しているので、正極活物質成分の電解液中への溶
出が抑えられて、連続充電特性に優れたものとなる。
【００２６】そして、このような非水電解液電池１は、
つぎのようにして製造される。
つぎのようにして製造される。
【００２７】正極２は、正極活物質と結着剤とを含有す
る正極合剤を、正極集電体となる例えばアルミニウム箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形
成することにより作製される。ここで、この正極合剤に
は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅ
である。）で表される化合物が添加されている。上記正
極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることが
できるほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加する
ことができる。
る正極合剤を、正極集電体となる例えばアルミニウム箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形
成することにより作製される。ここで、この正極合剤に
は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅ
である。）で表される化合物が添加されている。上記正
極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることが
できるほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加する
ことができる。
【００２８】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、負極集電体となる例えば銅箔等の金属箔
上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成すること
により作製される。上記負極合剤の結着剤としては、公
知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に
公知の添加剤等を添加することができる。
る負極合剤を、負極集電体となる例えば銅箔等の金属箔
上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成すること
により作製される。上記負極合剤の結着剤としては、公
知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に
公知の添加剤等を添加することができる。
【００２９】以上のようにして得られる正極２と、負極
３とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなる
セパレータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体が構成される。
３とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなる
セパレータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体が構成される。
【００３０】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに巻層
体を収納する。そして負極の集電をとるために、例えば
ニッケルからなる負極リード７の一端を負極３に圧着さ
せ、他端を電池缶５に溶接する。これにより、電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。また、正極２の集電をとるために、例
えばアルミニウムからなる正極リード８の一端を正極２
に取り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１
０と電気的に接続する。この電流遮断用薄板９は、電池
内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、
電池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解
液電池１の外部正極となる。
鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに巻層
体を収納する。そして負極の集電をとるために、例えば
ニッケルからなる負極リード７の一端を負極３に圧着さ
せ、他端を電池缶５に溶接する。これにより、電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。また、正極２の集電をとるために、例
えばアルミニウムからなる正極リード８の一端を正極２
に取り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１
０と電気的に接続する。この電流遮断用薄板９は、電池
内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、
電池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解
液電池１の外部正極となる。
【００３１】次に、この電池缶５の中に非水電解液を注
入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解さ
せて調製される。
入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解さ
せて調製される。
【００３２】次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガ
スケット１１を介して電池缶５をかしめることにより電
池蓋１０が固定されて円筒型の非水電解液電池１が作製
される。
スケット１１を介して電池缶５をかしめることにより電
池蓋１０が固定されて円筒型の非水電解液電池１が作製
される。
【００３３】なお、この非水電解液電池１においては、
図１に示すように、負極リード７及び正極リード８に接
続するセンターピン１２が設けられているとともに、電
池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気
体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温度上昇
を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられている。
図１に示すように、負極リード７及び正極リード８に接
続するセンターピン１２が設けられているとともに、電
池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気
体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温度上昇
を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられている。
【００３４】上述した実施の形態では、二次電池を例に
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、一次電池についても適用可能である。また、本発
明の電池は、円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、そ
の形状については特に限定されることはなく、また、薄
型、大型等の種々の大きさにすることができる。
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、一次電池についても適用可能である。また、本発
明の電池は、円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、そ
の形状については特に限定されることはなく、また、薄
型、大型等の種々の大きさにすることができる。
【００３５】
【実施例】まず、つぎのようにしてＬｉ2ＳｎＯ3とＬｉ
2ＳｉＯ3とを合成した。
2ＳｉＯ3とを合成した。
【００３６】Ｌｉ2ＳｎＯ3の合成 まず、Ｌｉ2ＣＯ3を７３．８８ｇと、ＳｎＯ2を１５
０．７ｇとを混合して、空気中４００℃で２時間焼成し
た後、室温まで冷却した。次に、得られた焼成物を粉砕
し、さらに空気中８５０℃で８時間焼成した後、室温ま
で冷却した。得られた白色粉末についてＸ線回折解析を
行ったところ、得られたピークについて、ＪＣＰＤＳカ
ード３１−７６１とほぼ一致していた。
０．７ｇとを混合して、空気中４００℃で２時間焼成し
た後、室温まで冷却した。次に、得られた焼成物を粉砕
し、さらに空気中８５０℃で８時間焼成した後、室温ま
で冷却した。得られた白色粉末についてＸ線回折解析を
行ったところ、得られたピークについて、ＪＣＰＤＳカ
ード３１−７６１とほぼ一致していた。
【００３７】Ｌｉ2ＳｉＯ3の合成 まず、Ｌｉ2ＣＯ3を７３．８８ｇと、ＳｉＯ2を４０．
０ｇとを混合して、空気中４００℃で２時間焼成した
後、室温まで冷却した。次に、得られた焼成物を粉砕
し、さらに空気中８５０℃で８時間焼成した後、室温ま
で冷却した。得られた白色粉末についてＸ線回折解析を
行ったところ、得られたピークについて、ＪＣＰＤＳカ
ード２９−８２８とほぼ一致していた。
０ｇとを混合して、空気中４００℃で２時間焼成した
後、室温まで冷却した。次に、得られた焼成物を粉砕
し、さらに空気中８５０℃で８時間焼成した後、室温ま
で冷却した。得られた白色粉末についてＸ線回折解析を
行ったところ、得られたピークについて、ＪＣＰＤＳカ
ード２９−８２８とほぼ一致していた。
【００３８】そして、得られた化合物を用いて、上述し
たような非水電解液電池を作製し、その特性を評価し
た。
たような非水電解液電池を作製し、その特性を評価し
た。
【００３９】〈実施例１〉まず、負極を以下のようにし
て作製した。
て作製した。
【００４０】まず、負極活物質として針状黒鉛粉末を９
６重量部と、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴムを
３重量部と、カルボキシメチルセルロースを１重量部と
を混合して負極合剤を調製した。
６重量部と、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴムを
３重量部と、カルボキシメチルセルロースを１重量部と
を混合して負極合剤を調製した。
【００４１】次に、この負極合剤を水に分散させてスラ
リー状とした。そして、このスラリーを負極集電体とな
る厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両面に均一に塗布、乾燥
して負極活物質層を形成した後、ロールプレス機で圧縮
成型し、負極を作製した。
リー状とした。そして、このスラリーを負極集電体とな
る厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両面に均一に塗布、乾燥
して負極活物質層を形成した後、ロールプレス機で圧縮
成型し、負極を作製した。
【００４２】次に、正極を以下のようにして作製した。
【００４３】まず、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2を８
９重量部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量部と、Ｌｉ
2ＳｎＯ3を２重量部とを混合して正極合剤を調製した。
９重量部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量部と、Ｌｉ
2ＳｎＯ3を２重量部とを混合して正極合剤を調製した。
【００４４】次に、この正極合剤を、Ｎ−メチル−２−
ピロリドンに分散させてスラリーとした。そして、この
スラリーを正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウ
ム箔の両面に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成
した後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極
を作製した。
ピロリドンに分散させてスラリーとした。そして、この
スラリーを正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウ
ム箔の両面に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成
した後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極
を作製した。
【００４５】以上のようにして得られる正極と、負極と
を、厚さ２５μｍの微孔性ポリエチレンフィルムからな
るセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体を作製した。
を、厚さ２５μｍの微孔性ポリエチレンフィルムからな
るセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体を作製した。
【００４６】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻層体を
収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製
の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に
溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウ
ム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流
遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電
流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するもの
である。
鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻層体を
収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製
の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に
溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウ
ム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流
遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電
流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するもの
である。
【００４７】そして、この電池缶の中に非水電解液を注
入した。この非水電解液は、炭酸エチレンを４０容量％
と、炭酸メチルエチルを６０容量％との混合溶媒中に、
電解質ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させ
て調製した。
入した。この非水電解液は、炭酸エチレンを４０容量％
と、炭酸メチルエチルを６０容量％との混合溶媒中に、
電解質ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させ
て調製した。
【００４８】最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋
を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６５ｍｍの円
筒型の非水電解液電池を作製した。
ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋
を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６５ｍｍの円
筒型の非水電解液電池を作製した。
【００４９】〈実施例２〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を５重量部と
したこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池
を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を５重量部と
したこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池
を作製した。
【００５０】〈実施例３〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を８１重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を１０重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を８１重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を１０重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
【００５１】〈実施例４〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を７１重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２０重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を７１重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２０重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
【００５２】〈実施例５〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を６６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２５重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を６６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２５重量部
としたこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電
池を作製した。
【００５３】〈実施例６〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｉＯ3を５重量部と
したこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池
を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｉＯ3を５重量部と
したこと以外は、実施例１と同様にして非水電解液電池
を作製した。
【００５４】〈実施例７〉正極合剤を調製する際に、そ
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２．５重量
部と、Ｌｉ2ＳｉＯ3を２．５重量部としたこと以外は、
実施例１と同様にして非水電解液電池を作製した。
の組成をＬｉＣｏＯ2を８６重量部と、導電剤を６重量
部と、結着剤を３重量部と、Ｌｉ2ＳｎＯ3を２．５重量
部と、Ｌｉ2ＳｉＯ3を２．５重量部としたこと以外は、
実施例１と同様にして非水電解液電池を作製した。
【００５５】〈比較例〉正極合剤を調製する際に、その
組成をＬｉＣｏＯ2を９１重量部と、導電剤を６重量部
と、結着剤を３重量部としたこと以外は、実施例１と同
様にして非水電解液電池を作製した。
組成をＬｉＣｏＯ2を９１重量部と、導電剤を６重量部
と、結着剤を３重量部としたこと以外は、実施例１と同
様にして非水電解液電池を作製した。
【００５６】以上のようにして作製された各非水電解液
電池について、初期放電容量、連続充電特性を評価し
た。
電池について、初期放電容量、連続充電特性を評価し
た。
【００５７】初期放電容量としては、２３℃の条件下
で、各非水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧充電
を上限４．２Ｖまで３時間行い、次に７００ｍＡの定電
流放電を終止電圧２．５Ｖまで行うことにより決定し
た。
で、各非水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧充電
を上限４．２Ｖまで３時間行い、次に７００ｍＡの定電
流放電を終止電圧２．５Ｖまで行うことにより決定し
た。
【００５８】また、連続充電特性としては、４５℃の条
件下で、各非水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧
充電を上限４．２Ｖで行い、充電電流が２０ｍＡに上昇
するまでの時間（時間）を測定した。
件下で、各非水電解液電池に対して１Ａの定電流定電圧
充電を上限４．２Ｖで行い、充電電流が２０ｍＡに上昇
するまでの時間（時間）を測定した。
【００５９】各非水電解液電池について、初期放電容
量、連続充電特性の評価結果を、化合物の含有量と併せ
て表１に示す。
量、連続充電特性の評価結果を、化合物の含有量と併せ
て表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】表１から明らかなように、正極合剤中に一
般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物を含有させた実施例１
〜実施例７の電池は、正極合剤中に上記化合物を含有さ
せなかった比較例の電池に比べて、初期放電容量が大き
く、連続充電の可能時間も長く非常に優れた結果となっ
た。
般式Ｌｉ2ＭＯ3で表される化合物を含有させた実施例１
〜実施例７の電池は、正極合剤中に上記化合物を含有さ
せなかった比較例の電池に比べて、初期放電容量が大き
く、連続充電の可能時間も長く非常に優れた結果となっ
た。
【００６２】特に、その効果は、上記化合物の含有量
が、正極合剤中に２重量％以上、２０重量％以下の範囲
において顕著であることがわかった。上記化合物の含有
量が、正極合剤中に２重量％よりも少ないと本発明の効
果が十分に得られず、また、上記化合物の含有量が、正
極合剤中に２０重量％を越えると、容量低下が大きくな
ってしまった。
が、正極合剤中に２重量％以上、２０重量％以下の範囲
において顕著であることがわかった。上記化合物の含有
量が、正極合剤中に２重量％よりも少ないと本発明の効
果が十分に得られず、また、上記化合物の含有量が、正
極合剤中に２０重量％を越えると、容量低下が大きくな
ってしまった。
【００６３】さらに、上記化合物の含有量が、正極合剤
中に２重量％以上、１０重量％以下の範囲のときに、特
に良好な結果が得られることが確認された。
中に２重量％以上、１０重量％以下の範囲のときに、特
に良好な結果が得られることが確認された。
【００６４】
【発明の効果】本発明では、正極活物質層中に、一般式
Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）
で表される化合物を含有させることで、正極活物質成分
の電解液中への溶出を抑制することができる。従って、
本発明では、連続充電特性を向上させた非水電解液電池
を実現することができる。
Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）
で表される化合物を含有させることで、正極活物質成分
の電解液中への溶出を抑制することができる。従って、
本発明では、連続充電特性を向上させた非水電解液電池
を実現することができる。
【図１】本発明の非水電解液電池の一構成例を示す縦断
面図である。
面図である。
１ 非水電解液電池、 ２ 正極、 ３ 負極、 ４
セパレータ、 ５ 電池缶、 １０ 電池蓋
セパレータ、 ５ 電池缶、 １０ 電池蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福嶋 弦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 富田 尚 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA04 BB05 BD00 BD04 5H014 AA01 EE10 HH01 5H024 AA02 CC02 CC12 DD14 HH00 HH01 5H029 AJ05 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ17 HJ01 HJ02
Claims (4)
- 【請求項１】 炭素材料を含む負極活物質層を有する負
極と、 上記負極と対向して配され、正極活物質層を有する正極
と、 上記負極と上記正極との間に介在される非水電解液とを
備え、 上記正極活物質層は、一般式Ｌｉ2ＭＯ3（式中、ＭはＳ
ｎ、Ｓｉ又はＧｅである。）で表される化合物を含有す
ることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 上記正極活物質層は、上記化合物を２重
量％以上、２０重量％以下の範囲で含有することを特徴
とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】 上記正極活物質層は、上記化合物を２重
量％以上、１０重量％以下の範囲で含有することを特徴
とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】 上記正極活物質層は、リチウムと遷移金
属との複合酸化物を含有することを特徴とする請求項１
記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230921A JP2001057213A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230921A JP2001057213A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001057213A true JP2001057213A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16915380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11230921A Pending JP2001057213A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001057213A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016192311A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社デンソー | 固体電解質材料及びリチウム電池 |
| US9960425B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-05-01 | Denso Corporation | Positive electrode material, positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6093757A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-05-25 | エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド | 二酸化マンガン含有非水性電池用の炭酸マンガン添加剤 |
| JPS60501730A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-10-11 | エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド | 非水性電池 |
| JPS628452A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-16 | ユニオン、カ−バイド、コ−ポレ−シヨン | リチウムカチオン伝導性ガラス質固状電解質 |
| JPH05151995A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPH07153495A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Haibaru:Kk | 二次電池 |
| JPH07312219A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池と充電法 |
| WO1998026469A1 (en) * | 1996-12-09 | 1998-06-18 | Valence Technology, Inc. | Stabilized electrochemical cell |
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| JPH11339797A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液２次電池 |
-
1999
- 1999-08-17 JP JP11230921A patent/JP2001057213A/ja active Pending
Patent Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60501730A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-10-11 | エバレディ−、バッテリ−、カンパニ−、インコ−ポレ−テッド | 非水性電池 |
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| US9960425B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-05-01 | Denso Corporation | Positive electrode material, positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
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