JP2001229915A - 電極活物質及びその製造方法 - Google Patents
電極活物質及びその製造方法Info
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- JP2001229915A JP2001229915A JP2000034839A JP2000034839A JP2001229915A JP 2001229915 A JP2001229915 A JP 2001229915A JP 2000034839 A JP2000034839 A JP 2000034839A JP 2000034839 A JP2000034839 A JP 2000034839A JP 2001229915 A JP2001229915 A JP 2001229915A
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- precursor
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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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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性が高く、２次電池のサイクル特性を向
上できる電極活物質の製造方法を提供する。 【解決手段】 第１の活物質先駆体と第２の活物質先駆
体と金属繊維とを混合し、この混合物をエタノール中で
湿式撹拌した後乾燥しペレット化して、大気中で１００
０℃の温度で２４時間焼成する。これにより、二次粒子
中に金属繊維が保持された状態の電極活物質を得ること
ができる。
上できる電極活物質の製造方法を提供する。 【解決手段】 第１の活物質先駆体と第２の活物質先駆
体と金属繊維とを混合し、この混合物をエタノール中で
湿式撹拌した後乾燥しペレット化して、大気中で１００
０℃の温度で２４時間焼成する。これにより、二次粒子
中に金属繊維が保持された状態の電極活物質を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池に使用される電
極活物質の製造方法の改良に関する。
極活物質の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、リチウムイオン二次電池等の
電極活物質には、アルカリ金属化合物等が使用されてい
た。このようなアルカリ金属化合物に導電化材を混合
し、これに結着剤を添加して電極として成形する。
電極活物質には、アルカリ金属化合物等が使用されてい
た。このようなアルカリ金属化合物に導電化材を混合
し、これに結着剤を添加して電極として成形する。
【０００３】たとえば、特開平３−２６３７６９号公報
には、この導電化材として繊維状物質を使用する例が開
示されている。
には、この導電化材として繊維状物質を使用する例が開
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
極活物質の製造方法においては、アルカリ金属化合物と
繊維状物質と電解質との混合物に結着剤を添加して成形
しているが、アルカリ金属化合物と繊維状物質との比重
が大きく異なるので、電極内における繊維状物質の分散
性が悪くなる。このため、電極の導電性の向上が不十分
となり、電池のサイクル特性を十分向上できないという
問題があった。
極活物質の製造方法においては、アルカリ金属化合物と
繊維状物質と電解質との混合物に結着剤を添加して成形
しているが、アルカリ金属化合物と繊維状物質との比重
が大きく異なるので、電極内における繊維状物質の分散
性が悪くなる。このため、電極の導電性の向上が不十分
となり、電池のサイクル特性を十分向上できないという
問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、導電性が高く、２次電池のサ
イクル特性を向上できる電極活物質の製造方法を提供す
ることにある。
ものであり、その目的は、導電性が高く、２次電池のサ
イクル特性を向上できる電極活物質の製造方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電極活物質の製造方法であって、第１の
活物質先駆体と第２の活物質先駆体と繊維状導電体とを
混合し、この混合物を熱処理することにより第１の活物
質先駆体と第２の活物質先駆体とを化合させることを特
徴とする。
に、本発明は、電極活物質の製造方法であって、第１の
活物質先駆体と第２の活物質先駆体と繊維状導電体とを
混合し、この混合物を熱処理することにより第１の活物
質先駆体と第２の活物質先駆体とを化合させることを特
徴とする。
【０００７】また、上記電極活物質の製造方法におい
て、繊維状導電体は金属繊維であることを特徴とする。
て、繊維状導電体は金属繊維であることを特徴とする。
【０００８】また、上記電極活物質の製造方法におい
て、製造される電極活物質は負極活物質として使用され
るＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12であることを特徴とする。
て、製造される電極活物質は負極活物質として使用され
るＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について説明する。
実施形態という）について説明する。
【００１０】本発明者らは、電池の内部抵抗を低下さ
せ、サイクル特性を向上させるために、電極活物質の二
次粒子中に金属繊維を保持させることが有効であること
を見いだした。従来のように、電極活物質を製造する際
に、金属化合物と導電化材である繊維状物質とを混合
し、これを結着剤で固めて成形するものに比べ、繊維状
導電体である金属繊維を活物質である金属化合物の二次
粒子中に保持させれば、比重差による金属繊維の分散性
の悪化を防止することができる。このため、本発明の製
造方法に係る電極活物質では、金属繊維を均一に分散で
き、金属繊維による導電効果を十分に発揮させることが
できる。
せ、サイクル特性を向上させるために、電極活物質の二
次粒子中に金属繊維を保持させることが有効であること
を見いだした。従来のように、電極活物質を製造する際
に、金属化合物と導電化材である繊維状物質とを混合
し、これを結着剤で固めて成形するものに比べ、繊維状
導電体である金属繊維を活物質である金属化合物の二次
粒子中に保持させれば、比重差による金属繊維の分散性
の悪化を防止することができる。このため、本発明の製
造方法に係る電極活物質では、金属繊維を均一に分散で
き、金属繊維による導電効果を十分に発揮させることが
できる。
【００１１】このような本発明に係る電極活物質の製造
方法は、以下の各工程により実施される。すなわち、ま
ず第１の活物質先駆体と第２の活物質先駆体と繊維状導
電体である金属繊維とを混合して混合物を作る。この場
合、第１の活物質先駆体としては、リチウム化合物、た
とえばＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ2ＣＯ3等があ
る。また、第２の活物質先駆体としては、チタン化合
物、たとえばＴｉＯ2等がある。ただし、第１、第２の
活物質先駆体はこれらに限られるものではなく、活物質
の合成原料であればよい。
方法は、以下の各工程により実施される。すなわち、ま
ず第１の活物質先駆体と第２の活物質先駆体と繊維状導
電体である金属繊維とを混合して混合物を作る。この場
合、第１の活物質先駆体としては、リチウム化合物、た
とえばＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ2ＣＯ3等があ
る。また、第２の活物質先駆体としては、チタン化合
物、たとえばＴｉＯ2等がある。ただし、第１、第２の
活物質先駆体はこれらに限られるものではなく、活物質
の合成原料であればよい。
【００１２】本実施形態においては、製造される電極活
物質がリチウムイオン二次電池の負極に使用されるＬｉ
4Ｔｉ5Ｏ12であるので、上記第１の活物質先駆体と第２
の活物質先駆体とは、最終的にこのＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12が合
成されるような所定のモル比で混合される。
物質がリチウムイオン二次電池の負極に使用されるＬｉ
4Ｔｉ5Ｏ12であるので、上記第１の活物質先駆体と第２
の活物質先駆体とは、最終的にこのＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12が合
成されるような所定のモル比で混合される。
【００１３】また、金属繊維は、上記第１の活物質先駆
体と第２の活物質先駆体との合計量に対して０．１〜５
重量％が添加される。金属繊維の材質としては、たとえ
ばニッケル、銀、銅、ステンレス鋼等が考えられる。こ
の金属繊維は、直径が２〜２０μｍであり、長さが０．
１〜２ｍｍのものが好適である。
体と第２の活物質先駆体との合計量に対して０．１〜５
重量％が添加される。金属繊維の材質としては、たとえ
ばニッケル、銀、銅、ステンレス鋼等が考えられる。こ
の金属繊維は、直径が２〜２０μｍであり、長さが０．
１〜２ｍｍのものが好適である。
【００１４】次に、上記混合物をエタノール中で湿式撹
拌し、これを乾燥しペレットを作製する。このペレット
を大気中で１０００℃の温度で２４時間焼成する。この
ような熱処理により、上述した第１の活物質先駆体と第
２の活物質先駆体とが化合し、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12が合成さ
れる。この際、金属繊維は、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子
中に保持され、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子の表面から、
金属繊維が髭状に突出した状態となる。これは、ペレッ
トを作成し焼成する過程で、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の１次粒子
（分子）が集合し二次粒子になる際に、金属繊維がこの
二次粒子の内部に保持されるためである。
拌し、これを乾燥しペレットを作製する。このペレット
を大気中で１０００℃の温度で２４時間焼成する。この
ような熱処理により、上述した第１の活物質先駆体と第
２の活物質先駆体とが化合し、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12が合成さ
れる。この際、金属繊維は、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子
中に保持され、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子の表面から、
金属繊維が髭状に突出した状態となる。これは、ペレッ
トを作成し焼成する過程で、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の１次粒子
（分子）が集合し二次粒子になる際に、金属繊維がこの
二次粒子の内部に保持されるためである。
【００１５】以上のようにして製造された負極活物質で
あるＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12は、結着剤により集電箔に塗布、固
着され、負極とされる。上述したように、本発明に係る
電極活物質は、二次粒子から金属繊維が髭状に突出して
いるので、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12自体はカーボン等に比べて導
電性が低いが、電極の導電性は向上させることができ
る。また、これにより集電箔との密着性も向上でき、電
池の内部抵抗の増加を防止できる。このため、電池のサ
イクル特性を向上させることができる。
あるＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12は、結着剤により集電箔に塗布、固
着され、負極とされる。上述したように、本発明に係る
電極活物質は、二次粒子から金属繊維が髭状に突出して
いるので、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12自体はカーボン等に比べて導
電性が低いが、電極の導電性は向上させることができ
る。また、これにより集電箔との密着性も向上でき、電
池の内部抵抗の増加を防止できる。このため、電池のサ
イクル特性を向上させることができる。
【００１６】また、従来例のように、活物質であるＬｉ
4Ｔｉ5Ｏ12と金属繊維とを混ぜ合わせて電極を作成する
場合に比べ、金属繊維の比重差による分散ばらつきを抑
制でき、これによっても電極の導電性を向上でき、内部
抵抗の増加を防止できる。
4Ｔｉ5Ｏ12と金属繊維とを混ぜ合わせて電極を作成する
場合に比べ、金属繊維の比重差による分散ばらつきを抑
制でき、これによっても電極の導電性を向上でき、内部
抵抗の増加を防止できる。
【００１７】さらに、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子の表面
から金属繊維が髭状に突出していることにより、Ｌｉ4
Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子同士の密着性も向上でき、充放電
を繰り返した場合にも、電極活物質の微細化を防止する
ことができる。また、仮に電極活物質が微細化しても、
金属繊維同士はつながっており、導電性の低下を抑制で
きる。したがって、充放電の繰り返しによる内部抵抗の
増加を抑制でき、これによってもサイクル特性の向上を
図ることができる。
から金属繊維が髭状に突出していることにより、Ｌｉ4
Ｔｉ5Ｏ12の二次粒子同士の密着性も向上でき、充放電
を繰り返した場合にも、電極活物質の微細化を防止する
ことができる。また、仮に電極活物質が微細化しても、
金属繊維同士はつながっており、導電性の低下を抑制で
きる。したがって、充放電の繰り返しによる内部抵抗の
増加を抑制でき、これによってもサイクル特性の向上を
図ることができる。
【００１８】図１には、上記本発明の製造方法により製
造した電極活物質と、導電化材として金属繊維を使用し
ない電極活物質とのサイクル特性の比較が示される。図
１からわかるように、本発明に係る金属繊維を使用した
電極活物質の場合には、金属繊維を使用しないものに比
べ、２００回の充放電を容量維持率として約３０％特性
が向上していることがわかる。
造した電極活物質と、導電化材として金属繊維を使用し
ない電極活物質とのサイクル特性の比較が示される。図
１からわかるように、本発明に係る金属繊維を使用した
電極活物質の場合には、金属繊維を使用しないものに比
べ、２００回の充放電を容量維持率として約３０％特性
が向上していることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極活物質の二次粒子中に金属繊維が保持され、金属繊
維が髭状に突出した状態となっているので、電極活物質
の導電性を向上でき、二次電池のサイクル特性を向上さ
せることができる。
電極活物質の二次粒子中に金属繊維が保持され、金属繊
維が髭状に突出した状態となっているので、電極活物質
の導電性を向上でき、二次電池のサイクル特性を向上さ
せることができる。
【図１】 本発明に係る製造方法により製造した電極活
物質及び従来の電極活物質を使用したリチウムイオン二
次電池のサイクル特性を示す図である。
物質及び従来の電極活物質を使用したリチウムイオン二
次電池のサイクル特性を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の活物質先駆体と第２の活物質先駆
体と繊維状導電体とを混合し、 この混合物を熱処理することにより前記第１の活物質先
駆体と前記第２の活物質先駆体とを化合させることを特
徴とする電極活物質の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の電極活物質の製造方法に
おいて、前記繊維状導電体は金属繊維であることを特徴
とする電極活物質の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電極活物
質の製造方法において、製造される電極活物質は負極活
物質として使用されるＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12であることを特徴
とする電極活物質の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034839A JP2001229915A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電極活物質及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034839A JP2001229915A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電極活物質及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001229915A true JP2001229915A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18559117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000034839A Withdrawn JP2001229915A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電極活物質及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001229915A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011642A1 (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Gs Yuasa Corporation | 電気化学デバイス用電極材料及びその製造方法、並びに、電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000034839A patent/JP2001229915A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011642A1 (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Gs Yuasa Corporation | 電気化学デバイス用電極材料及びその製造方法、並びに、電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
| JP2006040738A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Yuasa Corp | 電気化学デバイス用電極材料及びその製造方法、並びに、電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040116 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040127 |