JP2002343363A - 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】非水電解質二次電池の内部抵抗を低減させて放
電容量を向上させる。 【解決手段】スピネル型構造を有し化学式がＬｉxＴｉy
Ｏ4（０．８≦ｘ≦１．４、１．６≦ｙ≦２．２）で表
されるチタン酸リチウムを含む正極１と、Ｌｉを含有す
る負極２と、セパレータ５と、非水電解質とからなる非
水電解質二次電池であって、正極として、上記チタン酸
リチウム、導電剤、結着剤、およびチタン酸リチウム１
００質量部に対して０．５〜６質量部のポリアクリル酸
を含有する混合物を加圧成形した後、２００〜３００℃
で焼成したものを使用することによって、内部抵抗を低
下させる。結着剤としてはフッ素樹脂が好ましい。
電容量を向上させる。 【解決手段】スピネル型構造を有し化学式がＬｉxＴｉy
Ｏ4（０．８≦ｘ≦１．４、１．６≦ｙ≦２．２）で表
されるチタン酸リチウムを含む正極１と、Ｌｉを含有す
る負極２と、セパレータ５と、非水電解質とからなる非
水電解質二次電池であって、正極として、上記チタン酸
リチウム、導電剤、結着剤、およびチタン酸リチウム１
００質量部に対して０．５〜６質量部のポリアクリル酸
を含有する混合物を加圧成形した後、２００〜３００℃
で焼成したものを使用することによって、内部抵抗を低
下させる。結着剤としてはフッ素樹脂が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチタン酸リチウムを
含む正極を改良した非水電解質二次電池に関する。
含む正極を改良した非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気電子技術の急速な発展により、電子
機器の多様化、小型化が進み、これに伴い小型で多様な
電池の需要が高まっている。更に近年、メモリーバック
アップ電圧の低下に伴い作動電圧が１．５Ｖ級である電
池が要望されている。中でも充放電が可能である二次電
池は環境負荷が小さいため、特に注目されている。
機器の多様化、小型化が進み、これに伴い小型で多様な
電池の需要が高まっている。更に近年、メモリーバック
アップ電圧の低下に伴い作動電圧が１．５Ｖ級である電
池が要望されている。中でも充放電が可能である二次電
池は環境負荷が小さいため、特に注目されている。
【０００３】従来、１．５Ｖボタン型二次電池はＮｉ／
Ｃｄ電池が主流であったが、水溶系電池であるため環境
温度によっては十分な電流が取出せなかったり、貯蔵時
の自己放電といった問題や、Ｃｄを使用することで環境
負荷が大きいという問題があった。
Ｃｄ電池が主流であったが、水溶系電池であるため環境
温度によっては十分な電流が取出せなかったり、貯蔵時
の自己放電といった問題や、Ｃｄを使用することで環境
負荷が大きいという問題があった。
【０００４】最近では、有機電解液を用いた非水電解質
二次電池が研究、開発されている。この非水電解質二次
電池は高エネルギー密度を有し、作動温度も−２０〜６
０℃と広範囲であるので、低温でも電流が取出せ、かつ
貯蔵時の自己放電が少ないという優れた特性を有するも
のである。
二次電池が研究、開発されている。この非水電解質二次
電池は高エネルギー密度を有し、作動温度も−２０〜６
０℃と広範囲であるので、低温でも電流が取出せ、かつ
貯蔵時の自己放電が少ないという優れた特性を有するも
のである。
【０００５】スピネル型構造を有するＬｉxＴｉyＯ4の
放電電位は、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対し１．５Ｖ付近にあ
ることが知られている。特にｘ＝４／３、ｙ＝５／３の
材料、すなわちＬｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4の放電電位は１．
５Ｖを示し、充放電を１００サイクル以上反復した場合
であっても９５％以上の充放電サイクルを確保し、ま
た、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対して３．０Ｖ以上の電位を印
加する過充電状態であっても、その結晶構造の変化は起
こらないという特性を備えている。そのため長寿命のＬ
ｉ二次電池材料として期待されている。
放電電位は、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対し１．５Ｖ付近にあ
ることが知られている。特にｘ＝４／３、ｙ＝５／３の
材料、すなわちＬｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4の放電電位は１．
５Ｖを示し、充放電を１００サイクル以上反復した場合
であっても９５％以上の充放電サイクルを確保し、ま
た、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対して３．０Ｖ以上の電位を印
加する過充電状態であっても、その結晶構造の変化は起
こらないという特性を備えている。そのため長寿命のＬ
ｉ二次電池材料として期待されている。
【０００６】しかしながら、Ｌｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4は、
比抵抗がＬｉＣｏＯ2（１０3Ω・ｃｍ）やＬｉＮｉＯ2
（１０2Ω・ｃｍ）に対して著しく高い（１０5Ω・ｃ
ｍ）ために、電池の内部抵抗が大きくなる。また、小型
電池に使用する場合、電極面積が小さくなり電池の反応
面積が減るため、さらに電池の内部抵抗が大きくなって
しまい、十分な電気特性が得られないという問題が発生
した。
比抵抗がＬｉＣｏＯ2（１０3Ω・ｃｍ）やＬｉＮｉＯ2
（１０2Ω・ｃｍ）に対して著しく高い（１０5Ω・ｃ
ｍ）ために、電池の内部抵抗が大きくなる。また、小型
電池に使用する場合、電極面積が小さくなり電池の反応
面積が減るため、さらに電池の内部抵抗が大きくなって
しまい、十分な電気特性が得られないという問題が発生
した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況に
対処してなされたもので、電池の内部抵抗を低減させた
非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
対処してなされたもので、電池の内部抵抗を低減させた
非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、スピネル型構
造を有し化学式がＬｉxＴｉyＯ4（０．８≦ｘ≦１．
４、１．６≦ｙ≦２．２）で表されるチタン酸リチウム
を含む正極と、Ｌｉを含有する負極と、セパレータと、
非水電解質とからなる非水電解質二次電池において、正
極として、上記チタン酸リチウム、導電剤、結着剤、お
よびチタン酸リチウム１００質量部に対して０．５〜６
質量部のポリアクリル酸を含有する混合物を加圧成形し
た後、２００〜３００℃で焼成したものを用いたことを
特徴とする。
造を有し化学式がＬｉxＴｉyＯ4（０．８≦ｘ≦１．
４、１．６≦ｙ≦２．２）で表されるチタン酸リチウム
を含む正極と、Ｌｉを含有する負極と、セパレータと、
非水電解質とからなる非水電解質二次電池において、正
極として、上記チタン酸リチウム、導電剤、結着剤、お
よびチタン酸リチウム１００質量部に対して０．５〜６
質量部のポリアクリル酸を含有する混合物を加圧成形し
た後、２００〜３００℃で焼成したものを用いたことを
特徴とする。
【０００９】上記したように、正極において、チタン酸
リチウム１００質量部に対して０．５〜６質量部のポリ
アクリル酸を添加し、２００〜３００℃で焼成すると、
電池の内部抵抗が下がり十分な放電容量が得られる。こ
れは、ポリアクリル酸が熱分解してチタン酸リチウムの
表面に炭素の被膜が形成され、導電補助材として働くこ
と、およびポリアクリル酸が熱分解することにより空隙
が増加し電解液が正極にしみ込みやすくなること、によ
るものと考えられる。
リチウム１００質量部に対して０．５〜６質量部のポリ
アクリル酸を添加し、２００〜３００℃で焼成すると、
電池の内部抵抗が下がり十分な放電容量が得られる。こ
れは、ポリアクリル酸が熱分解してチタン酸リチウムの
表面に炭素の被膜が形成され、導電補助材として働くこ
と、およびポリアクリル酸が熱分解することにより空隙
が増加し電解液が正極にしみ込みやすくなること、によ
るものと考えられる。
【００１０】なお、ポリアクリル酸の添加量が０．５質
量部以下であると、チタン酸リチウムの表面にできる炭
素の被膜が不十分なため、電池の内部抵抗を下げる効果
があまりみられない。逆に添加量が６質量部以上である
と、正極中のチタン酸リチウムの含有量が減るため十分
な放電容量が得られない。
量部以下であると、チタン酸リチウムの表面にできる炭
素の被膜が不十分なため、電池の内部抵抗を下げる効果
があまりみられない。逆に添加量が６質量部以上である
と、正極中のチタン酸リチウムの含有量が減るため十分
な放電容量が得られない。
【００１１】また、焼成温度が２００℃以下の場合は、
ポリアクリル酸の分解が十分にできないため電池の内部
抵抗を下げる効果がみられず、３００℃以上では、結着
剤が溶融したり、熱分解してしまい正極合剤強度が著し
く低下してしまうので、合剤の形状が維持できなくな
る。
ポリアクリル酸の分解が十分にできないため電池の内部
抵抗を下げる効果がみられず、３００℃以上では、結着
剤が溶融したり、熱分解してしまい正極合剤強度が著し
く低下してしまうので、合剤の形状が維持できなくな
る。
【００１２】結着剤としては、上記のポリアクリル酸の
熱分解温度範囲で安定な物質であることが必要なので、
フッ素系樹脂が好ましい。特にポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）は融点３００℃以上と高いので好まし
い。
熱分解温度範囲で安定な物質であることが必要なので、
フッ素系樹脂が好ましい。特にポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）は融点３００℃以上と高いので好まし
い。
【００１３】負極の作用物質としては、Ｌｉが吸蔵・放
出できる物質であればよいが、ｄ00 2の面間隔が０．３
３８ｎｍ以下である炭素材は、高容量でかつサイクル特
性に優れ、平坦な放電電位を有するので好ましい。
出できる物質であればよいが、ｄ00 2の面間隔が０．３
３８ｎｍ以下である炭素材は、高容量でかつサイクル特
性に優れ、平坦な放電電位を有するので好ましい。
【００１４】なお、本発明で用いるポリアクリル酸は、
アルカリ金属イオンやアンモニウムイオンを含む中和塩
であっても良い。また、チタン酸リチウムと混合する
際、ポリアクリル酸の形態は特に限定されず、粉末の形
態であっても、水溶液の形態であってもよい。
アルカリ金属イオンやアンモニウムイオンを含む中和塩
であっても良い。また、チタン酸リチウムと混合する
際、ポリアクリル酸の形態は特に限定されず、粉末の形
態であっても、水溶液の形態であってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の非水溶媒二次電池は、例
えば、図1に示されるように、正極作用物質がＬｉxＴｉ
yＯ4(０．８≦ｘ≦１．４、１．６≦ｙ≦２．２）であ
る正極合剤を有する正極１と、負極２（例えば、Ｌｉが
吸蔵された炭素材、金属Ｌｉ、Ｌｉ合金、Ｌｉ含有金属
酸化物、Ｌｉ3Ｎのような窒化物からなる）とが、保液
性と電気絶縁性を有するセパレータ５を介して積層され
て発電要素を構成し、この発電要素が有機電解液と一緒
に正極ケース６および負極ケース４からなる電池缶内に
収納されガスケツト３を介して密封された構造になって
いる。
えば、図1に示されるように、正極作用物質がＬｉxＴｉ
yＯ4(０．８≦ｘ≦１．４、１．６≦ｙ≦２．２）であ
る正極合剤を有する正極１と、負極２（例えば、Ｌｉが
吸蔵された炭素材、金属Ｌｉ、Ｌｉ合金、Ｌｉ含有金属
酸化物、Ｌｉ3Ｎのような窒化物からなる）とが、保液
性と電気絶縁性を有するセパレータ５を介して積層され
て発電要素を構成し、この発電要素が有機電解液と一緒
に正極ケース６および負極ケース４からなる電池缶内に
収納されガスケツト３を介して密封された構造になって
いる。
【００１６】次に、本発明の実施形態としての正極、負
極、セパレータおよび有機電解液について説明する。 １）正極１ 正極１の正極活物質は、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対して１．
５Ｖの放電電位を示すＬｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4からなる。
ここで正極は、上記した活物質であるＬｉ4／3Ｔｉ5／3
Ｏ4の粉末と、例えばカーボンブラックのような導電剤
と例えばＰＴＦＥや、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエテール共重合体（ＰＦＡ）や、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）のようなフッ素樹脂からなる結着剤と
ポリアクリル酸とを所定の割合で混練してなる正極合剤
を、加圧成形後、所定の温度で焼成して製造される。
極、セパレータおよび有機電解液について説明する。 １）正極１ 正極１の正極活物質は、Ｌｉ＋／Ｌｉ電位に対して１．
５Ｖの放電電位を示すＬｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4からなる。
ここで正極は、上記した活物質であるＬｉ4／3Ｔｉ5／3
Ｏ4の粉末と、例えばカーボンブラックのような導電剤
と例えばＰＴＦＥや、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエテール共重合体（ＰＦＡ）や、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）のようなフッ素樹脂からなる結着剤と
ポリアクリル酸とを所定の割合で混練してなる正極合剤
を、加圧成形後、所定の温度で焼成して製造される。
【００１７】２）負極２ 負極２は、あらかじめリチウムがドープされ、かつリチ
ウムイオンの吸蔵・放出が可能な炭素材を含む。例え
ば、前記炭素材及び結着剤を含む混合物を加圧成形した
後、電気化学的にリチウムをドープさせることにより作
製される。前記炭素材としては、コークスや、メソフェ
ーズピッチを焼成することにより得られるもの、人造黒
鉛、天然黒鉛等を上げることができる。前記結着剤とし
ては、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カ
ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（Ｅ
ＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブダジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン
−テトラフルオロエチレン３次元系重合体、ポリトリフ
ルオロエチレン（ＰＴｒＦＥ）、フッ化ビニリデン−ト
リフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テト
ラフルオロエチレン共重合体等を用いることができる。
なお、前記負極は、導電剤を含んでいてもよい。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、気相成長炭素繊維等を用いることができる。
ウムイオンの吸蔵・放出が可能な炭素材を含む。例え
ば、前記炭素材及び結着剤を含む混合物を加圧成形した
後、電気化学的にリチウムをドープさせることにより作
製される。前記炭素材としては、コークスや、メソフェ
ーズピッチを焼成することにより得られるもの、人造黒
鉛、天然黒鉛等を上げることができる。前記結着剤とし
ては、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カ
ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（Ｅ
ＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブダジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン
−テトラフルオロエチレン３次元系重合体、ポリトリフ
ルオロエチレン（ＰＴｒＦＥ）、フッ化ビニリデン−ト
リフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テト
ラフルオロエチレン共重合体等を用いることができる。
なお、前記負極は、導電剤を含んでいてもよい。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、気相成長炭素繊維等を用いることができる。
【００１８】３）セパレータ５ セパレータ５は、例えばポリオレフィン不織布、ガラス
繊維を含むポリオレフィン不織布、微多孔性ポリオレフ
ィンフィルム等からなる。また、この限りでなく、正負
極を絶縁し、かつ電解液を保持でき、長期間電解液中で
安定であるセパレータであれば用いることができる。
繊維を含むポリオレフィン不織布、微多孔性ポリオレフ
ィンフィルム等からなる。また、この限りでなく、正負
極を絶縁し、かつ電解液を保持でき、長期間電解液中で
安定であるセパレータであれば用いることができる。
【００１９】４）有機電解液 有機電解液は、例えば、エチエレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカー
ボネート（ＢＣ）、γ−ブチルラクトン（γ−ＢＬ）、
１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルカーボ
ネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、
メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、メチルプロピオ
ネート（ＭＰ）、メチルアセテート（ＭＡ）、エチルア
セテート（ＥＡ）のような非水溶媒の１種または２種以
上の混合液に、例えば、ＬｉＣｌＯ 4，ＬｉＢＦ4，Ｌｉ
ＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＰＦ6，ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2，Ｌｉ
Ｎ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2のような電解質の所定量を溶解せし
めたものが用いられる。さらに、電解液の代わりに固体
電解質を用いることもできる。
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカー
ボネート（ＢＣ）、γ−ブチルラクトン（γ−ＢＬ）、
１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルカーボ
ネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、
メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、メチルプロピオ
ネート（ＭＰ）、メチルアセテート（ＭＡ）、エチルア
セテート（ＥＡ）のような非水溶媒の１種または２種以
上の混合液に、例えば、ＬｉＣｌＯ 4，ＬｉＢＦ4，Ｌｉ
ＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＰＦ6，ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2，Ｌｉ
Ｎ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2のような電解質の所定量を溶解せし
めたものが用いられる。さらに、電解液の代わりに固体
電解質を用いることもできる。
【００２０】以下、本発明の実施例を前述した図１を参
照して詳細に説明する。 （実施例１） ＜負極の作製＞メソフェーズピッチを原料とするピッチ
系炭素繊維を細かく粉砕し、アルゴン雰囲気下において
２８００℃の温度で熱処理することにより、ｄ002の面
間隔が０．３３８ｎｍのメソフェーズピッチ炭素繊維粉
末を得た。このメソフェーズピッチ炭素繊維粉末１００
質量部にスチレン・ブダジエンゴム及びカルボキシメチ
ルセルロースを各２．５質量部加え混合し、乾燥後に所
定量を厚さ０．５ｍｍ、直径３．９ｍｍのタブレット状
に加圧成形し負極２とした。次に導電性接着剤によりガ
スケット３が予め着設された負極ケース４中央部に負極
２を接着し、その後、８０℃の温度下で１２時間減圧乾
燥をした。
照して詳細に説明する。 （実施例１） ＜負極の作製＞メソフェーズピッチを原料とするピッチ
系炭素繊維を細かく粉砕し、アルゴン雰囲気下において
２８００℃の温度で熱処理することにより、ｄ002の面
間隔が０．３３８ｎｍのメソフェーズピッチ炭素繊維粉
末を得た。このメソフェーズピッチ炭素繊維粉末１００
質量部にスチレン・ブダジエンゴム及びカルボキシメチ
ルセルロースを各２．５質量部加え混合し、乾燥後に所
定量を厚さ０．５ｍｍ、直径３．９ｍｍのタブレット状
に加圧成形し負極２とした。次に導電性接着剤によりガ
スケット３が予め着設された負極ケース４中央部に負極
２を接着し、その後、８０℃の温度下で１２時間減圧乾
燥をした。
【００２１】＜正極の作製＞酸化チタンと水酸化リチウ
ムをモル比で５：４の割合で混合し、空気中８００℃で
１２時間焼成することにより超格子構造を有するスピネ
ル型Ｌｉ4／3Ｔｉ5 ／3Ｏ4を合成した。
ムをモル比で５：４の割合で混合し、空気中８００℃で
１２時間焼成することにより超格子構造を有するスピネ
ル型Ｌｉ4／3Ｔｉ5 ／3Ｏ4を合成した。
【００２２】次に、このＬｉ4／3Ｔｉ5／3Ｏ4１００質
量部に黒鉛粉末を８質量部、ポリテトラフルオロエチレ
ンを３質量部、ポリアクリル酸を３質量部加えて混合し
た後、所定量を厚さ０．５ｍｍ、直径３．９ｍｍのタブ
レット状に加圧成形し、正極１とした。次に、導電性接
着剤を用いて正極ケース６中央部に正極１を接着した。
その後、２５０℃の温度下で１２時間焼成した。
量部に黒鉛粉末を８質量部、ポリテトラフルオロエチレ
ンを３質量部、ポリアクリル酸を３質量部加えて混合し
た後、所定量を厚さ０．５ｍｍ、直径３．９ｍｍのタブ
レット状に加圧成形し、正極１とした。次に、導電性接
着剤を用いて正極ケース６中央部に正極１を接着した。
その後、２５０℃の温度下で１２時間焼成した。
【００２３】さらに、負極ケース４中央部に接着された
負極２に、電気化学的にリチウムをドープし、その上面
に、ポリプロピレン不織布からなるセパレータ５を挿入
し、エチレンカーボネートとγ−ブチルラクトンを１：
１の割合で混合した溶媒にＬｉＢＦ4を１ｍｏｌ／ｌの
濃度で溶解した電解液を、上記セパレータ５に含浸さ
せ、その後、正極１が接着された正極ケース６を嵌合
後、正極ケース６の開口部に加締め加工を施し、直径
６．８ｍｍ、高さ１．４ｍｍの非水電解質二次電池を製
作した。
負極２に、電気化学的にリチウムをドープし、その上面
に、ポリプロピレン不織布からなるセパレータ５を挿入
し、エチレンカーボネートとγ−ブチルラクトンを１：
１の割合で混合した溶媒にＬｉＢＦ4を１ｍｏｌ／ｌの
濃度で溶解した電解液を、上記セパレータ５に含浸さ
せ、その後、正極１が接着された正極ケース６を嵌合
後、正極ケース６の開口部に加締め加工を施し、直径
６．８ｍｍ、高さ１．４ｍｍの非水電解質二次電池を製
作した。
【００２４】（実施例２）正極のポリアクリル酸添加量
を６質量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例
２の非水電解質二次電池を製作した。
を６質量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例
２の非水電解質二次電池を製作した。
【００２５】（実施例３）正極のポリアクリル酸添加量
を０．５質量部とした以外は、実施例１と同様にして実
施例３の非水電解質二次電池を製作した。
を０．５質量部とした以外は、実施例１と同様にして実
施例３の非水電解質二次電池を製作した。
【００２６】（比較例１）正極のポリアクリル酸添加量
を０質量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例
１の非水電解質二次電池を製作した。
を０質量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例
１の非水電解質二次電池を製作した。
【００２７】（比較例２）正極のポリアクリル酸添加量
を１０質量部とした以外は、実施例１と同様にして比較
例２の非水電解質二次電池を製作した。
を１０質量部とした以外は、実施例１と同様にして比較
例２の非水電解質二次電池を製作した。
【００２８】（実施例４）正極を２００℃の温度下で１
２時間焼成した以外は、実施例１と同様にして実施例４
の非水電解質二次電池を製作した。
２時間焼成した以外は、実施例１と同様にして実施例４
の非水電解質二次電池を製作した。
【００２９】（実施例５）正極を３００℃の温度下で１
２時間焼成をした以外は、実施例１と同様にして実施例
５の非水電解質二次電池を製作した。
２時間焼成をした以外は、実施例１と同様にして実施例
５の非水電解質二次電池を製作した。
【００３０】（比較例３）正極を１００℃の温度下で１
２時間焼成をした以外は、実施例１と同様にして比較例
３の非水電解質二次電池を製作した。
２時間焼成をした以外は、実施例１と同様にして比較例
３の非水電解質二次電池を製作した。
【００３１】（比較例４）正極を４００℃の温度下で１
２時間焼成した以外は、実施例１と同様にして比較例４
の非水電解質二次電池を製作した。
２時間焼成した以外は、実施例１と同様にして比較例４
の非水電解質二次電池を製作した。
【００３２】（実施例６）正極の結着剤をＰＦＡとした
以外は、実施例１と同様にして実施例６の非水電解質二
次電池を製作した。
以外は、実施例１と同様にして実施例６の非水電解質二
次電池を製作した。
【００３３】（実施例７）正極の結着剤をＦＥＰとした
以外は、実施例１と同様にして実施例７の非水電解質二
次電池を製作した。
以外は、実施例１と同様にして実施例７の非水電解質二
次電池を製作した。
【００３４】以上の通り作製した各実施例および各比較
例の電池の１ｋＨｚにおける電池内部抵抗を表１に示
す。また、これらの電池を０．１ｍＡの定電流で１．０
Ｖまで放電したときの放電容量を同じく表１に示す。
例の電池の１ｋＨｚにおける電池内部抵抗を表１に示
す。また、これらの電池を０．１ｍＡの定電流で１．０
Ｖまで放電したときの放電容量を同じく表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から明らかなように、ポリアクリル酸
を添加しなかった比較例１は、電池の内部抵抗が高く、
十分な容量が得られなかった。また、ポリアクリル酸を
１０質量部添加した比較例２は、電池の内部抵抗は低く
なったが、ポリアクリル酸の添加量が多いため、作用物
質であるチタン酸リチウム量が減少し、低容量となっ
た。
を添加しなかった比較例１は、電池の内部抵抗が高く、
十分な容量が得られなかった。また、ポリアクリル酸を
１０質量部添加した比較例２は、電池の内部抵抗は低く
なったが、ポリアクリル酸の添加量が多いため、作用物
質であるチタン酸リチウム量が減少し、低容量となっ
た。
【００３７】正極合剤成形後に１００℃で焼成した比較
例３では、ポリアクリル酸が熱分解されなかったため
に、電池の内部抵抗が下がらず低容量であった。また、
４００℃で焼成した比較例４では、結着剤のＰＴＦＥが
溶融・熱分解したために合剤強度が著しく低下してしま
い、電池作製ができなかった。
例３では、ポリアクリル酸が熱分解されなかったため
に、電池の内部抵抗が下がらず低容量であった。また、
４００℃で焼成した比較例４では、結着剤のＰＴＦＥが
溶融・熱分解したために合剤強度が著しく低下してしま
い、電池作製ができなかった。
【００３８】なお、結着剤にポリエチレン（ＰＥ）およ
びスチレン−ブダジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を使用
して２５０℃で焼成し、同様に正極合剤を作製したが、
合剤形状が保てずにくずれてしまった。これは、ＰＥと
ＳＢＲの融点が２００℃以下であるために、結着剤とし
て機能できなかったためである。したがって、結着剤と
しては高融点のものが適している。
びスチレン−ブダジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を使用
して２５０℃で焼成し、同様に正極合剤を作製したが、
合剤形状が保てずにくずれてしまった。これは、ＰＥと
ＳＢＲの融点が２００℃以下であるために、結着剤とし
て機能できなかったためである。したがって、結着剤と
しては高融点のものが適している。
【００３９】一方、実施例１から７の場合、ポリアクリ
ル酸添加量と焼成温度の範囲が適切であり、また、結着
剤の材質もポリアクリル酸の熱分解温度以上で安定して
いるために、電池の内部抵抗は低く抑えられ、高い放電
容量が得られた。
ル酸添加量と焼成温度の範囲が適切であり、また、結着
剤の材質もポリアクリル酸の熱分解温度以上で安定して
いるために、電池の内部抵抗は低く抑えられ、高い放電
容量が得られた。
【００４０】なお、本発明は、上記の実施形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。さらに、電池形状はコイン
形のものを用いて説明したが、これに限定されることな
く、角型や円筒形等のような別の電池形状としてもよ
い。
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。さらに、電池形状はコイン
形のものを用いて説明したが、これに限定されることな
く、角型や円筒形等のような別の電池形状としてもよ
い。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部抵抗が低減でき、かつ放電容量が大きな非水電解質二
次電池を得ることができる。
部抵抗が低減でき、かつ放電容量が大きな非水電解質二
次電池を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例である非水電解質二次電池の
断面図。
断面図。
１…正極、２…負極、３…ガスケット、４…負極ケー
ス、５…セパレータ、６…正極ケース、７…正極側導電
性結着剤層、８…負極側導電性結着剤層。
ス、５…セパレータ、６…正極ケース、７…正極側導電
性結着剤層、８…負極側導電性結着剤層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 和男 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ06 AK03 AL06 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM11 BJ03 CJ02 CJ03 DJ08 EJ04 EJ12 HJ01 HJ02 HJ13 HJ14 5H050 AA08 AA12 BA17 CA07 CB07 CB08 DA10 DA11 EA09 EA24 GA02 GA03 HA01 HA02 HA13 HA14
Claims (4)
- 【請求項１】 スピネル型構造を有し化学式がＬｉxＴ
ｉyＯ4（０．８≦ｘ≦１．４、１．６≦ｙ≦２．２）で
表されるチタン酸リチウムを含む正極と、Ｌｉを含有す
る負極と、セパレータと、非水電解質とからなる非水電
解質二次電池において、正極として、上記チタン酸リチ
ウム、導電剤、結着剤、およびチタン酸リチウム１００
質量部に対して０．５〜６質量部のポリアクリル酸を含
有する混合物を加圧成形した後、２００〜３００℃で焼
成したものを用いたことを特徴とする非水電解質二次電
池。 - 【請求項２】 結着剤がフッ素樹脂である請求項１記載
の非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 結着剤がポリテトラフルオロエチレンで
ある請求項１記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 負極が、ｄ002の面間隔が０．３３８ｎ
ｍ以下である炭素材を含む請求項１記載の非水電解質二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147633A JP2002343363A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147633A JP2002343363A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002343363A true JP2002343363A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18993084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001147633A Pending JP2002343363A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002343363A (ja) |
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-
2001
- 2001-05-17 JP JP2001147633A patent/JP2002343363A/ja active Pending
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