JP2003007341A - リチウム二次電池の特性評価方法 - Google Patents
リチウム二次電池の特性評価方法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウム二次電池の低温出力特性の判定が正極
活物質の段階で迅速・簡便に評価できる方法を提供する
こと。 【解決手段】本発明のリチウム二次電池の特性評価方法
は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチウ
ム遷移金属複合酸化物について、磁場中で降温させる過
程での磁気転移温度における帯磁率と磁場のない状態で
降温させた後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移温
度における帯磁率との差又は所定温度で測定した残留磁
化を測定し、その差から該リチウム二次電池の低温出力
特性を判定することを特徴とする。つまり、リチウム遷
移金属複合酸化物を正極活物質としてリチウム二次電池
に用いた場合の低温出力特性を、高信頼度で、迅速か
つ、簡便に評価するのに優れた方法となる。
活物質の段階で迅速・簡便に評価できる方法を提供する
こと。 【解決手段】本発明のリチウム二次電池の特性評価方法
は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチウ
ム遷移金属複合酸化物について、磁場中で降温させる過
程での磁気転移温度における帯磁率と磁場のない状態で
降温させた後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移温
度における帯磁率との差又は所定温度で測定した残留磁
化を測定し、その差から該リチウム二次電池の低温出力
特性を判定することを特徴とする。つまり、リチウム遷
移金属複合酸化物を正極活物質としてリチウム二次電池
に用いた場合の低温出力特性を、高信頼度で、迅速か
つ、簡便に評価するのに優れた方法となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオンの
吸蔵・脱離現象を利用したリチウム二次電池の正極活物
質に用いることのできるリチウムニッケル複合酸化物の
正極活物質としての特性を評価するのに適したリチウム
二次電池の特性評価方法に関する。
吸蔵・脱離現象を利用したリチウム二次電池の正極活物
質に用いることのできるリチウムニッケル複合酸化物の
正極活物質としての特性を評価するのに適したリチウム
二次電池の特性評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の
小型化に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、こ
れらの機器に用いる電源として、高エネルギー密度であ
るという理由から、リチウム二次電池が実用化され広く
普及するに至っている。また一方で、自動車の分野にお
いても、環境問題、資源問題から電気自動車の開発が急
がれており、この電気自動車用の電源としても、リチウ
ム二次電池が検討されている。
小型化に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、こ
れらの機器に用いる電源として、高エネルギー密度であ
るという理由から、リチウム二次電池が実用化され広く
普及するに至っている。また一方で、自動車の分野にお
いても、環境問題、資源問題から電気自動車の開発が急
がれており、この電気自動車用の電源としても、リチウ
ム二次電池が検討されている。
【０００３】リチウム二次電池の正極活物質となるリチ
ウム遷移金属複合酸化物は、４Ｖ級の作動電圧が得られ
るものとして、層状岩塩構造のＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ
Ｏ2、スピネル構造のＬｉＭｎ2Ｏ4がよく知られてい
る。これらの中でも、合成の容易である、最も高い作動
電圧が得られる等の理由から、現在では、ＬｉＣｏＯ2
を正極活物質に用いる二次電池が主流を占めている。
ウム遷移金属複合酸化物は、４Ｖ級の作動電圧が得られ
るものとして、層状岩塩構造のＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ
Ｏ2、スピネル構造のＬｉＭｎ2Ｏ4がよく知られてい
る。これらの中でも、合成の容易である、最も高い作動
電圧が得られる等の理由から、現在では、ＬｉＣｏＯ2
を正極活物質に用いる二次電池が主流を占めている。
【０００４】ところで、リチウム二次電池を電気自動車
等に使用する場合に低温での性能低下が問題となる。電
池反応は化学反応であるので低温では反応速度が低下し
出力等の性能が悪化する。この低温での出力低下の程度
は正極活物質の結晶構造・組成の微妙な相違により大幅
に変化する。したがって、電池性能を向上するためには
正極活物質の結晶構造・組成を適正に制御することが有
効である。
等に使用する場合に低温での性能低下が問題となる。電
池反応は化学反応であるので低温では反応速度が低下し
出力等の性能が悪化する。この低温での出力低下の程度
は正極活物質の結晶構造・組成の微妙な相違により大幅
に変化する。したがって、電池性能を向上するためには
正極活物質の結晶構造・組成を適正に制御することが有
効である。
【０００５】しかしながら正極活物質として用いられる
リチウム遷移金属複合酸化物はその合成条件の微妙な変
動、例えば、原料の組成配合、熱処理温度、雰囲気（酸
素温度や露点やＣＯ2含有量）、時間等で、その結晶構
造・組成は微妙に変動してしまう。その結果、適正な電
池性能の達成は困難となる。
リチウム遷移金属複合酸化物はその合成条件の微妙な変
動、例えば、原料の組成配合、熱処理温度、雰囲気（酸
素温度や露点やＣＯ2含有量）、時間等で、その結晶構
造・組成は微妙に変動してしまう。その結果、適正な電
池性能の達成は困難となる。
【０００６】そこで適正なリチウム二次電池を得るため
に製造したリチウム遷移金属複合酸化物を用いて電池を
構成する前に、各製造ロット毎に、その特性を判定し、
正極活物質として適正な特性を有するものか否かについ
て評価することが必要となってくる。
に製造したリチウム遷移金属複合酸化物を用いて電池を
構成する前に、各製造ロット毎に、その特性を判定し、
正極活物質として適正な特性を有するものか否かについ
て評価することが必要となってくる。
【０００７】リチウムニッケル複合酸化物の特性を判定
する方法として、従来は、粉末Ｘ線回折、組成分
析、磁気的性質（有効磁気モーメント、Ｗｅｉｓｓ温
度）の分析（特開平９−１８０７２２号公報）、小型
電池による電極性能試験等を用いており、これらを単独
で、あるいは併用することにより、そのリチウムニッケ
ル複合酸化物の正極活物質としての特性を評価してい
た。
する方法として、従来は、粉末Ｘ線回折、組成分
析、磁気的性質（有効磁気モーメント、Ｗｅｉｓｓ温
度）の分析（特開平９−１８０７２２号公報）、小型
電池による電極性能試験等を用いており、これらを単独
で、あるいは併用することにより、そのリチウムニッケ
ル複合酸化物の正極活物質としての特性を評価してい
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常の粉末
Ｘ線回折では、Ｌｉと酸素からの反射・回折強度が弱い
ために、長時間の測定と精密な構造解析が必要である。
粉末Ｘ線回折のこれらの欠点は、中性子回折を行うこと
である程度解決される。しかし、中性子源には原子炉が
必要なので、実施できる場所と機会は極めて限定されて
おり、ロット検査のような用途には適さない。さらに試
料内でＮｉ2+等が不均一分布している場合は、組成の見
積りには大きな誤差が伴う。また、組成分析は、試料
中の構成元素の比は求まるが、結晶構造中の構成元素の
位置や、電池反応に関わるＬｉとそうでないＬｉを区別
できない。有効磁気モーメント、Ｗｅｉｓｓ温度の分
析では対象がマンガン酸リチウムに限定され、また低温
出力特性の判定ができない。そして、電極性能試験
は、粉末Ｘ線回折や組成分析よりは信頼できる検査法で
あるが、小型とはいえ電池を製作するので、かなりの煩
雑さが伴う。つまりロット検査のような用途への適用は
困難が付きまとう。
Ｘ線回折では、Ｌｉと酸素からの反射・回折強度が弱い
ために、長時間の測定と精密な構造解析が必要である。
粉末Ｘ線回折のこれらの欠点は、中性子回折を行うこと
である程度解決される。しかし、中性子源には原子炉が
必要なので、実施できる場所と機会は極めて限定されて
おり、ロット検査のような用途には適さない。さらに試
料内でＮｉ2+等が不均一分布している場合は、組成の見
積りには大きな誤差が伴う。また、組成分析は、試料
中の構成元素の比は求まるが、結晶構造中の構成元素の
位置や、電池反応に関わるＬｉとそうでないＬｉを区別
できない。有効磁気モーメント、Ｗｅｉｓｓ温度の分
析では対象がマンガン酸リチウムに限定され、また低温
出力特性の判定ができない。そして、電極性能試験
は、粉末Ｘ線回折や組成分析よりは信頼できる検査法で
あるが、小型とはいえ電池を製作するので、かなりの煩
雑さが伴う。つまりロット検査のような用途への適用は
困難が付きまとう。
【０００９】そこで、本発明ではリチウム二次電池の低
温出力特性の判定が正極活物質の段階で迅速・簡便に評
価できる方法を提供することを解決すべき課題とする。
温出力特性の判定が正極活物質の段階で迅速・簡便に評
価できる方法を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する目的
で本発明者らは鋭意研究を行った結果、リチウム遷移金
属複合酸化物について、磁場中で降温させる過程での磁
気転移温度における帯磁率と磁場のない状態で降温させ
た後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移温度におけ
る帯磁率との差や、所定温度で測定した残留磁化の値
が、詳細は不明であるが、リチウム二次電池の低温出力
特性と関連を有することを見出し、以下の発明を行っ
た。すなわち、本発明のリチウム二次電池の特性評価方
法は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチ
ウム遷移金属複合酸化物について、磁場中で降温させる
過程での磁気転移温度における帯磁率と磁場のない状態
で降温させた後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移
温度における帯磁率との差又は所定温度で測定した残留
磁化を測定し、その差から該リチウム二次電池の低温出
力特性を判定することを特徴とする。
で本発明者らは鋭意研究を行った結果、リチウム遷移金
属複合酸化物について、磁場中で降温させる過程での磁
気転移温度における帯磁率と磁場のない状態で降温させ
た後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移温度におけ
る帯磁率との差や、所定温度で測定した残留磁化の値
が、詳細は不明であるが、リチウム二次電池の低温出力
特性と関連を有することを見出し、以下の発明を行っ
た。すなわち、本発明のリチウム二次電池の特性評価方
法は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチ
ウム遷移金属複合酸化物について、磁場中で降温させる
過程での磁気転移温度における帯磁率と磁場のない状態
で降温させた後に磁場中で昇温させる過程での磁気転移
温度における帯磁率との差又は所定温度で測定した残留
磁化を測定し、その差から該リチウム二次電池の低温出
力特性を判定することを特徴とする。
【００１１】つまり、リチウム遷移金属複合酸化物を正
極活物質としてリチウム二次電池に用いた場合の低温出
力特性を、高信頼度で、迅速かつ、簡便に評価するのに
優れた方法となる。
極活物質としてリチウム二次電池に用いた場合の低温出
力特性を、高信頼度で、迅速かつ、簡便に評価するのに
優れた方法となる。
【００１２】本発明の特性評価方法では、リチウム遷移
金属複合酸化物の帯磁率の差又は所定温度での残留磁化
を測定することでこれを正極活物質に用いたリチウム二
次電池の低温出力特性を評価する。ここで、帯磁率の差
及び残留磁化の値が変化する原理について、リチウムニ
ッケル複合酸化物を例にとって説明する。
金属複合酸化物の帯磁率の差又は所定温度での残留磁化
を測定することでこれを正極活物質に用いたリチウム二
次電池の低温出力特性を評価する。ここで、帯磁率の差
及び残留磁化の値が変化する原理について、リチウムニ
ッケル複合酸化物を例にとって説明する。
【００１３】層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化物
の磁気相互作用を図１に示す。図１（ａ）は、理想構造
の場合を示す。この構造で磁性を担うのは、Ｎｉイオン
のみである。理想構造では、図中にＪ１で示したＮｉ面
内のＮｉ3+間の磁気相互作用が、全体の磁性を決める主
要因である。ここでＪ１は反強磁性的（Ｊ１＜０）で、
かつＮｉ面のイオンは３角格子を組んでいる。このため
に生じる大きな磁気フラストレーションの結果、低温で
も明瞭な長距離磁気秩序は出現しない。つまり低温では
局所的な短距離磁気秩序の競合となり、スピングラス相
が出現する。この磁気転移温度をスピングラス転移温度
と呼び、Ｔgと略す。なおここで、磁気転移温度は、磁
場中において試料を昇温あるいは降温させてその帯磁率
を測定し、帯磁率が極大を示す温度をもって示すことが
できる。
の磁気相互作用を図１に示す。図１（ａ）は、理想構造
の場合を示す。この構造で磁性を担うのは、Ｎｉイオン
のみである。理想構造では、図中にＪ１で示したＮｉ面
内のＮｉ3+間の磁気相互作用が、全体の磁性を決める主
要因である。ここでＪ１は反強磁性的（Ｊ１＜０）で、
かつＮｉ面のイオンは３角格子を組んでいる。このため
に生じる大きな磁気フラストレーションの結果、低温で
も明瞭な長距離磁気秩序は出現しない。つまり低温では
局所的な短距離磁気秩序の競合となり、スピングラス相
が出現する。この磁気転移温度をスピングラス転移温度
と呼び、Ｔgと略す。なおここで、磁気転移温度は、磁
場中において試料を昇温あるいは降温させてその帯磁率
を測定し、帯磁率が極大を示す温度をもって示すことが
できる。
【００１４】図１（ｂ）には、Ｌｉ面へＮｉ2+が位置す
る（Ｌｉ+ 1-xＮｉ2+ x）3b（Ｎｉ3+ 1 -xＮｉ2+ x）3aＯ2
の結晶構造とその磁気相互作用とを示す。この結晶構造
では、新たにＮｉ面のＮｉ2+とＮｉ3+間の相互作用Ｊ
１’と、Ｌｉ面に存在するＮｉ 2+とＮｉ面のＮｉ3+やＮ
ｉ2+との磁気相互作用Ｊ２が出現する。つまり全体の磁
性はＪ１のみでは定まらず、Ｊ１’とＪ２の影響を受け
る。これは磁気的乱雑さの増加を意味し、スピングラス
相は理想構造の場合より高温で出現し易くなる。つまり
Ｔg の値が上昇する。
る（Ｌｉ+ 1-xＮｉ2+ x）3b（Ｎｉ3+ 1 -xＮｉ2+ x）3aＯ2
の結晶構造とその磁気相互作用とを示す。この結晶構造
では、新たにＮｉ面のＮｉ2+とＮｉ3+間の相互作用Ｊ
１’と、Ｌｉ面に存在するＮｉ 2+とＮｉ面のＮｉ3+やＮ
ｉ2+との磁気相互作用Ｊ２が出現する。つまり全体の磁
性はＪ１のみでは定まらず、Ｊ１’とＪ２の影響を受け
る。これは磁気的乱雑さの増加を意味し、スピングラス
相は理想構造の場合より高温で出現し易くなる。つまり
Ｔg の値が上昇する。
【００１５】ここで、この結晶構造内に不純物がＮｉ面
のＮｉ3+等に代わり不均一に侵入する場合を考える。す
ると、不純物の富んだ部分では強磁性的な相互作用が強
くなり、低温では微小な強磁性領域が出現する。この強
磁性分域の分散程度が低い場合、つまり不均一に分散
（言い換えれば偏在すること）する場合、帯磁率の大幅
な上昇、磁場中で降温させる過程での磁気転移温度にお
ける帯磁率と磁場のない状態で降温させた後磁場中で昇
温させる過程での磁気転移温度における帯磁率との差の
拡大、磁化の磁場依存性の不可逆性、いわゆる磁化−磁
場曲線の履歴現象（ヒステリシス）に伴う残留磁化の発
生といった事象が現れてくる。
のＮｉ3+等に代わり不均一に侵入する場合を考える。す
ると、不純物の富んだ部分では強磁性的な相互作用が強
くなり、低温では微小な強磁性領域が出現する。この強
磁性分域の分散程度が低い場合、つまり不均一に分散
（言い換えれば偏在すること）する場合、帯磁率の大幅
な上昇、磁場中で降温させる過程での磁気転移温度にお
ける帯磁率と磁場のない状態で降温させた後磁場中で昇
温させる過程での磁気転移温度における帯磁率との差の
拡大、磁化の磁場依存性の不可逆性、いわゆる磁化−磁
場曲線の履歴現象（ヒステリシス）に伴う残留磁化の発
生といった事象が現れてくる。
【００１６】例えば、上記の磁気転移温度以下の温度で
の、磁化−磁場曲線の履歴現象に伴う残留磁化Ｍrを測
定した場合には、このＭrがある制限値より小さな試料
を選ぶことにより、不純物等の混入量が少なくかつ均一
性に優れたリチウムニッケル複合酸化物と判定すること
ができる。また磁化の磁場依存性の測定には時間がかか
ることに鑑み、簡便化のために、上記の昇降温過程にお
ける帯磁率差Δχ（Ｔg）を測定することもできる。そ
の場合には、Δχ（Ｔg）がある制限値より小さな試料
を選んでも良い。なお、これらのパラメータを組み合わ
せて評価に用いることも可能である。
の、磁化−磁場曲線の履歴現象に伴う残留磁化Ｍrを測
定した場合には、このＭrがある制限値より小さな試料
を選ぶことにより、不純物等の混入量が少なくかつ均一
性に優れたリチウムニッケル複合酸化物と判定すること
ができる。また磁化の磁場依存性の測定には時間がかか
ることに鑑み、簡便化のために、上記の昇降温過程にお
ける帯磁率差Δχ（Ｔg）を測定することもできる。そ
の場合には、Δχ（Ｔg）がある制限値より小さな試料
を選んでも良い。なお、これらのパラメータを組み合わ
せて評価に用いることも可能である。
【００１７】以上のような帯磁率の差又は残留磁化を測
定することで低温出力特性に関して信頼度の高い評価が
可能となる。
定することで低温出力特性に関して信頼度の高い評価が
可能となる。
【００１８】なお、本評価方法は、リチウムニッケル複
合酸化物に限らず、一般的にリチウム二次電池に汎用さ
れるリチウム遷移金属複合酸化物、例えば、基本組成を
ＬｉＣｏＯ2とするリチウムコバルト複合酸化物、基本
組成をＬｉＭｎＯ2とするリチウムマンガン複合酸化物
等の全般に対しても適用できる。
合酸化物に限らず、一般的にリチウム二次電池に汎用さ
れるリチウム遷移金属複合酸化物、例えば、基本組成を
ＬｉＣｏＯ2とするリチウムコバルト複合酸化物、基本
組成をＬｉＭｎＯ2とするリチウムマンガン複合酸化物
等の全般に対しても適用できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のリチウム二次電
池の特性評価方法についての実施形態について説明す
る。
池の特性評価方法についての実施形態について説明す
る。
【００２０】本発明のリチウム二次電池の特性評価方法
が適用できるリチウム遷移金属複合酸化物は、一般的に
リチウム二次電池に用いられる正極活物質であれば特に
限定されない。具体的には、コバルト、ニッケル、マン
ガン等の遷移金属とリチウムとの複合酸化物を含む一般
的にリチウム二次電池に用いられる正極活物質（層状岩
塩構造ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、スピネル構造ＬｉＭ
ｎ2Ｏ4等）は、ほぼすべて本発明方法の対象となる。ま
た、リチウム遷移金属複合酸化物は単一組成のものばか
りでなく、複数の組成をもつものの混合物であってもよ
い。
が適用できるリチウム遷移金属複合酸化物は、一般的に
リチウム二次電池に用いられる正極活物質であれば特に
限定されない。具体的には、コバルト、ニッケル、マン
ガン等の遷移金属とリチウムとの複合酸化物を含む一般
的にリチウム二次電池に用いられる正極活物質（層状岩
塩構造ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、スピネル構造ＬｉＭ
ｎ2Ｏ4等）は、ほぼすべて本発明方法の対象となる。ま
た、リチウム遷移金属複合酸化物は単一組成のものばか
りでなく、複数の組成をもつものの混合物であってもよ
い。
【００２１】本発明方法により評価できるリチウム遷移
金属複合酸化物を製造する方法は特に限定するものでは
ない、例えば、一般にいう固相反応法若しくは水熱法に
よって製造することが可能である。固相反応法は、例え
ば、水酸化リチウム、過酸化リチウム、炭酸リチウム等
をリチウム源と、酸化ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニ
ッケル等をニッケル源と、コバルトおよびアルミニウム
を置換元素とする場合は、酸化コバルト、炭酸コバル
ト、水酸化アルミニウム、酢酸アルミニウム等をコバル
ト源およびアルミニウム源とし、これらを組成に応じた
所定割合で混合し、所定の酸化雰囲気中で、所定温度
下、所定時間熱処理を施すことによって合成することが
できる。
金属複合酸化物を製造する方法は特に限定するものでは
ない、例えば、一般にいう固相反応法若しくは水熱法に
よって製造することが可能である。固相反応法は、例え
ば、水酸化リチウム、過酸化リチウム、炭酸リチウム等
をリチウム源と、酸化ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニ
ッケル等をニッケル源と、コバルトおよびアルミニウム
を置換元素とする場合は、酸化コバルト、炭酸コバル
ト、水酸化アルミニウム、酢酸アルミニウム等をコバル
ト源およびアルミニウム源とし、これらを組成に応じた
所定割合で混合し、所定の酸化雰囲気中で、所定温度
下、所定時間熱処理を施すことによって合成することが
できる。
【００２２】これらの、リチウム遷移金属複合酸化物の
中でも、リチウムニッケル複合酸化物は資源量が豊富で
今後期待される材料であるが、リチウム二次電池に用い
た場合に低温特性が若干他の材料よりも低下することが
あり、本方法により迅速・簡便に評価を行うことでより
低温特性の改善された材料を提供できる。
中でも、リチウムニッケル複合酸化物は資源量が豊富で
今後期待される材料であるが、リチウム二次電池に用い
た場合に低温特性が若干他の材料よりも低下することが
あり、本方法により迅速・簡便に評価を行うことでより
低温特性の改善された材料を提供できる。
【００２３】具体的な本発明方法としては、そのリチウ
ム遷移金属複合酸化物の磁場中で降温させる過程でのＴ
gにおける帯磁率χFC（Ｔg）と磁場のない状態で降温さ
せた後磁場中で昇温させる過程でのＴgにおける帯磁率
χZFC（Ｔg）との差Δχ（Ｔg）、又は所定の温度で測
定した残留磁化Ｍrを測定する。これに基づきそのリチ
ウム遷移金属複合酸化物をリチウム二次電池に用いた場
合の低温出力特性を評価する。すなわち、測定されたΔ
χ（Ｔg）及びＭrは小さいほど、そのリチウム遷移金属
複合酸化物を正極活物質に用いたリチウム二次電池の低
温出力特性は優れていると評価する。
ム遷移金属複合酸化物の磁場中で降温させる過程でのＴ
gにおける帯磁率χFC（Ｔg）と磁場のない状態で降温さ
せた後磁場中で昇温させる過程でのＴgにおける帯磁率
χZFC（Ｔg）との差Δχ（Ｔg）、又は所定の温度で測
定した残留磁化Ｍrを測定する。これに基づきそのリチ
ウム遷移金属複合酸化物をリチウム二次電池に用いた場
合の低温出力特性を評価する。すなわち、測定されたΔ
χ（Ｔg）及びＭrは小さいほど、そのリチウム遷移金属
複合酸化物を正極活物質に用いたリチウム二次電池の低
温出力特性は優れていると評価する。
【００２４】なお、上記帯磁率および残留磁化のパラメ
ータは、８０００Ａ／ｍ以下の磁場中にて測定したもの
であることが望ましい。これは、８０００Ａ／ｍを超え
る磁場を印加する場合は、スピングラス転移や強磁性分
域の分散程度の検出が困難となるおそれがあるという理
由からである。そして、残留磁化Ｍrの測定における所
定温度とは、特に限定するものではないが、約２００Ｋ
より高い温度では、強磁性分域が強磁性を示さなくな
り、測定が困難となることに鑑み、２００Ｋ以下の温度
とするのが望ましい。より低温であるほうが大きな残留
磁化を示すことから、Ｔg付近の温度とするのがより望
ましい。
ータは、８０００Ａ／ｍ以下の磁場中にて測定したもの
であることが望ましい。これは、８０００Ａ／ｍを超え
る磁場を印加する場合は、スピングラス転移や強磁性分
域の分散程度の検出が困難となるおそれがあるという理
由からである。そして、残留磁化Ｍrの測定における所
定温度とは、特に限定するものではないが、約２００Ｋ
より高い温度では、強磁性分域が強磁性を示さなくな
り、測定が困難となることに鑑み、２００Ｋ以下の温度
とするのが望ましい。より低温であるほうが大きな残留
磁化を示すことから、Ｔg付近の温度とするのがより望
ましい。
【００２５】測定において、その測定装置は特に限定す
るものではない、低温における磁化を測定できる装置を
用いればよく、例えば、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩ
Ｄ）磁束計、磁気天秤、振動試料型磁力計、交磁磁力計
等を用いることができる。
るものではない、低温における磁化を測定できる装置を
用いればよく、例えば、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩ
Ｄ）磁束計、磁気天秤、振動試料型磁力計、交磁磁力計
等を用いることができる。
【００２６】実際の評価は、製造したリチウム遷移金属
複合酸化物の製造ロットごとに行なえばよく、製造ロッ
トごとに評価する実施形態とすれば、各製造ロットごと
のリチウム遷移金属複合酸化物の微妙な構造の変化を迅
速・簡便に検出でき、逆に所定の制限値内のロットのみ
を製造・出荷・利用することにより、最終製品であるリ
チウム二次電池のサイクル特性、高温保存特性等のバラ
ツキを、電池構成前の段階において効率的に抑えること
ができる。
複合酸化物の製造ロットごとに行なえばよく、製造ロッ
トごとに評価する実施形態とすれば、各製造ロットごと
のリチウム遷移金属複合酸化物の微妙な構造の変化を迅
速・簡便に検出でき、逆に所定の制限値内のロットのみ
を製造・出荷・利用することにより、最終製品であるリ
チウム二次電池のサイクル特性、高温保存特性等のバラ
ツキを、電池構成前の段階において効率的に抑えること
ができる。
【００２７】なお、これまでに説明した本発明のリチウ
ム二次電池の特性評価方法の実施形態は例示に過ぎず、
これらの実施形態は、上記実施形態を始めとして、当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態とす
ることができる。
ム二次電池の特性評価方法の実施形態は例示に過ぎず、
これらの実施形態は、上記実施形態を始めとして、当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態とす
ることができる。
【００２８】
【実施例】本発明のリチウム二次電池の特性評価方法の
優位性を証明すべく、種々のリチウムニッケル複合酸化
物の試料を作製し、それぞれの試料の帯磁率の差Δχ
（Ｔ g）及び残留磁化Ｍrを測定しそれを正極活物質に用
いたリチウム二次電池としての特性を評価するととも
に、それらの試料を正極活物質として用いたリチウム二
次電池を実際に作製し、その特性を実際に確認した。こ
れらについて、以下に、実施例として説明する。
優位性を証明すべく、種々のリチウムニッケル複合酸化
物の試料を作製し、それぞれの試料の帯磁率の差Δχ
（Ｔ g）及び残留磁化Ｍrを測定しそれを正極活物質に用
いたリチウム二次電池としての特性を評価するととも
に、それらの試料を正極活物質として用いたリチウム二
次電池を実際に作製し、その特性を実際に確認した。こ
れらについて、以下に、実施例として説明する。
【００２９】〈リチウムニッケル複合酸化物の試料の作
製〉水酸化リチウム１水和物（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）と酸
化ニッケル（ＮｉＯ）とのそれぞれの粒子粉末をモル比
でＬｉ：Ｎｉ＝１．１：１の割合になるようによく混合
した。この混合粒子粉末を錠剤状に圧縮成形してから、
第１回熱処理として６５０℃、４時間、酸素気流中で保
持した。得られた錠剤をよく粉砕してから、再び錠剤状
に圧縮成形し、第２回熱処理として６５０℃、４時間、
酸素気流中で保持した。さらに粉砕・圧縮成形してか
ら、第３回熱処理として６００℃、１０時間、酸素気流
中で保持し、その後室温まで１℃／分で炉冷して、組成
式ＬｉＮｉＯ2で表されるリチウムニッケル複合酸化物
を得た。
製〉水酸化リチウム１水和物（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）と酸
化ニッケル（ＮｉＯ）とのそれぞれの粒子粉末をモル比
でＬｉ：Ｎｉ＝１．１：１の割合になるようによく混合
した。この混合粒子粉末を錠剤状に圧縮成形してから、
第１回熱処理として６５０℃、４時間、酸素気流中で保
持した。得られた錠剤をよく粉砕してから、再び錠剤状
に圧縮成形し、第２回熱処理として６５０℃、４時間、
酸素気流中で保持した。さらに粉砕・圧縮成形してか
ら、第３回熱処理として６００℃、１０時間、酸素気流
中で保持し、その後室温まで１℃／分で炉冷して、組成
式ＬｉＮｉＯ2で表されるリチウムニッケル複合酸化物
を得た。
【００３０】これらの操作を原料のＬｉ：Ｎｉの比を少
しずつ変化させてリチウムニッケル複合酸化物を製造
し、それぞれ試料１〜試料８とした。
しずつ変化させてリチウムニッケル複合酸化物を製造
し、それぞれ試料１〜試料８とした。
【００３１】〈Ｘ線回折分析による結晶構造の決定〉作
製した上記各試料の結晶構造、特に正規のＬｉ位置であ
る３ｂサイトのＮｉ占有率ｘを粉末Ｘ線回折パターンの
リートベルト解析により決定した。回折パターンは、２
θ＝０．０２0のステップスキャンで、最強の回折線強
度が２００００カウント以上になるような条件で測定し
た。１試料当たりの測定時間は約３時間だった。すべて
の試料が層状岩塩構造の単一相であり、その差は判別で
きなかった。
製した上記各試料の結晶構造、特に正規のＬｉ位置であ
る３ｂサイトのＮｉ占有率ｘを粉末Ｘ線回折パターンの
リートベルト解析により決定した。回折パターンは、２
θ＝０．０２0のステップスキャンで、最強の回折線強
度が２００００カウント以上になるような条件で測定し
た。１試料当たりの測定時間は約３時間だった。すべて
の試料が層状岩塩構造の単一相であり、その差は判別で
きなかった。
【００３２】〈帯磁率、磁気転移温度等の測定〉各試料
の帯磁率を超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）磁束計で
測定した。各試料約１００ｍｇを、磁場のない状態で
（ゼロ磁場中で）室温から４Ｋまで冷却した。次いで、
７９６Ａ／ｍの磁場Ｈを印加して、温度を上昇させなが
ら０．５Ｋ毎に２０Ｋまで、２Ｋ毎に４０Ｋまで、そし
て１０Ｋ毎に室温まで磁化Ｍを測定した。帯磁率χはＮ
ｉモル当りの値で、χ＝Ｍ／（Ｈ×試料中のＮｉモル
数）という式によって求めた。なお、ここで求めた帯磁
率は、磁場のない状態で降温させた後磁場中で昇温させ
る過程での帯磁率であり、以下χZFCと表し、試料１〜
３のχZFCを図２に示す。次に各試料について、磁場中
で降温させる過程での帯磁率χFCを測定した。測定の条
件は、各試料約１００ｍｇを、７９６Ａ／ｍの磁場Ｈを
印加して、温度を下降させながら、１０Ｋ毎に４０Ｋま
で、さらに２Ｋ毎に２０Ｋまで、０．５Ｋ毎に４Ｋまで
磁化Ｍを測定するものとした。帯磁率χは、Ｍ／（Ｈ×
試料中のＮｉモル数）により求めた。この測定から求め
られたχをχFCと表し、試料１〜３のχFCを図３に示
す。そして図４に試料１〜３のχZFCとχFCとを温度軸
のスケールを変えて比較できるように示す。これらの図
からわかるように、χFCおよびχZFCのいずれもその極
大を示す温度（Ｔg）はほぼ一定している。
の帯磁率を超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）磁束計で
測定した。各試料約１００ｍｇを、磁場のない状態で
（ゼロ磁場中で）室温から４Ｋまで冷却した。次いで、
７９６Ａ／ｍの磁場Ｈを印加して、温度を上昇させなが
ら０．５Ｋ毎に２０Ｋまで、２Ｋ毎に４０Ｋまで、そし
て１０Ｋ毎に室温まで磁化Ｍを測定した。帯磁率χはＮ
ｉモル当りの値で、χ＝Ｍ／（Ｈ×試料中のＮｉモル
数）という式によって求めた。なお、ここで求めた帯磁
率は、磁場のない状態で降温させた後磁場中で昇温させ
る過程での帯磁率であり、以下χZFCと表し、試料１〜
３のχZFCを図２に示す。次に各試料について、磁場中
で降温させる過程での帯磁率χFCを測定した。測定の条
件は、各試料約１００ｍｇを、７９６Ａ／ｍの磁場Ｈを
印加して、温度を下降させながら、１０Ｋ毎に４０Ｋま
で、さらに２Ｋ毎に２０Ｋまで、０．５Ｋ毎に４Ｋまで
磁化Ｍを測定するものとした。帯磁率χは、Ｍ／（Ｈ×
試料中のＮｉモル数）により求めた。この測定から求め
られたχをχFCと表し、試料１〜３のχFCを図３に示
す。そして図４に試料１〜３のχZFCとχFCとを温度軸
のスケールを変えて比較できるように示す。これらの図
からわかるように、χFCおよびχZFCのいずれもその極
大を示す温度（Ｔg）はほぼ一定している。
【００３３】次に、残留磁化を測定した。まず、各試料
をゼロ磁場中で室温から５Ｋまで冷却した。そして温度
を一定に保ちながら、（１）磁場Ｈを０〜４４００００
０Ａ／ｍまで増加させながら磁化Ｍを測定した。次い
で、（２）Ｈを４４０００００〜−４４０００００Ａ／
ｍまで減少させながらＭを測定した。その後、（３）Ｈ
を−４４０００００〜４４０００００Ａ／ｍまで増加さ
せながらＭを測定した。その後、（２）と（３）のＨ＝
０で測定したＭのそれぞれの値の絶対値Ｍ(０)+、Ｍ
(０)- の平均を、試料中のＮｉモル数で割って、つま
り、Ｍr ＝（Ｍ(０)+＋Ｍ(０)-）／（２×試料中のＮｉ
モル数） という式により求めた。
をゼロ磁場中で室温から５Ｋまで冷却した。そして温度
を一定に保ちながら、（１）磁場Ｈを０〜４４００００
０Ａ／ｍまで増加させながら磁化Ｍを測定した。次い
で、（２）Ｈを４４０００００〜−４４０００００Ａ／
ｍまで減少させながらＭを測定した。その後、（３）Ｈ
を−４４０００００〜４４０００００Ａ／ｍまで増加さ
せながらＭを測定した。その後、（２）と（３）のＨ＝
０で測定したＭのそれぞれの値の絶対値Ｍ(０)+、Ｍ
(０)- の平均を、試料中のＮｉモル数で割って、つま
り、Ｍr ＝（Ｍ(０)+＋Ｍ(０)-）／（２×試料中のＮｉ
モル数） という式により求めた。
【００３４】ここで、そのＴg おけるそれぞれの試料１
〜８の帯磁率χFC（Ｔg）とχZFC（Ｔg）との差Δχ
（Ｔg）と残留磁化Ｍrの間を比較すると、図５に示すよ
うに直線的な関係が成立する。このことから、Ｔg おけ
る帯磁率χFC（Ｔg）、χZFC（Ｔg）の差の代わりに、
残留磁化Ｍrを測定することによっても、低温出力を評
価することが可能である。なお、χZFCが極大を示す温
度を磁気転移温度Ｔg とし、その温度での帯磁率をχ
ZFC（Ｔg）とした。
〜８の帯磁率χFC（Ｔg）とχZFC（Ｔg）との差Δχ
（Ｔg）と残留磁化Ｍrの間を比較すると、図５に示すよ
うに直線的な関係が成立する。このことから、Ｔg おけ
る帯磁率χFC（Ｔg）、χZFC（Ｔg）の差の代わりに、
残留磁化Ｍrを測定することによっても、低温出力を評
価することが可能である。なお、χZFCが極大を示す温
度を磁気転移温度Ｔg とし、その温度での帯磁率をχ
ZFC（Ｔg）とした。
【００３５】〈リチウム二次電池の製作〉試料３〜８を
正極活物質に用いて、リチウム二次電池を作製した。作
製したリチウム二次電池の構成を図６を参照しつつ説明
する。リチウム二次電池１０は電池缶１２内に正極シー
トと負極シートをセパレ−タを介して渦巻き状に巻回し
て構成される電極体１４を装着したものである。そして
正極シートから引き出された正極集電リード１６は、電
池缶１２に被着されるキャップ１７に接続され、また負
極シートから引き出された負極集電リード１８は電池缶
１２に接続されている。なお電池缶１２の内底面および
電極集合体１４の上部にはおのおの絶縁板２０が装着さ
れる。
正極活物質に用いて、リチウム二次電池を作製した。作
製したリチウム二次電池の構成を図６を参照しつつ説明
する。リチウム二次電池１０は電池缶１２内に正極シー
トと負極シートをセパレ−タを介して渦巻き状に巻回し
て構成される電極体１４を装着したものである。そして
正極シートから引き出された正極集電リード１６は、電
池缶１２に被着されるキャップ１７に接続され、また負
極シートから引き出された負極集電リード１８は電池缶
１２に接続されている。なお電池缶１２の内底面および
電極集合体１４の上部にはおのおの絶縁板２０が装着さ
れる。
【００３６】次にこの電池の作成方法について説明す
る。正極活物質には試料１〜試料ｘを用いた。これらの
正極活物質９０重量部に、導電材としてグラファイト５
重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５重量部を
混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶剤として
加えて正極合材ペーストを作製した。このペーストをア
ルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥、圧延
し正極シートとした。
る。正極活物質には試料１〜試料ｘを用いた。これらの
正極活物質９０重量部に、導電材としてグラファイト５
重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５重量部を
混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶剤として
加えて正極合材ペーストを作製した。このペーストをア
ルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥、圧延
し正極シートとした。
【００３７】負極活物質には球状黒鉛を用いた。この負
極活物質９５重量部に、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン５重量部を混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ンを溶剤として加えて負極合材ペーストを作製した。こ
のペーストを銅箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥、
圧延し負極シートを得た。
極活物質９５重量部に、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン５重量部を混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ンを溶剤として加えて負極合材ペーストを作製した。こ
のペーストを銅箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥、
圧延し負極シートを得た。
【００３８】セパレ−タはポリプロピレンからなる多孔
性フィルムを正極板および負極板よりも幅広く裁断した
ものを用いた。正極板と負極板との間にセパレ−タを介
在させ、全体をロール状に捲回して電極体１４を構成し
た。電極体１４の下に絶縁板２０を装着し、電池缶１２
に収容して負極リード線１８を電池缶１２にスポット溶
接した。また電極体の上側にも絶縁板２０を装着し、そ
の後、非水系電解液を注入した。
性フィルムを正極板および負極板よりも幅広く裁断した
ものを用いた。正極板と負極板との間にセパレ−タを介
在させ、全体をロール状に捲回して電極体１４を構成し
た。電極体１４の下に絶縁板２０を装着し、電池缶１２
に収容して負極リード線１８を電池缶１２にスポット溶
接した。また電極体の上側にも絶縁板２０を装着し、そ
の後、非水系電解液を注入した。
【００３９】非水系電解液には、エチレンカーボネート
（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比
で３：７に混合し、これに６フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ6 ）を１ｍｏｌ／Ｌの濃度まで溶解させたものを
用いた。ガスケットを組み込んであるキャップ１７と正
極リード線１６をスポット溶接した後、キャップ１７を
電池缶１２に装着し、電池缶１２の上部をかしめること
で電池内を密閉し、円筒型リチウム二次電池を完成させ
た。
（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比
で３：７に混合し、これに６フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ6 ）を１ｍｏｌ／Ｌの濃度まで溶解させたものを
用いた。ガスケットを組み込んであるキャップ１７と正
極リード線１６をスポット溶接した後、キャップ１７を
電池缶１２に装着し、電池缶１２の上部をかしめること
で電池内を密閉し、円筒型リチウム二次電池を完成させ
た。
【００４０】〈低温出力特性評価試験〉試料３〜試料８
を正極活物質として用いたそれぞれの上記リチウム二次
電池に対して、まずコンディショニングを行った。コン
ディショニングの条件は、２５℃の環境温度下、電流密
度０．２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流で充電終止電圧４．１
Ｖに到達するまで充電を行いさらに４．１Ｖの定電圧で
充電する合計充電時間が６時間の定電流定電圧充電と、
電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ2 の定電流で放電終止電圧３
Ｖに到達するまでの定電流放電とからなる充放電サイク
ルを１サイクル行い、次いで、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2
の定電流で充電終止電圧４．１Ｖに到達するまで充電を
行いさらに４．１Ｖの定電圧で充電する合計充電時間が
２時間の定電流定電圧充電と、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2
の定電流で放電終止電圧３Ｖに到達するまでの定電流放
電とからなる充放電サイクルを４サイクル行うものとし
た。その最終サイクルにおける放電容量を基準容量とし
た。
を正極活物質として用いたそれぞれの上記リチウム二次
電池に対して、まずコンディショニングを行った。コン
ディショニングの条件は、２５℃の環境温度下、電流密
度０．２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流で充電終止電圧４．１
Ｖに到達するまで充電を行いさらに４．１Ｖの定電圧で
充電する合計充電時間が６時間の定電流定電圧充電と、
電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ2 の定電流で放電終止電圧３
Ｖに到達するまでの定電流放電とからなる充放電サイク
ルを１サイクル行い、次いで、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2
の定電流で充電終止電圧４．１Ｖに到達するまで充電を
行いさらに４．１Ｖの定電圧で充電する合計充電時間が
２時間の定電流定電圧充電と、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2
の定電流で放電終止電圧３Ｖに到達するまでの定電流放
電とからなる充放電サイクルを４サイクル行うものとし
た。その最終サイクルにおける放電容量を基準容量とし
た。
【００４１】コンディショニング終了後、それぞれのリ
チウム二次電池を低温出力特性評価試験に供した。低温
出力特性評価試験は以下のように行った。それぞれのリ
チウム二次電池の基準容量を１時間で放電するために必
要な電流を１時間率（１Ｃ）とした。各リチウム二次電
池の基準容量の３０％まで充電した状態（ＳＯＣ３０
％）で、雰囲気温度を−３０℃とし、０．１Ｃで１０秒
間放電させ、１０秒目の電圧を測定した。次いで０．３
Ｃで１０秒間、１Ｃで１０秒間、３Ｃで１０秒間、１０
Ｃで１０秒間放電させ、各１０秒目の電圧を測定した。
同様の手順で充電も行い、各１０秒目の電圧を測定し
た。そして、電圧の電流依存性を求め、電流−電圧直線
の勾配を内部抵抗とした。さらに放電側の電流−電圧直
線と下限電圧（３Ｖ）とで囲まれる３角形の面積を出力
（Ｗ）、充電側の電流−電圧直線と上限電圧（４．１
Ｖ）とで囲まれる３角形の面積を入力（Ｗ）とした。
チウム二次電池を低温出力特性評価試験に供した。低温
出力特性評価試験は以下のように行った。それぞれのリ
チウム二次電池の基準容量を１時間で放電するために必
要な電流を１時間率（１Ｃ）とした。各リチウム二次電
池の基準容量の３０％まで充電した状態（ＳＯＣ３０
％）で、雰囲気温度を−３０℃とし、０．１Ｃで１０秒
間放電させ、１０秒目の電圧を測定した。次いで０．３
Ｃで１０秒間、１Ｃで１０秒間、３Ｃで１０秒間、１０
Ｃで１０秒間放電させ、各１０秒目の電圧を測定した。
同様の手順で充電も行い、各１０秒目の電圧を測定し
た。そして、電圧の電流依存性を求め、電流−電圧直線
の勾配を内部抵抗とした。さらに放電側の電流−電圧直
線と下限電圧（３Ｖ）とで囲まれる３角形の面積を出力
（Ｗ）、充電側の電流−電圧直線と上限電圧（４．１
Ｖ）とで囲まれる３角形の面積を入力（Ｗ）とした。
【００４２】〈評価〉上記一連の実験の結果について、
下記表１に、それぞれの試料のそれぞれのデータを一覧
表の形式で示す。示すデータは、試料のＴgにおける帯
磁率χZFC（Ｔ g）とχFC（Ｔg）との差（１０-13 Ｗｂ
・ｍ2／Ａ・ｍｏｌ）、５Ｋにおける残留磁化Ｍr（１０
-10 Ｗｂ・ｍ／ｍｏｌ））、試料３〜８についてはさら
に、それらを用いて作製したリチウム二次電池の低温出
力特性である。
下記表１に、それぞれの試料のそれぞれのデータを一覧
表の形式で示す。示すデータは、試料のＴgにおける帯
磁率χZFC（Ｔ g）とχFC（Ｔg）との差（１０-13 Ｗｂ
・ｍ2／Ａ・ｍｏｌ）、５Ｋにおける残留磁化Ｍr（１０
-10 Ｗｂ・ｍ／ｍｏｌ））、試料３〜８についてはさら
に、それらを用いて作製したリチウム二次電池の低温出
力特性である。
【００４３】
【表１】
【００４４】そして試料３〜８について、帯磁率の差Δ
χ及び残留磁化Ｍrと低温出力との関係をそれぞれ図
７、８に示す。
χ及び残留磁化Ｍrと低温出力との関係をそれぞれ図
７、８に示す。
【００４５】上記表１及び図７から、帯磁率の差Δχが
小さい試料ほど低温出力が向上していることが明らかと
なった。同様に、表１及び図８から、残留磁化Ｍrも小
さい試料ほど低温出力が向上していることが明らかとな
った。
小さい試料ほど低温出力が向上していることが明らかと
なった。同様に、表１及び図８から、残留磁化Ｍrも小
さい試料ほど低温出力が向上していることが明らかとな
った。
【００４６】
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池の特性評価方
法は、上記リチウムニッケル複合酸化物等の特性を評価
するのに適した評価方法であり、そのリチウム遷移金属
複合酸化物の残留磁化、χZFC及びχFC間の帯磁率の差
をパラメータとして測定し、それらの値からそのリチウ
ム遷移金属複合酸化物をリチウム二次電池に用いた場合
の低温出力を判定するものである。このような手法によ
ることで、本発明のリチウム二次電池の特性評価方法
は、リチウム遷移金属複合酸化物を測定することでそれ
を正極活物質として用いたリチウム二次電池の特性を、
高信頼度で、迅速、かつ簡便に評価することのできる評
価方法となる。
法は、上記リチウムニッケル複合酸化物等の特性を評価
するのに適した評価方法であり、そのリチウム遷移金属
複合酸化物の残留磁化、χZFC及びχFC間の帯磁率の差
をパラメータとして測定し、それらの値からそのリチウ
ム遷移金属複合酸化物をリチウム二次電池に用いた場合
の低温出力を判定するものである。このような手法によ
ることで、本発明のリチウム二次電池の特性評価方法
は、リチウム遷移金属複合酸化物を測定することでそれ
を正極活物質として用いたリチウム二次電池の特性を、
高信頼度で、迅速、かつ簡便に評価することのできる評
価方法となる。
【図１】 層状岩塩構造リチウムニッケル複合酸化物の
磁気相互作用を示す。
磁気相互作用を示す。
【図２】 実施例における試料１〜３の磁場のない状態
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χ
ZFCを示す。
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χ
ZFCを示す。
【図３】 実施例における試料１〜３の磁場のない状態
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χFC
を示す。
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χFC
を示す。
【図４】 実施例における試料１〜３の磁場のない状態
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χ
ZFCと、磁場中で降温させる過程での帯磁率χFCとを温
度軸のスケールを変更して示す。
で降温させた後磁場中で昇温させる過程での帯磁率χ
ZFCと、磁場中で降温させる過程での帯磁率χFCとを温
度軸のスケールを変更して示す。
【図５】 実施例における試料１〜８の磁気転移温度Ｔ
gでの帯磁率差Δχ（Ｔg）と残留磁化Ｍrとの関係を示
す。
gでの帯磁率差Δχ（Ｔg）と残留磁化Ｍrとの関係を示
す。
【図６】 実施例において作製したリチウム二次電池の
構成を示す。
構成を示す。
【図７】 実施例における試料３〜８の磁気転移温度Ｔ
gでの帯磁率差Δχ（Ｔg）とそれらを用いて作成したリ
チウム二次電池の低温出力との関係を示す。
gでの帯磁率差Δχ（Ｔg）とそれらを用いて作成したリ
チウム二次電池の低温出力との関係を示す。
【図８】 実施例における試料３〜８の残留磁化Ｍrと
それらを用いて作成したリチウム二次電池の低温出力と
の関係を示す。
それらを用いて作成したリチウム二次電池の低温出力と
の関係を示す。
１０：リチウム二次電池 １２：電池缶
１４：電極体 １６：正極集電リード
１７：キャップ １８：負極集電リード
２０：絶縁板
フロントページの続き
(72)発明者 則竹 達夫
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１株式会社豊田中央研究所内
Ｆターム(参考） 2G053 AB04 BB11 BB16 BB17 CA10
5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM05
AM07 BJ02 BJ14 HJ02
5H030 AA10 AS11 AS14 FF21 FF41
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウム二次電池の正極活物質に用いら
れるリチウム遷移金属複合酸化物について、 磁場中で降温させる過程での磁気転移温度における帯磁
率と磁場のない状態で降温させた後に磁場中で昇温させ
る過程での磁気転移温度における帯磁率との差、 又は所定温度で測定した残留磁化、を測定し、その値か
ら該リチウム二次電池の低温出力特性を判定することを
特徴とするリチウム二次電池の特性評価方法。 - 【請求項２】 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、基
本組成をＬｉＮｉＯ2とするリチウムニッケル複合酸化
物である請求項１に記載のリチウム二次電池の特性評価
方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190197A JP2003007341A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | リチウム二次電池の特性評価方法 |
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| JP2001190197A JP2003007341A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | リチウム二次電池の特性評価方法 |
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| JP2001190197A Pending JP2003007341A (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | リチウム二次電池の特性評価方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003007341A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005191003A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-07-14 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | リチウム二次電池及びリチウム二次電池の製造方法 |
| CN1314147C (zh) * | 2004-04-01 | 2007-05-02 | 潘树明 | 锂离子电池的纳米复合正极材料LiMn2O4四步合成制备新方法 |
| CN1321471C (zh) * | 2004-03-31 | 2007-06-13 | 潘树明 | 锂离子电池的纳米正极材料LiCoO2三步合成制备方法 |
| JP7409464B1 (ja) | 2022-11-01 | 2024-01-09 | 株式会社プロテリアル | 材料データ処理装置及び方法 |
| JP7409472B1 (ja) | 2022-12-14 | 2024-01-09 | 株式会社プロテリアル | 材料データ処理装置及び方法 |
-
2001
- 2001-06-22 JP JP2001190197A patent/JP2003007341A/ja active Pending
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