JP2002203606A - 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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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温負荷特性やサイクル特性等種々の電池特
性を向上させる。 【解決手段】 リチウム・マンガン複合酸化物１０ｗｔ
％乃至８０ｗｔ％に対してリチウム・ニッケル複合酸化
物９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％となるように混合した正極
活物質を含有する、厚さ８０μｍ乃至２５０μｍの正極
合剤層８が形成された正極材２と、リチウム金属、リチ
ウム合金、又はリチウムを吸蔵、脱離可能な材料のうち
少なくとも１種類以上を負極活物質とする、厚さ８０μ
ｍ乃至２５０μｍの負極合剤層１１が形成された負極材
３と、非水電解質とを備える。これら正極材２と負極材
３においては、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１
の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４≦Ａ／Ｂ≦２．５
の範囲で、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１
の総厚Ｂとの和Ａ＋Ｂが２３０μｍ≦Ａ＋Ｂ≦４５０μ
ｍの範囲で正極合剤層８と負極合剤層１１とが形成され
る。
性を向上させる。 【解決手段】 リチウム・マンガン複合酸化物１０ｗｔ
％乃至８０ｗｔ％に対してリチウム・ニッケル複合酸化
物９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％となるように混合した正極
活物質を含有する、厚さ８０μｍ乃至２５０μｍの正極
合剤層８が形成された正極材２と、リチウム金属、リチ
ウム合金、又はリチウムを吸蔵、脱離可能な材料のうち
少なくとも１種類以上を負極活物質とする、厚さ８０μ
ｍ乃至２５０μｍの負極合剤層１１が形成された負極材
３と、非水電解質とを備える。これら正極材２と負極材
３においては、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１
の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４≦Ａ／Ｂ≦２．５
の範囲で、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１
の総厚Ｂとの和Ａ＋Ｂが２３０μｍ≦Ａ＋Ｂ≦４５０μ
ｍの範囲で正極合剤層８と負極合剤層１１とが形成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム・ニッケ
ル複合酸化物とリチウム・マンガン複合酸化物との混合
材料を正極活物質として使用する非水電解質二次電池に
関する。
ル複合酸化物とリチウム・マンガン複合酸化物との混合
材料を正極活物質として使用する非水電解質二次電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の電子機器の飛躍的進歩とと
もに、長時間便利に、かつ経済的に使用できる電源とし
て、繰り返して充放電が可能な二次電池の研究が進めら
れている。代表的な二次電池としては、鉛蓄電池やアル
カリ蓄電池、非水電解質二次電池等が知られている。
もに、長時間便利に、かつ経済的に使用できる電源とし
て、繰り返して充放電が可能な二次電池の研究が進めら
れている。代表的な二次電池としては、鉛蓄電池やアル
カリ蓄電池、非水電解質二次電池等が知られている。
【０００３】上述したような二次電池の中でも特に、非
水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高
出力、高エネルギー密度等の利点を有している。
水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高
出力、高エネルギー密度等の利点を有している。
【０００４】リチウムイオン二次電池は、少なくともリ
チウムイオンを可逆的に脱挿入可能な活物質を有する正
極及び負極と、非水電解質とから構成されており、その
充電反応は、正極においてリチウムイオンが電解液中に
デインターカレーションし、負極では負極活物質中にリ
チウムイオンがインターカレーションすることによって
進行する。逆に、放電する場合には、上記の逆反応が進
行し、正極においては、リチウムイオンがインターカレ
ーションする。すなわち、正極からのリチウムイオンが
負極活物質に出入りする反応を繰り返すことによって充
放電を繰り返すことができる。
チウムイオンを可逆的に脱挿入可能な活物質を有する正
極及び負極と、非水電解質とから構成されており、その
充電反応は、正極においてリチウムイオンが電解液中に
デインターカレーションし、負極では負極活物質中にリ
チウムイオンがインターカレーションすることによって
進行する。逆に、放電する場合には、上記の逆反応が進
行し、正極においては、リチウムイオンがインターカレ
ーションする。すなわち、正極からのリチウムイオンが
負極活物質に出入りする反応を繰り返すことによって充
放電を繰り返すことができる。
【０００５】現在、リチウムイオン二次電池の正極活物
質としては、高エネルギー密度、高電圧を有すること等
から、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等
が用いられ、負極活物質としては、炭素質材料が用いら
れている。
質としては、高エネルギー密度、高電圧を有すること等
から、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等
が用いられ、負極活物質としては、炭素質材料が用いら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した正極活物質の
うちＬｉＣｏＯ２等のリチウム・コバルト複合酸化物
は、電池容量、製造コスト及び熱的安定性等の各面での
バランスに最も優れているが、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチ
ウム・マンガン複合酸化物は電池容量が低く高温保存特
性が若干悪い等の欠点があり、またＬｉＮｉＯ２等のリ
チウム・ニッケル複合酸化物は、電池容量は高いものの
熱的安定性が若干低い等の欠点がある。しかしながら、
これらリチウム・マンガン複合酸化物及びリチウム・ニ
ッケル複合酸化物は、原料の価格及び安定供給の面で優
れており、今後の活用に向けて研究が進められている。
うちＬｉＣｏＯ２等のリチウム・コバルト複合酸化物
は、電池容量、製造コスト及び熱的安定性等の各面での
バランスに最も優れているが、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチ
ウム・マンガン複合酸化物は電池容量が低く高温保存特
性が若干悪い等の欠点があり、またＬｉＮｉＯ２等のリ
チウム・ニッケル複合酸化物は、電池容量は高いものの
熱的安定性が若干低い等の欠点がある。しかしながら、
これらリチウム・マンガン複合酸化物及びリチウム・ニ
ッケル複合酸化物は、原料の価格及び安定供給の面で優
れており、今後の活用に向けて研究が進められている。
【０００７】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み
てなされたものであり、リチウム・マンガン複合酸化物
とリチウム・ニッケル複合酸化物とを活用する新規な正
極活物質とともに、この正極活物質を使用する際の新規
な電池素子構造を提案し、低温負荷特性やサイクル特性
等種々の電池特性に優れた非水電解質二次電池を提供す
ることを目的とするものである。
てなされたものであり、リチウム・マンガン複合酸化物
とリチウム・ニッケル複合酸化物とを活用する新規な正
極活物質とともに、この正極活物質を使用する際の新規
な電池素子構造を提案し、低温負荷特性やサイクル特性
等種々の電池特性に優れた非水電解質二次電池を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る非水電解質二次電池は、正極活物質として
一般式ＬｉｘＭｎ２−ｙＭ'ｙＯ４（但し、ｘの値は
０．９≦ｘ、ｙの値は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲と
し、Ｍ'はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一つ又は複数とする。）で表される
リチウム・マンガン複合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ
１−ｚＭ''ｚＯ２（但し、ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．
５の範囲とし、Ｍ''はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、
Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一つ又は複数とする。）で
表されるリチウム・ニッケル複合酸化物とを、質量比が
上記リチウム・マンガン複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０
ｗｔ％に対して上記リチウム・ニッケル複合酸化物９０
ｗｔ％乃至２０ｗｔ％となるように混合した混合材料を
含有する正極合剤を塗布して、厚さ８０μｍ乃至２５０
μｍの範囲で正極合剤層が形成された正極と、負極活物
質としてリチウム金属、リチウム合金、又はリチウムを
吸蔵、脱離可能な材料のうち少なくとも１種類以上を含
有する負極合剤を塗布して、厚さ８０μｍ乃至２５０μ
ｍの範囲で負極合剤層が形成された負極と、非水電解質
とを備える。これら正極と負極とにおいては、正極合剤
層の総厚Ａの負極合剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが
０．４≦Ａ／Ｂ≦２．５の範囲で、かつ正極合剤層の総
厚Ａと負極合剤層の総厚Ｂとの和Ａ＋Ｂが２３０μｍ≦
Ａ＋Ｂ≦４５０μｍの範囲で正極合剤層と負極合剤層と
が形成されることを特徴とする。
本発明に係る非水電解質二次電池は、正極活物質として
一般式ＬｉｘＭｎ２−ｙＭ'ｙＯ４（但し、ｘの値は
０．９≦ｘ、ｙの値は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲と
し、Ｍ'はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一つ又は複数とする。）で表される
リチウム・マンガン複合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ
１−ｚＭ''ｚＯ２（但し、ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．
５の範囲とし、Ｍ''はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、
Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一つ又は複数とする。）で
表されるリチウム・ニッケル複合酸化物とを、質量比が
上記リチウム・マンガン複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０
ｗｔ％に対して上記リチウム・ニッケル複合酸化物９０
ｗｔ％乃至２０ｗｔ％となるように混合した混合材料を
含有する正極合剤を塗布して、厚さ８０μｍ乃至２５０
μｍの範囲で正極合剤層が形成された正極と、負極活物
質としてリチウム金属、リチウム合金、又はリチウムを
吸蔵、脱離可能な材料のうち少なくとも１種類以上を含
有する負極合剤を塗布して、厚さ８０μｍ乃至２５０μ
ｍの範囲で負極合剤層が形成された負極と、非水電解質
とを備える。これら正極と負極とにおいては、正極合剤
層の総厚Ａの負極合剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが
０．４≦Ａ／Ｂ≦２．５の範囲で、かつ正極合剤層の総
厚Ａと負極合剤層の総厚Ｂとの和Ａ＋Ｂが２３０μｍ≦
Ａ＋Ｂ≦４５０μｍの範囲で正極合剤層と負極合剤層と
が形成されることを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る非水電解質二次電池
は、上述した正極活物質を使用する正極と、上述した負
極活物質を使用する負極とが対向して配設され、この相
対向する正極の負極に対する容量比が０．８乃至１．０
３とされることを特徴とする。
は、上述した正極活物質を使用する正極と、上述した負
極活物質を使用する負極とが対向して配設され、この相
対向する正極の負極に対する容量比が０．８乃至１．０
３とされることを特徴とする。
【００１０】上述した構成を有する本発明に係る非水電
解質二次電池によれば、所定範囲の厚さに形成される正
極合剤層と負極合剤層において、該正極合剤層に含有さ
れる正極活物質としてリチウム・マンガン複合酸化物と
リチウム・ニッケル複合酸化物との混合材料を使用し、
正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率、及び正極
合剤層と負極合剤層との厚さの総和を一定範囲、具体的
には正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率を０．
４乃至２．５の範囲に、正極合剤層と負極合剤層との厚
さの総和を２３０μｍ乃至４５０μｍの範囲に規制する
ことで、初期容量、低温負荷特性及び高温重負荷でのサ
イクル特性の向上が実現される。
解質二次電池によれば、所定範囲の厚さに形成される正
極合剤層と負極合剤層において、該正極合剤層に含有さ
れる正極活物質としてリチウム・マンガン複合酸化物と
リチウム・ニッケル複合酸化物との混合材料を使用し、
正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率、及び正極
合剤層と負極合剤層との厚さの総和を一定範囲、具体的
には正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率を０．
４乃至２．５の範囲に、正極合剤層と負極合剤層との厚
さの総和を２３０μｍ乃至４５０μｍの範囲に規制する
ことで、初期容量、低温負荷特性及び高温重負荷でのサ
イクル特性の向上が実現される。
【００１１】また、本発明に係る非水電解質二次電池に
よれば、正極活物質にリチウム・マンガン複合酸化物と
リチウム・ニッケル複合酸化物との混合材料を使用し、
相対向して配設される正極の負極に対する容量比を一定
範囲に、具体的には、０．８乃至１．０３の範囲とする
ことで、サイクル特性及び保存特性の向上が実現され
る。
よれば、正極活物質にリチウム・マンガン複合酸化物と
リチウム・ニッケル複合酸化物との混合材料を使用し、
相対向して配設される正極の負極に対する容量比を一定
範囲に、具体的には、０．８乃至１．０３の範囲とする
ことで、サイクル特性及び保存特性の向上が実現され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解質二
次電池の実施の形態について図面を参照して説明する。
次電池の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】非水電解質二次電池１は、図１に示すよう
に、帯状を呈する正極材２と負極材３とがセパレータ４
を介して積層されかつ渦巻き状に複数回巻回された電池
素子５を、非水電解液とともに筒形の電池缶６内に封入
してなる、いわゆる円筒型電池といわれるものである。
に、帯状を呈する正極材２と負極材３とがセパレータ４
を介して積層されかつ渦巻き状に複数回巻回された電池
素子５を、非水電解液とともに筒形の電池缶６内に封入
してなる、いわゆる円筒型電池といわれるものである。
【００１４】正極材２は、アルミニウム箔等の金属箔か
らなる正極集電体７の両面に、リチウムを電気的に放出
することが可能であり、かつ吸蔵することも可逆的に可
能である正極活物質を含有する正極合剤層８が形成され
ている。また、正極材２には、その長手方向の一端近傍
に正極リード９が取り付けられている。
らなる正極集電体７の両面に、リチウムを電気的に放出
することが可能であり、かつ吸蔵することも可逆的に可
能である正極活物質を含有する正極合剤層８が形成され
ている。また、正極材２には、その長手方向の一端近傍
に正極リード９が取り付けられている。
【００１５】正極合剤層８に含有される正極活物質とし
ては、一般式ＬｉｘＭｎ２−ｙＭ' ｙＯ４（但し、ｘの
値は０．９≦ｘ、ｙの値は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲
とし、Ｍ'はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅのうち一つ又は複数）で表されるリチウ
ム・マンガン複合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ１−ｚＭ''
ｚＯ２（但し、ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．５の範囲と
し、Ｍ''はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅのうち一つ又は複数）で表されるリチウ
ム・ニッケル複合酸化物との混合材料が使用される。リ
チウム・マンガン複合酸化物は、例えばスピネル構造を
有しており、Ｍ'はマンガン原子のサイトの一部にマン
ガン原子と置換されて存在している。また、リチウム・
ニッケル複合酸化物は、例えば層状構造を有しており、
Ｍ''はニッケル原子のサイトの一部に置換されて存在し
ている。これらリチウム・マンガン複合酸化物及びリチ
ウム・ニッケル複合酸化物は、マンガン又はニッケルの
一部を上述したように他の元素で置換することにより結
晶構造が安定する考えられ、これにより電池の高温保存
特性を向上させることができる。
ては、一般式ＬｉｘＭｎ２−ｙＭ' ｙＯ４（但し、ｘの
値は０．９≦ｘ、ｙの値は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲
とし、Ｍ'はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅのうち一つ又は複数）で表されるリチウ
ム・マンガン複合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ１−ｚＭ''
ｚＯ２（但し、ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．５の範囲と
し、Ｍ''はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｇｅのうち一つ又は複数）で表されるリチウ
ム・ニッケル複合酸化物との混合材料が使用される。リ
チウム・マンガン複合酸化物は、例えばスピネル構造を
有しており、Ｍ'はマンガン原子のサイトの一部にマン
ガン原子と置換されて存在している。また、リチウム・
ニッケル複合酸化物は、例えば層状構造を有しており、
Ｍ''はニッケル原子のサイトの一部に置換されて存在し
ている。これらリチウム・マンガン複合酸化物及びリチ
ウム・ニッケル複合酸化物は、マンガン又はニッケルの
一部を上述したように他の元素で置換することにより結
晶構造が安定する考えられ、これにより電池の高温保存
特性を向上させることができる。
【００１６】なお、リチウム・マンガン複合酸化物にお
けるマンガンと元素Ｍ'との組成比、及びリチウム・ニ
ッケル複合酸化物におけるニッケルと元素Ｍ''との組成
比、すなわちｘ、ｙ及びｚの値を上述した範囲内とした
のは、これよりも置換量が少ないと充分な効果を得るこ
とができず、またこれよりも置換量が多いと高温保存後
の高負荷放電容量が低下してしまうからである。また、
マンガン原子やニッケル原子と置換される元素を上述し
たものとしたのは、これらの元素がマンガン又はニッケ
ルの一部に置換されたリチウム・マンガン複合酸化物や
リチウム・ニッケル複合酸化物物質は比較的容易に得る
ことができ、また化学的にも安定だからである。
けるマンガンと元素Ｍ'との組成比、及びリチウム・ニ
ッケル複合酸化物におけるニッケルと元素Ｍ''との組成
比、すなわちｘ、ｙ及びｚの値を上述した範囲内とした
のは、これよりも置換量が少ないと充分な効果を得るこ
とができず、またこれよりも置換量が多いと高温保存後
の高負荷放電容量が低下してしまうからである。また、
マンガン原子やニッケル原子と置換される元素を上述し
たものとしたのは、これらの元素がマンガン又はニッケ
ルの一部に置換されたリチウム・マンガン複合酸化物や
リチウム・ニッケル複合酸化物物質は比較的容易に得る
ことができ、また化学的にも安定だからである。
【００１７】上述したように正極活物質には、リチウム
・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物
との混合材料を使用するが、これらは質量比でリチウム
・マンガン複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％に対し
てリチウム・ニッケル複合酸化物９０ｗｔ％乃至２０ｗ
ｔ％で混合される。リチウム・マンガン複合酸化物は、
充電時に収縮するという特徴を持ち、充放電時に生じる
体積変化を緩和することができる。なお、リチウム・マ
ンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物とを
上述した範囲内で混合することとしたのは、リチウム・
マンガン複合酸化物が２０ｗｔ％より少ないと電極の膨
張を緩和させる効果が少なくなってしまうからであり、
８０ｗｔ％を越えると電池容量が低くなってしまうから
である。
・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物
との混合材料を使用するが、これらは質量比でリチウム
・マンガン複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％に対し
てリチウム・ニッケル複合酸化物９０ｗｔ％乃至２０ｗ
ｔ％で混合される。リチウム・マンガン複合酸化物は、
充電時に収縮するという特徴を持ち、充放電時に生じる
体積変化を緩和することができる。なお、リチウム・マ
ンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物とを
上述した範囲内で混合することとしたのは、リチウム・
マンガン複合酸化物が２０ｗｔ％より少ないと電極の膨
張を緩和させる効果が少なくなってしまうからであり、
８０ｗｔ％を越えると電池容量が低くなってしまうから
である。
【００１８】これらリチウム・マンガン複合酸化物及び
リチウム・ニッケル複合酸化物は、例えばリチウム化合
物、マンガン化合物又はニッケル化合物、及び元素Ｍ'
を含む化合物又は元素Ｍ''を含む化合物をそれぞれ用意
し、それらを所望の比で混合したのち、酸素存在雰囲気
中において６００℃乃至１０００℃の温度で加熱焼成す
ることにより得ることができる。その際、原料の化合物
としては、炭素塩、水酸化物、酸化物、硝酸塩、或いは
有機酸塩などがそれぞれ用いられる。
リチウム・ニッケル複合酸化物は、例えばリチウム化合
物、マンガン化合物又はニッケル化合物、及び元素Ｍ'
を含む化合物又は元素Ｍ''を含む化合物をそれぞれ用意
し、それらを所望の比で混合したのち、酸素存在雰囲気
中において６００℃乃至１０００℃の温度で加熱焼成す
ることにより得ることができる。その際、原料の化合物
としては、炭素塩、水酸化物、酸化物、硝酸塩、或いは
有機酸塩などがそれぞれ用いられる。
【００１９】また、正極合剤層８には、上述した正極活
物質のほか、必要に応じて更に、黒鉛等の導電材やポリ
ビニリデンフルオロライド等の結着剤が含有される。
物質のほか、必要に応じて更に、黒鉛等の導電材やポリ
ビニリデンフルオロライド等の結着剤が含有される。
【００２０】負極材３は、銅箔やニッケル箔、ステンレ
ス箔等の金属箔からなる負極集電体１０の両面に負極活
物質を含有する負極合剤層１１が形成されている。負極
材３には、その長手方向の一端近傍に負極リード１２が
取り付けられている。
ス箔等の金属箔からなる負極集電体１０の両面に負極活
物質を含有する負極合剤層１１が形成されている。負極
材３には、その長手方向の一端近傍に負極リード１２が
取り付けられている。
【００２１】負極合剤層１１に含有される負極活物質と
しては、リチウム金属、リチウム合金、又はリチウム金
属電位を基準として例えば２Ｖ以下の電位でリチウムを
吸蔵及び脱離することが可能な材料のいずれか１種類、
又はこれら２種類以上混合された混合材料が使用され
る。
しては、リチウム金属、リチウム合金、又はリチウム金
属電位を基準として例えば２Ｖ以下の電位でリチウムを
吸蔵及び脱離することが可能な材料のいずれか１種類、
又はこれら２種類以上混合された混合材料が使用され
る。
【００２２】リチウムを吸蔵及び脱離可能な材料として
は、リチウム金属、リチウム合金化合物が挙げられる。
ここでいうリチウム合金化合物とは、例えば化学式Ｄｓ
ＥｔＬｉｕで表されるものである。この化学式におい
て、Ｄはリチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属
元素及び半導体元素のうち少なくとも１種を表し、Ｅは
リチウム及びＤ以外の金属元素及び半導体元素のうち少
なくとも１種を表す。また、ｓ、ｔ及びｕの値は、それ
ぞれ０＜ｓ、０≦ｔ、０≦ｕである。ここで、リチウム
と合金或いは化合物を形成可能な金属元素或いは半導体
元素としては、４Ｂ族の金属元素或いは半導体元素が好
ましく、特に好ましくはＳｉまたはＳｎであり、最も好
ましくはＳｉである。リチウムと合金或いは化合物を形
成可能な金属元素或いは半導体元素としては、Ｍｇ、
Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙの各金属
とそれらの合金化合物、例えばＬｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ
−Ｍ（Ｍは２Ａ、３Ｂ、４Ｂ遷移金属元素のうち１つ以
上からなる。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等を挙げるこ
とができる。さらに、本発明では、半導体元素である
Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素を金属元素に含めることとす
る。
は、リチウム金属、リチウム合金化合物が挙げられる。
ここでいうリチウム合金化合物とは、例えば化学式Ｄｓ
ＥｔＬｉｕで表されるものである。この化学式におい
て、Ｄはリチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属
元素及び半導体元素のうち少なくとも１種を表し、Ｅは
リチウム及びＤ以外の金属元素及び半導体元素のうち少
なくとも１種を表す。また、ｓ、ｔ及びｕの値は、それ
ぞれ０＜ｓ、０≦ｔ、０≦ｕである。ここで、リチウム
と合金或いは化合物を形成可能な金属元素或いは半導体
元素としては、４Ｂ族の金属元素或いは半導体元素が好
ましく、特に好ましくはＳｉまたはＳｎであり、最も好
ましくはＳｉである。リチウムと合金或いは化合物を形
成可能な金属元素或いは半導体元素としては、Ｍｇ、
Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙの各金属
とそれらの合金化合物、例えばＬｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ
−Ｍ（Ｍは２Ａ、３Ｂ、４Ｂ遷移金属元素のうち１つ以
上からなる。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等を挙げるこ
とができる。さらに、本発明では、半導体元素である
Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素を金属元素に含めることとす
る。
【００２３】また、これらの合金或いは化合物も好まし
く、例えばＭｘＳｉ（ＭはＳｉを除く１つ以上の金属元
素であり、ｘは０＜ｘである。）やＭｘＳｎ（ＭはＳｎ
を除く１つ以上の金属元素であり、ｘは０＜ｘであ
る。）が挙げられる。具体的にはＳｉＢ４、ＳｉＢ６、
Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、Ｍ
ｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、Ｃｒ
Ｓｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳ
ｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２或いはＺｎＳｉ
２等が挙げられる。
く、例えばＭｘＳｉ（ＭはＳｉを除く１つ以上の金属元
素であり、ｘは０＜ｘである。）やＭｘＳｎ（ＭはＳｎ
を除く１つ以上の金属元素であり、ｘは０＜ｘであ
る。）が挙げられる。具体的にはＳｉＢ４、ＳｉＢ６、
Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、Ｍ
ｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、Ｃｒ
Ｓｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳ
ｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２或いはＺｎＳｉ
２等が挙げられる。
【００２４】さらに、リチウムを吸蔵及び脱離可能な材
料としては、上記に示した、リチウムと合金化又は化合
物化し得る元素、又は化合物も用いることができる。す
なわち、本材料中には、１種類以上の４Ｂ族元素が含ま
れていても良く、リチウムを含む４Ｂ族以外の金属元素
が含まれていても良い。このような材料としては、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｇｅ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯ
ｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉ
Ｏ、ＬｉＳｎＯ等を例示することができる。
料としては、上記に示した、リチウムと合金化又は化合
物化し得る元素、又は化合物も用いることができる。す
なわち、本材料中には、１種類以上の４Ｂ族元素が含ま
れていても良く、リチウムを含む４Ｂ族以外の金属元素
が含まれていても良い。このような材料としては、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｇｅ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯ
ｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉ
Ｏ、ＬｉＳｎＯ等を例示することができる。
【００２５】また、上述した以外にリチウムを吸蔵・脱
離可能な材料としては、炭素材料、金属酸化物、或いは
高分子材料等も挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛
化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガ
ラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活
性炭、或いはカーボンブラック類等が挙げられる。この
うち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコー
クス、或いは石油コークス等があり、有機高分子化合物
焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高
分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをい
う。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウ
ム、酸化モリブデン、或いは酸化スズ等が挙げられ、高
分子材料としては、ポリアセチレン或いはポリピロール
等が挙げられる。
離可能な材料としては、炭素材料、金属酸化物、或いは
高分子材料等も挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛
化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガ
ラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活
性炭、或いはカーボンブラック類等が挙げられる。この
うち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコー
クス、或いは石油コークス等があり、有機高分子化合物
焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高
分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをい
う。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウ
ム、酸化モリブデン、或いは酸化スズ等が挙げられ、高
分子材料としては、ポリアセチレン或いはポリピロール
等が挙げられる。
【００２６】なお、負極合剤層１１には、上述した負極
活物質のほか、必要に応じて更にポリビニリデンフルオ
ロライド等の結着剤が含有される。
活物質のほか、必要に応じて更にポリビニリデンフルオ
ロライド等の結着剤が含有される。
【００２７】上述した正極材２と負極材３とは、セパレ
ータ４を介して積層、巻回して作製される、いわゆるジ
ェリーロールタイプの電池素子５を構成する。このジェ
リーロールタイプの電池素子を工程上不具合無く安定的
に作製するためには、正極合剤層８及び負極合剤層１１
のそれぞれの総厚、具体的には集電体の両面に形成され
た合剤層の膜厚和が８０μｍ乃至２５０μｍの範囲とさ
れることが好適である。すなわち、合剤層の総厚が８０
μｍ未満であると、片面塗布部分の厚さとして４０μｍ
未満となるが、現在一般的に使用されている電極材料
が、粒度分布上、４０μｍ程度の最大粒子径を有するこ
とから、大粒子が存在する部分において塗布のかすれ等
の問題が発生するからである。また、合剤層の総厚が２
５０μｍを超えると活物質が集電体から剥離したり、ク
ラックが生じたりする不具合が発生するからである。
ータ４を介して積層、巻回して作製される、いわゆるジ
ェリーロールタイプの電池素子５を構成する。このジェ
リーロールタイプの電池素子を工程上不具合無く安定的
に作製するためには、正極合剤層８及び負極合剤層１１
のそれぞれの総厚、具体的には集電体の両面に形成され
た合剤層の膜厚和が８０μｍ乃至２５０μｍの範囲とさ
れることが好適である。すなわち、合剤層の総厚が８０
μｍ未満であると、片面塗布部分の厚さとして４０μｍ
未満となるが、現在一般的に使用されている電極材料
が、粒度分布上、４０μｍ程度の最大粒子径を有するこ
とから、大粒子が存在する部分において塗布のかすれ等
の問題が発生するからである。また、合剤層の総厚が２
５０μｍを超えると活物質が集電体から剥離したり、ク
ラックが生じたりする不具合が発生するからである。
【００２８】そして、正極材２及び負極材３は、上述し
た正極合剤層８と負極合剤層１１の総厚の範囲におい
て、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに
対する比率Ａ／Ｂが０．３２０乃至３．１２５となる
が、この範囲の中でも比率Ａ／Ｂが０．４乃至２．５
で、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１の総厚
Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０μｍとする
ことで、非水電解質二次電池１の低温負荷特性、高温重
負荷のサイクル特性、及び初期容量が向上する。これ
は、正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１の総厚Ｂの
総和（Ａ＋Ｂ）が４５０μｍを超えると合剤層の増加に
よるイオン拡散性の低下に伴って低温負荷特性が低下す
るからであり、２３０μｍ未満だと相対的な活物質充填
量が少なくなるため、現在実用化されている電池と同等
かそれ以下に容量が低下してしてしまうからである。ま
た、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに
対する比率Ａ／Ｂが０．４未満や、２．５を超える場合
には、正極合剤層８と負極合剤層１１との厚さの差が大
きくなり、巻回したときにそれぞれの曲率の差が大きく
なって、比率Ａ／Ｂが０．４未満の場合には負極材３
に、比率Ａ／Ｂが２．５を超える場合には正極材２に大
きな負荷が加わる。このため、高温重負荷の充放電サイ
クルを繰り返すことによって、集電体から合剤層が剥離
してしまい、高温重負荷のサイクル特性が低下するから
である。
た正極合剤層８と負極合剤層１１の総厚の範囲におい
て、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに
対する比率Ａ／Ｂが０．３２０乃至３．１２５となる
が、この範囲の中でも比率Ａ／Ｂが０．４乃至２．５
で、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１の総厚
Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０μｍとする
ことで、非水電解質二次電池１の低温負荷特性、高温重
負荷のサイクル特性、及び初期容量が向上する。これ
は、正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層１１の総厚Ｂの
総和（Ａ＋Ｂ）が４５０μｍを超えると合剤層の増加に
よるイオン拡散性の低下に伴って低温負荷特性が低下す
るからであり、２３０μｍ未満だと相対的な活物質充填
量が少なくなるため、現在実用化されている電池と同等
かそれ以下に容量が低下してしてしまうからである。ま
た、正極合剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに
対する比率Ａ／Ｂが０．４未満や、２．５を超える場合
には、正極合剤層８と負極合剤層１１との厚さの差が大
きくなり、巻回したときにそれぞれの曲率の差が大きく
なって、比率Ａ／Ｂが０．４未満の場合には負極材３
に、比率Ａ／Ｂが２．５を超える場合には正極材２に大
きな負荷が加わる。このため、高温重負荷の充放電サイ
クルを繰り返すことによって、集電体から合剤層が剥離
してしまい、高温重負荷のサイクル特性が低下するから
である。
【００２９】したがって、上述した理由により、正極合
剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに対する比率
Ａ／Ｂが０．４乃至２．５となり、かつ正極合剤層８の
総厚Ａと負極合剤層１１の総厚Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２
３０μｍ乃至４５０μｍとなるように、これら正極合剤
層８及び負極合剤層１１がそれぞれ厚さ８０μｍ乃至２
５０μｍの範囲で形成される。
剤層８の総厚Ａの負極合剤層１１の総厚Ｂに対する比率
Ａ／Ｂが０．４乃至２．５となり、かつ正極合剤層８の
総厚Ａと負極合剤層１１の総厚Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２
３０μｍ乃至４５０μｍとなるように、これら正極合剤
層８及び負極合剤層１１がそれぞれ厚さ８０μｍ乃至２
５０μｍの範囲で形成される。
【００３０】セパレータ４は、正極材２の正極活物質層
８と、負極材３の負極活物質層１１とを離間させるもの
であり、この種の非水電解液電池のセパレータとして通
常用いられている公知の材料を用いることができ、例え
ばポリプロピレン、或いはポリエチレン等のポリオレフ
ィン系の材料よりなる多孔質膜、又はセラミック製の不
織布等の無機材料よりなる多孔質膜が用いられる。ま
た、セパレータ４は、リチウムイオン伝導度とエネルギ
ー密度との関係から、その厚みができるだけ薄いことが
必要である。具体的には、セパレータの厚みは例えば５
０μｍ以下が適当である。
８と、負極材３の負極活物質層１１とを離間させるもの
であり、この種の非水電解液電池のセパレータとして通
常用いられている公知の材料を用いることができ、例え
ばポリプロピレン、或いはポリエチレン等のポリオレフ
ィン系の材料よりなる多孔質膜、又はセラミック製の不
織布等の無機材料よりなる多孔質膜が用いられる。ま
た、セパレータ４は、リチウムイオン伝導度とエネルギ
ー密度との関係から、その厚みができるだけ薄いことが
必要である。具体的には、セパレータの厚みは例えば５
０μｍ以下が適当である。
【００３１】このセパレータ４には、後述するように電
池缶６内に注入される非水電解液が含浸される。
池缶６内に注入される非水電解液が含浸される。
【００３２】非水電解液としては、非プロトン性非水溶
媒に電解質を溶解させた溶液が用いられる。非水溶媒と
しては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、γ−ブチルラクトン、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、２−メチルテ
トラヒドロフラン、４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネー
ト等を使用することができる。特に、電圧安定性の点か
らは、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の
環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、ジプロピルカーボネート等の鎖状カーボ
ネート類を使用することが好ましい。また、このような
非水溶媒は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以
上を混合して用いてもよい。
媒に電解質を溶解させた溶液が用いられる。非水溶媒と
しては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、γ−ブチルラクトン、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、２−メチルテ
トラヒドロフラン、４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネー
ト等を使用することができる。特に、電圧安定性の点か
らは、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の
環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、ジプロピルカーボネート等の鎖状カーボ
ネート類を使用することが好ましい。また、このような
非水溶媒は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以
上を混合して用いてもよい。
【００３３】また、非水溶媒に溶解させる電解質として
は、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３
ＳＯ２） ２等のリチウム塩を１種類、又は２種類以上を
混合して使用することができる。これらのリチウム塩の
中でも特に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４を使用することが
好ましい。
は、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３
ＳＯ２） ２等のリチウム塩を１種類、又は２種類以上を
混合して使用することができる。これらのリチウム塩の
中でも特に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４を使用することが
好ましい。
【００３４】電池素子５は、図１に示すように、上述し
た正極材２と負極材３とをセパレータ４を間に介在させ
て積層し、例えばセンターピン１３を中心として巻回さ
れている。
た正極材２と負極材３とをセパレータ４を間に介在させ
て積層し、例えばセンターピン１３を中心として巻回さ
れている。
【００３５】このとき、非水電解質二次電池１では、電
池素子５において正極材２と負極材３とが対向する部
分、具体的には電池缶６と対向する電池素子５の最外周
に位置する負極材３の片面部分、及び電池素子５の最内
周に臨み負極材３同士が対向している部分を除いた正極
材２の負極材３に対する容量比（正極／負極）が０．８
乃至１．０３となるように電池素子５が作製される。非
水電解質二次電池１は、正極材２の負極材３に対する容
量比を上述した範囲とすることで、サイクル特性及び保
存特性が向上する。なお、非水電解質二次電池１におい
ては、正極材２と負極材３との容量が同じ、すなわち容
量比が１．０となるように電池素子５が作製されること
が最も好ましいが、上述した範囲の容量比としても、容
量比が１．０の時と同等のサイクル特性及び保存特性を
得ることができる。
池素子５において正極材２と負極材３とが対向する部
分、具体的には電池缶６と対向する電池素子５の最外周
に位置する負極材３の片面部分、及び電池素子５の最内
周に臨み負極材３同士が対向している部分を除いた正極
材２の負極材３に対する容量比（正極／負極）が０．８
乃至１．０３となるように電池素子５が作製される。非
水電解質二次電池１は、正極材２の負極材３に対する容
量比を上述した範囲とすることで、サイクル特性及び保
存特性が向上する。なお、非水電解質二次電池１におい
ては、正極材２と負極材３との容量が同じ、すなわち容
量比が１．０となるように電池素子５が作製されること
が最も好ましいが、上述した範囲の容量比としても、容
量比が１．０の時と同等のサイクル特性及び保存特性を
得ることができる。
【００３６】電池缶６は、一端が開放されかつ他端が閉
鎖された有底筒状を呈し、内面にニッケルメッキが施さ
れている。電池缶６の開放端部には、蓋体１４と、この
蓋体の内側に設けられた安全弁機構１５、及び熱感抵抗
素子（Positive TemperatureCoefficient：ＰＴＣ素
子）１６とが、ガスケット１７を介してかしめ付けられ
ており、電池缶６内部が密閉されている。蓋体１４は、
電池缶６と同様の材料により構成されている。安全弁機
構１５は、ＰＴＣ素子１６を介して蓋体１４と電気的に
接続されており、内部短絡或いは外部からの加熱等によ
り電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板が反
転して蓋体１４と電池素子５との電気的接続を切断する
ようになっている。ＰＴＣ素子１６は、温度が上昇する
と抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常
な発熱を防止するものであり、例えばチタン酸バリウム
系半導体セラミックスにより構成されている。ガスケッ
ト１７は、例えば絶縁材料により構成されており、表面
にはアスファルトが塗布されている。また、この電池缶
６の内部には、一対の絶縁板１８ａ，１８ｂが、該電池
素子５を挟むように配設されている。
鎖された有底筒状を呈し、内面にニッケルメッキが施さ
れている。電池缶６の開放端部には、蓋体１４と、この
蓋体の内側に設けられた安全弁機構１５、及び熱感抵抗
素子（Positive TemperatureCoefficient：ＰＴＣ素
子）１６とが、ガスケット１７を介してかしめ付けられ
ており、電池缶６内部が密閉されている。蓋体１４は、
電池缶６と同様の材料により構成されている。安全弁機
構１５は、ＰＴＣ素子１６を介して蓋体１４と電気的に
接続されており、内部短絡或いは外部からの加熱等によ
り電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板が反
転して蓋体１４と電池素子５との電気的接続を切断する
ようになっている。ＰＴＣ素子１６は、温度が上昇する
と抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常
な発熱を防止するものであり、例えばチタン酸バリウム
系半導体セラミックスにより構成されている。ガスケッ
ト１７は、例えば絶縁材料により構成されており、表面
にはアスファルトが塗布されている。また、この電池缶
６の内部には、一対の絶縁板１８ａ，１８ｂが、該電池
素子５を挟むように配設されている。
【００３７】上述した非水電解質二次電池１は、以下の
ようにして作製される。
ようにして作製される。
【００３８】まず、正極活物質となるリチウム・マンガ
ン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物との混合
材料、及び必要に応じて導電材、結着剤を添加して正極
合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリ
ドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリ
ーとする。そして、この正極合剤スラリーを正極集電体
７の両面に塗布して乾燥させた後、ローラプレス機等に
より正極合剤層８を圧縮成型して、正極材２を作製す
る。
ン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸化物との混合
材料、及び必要に応じて導電材、結着剤を添加して正極
合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリ
ドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリ
ーとする。そして、この正極合剤スラリーを正極集電体
７の両面に塗布して乾燥させた後、ローラプレス機等に
より正極合剤層８を圧縮成型して、正極材２を作製す
る。
【００３９】次に、負極活物質、及び必要に応じて結着
剤を添加して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メ
チル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状
の負極合剤スラリーとする。そして、この負極合剤スラ
リーを負極集電体１０の両面に塗布して乾燥させた後、
ローラプレス機等により負極合剤層１１を圧縮成型して
負極材３を作製する。
剤を添加して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メ
チル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状
の負極合剤スラリーとする。そして、この負極合剤スラ
リーを負極集電体１０の両面に塗布して乾燥させた後、
ローラプレス機等により負極合剤層１１を圧縮成型して
負極材３を作製する。
【００４０】このとき、正極材２の正極合剤層８と負極
材３の負極合剤層１１とは、正極合剤層８の総厚Ａの負
極合剤層１１の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４乃至
２．５となり、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層
１１の総厚Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０
μｍとなるように、それぞれ厚さ８０μｍ乃至２５０μ
ｍの範囲で形成される。
材３の負極合剤層１１とは、正極合剤層８の総厚Ａの負
極合剤層１１の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４乃至
２．５となり、かつ正極合剤層８の総厚Ａと負極合剤層
１１の総厚Ｂの総和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０
μｍとなるように、それぞれ厚さ８０μｍ乃至２５０μ
ｍの範囲で形成される。
【００４１】続いて、正極材２に正極リード９を、負極
材３に負極リード１２を溶接等の方法により取り付け、
間にセパレータ４を介在させて積層、巻回して電池素子
５を作製する。
材３に負極リード１２を溶接等の方法により取り付け、
間にセパレータ４を介在させて積層、巻回して電池素子
５を作製する。
【００４２】このとき、セパレータ４を挟んで相対向し
ている正極材２の負極材３に対する容量比は、０．８乃
至１．０３の範囲内となるように電池素子５が作製され
る。
ている正極材２の負極材３に対する容量比は、０．８乃
至１．０３の範囲内となるように電池素子５が作製され
る。
【００４３】そして、正極リード９の先端部分を安全弁
機構１５に溶接するとともに、負極リード１２の先端部
分を電池缶６に溶接し、電池素子５を一対の絶縁板１８
ａ，１８ｂで挟み電池缶６の内部に収納する。この様に
電池素子５を電池缶６内部に収納した後、非水電解液を
電池缶６内部に注入してセパレータ４に含浸させる。そ
の後、電池缶６の開放端部を、蓋体１４、安全弁機構１
５及びＰＴＣ素子１６をガスケット１７を介してかしめ
付けて固定し閉鎖することにより、非水電解質二次電池
１が作製される。
機構１５に溶接するとともに、負極リード１２の先端部
分を電池缶６に溶接し、電池素子５を一対の絶縁板１８
ａ，１８ｂで挟み電池缶６の内部に収納する。この様に
電池素子５を電池缶６内部に収納した後、非水電解液を
電池缶６内部に注入してセパレータ４に含浸させる。そ
の後、電池缶６の開放端部を、蓋体１４、安全弁機構１
５及びＰＴＣ素子１６をガスケット１７を介してかしめ
付けて固定し閉鎖することにより、非水電解質二次電池
１が作製される。
【００４４】上述した非水電解質二次電池１は、以下の
ように作用する。
ように作用する。
【００４５】この非水電解質二次電池１では、充電に
は、正極材２からリチウムイオンが脱離し、セパレータ
４に含浸させた電解液を介して負極材３に吸蔵される。
また、放電時には、負極材３からリチウムイオンが脱離
し、セパレータ４に含浸された電解液を介して正極材２
に吸蔵される。この様な正極材２からのリチウムイオン
が負極合剤層１１中の負極活物質に出入りする反応を繰
り返すことによって充放電が繰り返される。
は、正極材２からリチウムイオンが脱離し、セパレータ
４に含浸させた電解液を介して負極材３に吸蔵される。
また、放電時には、負極材３からリチウムイオンが脱離
し、セパレータ４に含浸された電解液を介して正極材２
に吸蔵される。この様な正極材２からのリチウムイオン
が負極合剤層１１中の負極活物質に出入りする反応を繰
り返すことによって充放電が繰り返される。
【００４６】なお、非水電解質二次電池１においては、
上述した合剤層の厚さの比率と総和、又は対向する電極
材の容量比の条件のいずれかを満たしていれば良い。こ
のとき、正極合剤層８と負極合剤層１１の厚さの比率及
び正極合剤層８と負極合剤層１１との厚さの総和を上述
した範囲内とすることで、電池の初期容量、低温負荷特
性、及び高温重負荷でのサイクル特性が向上し、正極材
２の容量の負極材３の容量に対する比率を上述した範囲
内とすることで、サイクル特性及び保存特性が向上す
る。
上述した合剤層の厚さの比率と総和、又は対向する電極
材の容量比の条件のいずれかを満たしていれば良い。こ
のとき、正極合剤層８と負極合剤層１１の厚さの比率及
び正極合剤層８と負極合剤層１１との厚さの総和を上述
した範囲内とすることで、電池の初期容量、低温負荷特
性、及び高温重負荷でのサイクル特性が向上し、正極材
２の容量の負極材３の容量に対する比率を上述した範囲
内とすることで、サイクル特性及び保存特性が向上す
る。
【００４７】また、上述した実施の形態では、非水電解
液を用いた非水電解質二次電池１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、導電性高
分子化合物の単体あるいは混合物を含有する高分子固体
電解質を用いた固体電解質電池や、膨潤溶媒を含有する
ゲル状の固体電解質を用いたゲル状電解質電池について
も適用可能である。
液を用いた非水電解質二次電池１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、導電性高
分子化合物の単体あるいは混合物を含有する高分子固体
電解質を用いた固体電解質電池や、膨潤溶媒を含有する
ゲル状の固体電解質を用いたゲル状電解質電池について
も適用可能である。
【００４８】上記の高分子固体電解質やゲル状電解質に
含有される導電性高分子化合物として具体的には、シリ
コン、アクリル、アクリロニトリル、ポリフォスファゼ
ン変性ポリマ、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレ
ンオキサイド、フッ素系ポリマ又はこれらの化合物の複
合ポリマや架橋ポリマ、変性ポリマ等が挙げられる。上
記フッ素系ポリマとしては、ポリ（ビニリデンフルオラ
イド）、ポリ（ビニリデンフルオライド−ｃｏ−ヘキサ
フルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオライド
−ｃｏ−テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデン
フルオライド−ｃｏ−トリフルオリエチレン）等が挙げ
られる。
含有される導電性高分子化合物として具体的には、シリ
コン、アクリル、アクリロニトリル、ポリフォスファゼ
ン変性ポリマ、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレ
ンオキサイド、フッ素系ポリマ又はこれらの化合物の複
合ポリマや架橋ポリマ、変性ポリマ等が挙げられる。上
記フッ素系ポリマとしては、ポリ（ビニリデンフルオラ
イド）、ポリ（ビニリデンフルオライド−ｃｏ−ヘキサ
フルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオライド
−ｃｏ−テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデン
フルオライド−ｃｏ−トリフルオリエチレン）等が挙げ
られる。
【００４９】さらに、本発明は、上述した円筒型電池の
他、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。さらに、上述した実施の
形態では、外装材として鉄製の電池缶６を用いたが、こ
れに限らずアルミラミネート材等のフレキシブルなフィ
ルム状の外装材を用いてもよい。
他、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。さらに、上述した実施の
形態では、外装材として鉄製の電池缶６を用いたが、こ
れに限らずアルミラミネート材等のフレキシブルなフィ
ルム状の外装材を用いてもよい。
【００５０】
【実施例】以下、本発明につき、具体的な実験結果に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００５１】まず、実験を行うにあたり実施例及び比較
例の試験用電池を以下のようにして作製した。
例の試験用電池を以下のようにして作製した。
【００５２】実施例１ まず、正極材を以下のようにして作製した。
【００５３】最初に、正極活物質を９１重量部、導電材
としてグラファイトを６重量部、そして結着剤としてポ
リビニリデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）を３重量部混
合して正極合剤を調製した。このとき、正極活物質に
は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と一酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）、及び一酸化コバルト（ＣｏＯ）を混合し空気中
において７５０℃で５時間焼成して得たＬｉＮｉ０．８
Ｃｏ０．２Ｏ２（以下、正極１と称する。）を５０ｗｔ
％、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）、及び三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を混
合し空気中において８５０℃で５時間焼成して得たＬｉ
Ｍｎ１．９Ｃｒ０．１Ｏ４（以下、正極２と称する。）
を５０ｗｔ％の割合で混合した混合材料を使用した。
としてグラファイトを６重量部、そして結着剤としてポ
リビニリデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）を３重量部混
合して正極合剤を調製した。このとき、正極活物質に
は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と一酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）、及び一酸化コバルト（ＣｏＯ）を混合し空気中
において７５０℃で５時間焼成して得たＬｉＮｉ０．８
Ｃｏ０．２Ｏ２（以下、正極１と称する。）を５０ｗｔ
％、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）、及び三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を混
合し空気中において８５０℃で５時間焼成して得たＬｉ
Ｍｎ１．９Ｃｒ０．１Ｏ４（以下、正極２と称する。）
を５０ｗｔ％の割合で混合した混合材料を使用した。
【００５４】そして、正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドンに分散させてペースト状の正極合剤スラリーと
し、この正極合剤スラリーを正極集電体となる帯状のア
ルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させて正極合
剤層を形成した。その後、ロールプレス機によってプレ
ス処理を施して正極材を作製した。このとき、正極集電
体の両面に形成された正極合剤層の総厚Ａが８０μｍと
なるように、正極合剤スラリーの塗布、プレス処理を行
った。
ロリドンに分散させてペースト状の正極合剤スラリーと
し、この正極合剤スラリーを正極集電体となる帯状のア
ルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させて正極合
剤層を形成した。その後、ロールプレス機によってプレ
ス処理を施して正極材を作製した。このとき、正極集電
体の両面に形成された正極合剤層の総厚Ａが８０μｍと
なるように、正極合剤スラリーの塗布、プレス処理を行
った。
【００５５】次に、負極材を以下のようにして作製し
た。
た。
【００５６】最初に、負極活物質を９０重量部、結着剤
であるＰＶｄＦを１０重量部混合して負極合剤を調製し
た。このとき、負極活物質には、Ｍｇ２Ｓｉ粉末と人造
黒鉛をそれぞれ４５重量部混合した混合材料を使用し
た。
であるＰＶｄＦを１０重量部混合して負極合剤を調製し
た。このとき、負極活物質には、Ｍｇ２Ｓｉ粉末と人造
黒鉛をそれぞれ４５重量部混合した混合材料を使用し
た。
【００５７】そして、負極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドンに分散させてスラリー状にし、このスラリーを
負極集電体となるの帯状の銅箔の両面に均一に塗布、乾
燥して負極合剤層を形成した。その後、ロールプレス機
によってプレス処理を施して負極材を作製した。このと
き、負極集電体の両面に形成された負極合剤層の総厚Ｂ
が１５０μｍとなるように、負極合剤スラリーの塗布、
プレス処理を行った。
ロリドンに分散させてスラリー状にし、このスラリーを
負極集電体となるの帯状の銅箔の両面に均一に塗布、乾
燥して負極合剤層を形成した。その後、ロールプレス機
によってプレス処理を施して負極材を作製した。このと
き、負極集電体の両面に形成された負極合剤層の総厚Ｂ
が１５０μｍとなるように、負極合剤スラリーの塗布、
プレス処理を行った。
【００５８】以上のようにして得られる正極材と、負極
材とを、微孔性ポリプロピ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
より電池素子を作製した。
材とを、微孔性ポリプロピ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
より電池素子を作製した。
【００５９】次に、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、さらに電池素子を収
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
断用薄板を介して蓋体と電気的に接続した。
の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに電池素子を収
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
断用薄板を介して蓋体と電気的に接続した。
【００６０】そして、この電池缶の中に非水電解液を注
入し、上述したセパレータに含浸させた。この非水電解
液は、炭酸エチレンを５０容量％と、炭酸ジエチルを５
０容量％との混合溶媒中に、電解質としてＬｉＰＦ６を
１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させて調製した。
入し、上述したセパレータに含浸させた。この非水電解
液は、炭酸エチレンを５０容量％と、炭酸ジエチルを５
０容量％との混合溶媒中に、電解質としてＬｉＰＦ６を
１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させて調製した。
【００６１】最後に、アスファルトを塗布したガスケッ
トを介して電池缶をかしめることにより蓋体を固定して
円筒型の試験用電池を作製した。
トを介して電池缶をかしめることにより蓋体を固定して
円筒型の試験用電池を作製した。
【００６２】実施例２ 正極合剤層の総厚Ａが８０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂが
２００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
２００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６３】実施例３ 正極合剤層の総厚Ａが１５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６４】実施例４ 正極合剤層の総厚Ａが１５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が１５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が１５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６５】実施例５ 正極合剤層の総厚Ａが１５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６６】実施例６ 正極合剤層の総厚Ａが２５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が１００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が１００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６７】実施例７ 正極合剤層の総厚Ａが２５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が１５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が１５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６８】実施例８ 正極合剤層の総厚Ａが２５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が２００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が２００μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００６９】比較例１ 正極合剤層の総厚Ａが８０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂが
８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００７０】比較例２ 正極合剤層の総厚Ａが８０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂが
２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００７１】比較例３ 正極合剤層の総厚Ａが２５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が８０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を塗
布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施例
１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００７２】比較例４ 正極合剤層の総厚Ａが２５０μｍ、負極合剤層の総厚Ｂ
が２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
が２５０μｍとなるように正極合剤層及び負極合剤層を
塗布、形成して正極材と負極材とを作製した以外は実施
例１と同様にして円筒型の試験用電池を作製した。
【００７３】以上のようにして作製した実施例１乃至実
施例８及び比較例１乃至比較例４の各試験用電池の初期
容量を測定し、低温負荷特性及び高温重負荷でのサイク
ル特性を評価した。なお、初期容量は、上限電圧４．２
Ｖの定電圧定電流（０．２Ｃ）で充電した後、放電終止
電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行い測定した。また、
低温負荷特性の評価は、各試験用電池について−２０℃
の温度条件の下、上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流
（０．２Ｃ）で充電した後、放電終止電圧３．０Ｖまで
の定電流放電を行った。その後、同じ試験用電池につい
て今度は電流２Ｃの条件で定電流充電を行い、放電終止
電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行った。そして、電流
０．２Ｃの条件で充放電を行ったときの容量に対する電
流２Ｃの条件で充放電を行った時の容量の割合を算出し
て低温保存特性を評価した。さらに、高温重負荷でのサ
イクル特性は、各試験用電池について５０℃の温度条件
の下、上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流（１Ｃ）で充電
した後、放電終止電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行っ
た。この充放電サイクルを１００サイクル行い、２サイ
クル目の電池容量に対する１００サイクル目の電池容量
の割合（容量維持率）を求めて評価した。この結果を表
１、図２、図３及び図４に示す。
施例８及び比較例１乃至比較例４の各試験用電池の初期
容量を測定し、低温負荷特性及び高温重負荷でのサイク
ル特性を評価した。なお、初期容量は、上限電圧４．２
Ｖの定電圧定電流（０．２Ｃ）で充電した後、放電終止
電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行い測定した。また、
低温負荷特性の評価は、各試験用電池について−２０℃
の温度条件の下、上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流
（０．２Ｃ）で充電した後、放電終止電圧３．０Ｖまで
の定電流放電を行った。その後、同じ試験用電池につい
て今度は電流２Ｃの条件で定電流充電を行い、放電終止
電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行った。そして、電流
０．２Ｃの条件で充放電を行ったときの容量に対する電
流２Ｃの条件で充放電を行った時の容量の割合を算出し
て低温保存特性を評価した。さらに、高温重負荷でのサ
イクル特性は、各試験用電池について５０℃の温度条件
の下、上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流（１Ｃ）で充電
した後、放電終止電圧３．０Ｖまでの定電流放電を行っ
た。この充放電サイクルを１００サイクル行い、２サイ
クル目の電池容量に対する１００サイクル目の電池容量
の割合（容量維持率）を求めて評価した。この結果を表
１、図２、図３及び図４に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】表１、図２、図３及び図４に示すように、
正極合剤層の総厚Ａと負極合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋
Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０μｍの範囲内で、かつ正極
合剤層の総厚Ａの負極合剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／
Ｂが０．４乃至２．５の範囲内で正極合剤層と負極合剤
層とが形成された実施例１乃至実施例８の電池は、低温
負荷特性、高温重負荷でのサイクル特性及び初期容量の
全てにおいて良好な結果が得られている。
正極合剤層の総厚Ａと負極合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋
Ｂ）が２３０μｍ乃至４５０μｍの範囲内で、かつ正極
合剤層の総厚Ａの負極合剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／
Ｂが０．４乃至２．５の範囲内で正極合剤層と負極合剤
層とが形成された実施例１乃至実施例８の電池は、低温
負荷特性、高温重負荷でのサイクル特性及び初期容量の
全てにおいて良好な結果が得られている。
【００７６】これに対して、正極合剤層の総厚Ａと負極
合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が１６０μｍである比
較例１の電池は、表１及び図２に示すように、各実施例
の電池に比して初期容量が著しく低くなっている。これ
は、正極合剤層と負極合剤層との厚さがともに薄過ぎる
ことにより、相対的な活物質の充填量が少なくなってい
るためと考えられる。
合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が１６０μｍである比
較例１の電池は、表１及び図２に示すように、各実施例
の電池に比して初期容量が著しく低くなっている。これ
は、正極合剤層と負極合剤層との厚さがともに薄過ぎる
ことにより、相対的な活物質の充填量が少なくなってい
るためと考えられる。
【００７７】また、正極合剤層の総厚Ａと負極合剤層の
総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が５００μｍである比較例４の
電池は、表１及び図３に示すように、各実施例に電池に
比して低温負荷特性が著しく低下している。これは、正
極合剤層と負極合剤層との厚さが厚すぎることによっ
て、イオン拡散性が低下したためと考えられる。
総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が５００μｍである比較例４の
電池は、表１及び図３に示すように、各実施例に電池に
比して低温負荷特性が著しく低下している。これは、正
極合剤層と負極合剤層との厚さが厚すぎることによっ
て、イオン拡散性が低下したためと考えられる。
【００７８】さらに、正極合剤層の総厚Ａの負極合剤層
の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂがそれぞれ０．３２、３．
１３とされた比較例２と比較例３の電池は、表１及び図
４に示すように、各実施例の電池に比して高温重負荷で
のサイクル特性が著しく低下している。これは、正極合
剤層と負極合剤層との厚さの差が大きくなり過ぎ、電池
素子を作製する際に巻回したときに正極材と負極材との
曲率の差が大きくなって、比率Ａ／Ｂが０．３２と０．
４未満である比較例２では負極材に、比率Ａ／Ｂが３．
１３と２．５を超える比較例３では正極材に大きな負荷
が加わり、高温重負荷の充放電サイクルを繰り返すこと
によって、集電体から合剤層が剥離してしまったためと
考えられる。
の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂがそれぞれ０．３２、３．
１３とされた比較例２と比較例３の電池は、表１及び図
４に示すように、各実施例の電池に比して高温重負荷で
のサイクル特性が著しく低下している。これは、正極合
剤層と負極合剤層との厚さの差が大きくなり過ぎ、電池
素子を作製する際に巻回したときに正極材と負極材との
曲率の差が大きくなって、比率Ａ／Ｂが０．３２と０．
４未満である比較例２では負極材に、比率Ａ／Ｂが３．
１３と２．５を超える比較例３では正極材に大きな負荷
が加わり、高温重負荷の充放電サイクルを繰り返すこと
によって、集電体から合剤層が剥離してしまったためと
考えられる。
【００７９】この結果から、従来工程上の不具合から規
定される８０μｍ乃至２５０μｍの範囲で正極合剤層と
負極合剤層とを形成する際に、正極合剤層の総厚Ａと負
極合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４
５０μｍの範囲内で、かつ正極合剤層の総厚Ａの負極合
剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４乃至２．５の
範囲内で正極合剤層と負極合剤層とが形成することで、
低温負荷特性、高温重負荷でのサイクル特性及び初期容
量が向上することがわかる。
定される８０μｍ乃至２５０μｍの範囲で正極合剤層と
負極合剤層とを形成する際に、正極合剤層の総厚Ａと負
極合剤層の総厚Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が２３０μｍ乃至４
５０μｍの範囲内で、かつ正極合剤層の総厚Ａの負極合
剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４乃至２．５の
範囲内で正極合剤層と負極合剤層とが形成することで、
低温負荷特性、高温重負荷でのサイクル特性及び初期容
量が向上することがわかる。
【００８０】次に、以下のようにして実施例９乃至実施
例１６、及び比較例５乃至比較例８の試験用電池を以下
のようにして作製した。
例１６、及び比較例５乃至比較例８の試験用電池を以下
のようにして作製した。
【００８１】実施例９ まず、正極材を以下のようにして作製した。
【００８２】最初に、正極活物質を９１重量部、導電材
としてグラファイトを６重量部、そして結着剤としてポ
リビニリデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）を３重量部混
合して正極合剤を調製した。このとき、正極活物質に
は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と一酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）、及び一酸化コバルト（ＣｏＯ）を混合し空気中
において７５０℃で５時間焼成して得たＬｉＮｉ０．８
Ｃｏ０．２Ｏ２（以下、正極１と称する。）を７０ｗｔ
％、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）、及び三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を混
合し空気中において８５０℃で５時間焼成して得たＬｉ
Ｍｎ１．９Ｃｒ０．１Ｏ４（以下、正極２と称する。）
を３０ｗｔ％の割合で混合した混合材料を使用した。
としてグラファイトを６重量部、そして結着剤としてポ
リビニリデンフルオロライド（ＰＶｄＦ）を３重量部混
合して正極合剤を調製した。このとき、正極活物質に
は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）と一酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）、及び一酸化コバルト（ＣｏＯ）を混合し空気中
において７５０℃で５時間焼成して得たＬｉＮｉ０．８
Ｃｏ０．２Ｏ２（以下、正極１と称する。）を７０ｗｔ
％、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）、及び三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を混
合し空気中において８５０℃で５時間焼成して得たＬｉ
Ｍｎ１．９Ｃｒ０．１Ｏ４（以下、正極２と称する。）
を３０ｗｔ％の割合で混合した混合材料を使用した。
【００８３】そして、正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドンに分散させてペースト状の正極合剤スラリーと
し、この正極合剤スラリーを正極集電体となるアルミニ
ウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させて正極合剤層を
形成した。その後、ロールプレス機によってプレス処理
を施して正極材を作製した。
ロリドンに分散させてペースト状の正極合剤スラリーと
し、この正極合剤スラリーを正極集電体となるアルミニ
ウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させて正極合剤層を
形成した。その後、ロールプレス機によってプレス処理
を施して正極材を作製した。
【００８４】次に、負極材を以下のようにして作製し
た。
た。
【００８５】最初に、負極活物質として人造黒鉛を９０
重量部、結着剤としてＰＶｄＦを１０重量部混合して負
極合剤を調製した。そして、負極合剤を、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンに分散させてスラリー状にし、このスラ
リーを負極集電体となる銅箔の両面に均一に塗布、乾燥
して負極合剤層を形成した。その後、ロールプレス機に
よってプレス処理を施して負極材を作製した。
重量部、結着剤としてＰＶｄＦを１０重量部混合して負
極合剤を調製した。そして、負極合剤を、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンに分散させてスラリー状にし、このスラ
リーを負極集電体となる銅箔の両面に均一に塗布、乾燥
して負極合剤層を形成した。その後、ロールプレス機に
よってプレス処理を施して負極材を作製した。
【００８６】以上のようにして得られる正極材と、負極
材とを、微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレ
ータを介して積層して電池素子を作製した。
材とを、微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレ
ータを介して積層して電池素子を作製した。
【００８７】次に、内側にニッケルメッキを施した鉄製
の浅皿状を呈する正極缶内部に電池素子を収納するとと
もに、この正極缶の中に非水電解液を注入して上述した
セパレータに含浸させた。この非水電解液は、炭酸エチ
レンを５０容量％と、炭酸ジエチルを５０容量％との混
合溶媒中に、電解質としてＬｉＰＦ６を１．０ｍｏｌ／
ｌの濃度で溶解させて調製した。最後に、正極缶をかし
めてアスファルトを塗布したガスケットを介して負極カ
ップ固定することにより、正極缶を封口してコイン型の
試験用電池を作製した。
の浅皿状を呈する正極缶内部に電池素子を収納するとと
もに、この正極缶の中に非水電解液を注入して上述した
セパレータに含浸させた。この非水電解液は、炭酸エチ
レンを５０容量％と、炭酸ジエチルを５０容量％との混
合溶媒中に、電解質としてＬｉＰＦ６を１．０ｍｏｌ／
ｌの濃度で溶解させて調製した。最後に、正極缶をかし
めてアスファルトを塗布したガスケットを介して負極カ
ップ固定することにより、正極缶を封口してコイン型の
試験用電池を作製した。
【００８８】そして、正極材と負極材の充電容量を測定
したところ、ともに１１．２ｍＡｈであった。なお、正
極材の容量の測定は上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流
（０．２Ｃ）で充電して測定し、負極材の充電容量は上
限電圧５ｍＶの定電圧定電流（０．０５Ｃ）で充電して
測定した。
したところ、ともに１１．２ｍＡｈであった。なお、正
極材の容量の測定は上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流
（０．２Ｃ）で充電して測定し、負極材の充電容量は上
限電圧５ｍＶの定電圧定電流（０．０５Ｃ）で充電して
測定した。
【００８９】実施例１０ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を９０ｗｔ％、正極２を１０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．７
ｍＡｈであった。
を９０ｗｔ％、正極２を１０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．７
ｍＡｈであった。
【００９０】実施例１１ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を２０ｗｔ％、正極２を８０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．６
ｍＡｈであった。
を２０ｗｔ％、正極２を８０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．６
ｍＡｈであった。
【００９１】実施例１２ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
５ｍＡｈ、負極材は１４．３ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
５ｍＡｈ、負極材は１４．３ｍＡｈであった。
【００９２】実施例１３ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
６ｍＡｈ、負極材は１１．２ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
６ｍＡｈ、負極材は１１．２ｍＡｈであった。
【００９３】実施例１４ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、ともに１４．０ｍＡｈであっ
た。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、ともに１４．０ｍＡｈであっ
た。
【００９４】実施例１５ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、正極材は１４．０ｍＡｈ、負極
材は１３．６ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、正極材は１４．０ｍＡｈ、負極
材は１３．６ｍＡｈであった。
【００９５】比較例５ 正極活物質として正極１のみを使用した以外は実施例１
と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材と
負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．５ｍ
Ａｈであった。
と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材と
負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．５ｍ
Ａｈであった。
【００９６】比較例６ 正極活物質として正極２のみを使用した以外は実施例１
と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材と
負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．７ｍ
Ａｈであった。
と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材と
負極材の充電容量を測定したところ、ともに１１．７ｍ
Ａｈであった。
【００９７】比較例７ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
６ｍＡｈ、負極材は１５．３ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
６ｍＡｈ、負極材は１５．３ｍＡｈであった。
【００９８】比較例８ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
５ｍＡｈ、負極材は１１．０ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とした以外は実施例
１と同様にして試験用電池を作製した。そして、正極材
と負極材の充電容量を測定したところ、正極材は１１．
５ｍＡｈ、負極材は１１．０ｍＡｈであった。
【００９９】比較例９ 正極活物質として使用する混合材料の質量比を、正極１
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、正極材は１４．０ｍＡｈ、負極
材は１３．４ｍＡｈであった。
を７０ｗｔ％、正極２を３０ｗｔ％とし、負極活物質に
Ｍｇ２Ｓｉ粉末を５５重量部と人造黒鉛を３５重量部混
合した混合材料を使用した以外は実施例１と同様にして
試験用電池を作製した。そして、正極材と負極材の充電
容量を測定したところ、正極材は１４．０ｍＡｈ、負極
材は１３．４ｍＡｈであった。
【０１００】以上のようにして作製した実施例９乃至実
施例１５、及び比較例５乃至比較例９の各試験用電池の
サイクル特性及び保存特性の評価を行った。この結果を
表２に示す。
施例１５、及び比較例５乃至比較例９の各試験用電池の
サイクル特性及び保存特性の評価を行った。この結果を
表２に示す。
【０１０１】なお、サイクル特性の評価は、各試験用電
池について上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流（０．２
Ｃ）で充電した後、放電終止電圧３．０Ｖまでの定電流
放電を行った。そして、この充放電サイクルを１００サ
イクル行い、２サイクル目の電池容量に対する１００サ
イクル目の電池容量の割合（容量維持率）を求めて評価
した。また、保存特性の評価は、各試験用電池について
２３℃恒温槽中で上限電圧４．２Ｖ、電流０．２Ｃの条
件で定電流定電圧充電を行った後、０．２Ｃの定電流放
電を終止電圧３．２Ｖまで行い初期放電容量とした。そ
の後再び同条件で充電し、６０℃のオーブン中で２週間
保存した。そして、保存後の各サイクル放電容量の最高
値を保存後の容量とし、初期放電容量に対する割合（容
量回復率）を求めて評価した。
池について上限電圧４．２Ｖの定電圧定電流（０．２
Ｃ）で充電した後、放電終止電圧３．０Ｖまでの定電流
放電を行った。そして、この充放電サイクルを１００サ
イクル行い、２サイクル目の電池容量に対する１００サ
イクル目の電池容量の割合（容量維持率）を求めて評価
した。また、保存特性の評価は、各試験用電池について
２３℃恒温槽中で上限電圧４．２Ｖ、電流０．２Ｃの条
件で定電流定電圧充電を行った後、０．２Ｃの定電流放
電を終止電圧３．２Ｖまで行い初期放電容量とした。そ
の後再び同条件で充電し、６０℃のオーブン中で２週間
保存した。そして、保存後の各サイクル放電容量の最高
値を保存後の容量とし、初期放電容量に対する割合（容
量回復率）を求めて評価した。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】表２に示すように、正極活物質である混合
材料の質量比が正極１、すなわちリチウム・ニッケル複
合酸化物を９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％、正極２、すなわ
ちリチウム・マンガン複合酸化物を１０ｗｔ％乃至８０
ｗｔ％となるように混合され、さらに正極材の負極材に
対する容量比が０．８乃至１．０３の範囲内とされた実
施例９乃至実施例１５の各試験用電池は、負極活物質に
人造黒鉛又は人造黒鉛とＭｇ２Ｓｉの混合材料のいずれ
を使用した場合にも、サイクル特性及び保存特性の双方
について良好な結果が得られている。
材料の質量比が正極１、すなわちリチウム・ニッケル複
合酸化物を９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％、正極２、すなわ
ちリチウム・マンガン複合酸化物を１０ｗｔ％乃至８０
ｗｔ％となるように混合され、さらに正極材の負極材に
対する容量比が０．８乃至１．０３の範囲内とされた実
施例９乃至実施例１５の各試験用電池は、負極活物質に
人造黒鉛又は人造黒鉛とＭｇ２Ｓｉの混合材料のいずれ
を使用した場合にも、サイクル特性及び保存特性の双方
について良好な結果が得られている。
【０１０４】これに対し、容量比が実施例９乃至実施例
１１と同じではあるが、正極１又は正極２のみを正極活
物質として使用した比較例５及び比較例６の電池は、保
存特性が低下している。
１１と同じではあるが、正極１又は正極２のみを正極活
物質として使用した比較例５及び比較例６の電池は、保
存特性が低下している。
【０１０５】また、正極１と正極２の質量比が実施例
９、実施例１２乃至実施例１５と同じではあるが、容量
比が０．７６と低い比較例７の電池は保存特性が低下
し、容量比が１．０５と高い比較例８及び比較例９の電
池は、サイクル特性が低下している。
９、実施例１２乃至実施例１５と同じではあるが、容量
比が０．７６と低い比較例７の電池は保存特性が低下
し、容量比が１．０５と高い比較例８及び比較例９の電
池は、サイクル特性が低下している。
【０１０６】この結果から、正極活物質にリチウム・ニ
ッケル複合酸化物を９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％、リチウ
ム・マンガン複合酸化物を１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％で
混合した混合材料を使用し、さらに正極材の負極材に対
する容量比が０．８乃至１．０３の範囲とすることで、
サイクル特性及び保存特性が向上することがわかる。
ッケル複合酸化物を９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％、リチウ
ム・マンガン複合酸化物を１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％で
混合した混合材料を使用し、さらに正極材の負極材に対
する容量比が０．８乃至１．０３の範囲とすることで、
サイクル特性及び保存特性が向上することがわかる。
【０１０７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、所定範囲の厚さに形成される正極合剤層と負極合
剤層において、該正極合剤層に含有される正極活物質と
してリチウム・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケ
ル複合酸化物との混合材料を使用し、正極合剤層の負極
合剤層に対する厚さの比率、及び正極合剤層と負極合剤
層との厚さの総和を一定範囲、具体的には正極合剤層の
負極合剤層に対する厚さの比率を０．４乃至２．５の範
囲に、正極合剤層と負極合剤層との厚さの総和を２３０
μｍ乃至４５０μｍの範囲に規制することで、初期容
量、低温負荷特性及び高温重負荷でのサイクル特性を向
上させることができる。
れば、所定範囲の厚さに形成される正極合剤層と負極合
剤層において、該正極合剤層に含有される正極活物質と
してリチウム・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケ
ル複合酸化物との混合材料を使用し、正極合剤層の負極
合剤層に対する厚さの比率、及び正極合剤層と負極合剤
層との厚さの総和を一定範囲、具体的には正極合剤層の
負極合剤層に対する厚さの比率を０．４乃至２．５の範
囲に、正極合剤層と負極合剤層との厚さの総和を２３０
μｍ乃至４５０μｍの範囲に規制することで、初期容
量、低温負荷特性及び高温重負荷でのサイクル特性を向
上させることができる。
【０１０８】また、本発明によれば、正極活物質にリチ
ウム・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸
化物との混合材料を使用し、相対向して配設される正極
の負極に対する容量比を一定範囲に、具体的には、０．
８乃至１．０３の範囲とすることで、サイクル特性及び
保存特性を向上させることができる。
ウム・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸
化物との混合材料を使用し、相対向して配設される正極
の負極に対する容量比を一定範囲に、具体的には、０．
８乃至１．０３の範囲とすることで、サイクル特性及び
保存特性を向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池
の断面図である。
の断面図である。
【図２】正極合剤層と負極合剤層との厚さの総和と初期
容量の関係を示す特性図である。
容量の関係を示す特性図である。
【図３】正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率と
低温条件での容量維持率との関係を示す特性図である。
低温条件での容量維持率との関係を示す特性図である。
【図４】正極合剤層の負極合剤層に対する厚さの比率と
高温重負荷での容量維持率との関係を示す特性図であ
る。
高温重負荷での容量維持率との関係を示す特性図であ
る。
１ 非水電解質二次電池，２ 正極材，３ 負極材，４
セパレータ，５ 電池素子，６ 電池缶，７ 正極集
電体，８ 正極合剤層，１０ 負極集電体，１１ 負極
合剤層
セパレータ，５ 電池素子，６ 電池缶，７ 正極集
電体，８ 正極合剤層，１０ 負極集電体，１１ 負極
合剤層
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AK06 AK07 AK08 AK16 AL01 AL02 AL03 AL12 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 CJ22 HJ01 HJ02 HJ04 HJ12 HJ19 5H050 AA06 AA07 BA16 BA17 CA08 CA09 CB01 CB02 CB03 CB07 CB08 CB09 CB12 CB29 DA04 GA22 HA01 HA02 HA04 HA12 HA19
Claims (4)
- 【請求項１】 正極活物質として一般式ＬｉｘＭｎ
２−ｙＭ'ｙＯ４（但し、ｘの値は０．９≦ｘ、ｙの値
は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲とし、Ｍ'はＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一
つ又は複数とする。）で表されるリチウム・マンガン複
合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ１−ｚＭ''ｚＯ２（但し、
ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．５の範囲とし、Ｍ''はＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、
Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ
の内一つ又は複数とする。）で表されるリチウム・ニッ
ケル複合酸化物とを、質量比が上記リチウム・マンガン
複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％に対して上記リチ
ウム・ニッケル複合酸化物９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％と
なるように混合した混合材料を含有する正極合剤を塗布
して、厚さ８０μｍ乃至２５０μｍの範囲で正極合剤層
が形成された正極と、 負極活物質としてリチウム金属、リチウム合金、又はリ
チウムを吸蔵、脱離可能な材料のうち少なくとも１種類
以上を含有する負極合剤を塗布して、厚さ８０μｍ乃至
２５０μｍの範囲で負極合剤層が形成された負極と、 非水電解質とを備えるとともに、 上記正極と上記負極とは、上記正極合剤層の総厚Ａの上
記負極合剤層の総厚Ｂに対する比率Ａ／Ｂが０．４≦Ａ
／Ｂ≦２．５の範囲で、かつ上記正極合剤層の総厚Ａと
上記負極合剤層の総厚Ｂとの和Ａ＋Ｂが２３０μｍ≦Ａ
＋Ｂ≦４５０μｍの範囲で上記正極合剤層と上記負極合
剤層とが形成されることを特徴とする非水電解質二次電
池。 - 【請求項２】 上記正極合剤層と上記負極合剤層とは、
電極集電体の両面に形成されることを特徴とする請求項
１に記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 正極活物質として一般式ＬｉｘＭｎ
２−ｙＭ'ｙＯ４（但し、ｘの値は０．９≦ｘ、ｙの値
は０．０１≦ｙ≦０．５の範囲とし、Ｍ'はＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの内一
つ又は複数とする。）で表されるリチウム・マンガン複
合酸化物と、一般式ＬｉＮｉ１−ｚＭ''ｚＯ２（但し、
ｚの値は０．０１≦ｚ≦０．５の範囲とし、Ｍ''はＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、
Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ
の内一つ又は複数とする。）で表されるリチウム・ニッ
ケル複合酸化物とを、質量比が上記リチウム・マンガン
複合酸化物１０ｗｔ％乃至８０ｗｔ％に対して上記リチ
ウム・ニッケル複合酸化物９０ｗｔ％乃至２０ｗｔ％と
なるように混合した混合材料を使用する正極と、 負極活物質としてリチウム金属、リチウム合金、又はリ
チウムを吸蔵、脱離可能な材料のうち少なくとも１種類
以上を含有する負極と、 非水電解質とを備え、 上記正極と上記負極とは、対向して配設されるととも
に、相対向する上記正極の上記負極に対する容量比が
０．８乃至１．０３とされることを特徴とする非水電解
質二次電池。 - 【請求項４】 上記正極には、上記正極活物質を含有す
る正極合剤層が正極集電体の両面に、上記負極には、上
記負極活物質を含有する負極合剤層が負極集電体の両面
に、それぞれ形成されることを特徴とする請求項３に記
載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000403456A JP5052712B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000403456A JP5052712B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 非水電解質二次電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010235857A Division JP2011040410A (ja) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002203606A true JP2002203606A (ja) | 2002-07-19 |
| JP5052712B2 JP5052712B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=18867576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000403456A Expired - Fee Related JP5052712B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5052712B2 (ja) |
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| US7811709B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-10-12 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Negative electrode for nonaqueous secondary battery, process of producing the negative electrode, and nonaqueous secondary battery |
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