JP2002075460A

JP2002075460A - リチウム二次電池

Info

Publication number: JP2002075460A
Application number: JP2000396459A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Iguchi; 智博井口; Koji Higashimoto; 晃二東本; Kensuke Hironaka; 健介弘中; Katsunori Suzuki; 克典鈴木
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電圧低下の抑制が可能で寿命特性に優れ信頼
性の高いリチウム二次電池を提供する。【解決手段】正極活物質層や非水電解液中に、不純物
として含まれる金属元素、特に、銅等の遷移金属元素を
排除し、負極から結晶成長する事を阻止する。負極での
金属元素の析出が抑制され、微少短絡による電圧低下を
抑制でき、長期信頼性の向上と寿命特性の改良が計られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充放電によりリチ
ウムイオンの放出・吸蔵が可能な正極活物質を含む正極
合剤を正極集電体に塗布した正極と、充放電によりリチ
ウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極活物質を含む負極
合剤を負極集電体に塗布した負極と、をセパレータを介
して捲回し電解液に浸潤させたリチウム二次電池の、長
期信頼性と寿命特性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池に代表される非水電解
液二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを活か
して、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電話な
どのポータブル機器、更に、電気自動車の電源として使
用されている。特に近年は、負極に炭素材料等のリチウ
ムイオンの吸蔵・放出が可能な材料を用いたリチウム二
次電池が普及している。通常、リチウム二次電池の内部
構造は捲回式とされている。すなわち、金属箔に活物質
を塗布した正極及び負極がセパレータを挟んで捲回さ
れ、この捲回体（捲回群）を容器となる円筒形電池缶に
収納し、電解液を注液した後、キャップをつけて封口し
ている。

【０００３】負極活物質として用いられる炭素材は、電
池組立時にリチウムイオンがいわば放出しきった状態、
すなわち放電状態にある。従って、通常は正極にも放電
状態の活物質、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏ
Ｏ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガ
ン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）等が用いられる。この
ような正極活物質には十分な電子伝導性がないので、リ
チウム二次電池の正極では、一般に、正極活物質に、導
電剤として黒鉛やカーボンブラック等の低コストかつ電
池内で安定な導電性粉末を含有させ、更にバインダ（結
着剤）を加え、混合して作製した正極合剤が用いられ
る。そして、リチウム二次電池は、組立後の初充電によ
って、電池としての機能が付与される。

【０００４】また、リチウム二次電池は、高容量、高出
力という利点を有している。このため、近時、電気自動
車や内燃機関と電気モータとを併用したハイブリッド電
気自動車（以下、両者を電気自動車という。）の電源と
しても使用されるに至っている。リチウム二次電池を電
気自動車の電源とする場合には、高電圧を確保するため
に、電池モジュールとして複数個のリチウム二次電池を
電気的に直列に繋いで使用され、直列に接続された箇々
のリチウム二次電池は電池ジュール内の制御回路により
電圧等が制御されている。

【０００５】リチウム二次電池では充放電を繰り返すに
従って、電位により正極合剤及び／又は電解液中に含ま
れる金属元素、とりわけ、正極活物質中の遷移金属元素
の溶解・析出が繰り返され、金属元素がセパレータ内で
デンドライトとなり内部短絡を起こし、電圧不良、容量
不良、入出力低下を招く。このため、従来、セパレータ
を厚くしたり、多層構造、異材質の利用や材質の異なっ
たセパレータを組み合わせた多層構造を採用することに
より、又は、電解液の溶質・溶媒を変えることによりこ
のデンドライト析出に対処してきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ム二次電池の正極合剤及び／又は電解液中の金属元素が
ある一定の量を越えると、セパレータ内でのデンドライ
ト析出により内部短絡を起こし電圧不良、容量不良、入
出力低下を招く。電池モジュールを構成するリチウム二
次電池のうち、一つでも他のリチウム二次電池と電圧や
容量等の電池特性が異なると、経時変化等により電池特
性のバラツキや低下を招き、その異常特性のリチウム二
次電池が他のリチウム二次電池の負荷となって電池モジ
ュール全体の特性を悪化させる。特に、電池間で自己放
電が異なると、各リチウム二次電池の電圧低下にバラツ
キが生じ、電池モジュール全体の特性が劣り、寿命が非
常に短くなる、という問題がある。

【０００７】また、各リチウム二次電池の電圧低下のバ
ラツキが大きすぎると、上述した制御回路ではリチウム
二次電池の電圧等の調整制御ができなくなり、最悪の場
合には制御回路内のＣＰＵが暴走して電池モジュールの
信頼性の低下を招く、という問題がある。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
に、電圧低下の抑制が可能で寿命特性に優れ長期信頼性
の高いリチウム二次電池を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、充放電によりリチウムイオンの放出・吸
蔵が可能な正極活物質を含む正極合剤を正極集電体に塗
布した正極と、充放電によりリチウムイオンの吸蔵・放
出が可能な負極活物質を含む負極合剤を負極集電体に塗
布した負極と、をセパレータを介して捲回し電解液に浸
潤させたリチウム二次電池において、前記正極合剤及び
／又は電解液中に、該正極合剤及び／又は電解液を構成
する金属元素以外の前記負極から結晶成長する金属元素
を実質的に含まないことを特徴とする。

【００１０】本発明では、電池内の金属元素が負極で結
晶成長して析出し正負極間に微小短絡（自己放電）を引
き起こすことが電圧低下の原因の一つであり、かつ、リ
チウム二次電池間に電圧のバラツキを生じさせる結果と
なることに着目し、正極合剤及び／電解液中に、負極か
ら結晶成長する金属元素を実質的に含まないようにする
ことにより、負極での金属元素の析出を抑制するもので
ある。本発明によれば、負極での金属元素の析出が抑制
されるので、微少短絡による電圧低下を抑制することが
できると共に、電圧低下が抑制されるので、寿命特性に
優れ長期信頼性の高いリチウム二次電池を得ることがで
きる。

【００１１】この場合において、電圧低下を実質的な範
囲に抑制するには、負極から結晶成長する金属元素の正
極合剤及び電解液中の含有率が１００ｐｐｍ未満である
ことが好ましい。特に、正極活物質について、該正極活
物質を構成する遷移金属元素以外の遷移金属元素の混入
量を所定値以下となるように制限すれば、内部短絡が抑
えられ、長期信頼性、長寿命になることはもちろんのこ
と、リチウム二次電池（単電池）を組み、電池モジュー
ルとした場合にも、単電池間のバラツキが抑えられ信頼
性を高めることができる。また、従来のようにセパレー
タを厚くする必要がないので、極間距離が広がることも
なく高出力を望め、大電流を流したときには、ＩＲ損も
小さく抑えることができるので、電池特性を改善するこ
とができる。更に、材質の異なったセパレータを組み合
わせて多層にする必要もないので、コストを低減させる
ことができる。

【００１２】このような混入遷移金属元素としては、
銅、鉛、鉄、クロム及びニッケルを挙げることができ
る。負極集電体が銅箔のときには、銅が負極に結晶成長
しやすいので、銅量は３ｐｐｍ未満であることが好まし
く、鉛量としては１０ｐｐｍ以下、鉄量としては４０ｐ
ｐｍ以下、クロム量としては５ｐｐｍ以下、ニッケル量
としては１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【００１３】また、正極活物質をリチウムマンガン複合
酸化物とすれば、結晶構造がスピネル構造を有するの
で、熱的安定性を確保することができ、負極活物質を炭
素材とすれば、可とう性を有しリチウム析出のない負極
とすることができ、電解液を非水電解液とすれば、容量
の向上や寒冷地にも適合する電池とすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
電気自動車用の密閉円筒形リチウムイオン二次電池に適
用した実施の形態について説明する。

【００１５】＜正極の作製＞充放電によりリチウムイオ
ンの放出・吸蔵が可能な正極活物質としてマンガン酸リ
チウム（ＬｉＭｎ_２O_４）粉末８０重量％（以下、ｗｔ
％と表記する。）と、導電剤として炭素粉末１５ｗｔ％
と、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
５ｗｔ％とを、分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドン
（以下、ＮＭＰという。）に溶解し、混練してスラリを
得る。得られたスラリを、コンマロールを用いてアルミ
ニウム箔（正極集電体）の両面に塗布、乾燥させて正極
活物質層を形成する。

【００１６】図２（Ａ）に示すように、コンマロールに
よるスラリ塗工時に、正極として必要な長さを連続的に
かつ塗工位置が表裏面で一致するように塗工し、正極活
物質層２をカットしないように、アルミニウム箔１の一
側（正極タブ端子８の形成部分）を３０ｍｍ残し、アル
ミニウム箔１の反対側を３ｍｍ残してスリットする。次
に、図２（Ｂ）に示すように、３０ｍｍ残したアルミニ
ウム箔１の一側を矩形状の打ち抜きで切り取って、正極
タブ端子８を形成する。そして、正極を８０°Ｃ〜１２
０°Ｃに加熱したロールを有するロールプレス機にて、
プレス圧（線圧）２００〜５００ｋｇ／ｃｍで正極活物
質層２のかさ密度が２．６ｇ／ｃｍ^３となるまで圧縮し
て帯状のフープを作製する。

【００１７】＜負極の作製＞充放電によりリチウムイオ
ンの吸蔵・放出が可能な負極活物質として非晶質炭素粉
末を用い、この炭素粉末９０ｗｔ％とＰＶＤＦ１０ｗｔ
％とからなる混合物にＮＭＰを加え、混練してスラリを
得る。得られたスラリを、正極と同様に、コンマロール
を用いて、銅箔３（負極集電体）の両面に負極として必
要な長さを連続的にかつ塗工位置が表裏面で一致するよ
うに塗布し、乾燥させて負極活物質層４を形成する。

【００１８】図２（Ａ）に示すように、コンマロールに
よるスラリ塗工時に、負極活物質層４をカットしないよ
うに、銅箔３の一側（負極タブ端子９の形成部分）を３
０ｍｍ残し、銅箔３の反対側を３ｍｍ残してスリットす
る。次に、図２（Ｂ）に示すように、３０ｍｍ残した銅
箔３の一側を矩形状の打ち抜きで切り取って、負極タブ
端子９を形成する。そして、負極を８０°Ｃ〜１２０°
Ｃに加熱したロールを有するロールプレス機にて、プレ
ス圧（線圧）２００〜５００ｋｇ／ｃｍで負極活物質層
４のかさ密度が１．０ｇ／ｃｍ^３となるまで圧縮して帯
状のフープを作製する。

【００１９】＜電池の組立＞得られた帯状の正、負極フ
ープを、正極タブ端子８と負極タブ端子９とが上下方向
で反対側両端となるように配置し、リチウムイオンが通
過可能な帯状のセパレータを介して重ね、捲回する。こ
のとき、正負極が接触しないように、長さ、幅方向にお
いて、正極タブ端子８及び負極タブ端子９を除く正、負
極フープの端部が、セパレータの外寸から外へはみ出さ
ないように断面渦巻き状に捲回する。必要な極板長さを
捲回して正、負極フープを切断して、捲回群を形成す
る。なお、セパレータにはポリエチレン製の微孔多孔性
シートを用いることができる。

【００２０】図１に示すように、捲回群の上下に位置す
る正極タブ端子８、負極タブ端子９をそれぞれ円環状導
体である正極集電リング１１、負極集電リング１２に溶
接し、正極集電リング１１を、安全弁を内蔵し外部端子
となる電池蓋７に、負極集電リング１２を、外部端子と
なる円筒状の有底電池缶６にそれぞれ導体リードを介し
て溶接する。次に、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジ
メチルカーボネート（ＤＭＣ）とを体積比で１：２の割
合で混合した混合溶液に６フッ化リン酸リチウム（Ｌｉ
ＰＦ_６）を１モル／リットル溶解した非水電解液を電池
缶６に注入した後、電池缶６の開口部を、ガスケット１
０を介して電池蓋７で封口して、リチウムイオン二次電
池２０を組み立てる。そして、所定電圧及び電流で初充
電を行うことにより、リチウムイオン二次電池２０に電
池としての機能を付与する。

【００２１】

【実施例】次に、上記実施形態に従って作製した実施例
のリチウムイオン二次電池について説明する。ただし、
実施例１以外の実施例の電池では、負極での金属元素の
析出を促進させるために、意図的に正極活物質層又は非
水電解液中に種々の金属粉又は金属イオンを所定量含有
させた。なお、比較のために作製した比較例のリチウム
二次電池についても併記する。

【００２２】（実施例１）下表１に示すように、実施例
１では、上述した実施形態のリチウム二次電池２０に従
って、正極活物質層２及び非水電解液中に金属粉及び金
属イオンをまったく含有（混入）させないで電池を組み
立てた。

【００２３】

【表１】

【００２４】（実施例２）表１に示すように、実施例２
では、正極活物質層２内に平均粒径が５〜１０μｍの銅
粉をそれぞれ７、５、３、２、１ｐｐｍ含有させて複数
の電池を組み立てた。なお、非水電解液中の金属不純物
含有量は１ｐｐｍ以下にしたものを使用した。

【００２５】（実施例３〜７）表１に示すように、実施
例３では、実施例２の銅粉に代えて、正極活物質層２内
に鉄粉をそれぞれ５０、４５、４０ｐｐｍ含有（混入）
させ、それ以外は実施例２と同様に複数の電池を組み立
てた。また、同様に、実施例４では正極活物質層２内に
ニッケル粉をそれぞれ２０、１５、１０、５ｐｐｍ含有
させ、実施例５では正極活物質層２内にクロム粉をそれ
ぞれ１５、１０、５ｐｐｍ含有させ、実施例６では正極
活物質層２内に鉛粉をそれぞれ２０、１５、１０、８、
６、４ｐｐｍ含有させた。また、実施例７では正極活物
質層２内に典型金属元素である亜鉛粉をそれぞれ１５、
１０、５ｐｐｍ含有させ、それ以外は実施例２と同様に
それぞれ複数の電池を組み立てた。

【００２６】（実施例８）表１に示すように、実施例８
では、正極活物質層２には金属粉を一切含有させずに、
非水電解液中に銅イオンをそれぞれ７、５、２ｐｐｍ含
有させて複数の電池を組み立てた。

【００２７】（実施例９〜１３）表１に示すように、実
施例９では、実施例８の銅イオンに代えて、非水電解液
中に鉄イオンをそれぞれ５０、４５、４０ｐｐｍ含有さ
せ、それ以外は実施例８と同様に複数の電池を組み立て
た。また、同様に、実施例１０では非水電解液中にニッ
ケルイオンをそれぞれ２０、１５、１０ｐｐｍ含有さ
せ、実施例１１では非水電解液中にクロムイオンをそれ
ぞれ１５、１０、５ｐｐｍ含有させ、実施例１２では非
水電解液中に鉛イオンをそれぞれ２０、１５、１０ｐｐ
ｍ含有させた。また、実施例１３では非水電解液中に典
型金属イオンである亜鉛イオンをそれぞれ１５、１０、
５ｐｐｍ含有させ、それ以外は実施例８と同様にそれぞ
れ複数の電池を組み立てた。

【００２８】＜初充電及び試験＞次に、以上のように組
み立てた実施例の各電池について、下記の条件で初充電
を行い、電圧低下率を測定する電圧低下率測定試験を実
施した。

【００２９】１．初充放電条件（１）充電：定電圧充電４．１Ｖ、制限電流２０００ｍ
Ａ、４ｈ、２５°Ｃ（２）放電：定電流放電３０００ｍＡ、終止電圧２．７
Ｖ、２５°Ｃ（３）充電：定電圧充電４．１Ｖ、制限電流４０００ｍ
Ａ、３ｈ、２５°Ｃ（４）放電：定電流放電４０００ｍＡ、終止電圧２．７
Ｖ、２５°Ｃ（５）充電：定電圧充電３．７Ｖ、制限電流４０００ｍ
Ａ、３ｈ、２５°Ｃ

【００３０】２．電圧低下率測定試験各電池を初充電後に放置し、放置二週間目から三週間目
までに低下した電圧を７で割り、一日あたりの電圧低下
率（ｍＶ／ｄａｙ）を算出した。表１に電圧低下率測定
試験の試験結果を示す。

【００３１】表１から明らかなように、正極活物質層２
及び非水電解液に金属元素の含有（混入）を完全に排除
した実施例１の電池は、１．５ｍＶ／ｄａｙと電圧低下
率が小さくなる。また、正極活物質層２又は非水電解液
中に意図的に金属元素を含有させた実施例２〜実施例１
３の電池は、金属元素の種類によって電圧低下率の上昇
は異なるものの、一律に金属元素の含有量が増加する
と、電圧低下率が大きくなっている。これは、正極活物
質層２や非水電解液への金属元素の含有量が増加する
と、金属元素が負極に結晶成長して、正極及び負極間に
微小短絡が生じ、電池の電圧低下が発生することによ
る。従って、正極活物質層２や非水電解液への金属元素
の含有量を積極的に少なくすることによって、負極での
金属元素の析出が抑制され、微少短絡による電圧低下を
抑制することができることが分かる。

【００３２】図３に、正極活物質に含まれる遷移金属の
含有量（実施例２〜実施例６の正極活物質層２に混入さ
れた混入遷移金属元素の含有量）と内部短絡の発生率と
の関係を示す。図３から明らかなように、混入遷移金属
元素が増加すると、短絡発生率が増加する。特に、銅、
鉛量が少ないほどよいことがわかる。

【００３３】一方、電圧低下を実用的な範囲に抑制する
には、電池の寿命や信頼性を考慮すると、正極活物質層
２中の金属元素、特に、遷移金属元素が実質的に混入さ
れないことが最善と考えられ、最大（最悪）の場合でも
典型金属元素を含む金属元素の含有量（混入量）は１０
０ｐｐｍ未満が好ましいと考えられる。しかしながら、
正極活物質層２には実質的には遷移金属が含まれてしま
い、例えば銅の場合、負極集電体に銅箔３を用いる場合
には、同一遷移金属元素となり、充放電の繰り返しによ
り負極上で、銅や銅イオンの結晶成長が助長されデンド
ライトとなり、内部短絡を起こし電圧降下を伴う。遷移
金属元素、特に、銅、鉛、鉄、クロム、ニッケルについ
ては充放電に伴いデンドライトの発生が認められるので
含有量を少なくする必要がある。電圧低下を実用的な範
囲に抑制するには、試験結果及び電池の寿命や信頼性を
考慮すると、銅量としては３ｐｐｍ以下、鉛量としては
１０ｐｐｍ以下、鉄量としては４０ｐｐｍ以下、クロム
量としては５ｐｐｍ以下、ニッケル量としては１０ｐｐ
ｍ以下と思われる。

【００３４】以上のように、本実施形態のリチウムイオ
ン二次電池では、正極活物質層２や非水電解液中の金属
元素（金属、金属イオン）の含有量を積極的に抑制する
ことにより、負極での金属元素の析出が抑制されるの
で、微少短絡による電圧低下を抑制することができる。
微少短絡が抑制された電池は、経時による電圧低下も小
さいので、長寿命となり、信頼性を確保することができ
る。このようなリチウムイオン二次電池は、電圧低下が
小さく、かつ、電池間のバラツキが小さいので、電池モ
ジュールを構成する電池に好適である。

【００３５】なお、上記実施例では、非水電解液の電解
質としてＬｉＰＦ_６を用いた例を示したが、ＬｉＣｌＯ
_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ
_６Ｈ_５）_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ等や
これらの混合物を用いることができ、また、有機溶媒と
してエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを
体積比で１：２の割合で混合した混合溶液を用いた例を
示したが、これら以外にプロピレンカーボネート、ジエ
チルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２
−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒド
ロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３
−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチ
ルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等又
はこれら２種類以上の混合溶媒を用いることができ、更
に、混合配合比についても限定されるものではない。非
水電解液を用いることにより電池容量の向上や寒冷地で
の使用にも適合させることが可能となる。

【００３６】また、本実施形態では、正極活物質にリチ
ウムマンガン複合酸化物であるマンガン酸リチウムを用
いた例を示したが、正極活物質にリチウムコバルト複合
酸化物やリチウムニッケル複合酸化物を用いてもよい。
しかしながら、結晶構造にスピネル構造を有するマンガ
ン酸リチウムは、結晶構造がスピネル構造を有するの
で、コバルト酸リチウムやニッケル酸リチウムと比べて
熱的安定性や安全性に優れるという利点があるので、電
力貯蔵用や電気自動車用等の、大形のリチウムイオン二
次電池にはマンガン酸リチウムを正極活物質に用いるこ
とが好ましい。

【００３７】更に、本実施形態では、負極活物質に、晶
質の炭素材料に比べ非晶質であることから負極集電体へ
の密着性に優れる非晶質炭素を用いた例を示したが、天
然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素材料
等を使用してもよく、その粒子形状においても、鱗片
状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではな
い。炭素材を負極活物質に用いると、断面渦巻き状に捲
回して捲回群を形成するときに可とう性に優れ負極から
の負極活物質層４の剥離離脱を防止することができる。

【００３８】そして、本実施形態では、本発明を円筒型
のリチウムイオン電池に適用した例について説明した
が、本発明は円筒形の電池に限られるものではなく、角
型、スタッキング型等の電池についても適用可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負極での金属元素の析出が抑制されるので、微少短絡に
よる電圧低下を抑制することができると共に、電圧低下
が抑制されるので、寿命特性に優れ信頼性の高いリチウ
ム二次電池とすることができる、という効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な実施形態の密閉円筒形リチ
ウムイオン二次電池の縦断面図である。

【図２】実施形態の正極及び負極の帯状フープを示す平
面図であり、（Ａ）はスラリ塗工後の状態を示し、
（Ｂ）はタブ端子形成後の状態を示す。

【図３】正極活物質に混入された遷移金属元素の混入量
と内部短絡との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１アルミニウム箔（正極集電体）２正極活物質層（正極合剤）３銅箔（負極集電体）４負極活物質層５セパレータ６電池缶７電池蓋８正極タブ端子９負極タブ端子１０ガスケット１１正極集電リング１２負極集電リング２０リチウムイオン二次電池（リチウム二次電池）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 4/66 Ｈ０１Ｍ 4/66 Ａ (72)発明者弘中健介東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号新神戸電機株式会社内 (72)発明者鈴木克典東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号新神戸電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS10 CC01 EE01 5H029 AJ04 AJ05 AK03 AL06 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ01 EJ01 HJ01 5H050 AA07 AA09 BA17 CA08 CA09 CB07 CB08 CB09 DA02 FA05 HA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充放電によりリチウムイオンの放出・吸
蔵が可能な正極活物質を含む正極合剤を正極集電体に塗
布した正極と、充放電によりリチウムイオンの吸蔵・放
出が可能な負極活物質を含む負極合剤を負極集電体に塗
布した負極と、をセパレータを介して捲回し電解液に浸
潤させたリチウム二次電池において、前記正極合剤及び
／又は電解液中に、該正極合剤及び／又は電解液を構成
する金属元素以外の前記負極から結晶成長する金属元素
を実質的に含まないことを特徴とするリチウム二次電
池。
【請求項２】前記金属元素は前記正極合剤及び前記電
解液中の含有率が１００ｐｐｍ未満であることを特徴と
する請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】前記正極活物質は、該正極活物質を構成
する遷移金属元素以外の遷移金属元素の混入量が所定値
以下に制限されたことを特徴とする請求項１に記載のリ
チウム二次電池。
【請求項４】前記混入遷移金属元素が、銅、鉛、鉄、
クロム及びニッケルのうち少なくとも一つであることを
特徴とする請求項３に記載のリチウム二次電池。
【請求項５】前記正極活物質に混入された銅量が３ｐ
ｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のリチ
ウム二次電池。
【請求項６】前記正極活物質に混入された鉛量が１０
ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のリ
チウム二次電池。
【請求項７】前記正極活物質に混入された鉄量が４０
ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のリ
チウム二次電池。
【請求項８】前記正極活物質に混入されたクロム量が
５ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の
リチウム二次電池。
【請求項９】前記正極活物質に混入されたニッケル量
が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記
載のリチウム二次電池。
【請求項１０】前記正極活物質がリチウムマンガン複
合酸化物であることを特徴とする請求項１乃至請求項９
に記載のリチウム二次電池。
【請求項１１】前記負極活物質が炭素材であることを
特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記
載のリチウム二次電池。
【請求項１２】前記電解液が非水電解液であることを
特徴する請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載
のリチウム二次電池。
【請求項１３】前記負極集電体が銅箔であり、前記金
属元素が銅であることを特徴する請求項１乃至請求項１
２のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。