JP2001126729A - 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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- JP2001126729A JP2001126729A JP30679799A JP30679799A JP2001126729A JP 2001126729 A JP2001126729 A JP 2001126729A JP 30679799 A JP30679799 A JP 30679799A JP 30679799 A JP30679799 A JP 30679799A JP 2001126729 A JP2001126729 A JP 2001126729A
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- lithium
- electrode active
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム鉄複合酸化物を正極活物質として用
いた非水電解質二次電池において、高電圧でかつ高容量
を示す実用的な非水電解質二次電池を提供することを目
的とする。 【解決手段】 本発明は非水電解質二次電池の正極活物
質として、 組成式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を使用する。
いた非水電解質二次電池において、高電圧でかつ高容量
を示す実用的な非水電解質二次電池を提供することを目
的とする。 【解決手段】 本発明は非水電解質二次電池の正極活物
質として、 組成式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規正極活物質を
用いた非水電解質二次電池に関する。
用いた非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、普及の著しい携帯型の情報端末の
開発にともない、その電源として非水電解質二次電池、
特にリチウムイオン二次電池の研究開発が活発に行われ
ている。
開発にともない、その電源として非水電解質二次電池、
特にリチウムイオン二次電池の研究開発が活発に行われ
ている。
【０００３】この様なリチウムイオン二次電池の正極活
物質としては、主にリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏ
Ｏ２）が用いられてきた。しかし、原料のＣｏは高価で
かつ地下埋蔵量も少ないことから、これに代る材料とし
て、安価でかつ地下埋蔵量も豊富なＭｎ，Ｆｅを原料に
用いたリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ
２Ｏ４）、リチウム鉄複合酸化物（ＬｉＦｅＯ２）の研
究開発が行われている。
物質としては、主にリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏ
Ｏ２）が用いられてきた。しかし、原料のＣｏは高価で
かつ地下埋蔵量も少ないことから、これに代る材料とし
て、安価でかつ地下埋蔵量も豊富なＭｎ，Ｆｅを原料に
用いたリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ
２Ｏ４）、リチウム鉄複合酸化物（ＬｉＦｅＯ２）の研
究開発が行われている。
【０００４】しかしながら、前記ＬｉＭｎ２Ｏ４は実効
容量が低く、今後実質的な容量の向上も期待できない。
一方、前記ＬｉＦｅＯ２も作動電圧が低いとともに実質
的な容量が非常に小さいという欠点を有しており、これ
まで広く普及することがなかった。
容量が低く、今後実質的な容量の向上も期待できない。
一方、前記ＬｉＦｅＯ２も作動電圧が低いとともに実質
的な容量が非常に小さいという欠点を有しており、これ
まで広く普及することがなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、リチウム鉄複合酸化物を正極
活物質として用いた非水電解質二次電池において、高電
圧でかつ高容量を示す実用的な非水電解質二次電池を提
供することを目的とする。
に鑑みてなされたもので、リチウム鉄複合酸化物を正極
活物質として用いた非水電解質二次電池において、高電
圧でかつ高容量を示す実用的な非水電解質二次電池を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、 組成式Ｌｉ
ｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を正極活物質として含む正極
と、負極と、非水電解質とを具備したことを特徴とする
非水電解質二次電池である。
ｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を正極活物質として含む正極
と、負極と、非水電解質とを具備したことを特徴とする
非水電解質二次電池である。
【０００７】本発明においては、非水電解質二次電池の
正極活物質として特定組成のリチウム鉄複合酸化物を用
いる。前記リチウム鉄複合酸化物は、従来正極活物質と
して用いられてきたリチウム鉄複合酸化物に比べてエネ
ルギー密度が高く、電極材料として用いた場合には高電
圧化及び高容量化を実現することができる。
正極活物質として特定組成のリチウム鉄複合酸化物を用
いる。前記リチウム鉄複合酸化物は、従来正極活物質と
して用いられてきたリチウム鉄複合酸化物に比べてエネ
ルギー密度が高く、電極材料として用いた場合には高電
圧化及び高容量化を実現することができる。
【０００８】したがって本発明によれば正極活物質に安
価な鉄を原料に用いるリチウム鉄酸化物を用いた非水電
解質二次電池において、高電圧で、放電容量が大きく、
エネルギー密度の高い非水電解質二次電池を得ることが
できる。また、本発明によれば大電流放電特性に優れた
非水電解質二次電池を得ることができる。したがって本
発明に係る非水電解質二次電池は、大電流特性に優れた
二次電池が必要な用途、例えば電気自動車などに好適で
ある。
価な鉄を原料に用いるリチウム鉄酸化物を用いた非水電
解質二次電池において、高電圧で、放電容量が大きく、
エネルギー密度の高い非水電解質二次電池を得ることが
できる。また、本発明によれば大電流放電特性に優れた
非水電解質二次電池を得ることができる。したがって本
発明に係る非水電解質二次電池は、大電流特性に優れた
二次電池が必要な用途、例えば電気自動車などに好適で
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明においては、正極活物質と
して、 組成式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を用いる。
して、 組成式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を用いる。
【００１０】以下、本発明に係る正極活物質である化合
物について説明する。
物について説明する。
【００１１】組成式 ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）
４においてｘは０＜ｘ＜５である。この範囲を外れると
容量が低下する恐れがある。放電容量の向上の点から
０．５＜ｘ＜３．０の範囲がより好ましい。
４においてｘは０＜ｘ＜５である。この範囲を外れると
容量が低下する恐れがある。放電容量の向上の点から
０．５＜ｘ＜３．０の範囲がより好ましい。
【００１２】組成式 ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）
４においてｙは０＜ｙ≦０．５である。この範囲を外れ
ると放電容量が減少する。サイクル寿命の向上の点か
ら、０．０５＜ｙ＜０．３の範囲がより好ましい。
４においてｙは０＜ｙ≦０．５である。この範囲を外れ
ると放電容量が減少する。サイクル寿命の向上の点か
ら、０．０５＜ｙ＜０．３の範囲がより好ましい。
【００１３】組成式 ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）
４においてＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいず
れかの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種
類以上の元素、すなわち１価乃至６価のいずれか１種以
上の価数を有する陽イオンになり得る元素から選ばれる
少なくとも１種の元素であり、かつＦｅ以外の元素であ
る。具体的にはマグネシウム、アルミニウム、クロム、
マンガン、ニッケル、コバルト、チタン、バナジウム、
シリコン、ニオブ、ジルコニウム、ボリブデン、ボロン
などが挙げられる。しかしこれ以外の元素であってもよ
い。特に望ましくはニッケル、コバルト、マンガン、ニ
オブ、ボロンから選ばれる少なくとも１種の元素であ
り、これらを用いると電極のサイクル寿命が向上すると
いう作用効果が得られる。
４においてＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいず
れかの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種
類以上の元素、すなわち１価乃至６価のいずれか１種以
上の価数を有する陽イオンになり得る元素から選ばれる
少なくとも１種の元素であり、かつＦｅ以外の元素であ
る。具体的にはマグネシウム、アルミニウム、クロム、
マンガン、ニッケル、コバルト、チタン、バナジウム、
シリコン、ニオブ、ジルコニウム、ボリブデン、ボロン
などが挙げられる。しかしこれ以外の元素であってもよ
い。特に望ましくはニッケル、コバルト、マンガン、ニ
オブ、ボロンから選ばれる少なくとも１種の元素であ
り、これらを用いると電極のサイクル寿命が向上すると
いう作用効果が得られる。
【００１４】組成式 ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）
４において、Ｏを置換するＡはＯ以外のＯと価数の異な
る陰イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類以
上の元素である。具体的には、フッ素、窒素、リン、イ
オウなどが挙げられる。しかしこれ以外の元素であって
もよい。非水電解質二次電池のレート特性の点では特に
フッ素が望ましい。Ａ元素は添加されていても無くても
よいが、添加されていた方が電池特性上望ましい。
４において、Ｏを置換するＡはＯ以外のＯと価数の異な
る陰イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類以
上の元素である。具体的には、フッ素、窒素、リン、イ
オウなどが挙げられる。しかしこれ以外の元素であって
もよい。非水電解質二次電池のレート特性の点では特に
フッ素が望ましい。Ａ元素は添加されていても無くても
よいが、添加されていた方が電池特性上望ましい。
【００１５】本発明に係る正極活物質である化合物の合
成方法について説明する。
成方法について説明する。
【００１６】本発明に係る正極活物質である化合物を合
成するためには、少なくともリチウム原料及び鉄原料を
用いる。
成するためには、少なくともリチウム原料及び鉄原料を
用いる。
【００１７】前記リチウム原料には、一般的なリチウム
化合物、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リ
チウム等を用いることができる。なかでも、低融点で鉄
原料との反応性の高い水酸化リチウム、硝酸リチウムが
好ましい。また、前記鉄原料も一般的な鉄化合物を用い
ることができる。
化合物、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リ
チウム等を用いることができる。なかでも、低融点で鉄
原料との反応性の高い水酸化リチウム、硝酸リチウムが
好ましい。また、前記鉄原料も一般的な鉄化合物を用い
ることができる。
【００１８】合成方法も、一般的な合成方法でよい。例
えば、固体−固体反応法、含浸融液法、スプレードライ
法、噴霧熱分解法、フリーズドライ法、水熱合成法など
が挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるもので
はない。
えば、固体−固体反応法、含浸融液法、スプレードライ
法、噴霧熱分解法、フリーズドライ法、水熱合成法など
が挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるもので
はない。
【００１９】本発明に係る正極活物質である化合物を得
るにあたり、鉄の平均価数を制御するには、合成時の雰
囲気を制御して鉄の平均価数を制御する方法がある。例
えば、酸化力の異なる酸素や大気、水素、一酸化炭素、
二酸化炭素などの気体、不活性な窒素、アルゴンなどの
単体またはそれらのいくつかを適当な比率で混合した気
体を焼成炉の内部に充填することにより、鉄の平均価数
を制御することが可能である。なかでも、酸素の単体、
酸素と大気の混合気体を用いることが、製造コスト的に
望ましい。また、焼成温度を変えることにより鉄の平均
価数を制御する方法もある。さらに、原料となるリチウ
ム化合物、鉄化合物に酸化力の強い化合物と還元力の強
い化合物を用い、これらを適当な比率で混ぜる方法もあ
る。その他、鉄の一部を他の元素で置き換えることによ
り、鉄の平均価数を制御する方法などもある。 （非水電解質二次電池の構成）本発明に係る非水電解質
二次電池は、上記化合物を正極活物質とする正極と、負
極と、少なくとも前記正極及び負極間に存在せしめられ
る非水電解質とを容器に収納して構成される。前記非水
電解液二次電池においては、正極及び前記負極間に両者
を隔てるセパレータを介在させることが望ましい。
るにあたり、鉄の平均価数を制御するには、合成時の雰
囲気を制御して鉄の平均価数を制御する方法がある。例
えば、酸化力の異なる酸素や大気、水素、一酸化炭素、
二酸化炭素などの気体、不活性な窒素、アルゴンなどの
単体またはそれらのいくつかを適当な比率で混合した気
体を焼成炉の内部に充填することにより、鉄の平均価数
を制御することが可能である。なかでも、酸素の単体、
酸素と大気の混合気体を用いることが、製造コスト的に
望ましい。また、焼成温度を変えることにより鉄の平均
価数を制御する方法もある。さらに、原料となるリチウ
ム化合物、鉄化合物に酸化力の強い化合物と還元力の強
い化合物を用い、これらを適当な比率で混ぜる方法もあ
る。その他、鉄の一部を他の元素で置き換えることによ
り、鉄の平均価数を制御する方法などもある。 （非水電解質二次電池の構成）本発明に係る非水電解質
二次電池は、上記化合物を正極活物質とする正極と、負
極と、少なくとも前記正極及び負極間に存在せしめられ
る非水電解質とを容器に収納して構成される。前記非水
電解液二次電池においては、正極及び前記負極間に両者
を隔てるセパレータを介在させることが望ましい。
【００２０】以下に正極、負極、セパレータ、非水電解
質についてさらに詳細に説明する。 （正極）前記正極は、例えば前記正極活物質、導電材お
よび結着剤を混合し、集電体に圧着することにより作成
される。また、前記正極は、例えば前記正極活物質、導
電材および結着剤を適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物
を集電体に塗布、乾燥することにより作成してもよい。
質についてさらに詳細に説明する。 （正極）前記正極は、例えば前記正極活物質、導電材お
よび結着剤を混合し、集電体に圧着することにより作成
される。また、前記正極は、例えば前記正極活物質、導
電材および結着剤を適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物
を集電体に塗布、乾燥することにより作成してもよい。
【００２１】前記導電剤としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。
【００２２】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）、エチレンープロピレシーシエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）等
を用いることができる。
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）、エチレンープロピレシーシエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）等
を用いることができる。
【００２３】前記正極活物質、導電材および結着剤の配
合割合は、正極活物質８０〜９５重量％、導電材３〜２
０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが電池
特性上好ましい。
合割合は、正極活物質８０〜９５重量％、導電材３〜２
０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが電池
特性上好ましい。
【００２４】前記集電体としては、例えばアルミニウ
ム、ステンレス、ニッケル等の多孔質構造の導電性基板
かあるいは無孔の導電性基板を用いることができる。 （セパレータ）前記セパレータとしては、例えば合成樹
脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、あるいはポ
リプロピレン多孔質フィルム等を用いることができる。 （負極）本発明に係る非水電解液二次電池における負極
材料としてはリチウム金属あるいはリチウムイオンをド
ープ及び脱ドープ可能な材料が挙げられる。前記リチウ
ムイオンをドープ及び脱ドープ可能な材料としては、リ
チウムを含む合金、リチウムの酸化物、リチウムの硫化
物、リチウムの窒化物、リチウムイオンをドープ及び脱
ドープ可能な炭素材料等が挙げられる。
ム、ステンレス、ニッケル等の多孔質構造の導電性基板
かあるいは無孔の導電性基板を用いることができる。 （セパレータ）前記セパレータとしては、例えば合成樹
脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、あるいはポ
リプロピレン多孔質フィルム等を用いることができる。 （負極）本発明に係る非水電解液二次電池における負極
材料としてはリチウム金属あるいはリチウムイオンをド
ープ及び脱ドープ可能な材料が挙げられる。前記リチウ
ムイオンをドープ及び脱ドープ可能な材料としては、リ
チウムを含む合金、リチウムの酸化物、リチウムの硫化
物、リチウムの窒化物、リチウムイオンをドープ及び脱
ドープ可能な炭素材料等が挙げられる。
【００２５】負極は、例えば前記負極材料と結着剤とを
溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布
し、乾燥したものを用いることができる。
溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電体に塗布
し、乾燥したものを用いることができる。
【００２６】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）、エチレンープロピレシーシエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）等
を用いることができる。
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）、エチレンープロピレシーシエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）等
を用いることができる。
【００２７】さらに、前記負極材料、導電材および結着
剤の配合割合は、負極活物質９０〜９８重量％、、結着
剤２〜１０重量％の範囲にすることが電池特性上好まし
い。
剤の配合割合は、負極活物質９０〜９８重量％、、結着
剤２〜１０重量％の範囲にすることが電池特性上好まし
い。
【００２８】また、前記集電体としては、例えばアルミ
ニウム、ステンレス、ニッケル等の導電性基板を用いる
ことができる。 （電解質）前記非水電解質は、例えば非水溶媒にリチウ
ム塩を溶解することにより調製される非水電解液、ある
いは固体電解質が挙げられる。
ニウム、ステンレス、ニッケル等の導電性基板を用いる
ことができる。 （電解質）前記非水電解質は、例えば非水溶媒にリチウ
ム塩を溶解することにより調製される非水電解液、ある
いは固体電解質が挙げられる。
【００２９】前記非水溶媒としては、例えば、環状カー
ボネートや、鎖状カーボネート（例えば、エチレンカー
ボネート、プロピエンカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト等）、環状エーテルや鎖状エーテル（例えば、１，２
−ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフラン
等）、環状エステルや鎖状エステル（例えば、γ−ブチ
ロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクト
ン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソ
プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、
プロピオン酸プロピル等）から選ばれる単独ないし２〜
５種の混合溶媒が用いることができるが、必ずしもこれ
らに限定されるものではない。
ボネートや、鎖状カーボネート（例えば、エチレンカー
ボネート、プロピエンカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト等）、環状エーテルや鎖状エーテル（例えば、１，２
−ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフラン
等）、環状エステルや鎖状エステル（例えば、γ−ブチ
ロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクト
ン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソ
プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、
プロピオン酸プロピル等）から選ばれる単独ないし２〜
５種の混合溶媒が用いることができるが、必ずしもこれ
らに限定されるものではない。
【００３０】前記電解質としては、例えば過塩素酸リチ
ウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌｉ
ＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ
化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリプルオロメタス
ルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ ３ＳＯ３）、ビストリフル
オロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ ３
ＳＯ２）２］などのリチウム塩が挙げられる。かかる電
解質としては、これらから選ばれる１種または２〜３種
のリチウム塩を用いることができるが、これらに限定さ
れるものではない。
ウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌｉ
ＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ
化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリプルオロメタス
ルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ ３ＳＯ３）、ビストリフル
オロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ ３
ＳＯ２）２］などのリチウム塩が挙げられる。かかる電
解質としては、これらから選ばれる１種または２〜３種
のリチウム塩を用いることができるが、これらに限定さ
れるものではない。
【００３１】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．５〜２．０モル／リットルとすることが望まし
い。
は、０．５〜２．０モル／リットルとすることが望まし
い。
【００３２】また固体電解質としてはポリエチレンオキ
シド（ＰＥＯ）系電解質、ポリプロピレンオキシド（Ｐ
ＰＯ）系電解質、アクリレート系電解質、ＰＶＤＦ系電
解質等が挙げられる。
シド（ＰＥＯ）系電解質、ポリプロピレンオキシド（Ｐ
ＰＯ）系電解質、アクリレート系電解質、ＰＶＤＦ系電
解質等が挙げられる。
【００３３】
【実施例】以下、実施例を示して本発明について説明す
る。 （実施例１） （正極活物質の合成）下記に示すように固体−固体反応
により正極活物質を得た。
る。 （実施例１） （正極活物質の合成）下記に示すように固体−固体反応
により正極活物質を得た。
【００３４】原料の硝酸リチウム、酸化鉄及び酸化クロ
ムを大気中において２５０℃で２０時間加熱し、続いて
７５０℃で５０時間加熱し、その後５００℃まで３０時
間かけて冷却し、最後に室温まで徐冷した。取り出した
試料を粉砕し、さらに大気中、８００℃で７２時間加熱
した後、室温まで徐冷し、正極活物質であるリチウム鉄
複合酸化物を得た。
ムを大気中において２５０℃で２０時間加熱し、続いて
７５０℃で５０時間加熱し、その後５００℃まで３０時
間かけて冷却し、最後に室温まで徐冷した。取り出した
試料を粉砕し、さらに大気中、８００℃で７２時間加熱
した後、室温まで徐冷し、正極活物質であるリチウム鉄
複合酸化物を得た。
【００３５】上記正極活物質の組成式を表１に示す。
【表１】 （正極の作成）前記正極活物質８０重量％と、導電材で
あるアセチレンブラックを１７重量％、そして結着剤と
してテフロンを３重量％の割合で混合し、これをプレス
機でステンレス製のネットに圧着して正極を作成した。 （負極の作成）ニッケルネットにリチウム金属を圧着し
て負極を作成した。 （非水電解質二次電池の作成）容器内に前記正極及び前
記負極の間にポリプロピレン製のセパレータを介在せし
めた電極群を収納した。さらに前容器内にエチルメチル
カーボネートとエチレンカーボネートとを１：１の割合
で混合し、これにＬｉＰＦ６を１モル／リットルの割合
で溶解させた非水電解液を注入し、実施例１の電池を得
た。 （比較例１）正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を用いた以
外は、実施例１と同様にして比較例１の電池を組み立て
た。
あるアセチレンブラックを１７重量％、そして結着剤と
してテフロンを３重量％の割合で混合し、これをプレス
機でステンレス製のネットに圧着して正極を作成した。 （負極の作成）ニッケルネットにリチウム金属を圧着し
て負極を作成した。 （非水電解質二次電池の作成）容器内に前記正極及び前
記負極の間にポリプロピレン製のセパレータを介在せし
めた電極群を収納した。さらに前容器内にエチルメチル
カーボネートとエチレンカーボネートとを１：１の割合
で混合し、これにＬｉＰＦ６を１モル／リットルの割合
で溶解させた非水電解液を注入し、実施例１の電池を得
た。 （比較例１）正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を用いた以
外は、実施例１と同様にして比較例１の電池を組み立て
た。
【００３６】このようにして作成した実施例１及び比較
例１の電池を、まず２０℃で３サイクルの充放電を行い
容量の確認を行った。次に充放電を３０サイクル行っ
た。その時の充放電条件は以下の通りである。すなわ
ち、１ｍＡ／ｃｍ２で４．３ｖまで充電した後、３０分
間回路を開け、次に１ｍＡ／ｃｍ２で３．５ｖまで放電
を行い、その後３０分間回路を開け、これを１サイクル
とした。
例１の電池を、まず２０℃で３サイクルの充放電を行い
容量の確認を行った。次に充放電を３０サイクル行っ
た。その時の充放電条件は以下の通りである。すなわ
ち、１ｍＡ／ｃｍ２で４．３ｖまで充電した後、３０分
間回路を開け、次に１ｍＡ／ｃｍ２で３．５ｖまで放電
を行い、その後３０分間回路を開け、これを１サイクル
とした。
【００３７】そして３０サイクル目の電池の放電容量を
測定した結果を表１に併記する。表１に示す電池の放電
容量は比較例１の電池の放電容量を１としたときの各電
池の放電容量を示している。 （実施例２〜６、比較例２、３）実施例１に係る正極活
物質と原料および合成方法を変化させて、表１の実施例
２〜６に示す５種類の正極活物質を得た。
測定した結果を表１に併記する。表１に示す電池の放電
容量は比較例１の電池の放電容量を１としたときの各電
池の放電容量を示している。 （実施例２〜６、比較例２、３）実施例１に係る正極活
物質と原料および合成方法を変化させて、表１の実施例
２〜６に示す５種類の正極活物質を得た。
【００３８】上記５種類の正極活物質を用いた以外は、
実施例１と同様にして実施例２〜６の５種類の電池を組
み立てた。
実施例１と同様にして実施例２〜６の５種類の電池を組
み立てた。
【００３９】一方、正極活物質としてＬｉＦｅＯ２、Ｌ
ｉ２ＦｅＯ４を用いた以外は、実施例１と同様にして比
較例２、３の電池を組み立てた。
ｉ２ＦｅＯ４を用いた以外は、実施例１と同様にして比
較例２、３の電池を組み立てた。
【００４０】このようにして作成した実施例２〜６、比
較例２、３の電池について、実施例１と同様にして、３
０サイクル目の放電容量を測定した。その結果を表１に
併記する。表１に示す実施例２〜６、比較例２、３の電
池の放電容量は比較例１の電池の放電容量を１としたと
きの各電池の放電容量を示している。
較例２、３の電池について、実施例１と同様にして、３
０サイクル目の放電容量を測定した。その結果を表１に
併記する。表１に示す実施例２〜６、比較例２、３の電
池の放電容量は比較例１の電池の放電容量を１としたと
きの各電池の放電容量を示している。
【００４１】表１から明らかなように、本発明に係る正
極活物質を用いた非水電解質二次電池は、高容量を実現
することが可能であることがわかる。
極活物質を用いた非水電解質二次電池は、高容量を実現
することが可能であることがわかる。
【００４２】また、本発明に係る正極活物質を用いた非
水電解質二次電池は、前述したような充放電条件を行っ
た際に高い容量を示すことから明らかなように高電圧を
実現することが可能であることがわかる。
水電解質二次電池は、前述したような充放電条件を行っ
た際に高い容量を示すことから明らかなように高電圧を
実現することが可能であることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、正
極活物質に、安価な鉄を原料に用いるリチウム鉄複合酸
化物を用いた非水電解質二次電池において、高電圧で、
放電容量が大きく、エネルギー密度の高い非水電解質二
次電池を得ることができる。
極活物質に、安価な鉄を原料に用いるリチウム鉄複合酸
化物を用いた非水電解質二次電池において、高電圧で、
放電容量が大きく、エネルギー密度の高い非水電解質二
次電池を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA04 BB05 5H014 AA01 EE10 5H029 AJ03 AK03 AL01 AL02 AL04 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 HJ02
Claims (1)
- 【請求項１】組成式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙ（Ｏ，Ａ）４ （但し、ＭはＦｅ以外の、１価乃至６価のうちのいずれ
かの陽イオンとなる元素から選ばれる少なくとも１種類
以上の元素、ＡはＯ以外の、Ｏと価数の異なる陰イオン
となる元素から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
表し、ｘ、ｙはそれぞれ０＜ｘ＜５，０＜ｙ≦０．５で
ある。）で表される化合物を正極活物質として含む正極
と、負極と、非水電解質とを具備したことを特徴とする
非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30679799A JP2001126729A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30679799A JP2001126729A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001126729A true JP2001126729A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17961379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30679799A Pending JP2001126729A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001126729A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010153122A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Kobelco Kaken:Kk | 二次電池用正極およびこれを用いた二次電池 |
| WO2018190048A1 (ja) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | 株式会社豊田自動織機 | 正極活物質 |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30679799A patent/JP2001126729A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010153122A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Kobelco Kaken:Kk | 二次電池用正極およびこれを用いた二次電池 |
| WO2018190048A1 (ja) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | 株式会社豊田自動織機 | 正極活物質 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050127 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050905 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060307 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |