JP2003077478A - リチウムイオン２次電池 - Google Patents
リチウムイオン２次電池Info
- Publication number
- JP2003077478A JP2003077478A JP2001269786A JP2001269786A JP2003077478A JP 2003077478 A JP2003077478 A JP 2003077478A JP 2001269786 A JP2001269786 A JP 2001269786A JP 2001269786 A JP2001269786 A JP 2001269786A JP 2003077478 A JP2003077478 A JP 2003077478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- positive electrode
- composite oxide
- ion secondary
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、放電容量特性を低下させることな
く、過充電時に電流遮断が確実に作動するリチウムイオ
ン２次電池を提供するものである。 【解決手段】上記課題は、ビフェニルが添加されたリチ
ウム遷移金属複合酸化物からなる正極、負極、非水電解
質、及び電池内圧の上昇により作動する電池内部の電流
遮断手段を備えてなるリチウムイオン２次電池により解
決される。 特に、リチウム遷移金属複合酸化物からな
る正極に対するビフェニルの添加量が、０．０２〜０．
１重量％とすることが好ましい。
く、過充電時に電流遮断が確実に作動するリチウムイオ
ン２次電池を提供するものである。 【解決手段】上記課題は、ビフェニルが添加されたリチ
ウム遷移金属複合酸化物からなる正極、負極、非水電解
質、及び電池内圧の上昇により作動する電池内部の電流
遮断手段を備えてなるリチウムイオン２次電池により解
決される。 特に、リチウム遷移金属複合酸化物からな
る正極に対するビフェニルの添加量が、０．０２〜０．
１重量％とすることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池内圧の上昇に
より電池内部の電流遮断手段を備えてなる、リチウム遷
移金属複合酸化物、特にリチウムコバルト複合酸化物、
または、リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質とし
たリチウムイオン２次電池に関し、さらに詳しくは、過
充電時に電流遮断が確実に作動するリチウムイオン２次
電池に関する。
より電池内部の電流遮断手段を備えてなる、リチウム遷
移金属複合酸化物、特にリチウムコバルト複合酸化物、
または、リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質とし
たリチウムイオン２次電池に関し、さらに詳しくは、過
充電時に電流遮断が確実に作動するリチウムイオン２次
電池に関する。
【０００２】
【従来技術】リチウムイオン二次電池は、リチウムイオ
ンを用いるため高容量化が可能となり、最近では携帯電
話や電子端末機などの電源として広く普及されつつあ
る。特にリチウムイオン電池の性能向上に大きく寄与す
る電極材料、例えば正極では、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ
Ｏ２などが、負極では、リチウム金属やその合金、炭素
材料が開発研究され、放電容量等の電気的な特性の改良
が行われている。 ところで、リチウムイオン２次電池
の発電要素体は、一般に、正極、負極、正極と負極との
間に介在している絶縁性のセパレーター、及び正極と負
極との間のリチウムイオンを往来させるための電解液か
ら構成されている。電解液としては、 カーボーネート
系有機材料を主体とすることが多く、このため、液漏れ
防止の点から、リチウムイオン２次電池の外套は、ステ
ンレスなどの金属材料を用いて発電要素体を収容した密
閉型構造としている。したがって、何らかの原因で所定
以上の電流が流れた過充電状態となった場合には、リチ
ウムイオン２次電池内の電解液が電気分解することによ
りガス化して電池の内圧が上昇し、電池缶が損傷する場
合がある。このため、リチウムイオン２次電池内には内
圧上昇すると電流を遮断する機構、例えば、内圧上昇し
た場合には正極集電体と正極タブとが離間して導通を遮
断する電流遮断機構などが具備されている。しかし、こ
の電流遮断機構は、電池の内圧が上昇することを前提と
した作動機構であるため、温度上昇が発生しているもの
の、内圧はさほど上昇しなかった場合には、前記電流遮
断機構は作動しないことになる。
ンを用いるため高容量化が可能となり、最近では携帯電
話や電子端末機などの電源として広く普及されつつあ
る。特にリチウムイオン電池の性能向上に大きく寄与す
る電極材料、例えば正極では、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ
Ｏ２などが、負極では、リチウム金属やその合金、炭素
材料が開発研究され、放電容量等の電気的な特性の改良
が行われている。 ところで、リチウムイオン２次電池
の発電要素体は、一般に、正極、負極、正極と負極との
間に介在している絶縁性のセパレーター、及び正極と負
極との間のリチウムイオンを往来させるための電解液か
ら構成されている。電解液としては、 カーボーネート
系有機材料を主体とすることが多く、このため、液漏れ
防止の点から、リチウムイオン２次電池の外套は、ステ
ンレスなどの金属材料を用いて発電要素体を収容した密
閉型構造としている。したがって、何らかの原因で所定
以上の電流が流れた過充電状態となった場合には、リチ
ウムイオン２次電池内の電解液が電気分解することによ
りガス化して電池の内圧が上昇し、電池缶が損傷する場
合がある。このため、リチウムイオン２次電池内には内
圧上昇すると電流を遮断する機構、例えば、内圧上昇し
た場合には正極集電体と正極タブとが離間して導通を遮
断する電流遮断機構などが具備されている。しかし、こ
の電流遮断機構は、電池の内圧が上昇することを前提と
した作動機構であるため、温度上昇が発生しているもの
の、内圧はさほど上昇しなかった場合には、前記電流遮
断機構は作動しないことになる。
【０００３】このため、特開平４−３２９８２７８で
は、リチウムコバルト複合酸化物からなる正極に炭酸リ
チウムを０．５重量％〜１５重量％添加させ、電池内部
の温度上昇時には、正極に含有されている炭酸リチウム
を炭酸ガス化させ、電池内圧を、より上昇させ、電流遮
断機構を作動させている。また、特開平４−３２９２６
８では、リチウムコバルト複合酸化物からなる正極の表
面に炭酸リチウムを被覆して、特開平４−３２９８２７
８の技術と同様に、炭酸リチウムを炭酸ガス化して、電
流遮断機構を作動させている。
は、リチウムコバルト複合酸化物からなる正極に炭酸リ
チウムを０．５重量％〜１５重量％添加させ、電池内部
の温度上昇時には、正極に含有されている炭酸リチウム
を炭酸ガス化させ、電池内圧を、より上昇させ、電流遮
断機構を作動させている。また、特開平４−３２９２６
８では、リチウムコバルト複合酸化物からなる正極の表
面に炭酸リチウムを被覆して、特開平４−３２９８２７
８の技術と同様に、炭酸リチウムを炭酸ガス化して、電
流遮断機構を作動させている。
【０００４】また、特開平９−１０６８３５には、 電
解質に少量のビフェニルを配合することによって、非水
系の再充電可能なリチウム電池を過充電時の濫用に対し
て保護する方法が開示されている。
解質に少量のビフェニルを配合することによって、非水
系の再充電可能なリチウム電池を過充電時の濫用に対し
て保護する方法が開示されている。
【０００５】しかしながら、特開平４−３２９８２７８
に開示された方法では、電流遮断機構は作動するもの
の、正極活物質に対して炭酸リチウムの均一な分散が困
難であるため、高レート放電での放電容量を低下させる
だけでなく、炭酸リチウムを多量に使用しなければ過充
電における十分な破裂防止効果が得られなかった。ま
た、特開平４−３２９２６８に開示された方法において
は、活物質の合成条件が限定され、放電容量特性、サイ
クル特性を低下させる問題があった。また、特開平９−
１０６８３５に開示された方法では、電解液の特性をあ
る程度犠牲にせざるを得なかった。
に開示された方法では、電流遮断機構は作動するもの
の、正極活物質に対して炭酸リチウムの均一な分散が困
難であるため、高レート放電での放電容量を低下させる
だけでなく、炭酸リチウムを多量に使用しなければ過充
電における十分な破裂防止効果が得られなかった。ま
た、特開平４−３２９２６８に開示された方法において
は、活物質の合成条件が限定され、放電容量特性、サイ
クル特性を低下させる問題があった。また、特開平９−
１０６８３５に開示された方法では、電解液の特性をあ
る程度犠牲にせざるを得なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放電容量特
性、サイクル特性を低下させることなく、過充電時に電
流遮断が確実に作動するリチウムイオン２次電池を提供
することを目的とする。
性、サイクル特性を低下させることなく、過充電時に電
流遮断が確実に作動するリチウムイオン２次電池を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、
（１）ビフェニルが添加されたリチウム遷移金属複合酸
化物からなる正極、負極、非水電解質、及び電池内圧の
上昇により作動する電池内部の電流遮断手段を備えてな
るリチウムイオン２次電池。 （２）リチウム遷移金属複合酸化物からなる正極に対す
るビフェニルの添加量が、０．０２〜０．１重量％であ
る請求項１に記載のリチウムイオン２次電池。 （３） 正極のリチウム遷移金属複合酸化物は、リチウ
ムコバルト複合酸化物からなり、負極は、リチウムイオ
ンの放出、挿入が可能な炭素材料である請求項１または
請求項２に記載のリチウムイオン２次電池。 によって解決される。
化物からなる正極、負極、非水電解質、及び電池内圧の
上昇により作動する電池内部の電流遮断手段を備えてな
るリチウムイオン２次電池。 （２）リチウム遷移金属複合酸化物からなる正極に対す
るビフェニルの添加量が、０．０２〜０．１重量％であ
る請求項１に記載のリチウムイオン２次電池。 （３） 正極のリチウム遷移金属複合酸化物は、リチウ
ムコバルト複合酸化物からなり、負極は、リチウムイオ
ンの放出、挿入が可能な炭素材料である請求項１または
請求項２に記載のリチウムイオン２次電池。 によって解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明では、ビフェニルが添加さ
れたリチウム遷移金属複合酸化物からなる正極を用い
る。すなわち、本発明の構成をとれば、電池内でビフェ
ニルの存在が正極内に限定され、特開平９−１０６８３
５に開示された方法のような充放電反応が阻害されるこ
とがないため、放電容量特性、サイクル特性が低下する
ことなく、電流遮断の作動効果を奏する。 ビフェニル
は、通常の正極材料のスラリー製造時に所定量のビフェ
ニルを添加、混練し、その後、通常の塗工工程以降を行
えば良い。なお、リチウム遷移金属複合酸化物からなる
正極に対して、ビフェニルが０．０２重量％未満であれ
ば電流遮断の作動効果が少なくなる。また、ビフェニル
が０．１重量％を越えると、放電容量特性が低下する傾
向にある。
れたリチウム遷移金属複合酸化物からなる正極を用い
る。すなわち、本発明の構成をとれば、電池内でビフェ
ニルの存在が正極内に限定され、特開平９−１０６８３
５に開示された方法のような充放電反応が阻害されるこ
とがないため、放電容量特性、サイクル特性が低下する
ことなく、電流遮断の作動効果を奏する。 ビフェニル
は、通常の正極材料のスラリー製造時に所定量のビフェ
ニルを添加、混練し、その後、通常の塗工工程以降を行
えば良い。なお、リチウム遷移金属複合酸化物からなる
正極に対して、ビフェニルが０．０２重量％未満であれ
ば電流遮断の作動効果が少なくなる。また、ビフェニル
が０．１重量％を越えると、放電容量特性が低下する傾
向にある。
【０００９】かかるリチウム遷移金属複合酸化物として
は、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４など
を用いることができ、ＬｉＣｏＯ２としては、公知のも
のを用いることができ、また、ＬｉＣｏＸＰ（１−Ｘ）
Ｏ２（０＜Ｘ＜１）などのＣｏの一部を他の元素（Ｐ，
Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉなど）と置換したものなども用いるこ
とができる。また、リチウムニッケル複合酸化物として
も同様に、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉＸＰ（１−Ｘ）Ｏ２
（０＜Ｘ＜１）などのＭｎの一部を他の元素（Ｐ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｃｏなど）と置換したものなどを用いること
もできる。
は、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４など
を用いることができ、ＬｉＣｏＯ２としては、公知のも
のを用いることができ、また、ＬｉＣｏＸＰ（１−Ｘ）
Ｏ２（０＜Ｘ＜１）などのＣｏの一部を他の元素（Ｐ，
Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉなど）と置換したものなども用いるこ
とができる。また、リチウムニッケル複合酸化物として
も同様に、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉＸＰ（１−Ｘ）Ｏ２
（０＜Ｘ＜１）などのＭｎの一部を他の元素（Ｐ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｃｏなど）と置換したものなどを用いること
もできる。
【００１０】本発明に用いられるリチウム遷移金属複合
酸化物の代表例であるリチウムコバルト複合酸化物、ま
たはリチウムニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜３
０μｍ程度であれば良い。
酸化物の代表例であるリチウムコバルト複合酸化物、ま
たはリチウムニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜３
０μｍ程度であれば良い。
【００１１】また、本発明に用いるリチウム遷移金属複
合酸化物には、導電材を添加配合することができる。導
電材としては、公知のもの、例えば、人造黒鉛、天然黒
鉛、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、
ケッチェンブラック、メソフェーズカーボンマイクロフ
ェーズなどが例示される。特に、粒径が３μｍ以上の粒
状の鱗片状黒鉛、球状黒鉛、メソフェーズカーボンマイ
クロフェーズを用いることが好ましく、特に、サイクル
特性の点から鱗片状黒鉛が好ましい。なお、本発明でい
う、「粒状」には、鱗片状、球状、疑似球状、塊状、ウイ
スカー状などが含まれる。
合酸化物には、導電材を添加配合することができる。導
電材としては、公知のもの、例えば、人造黒鉛、天然黒
鉛、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、
ケッチェンブラック、メソフェーズカーボンマイクロフ
ェーズなどが例示される。特に、粒径が３μｍ以上の粒
状の鱗片状黒鉛、球状黒鉛、メソフェーズカーボンマイ
クロフェーズを用いることが好ましく、特に、サイクル
特性の点から鱗片状黒鉛が好ましい。なお、本発明でい
う、「粒状」には、鱗片状、球状、疑似球状、塊状、ウイ
スカー状などが含まれる。
【００１２】上記のビフェニルが添加されたリチウム遷
移金属複合酸化物は、例えば、ポリビニリデンフルオリ
ドなどの結着剤、導電材と共にアルミ箔などの金属集電
体上に積層され、正極活物質層を形成する。正極活物質
層の形成方法は特に制限はなく、例えば、上記ＬｉＭＯ
系（ＭはＣｏまたはＮｉ）複合酸化物、結着剤、及び導
電剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散さ
せてぺースト状とし、該ぺーストを金属集電体の両面に
均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた後、
これをローラープレス機などで圧延するなどして活物質
層を形成することなどが挙げられる。
移金属複合酸化物は、例えば、ポリビニリデンフルオリ
ドなどの結着剤、導電材と共にアルミ箔などの金属集電
体上に積層され、正極活物質層を形成する。正極活物質
層の形成方法は特に制限はなく、例えば、上記ＬｉＭＯ
系（ＭはＣｏまたはＮｉ）複合酸化物、結着剤、及び導
電剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散さ
せてぺースト状とし、該ぺーストを金属集電体の両面に
均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた後、
これをローラープレス機などで圧延するなどして活物質
層を形成することなどが挙げられる。
【００１３】また、負極活物質は、特に限定はないが、
放電容量特性の点からリチウムイオンを吸蔵・放出可能
な炭素材料が好ましく用いることができる。リチウムイ
オンを吸蔵・放出可能な炭素材料について詳しく説明す
ると、本発明では各種天然や人造の炭素材料が適用で
き、例えば、ピッチコークスや石油コークスなどのコー
クス、黒鉛、熱分解炭素、炭素繊維、活性炭などが挙げ
られ、その形状もファイバ状、鱗片状、または球状など
適宜の形状であってよい。本発明の負極活物質では安全
性、高容量化及びサイクル特性の点から特にファイバ状
黒鉛が好適に用いられる。
放電容量特性の点からリチウムイオンを吸蔵・放出可能
な炭素材料が好ましく用いることができる。リチウムイ
オンを吸蔵・放出可能な炭素材料について詳しく説明す
ると、本発明では各種天然や人造の炭素材料が適用で
き、例えば、ピッチコークスや石油コークスなどのコー
クス、黒鉛、熱分解炭素、炭素繊維、活性炭などが挙げ
られ、その形状もファイバ状、鱗片状、または球状など
適宜の形状であってよい。本発明の負極活物質では安全
性、高容量化及びサイクル特性の点から特にファイバ状
黒鉛が好適に用いられる。
【００１４】上記炭素材料は、例えば、ポリビニリデン
フルオリドなどの結着剤と共に銅箔などの金属集電体上
に積層され、負極活物質層を形成する。負極活物質層の
形成方法は特に制限はなく、例えば、上記炭素材料と結
着剤とをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散
させてぺ一スト状とし、該ぺ一ストを金属集電体の両面
に均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた
後、これをローラープレス機などで圧延するなどして活
物質層を形成することなどが挙げられる。
フルオリドなどの結着剤と共に銅箔などの金属集電体上
に積層され、負極活物質層を形成する。負極活物質層の
形成方法は特に制限はなく、例えば、上記炭素材料と結
着剤とをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散
させてぺ一スト状とし、該ぺ一ストを金属集電体の両面
に均一の厚さに塗付し、乾燥させて溶剤を揮発させた
後、これをローラープレス機などで圧延するなどして活
物質層を形成することなどが挙げられる。
【００１５】また、本発明に用いられる非水電解質とし
ては、通常用いられるものであれば特に制限はない。リ
チウム二次電池の非水電解質は、高誘電率溶媒と低粘度
溶媒とを混合した混合溶媒からなる有機溶媒とリチウム
塩とからなるのが一般的であり、本発明においては、高
誘電率溶媒であるエチレンカーボネイト、プロピレンカ
ーボネイト、ジメチルスルホキシド、γ−ブチルラクト
ンなどと、低粘度溶媒であるジメチルカーボネイト、ジ
エチルカーボネイト、エチルメチルカーボネイト、ジオ
キソラン、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエ
タンなどとを適宜組み合わせて混合溶媒とし、該混合溶
媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などのリチウム塩を配合し
て非水電解質とすればよい。
ては、通常用いられるものであれば特に制限はない。リ
チウム二次電池の非水電解質は、高誘電率溶媒と低粘度
溶媒とを混合した混合溶媒からなる有機溶媒とリチウム
塩とからなるのが一般的であり、本発明においては、高
誘電率溶媒であるエチレンカーボネイト、プロピレンカ
ーボネイト、ジメチルスルホキシド、γ−ブチルラクト
ンなどと、低粘度溶媒であるジメチルカーボネイト、ジ
エチルカーボネイト、エチルメチルカーボネイト、ジオ
キソラン、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエ
タンなどとを適宜組み合わせて混合溶媒とし、該混合溶
媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などのリチウム塩を配合し
て非水電解質とすればよい。
【００１６】非水電解質の好ましい組成としては、エチ
レンカーボネイト、または、及び、プロピレンカーボネ
イトを２０〜５０重量％、ジメチルカーボネイト、ジエ
チルカーボネイト、エチルメチルカーボネイトの少なく
とも１種または２種以上を５０重量％〜８０重量％を組
み合わせた混合溶媒とし、該混合溶媒にＬｉＰＦ６、Ｌ
ｉＢＦ４などのリチウム塩を配合すればよい。
レンカーボネイト、または、及び、プロピレンカーボネ
イトを２０〜５０重量％、ジメチルカーボネイト、ジエ
チルカーボネイト、エチルメチルカーボネイトの少なく
とも１種または２種以上を５０重量％〜８０重量％を組
み合わせた混合溶媒とし、該混合溶媒にＬｉＰＦ６、Ｌ
ｉＢＦ４などのリチウム塩を配合すればよい。
【００１７】セパレータとしては、公知のセパレータを
用いることができる。例えば、ポリエチレンフィルムか
らなるセパレータ、ポリプロピレンフィルムからなるセ
パレータ、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピ
レンフィルムの３層構造からなるセパレータなどが例示
できる。
用いることができる。例えば、ポリエチレンフィルムか
らなるセパレータ、ポリプロピレンフィルムからなるセ
パレータ、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピ
レンフィルムの３層構造からなるセパレータなどが例示
できる。
【００１８】本発明では、電池内圧の上昇により作動す
る電池内部の電流遮断手段が備えられている。該電流遮
断手段としては、公知の手段を採用することができ、電
池内圧の上昇によって電池内部の電流が遮断される機構
であれば特に限定はない。
る電池内部の電流遮断手段が備えられている。該電流遮
断手段としては、公知の手段を採用することができ、電
池内圧の上昇によって電池内部の電流が遮断される機構
であれば特に限定はない。
【００１９】以下に、本発明の実施例について説明す
る。 ［実施例１］リチウム−コバルト複合酸化物９０重量部
と粒状の鱗片状黒鉛７重量部、ポリフッ化ビニリデンフ
ロライド３重量部に対して、ビフェニルを０.０２重量
部加え、これらをＮ−メチル２ピロリドン中に均一分散
してスラリーとした。このスラリーを集電体となるアル
ミニウム箔（厚さ２０μｍ）の両面に塗付して、乾燥さ
せて正極とした。 さらに、正極を、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリプロピレンからなる３層構造の多孔
質セパレータ及び黒鉛化炭素繊維を負極活物質とする負
極と共に巻回し、これを高さ６５ｍｍ、外径１８ｍｍの
円筒缶に収容し、リチウムイオン２次電池（放電容量１
５００ｍＡｈ）を作成した。なお、電解質は、エチレン
カーボネイト４０ｇ、エチルメチルカーボネイト６０
ｇ、ジメチルカーボネート４０ｇの混合物に対して、Ｌ
ｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添加して非水電解質を作成して
用いた。また、電流遮断機構は、発電要素体を封口して
いる電流遮断用薄膜に正極集電体から引き出された正極
タブと溶接し、電池内圧が上昇した場合には、電流遮断
用薄膜が電池の外圧方向に押し上げられて、溶接部が切
断されて、電池内部の導通を遮断する手段を利用した。
る。 ［実施例１］リチウム−コバルト複合酸化物９０重量部
と粒状の鱗片状黒鉛７重量部、ポリフッ化ビニリデンフ
ロライド３重量部に対して、ビフェニルを０.０２重量
部加え、これらをＮ−メチル２ピロリドン中に均一分散
してスラリーとした。このスラリーを集電体となるアル
ミニウム箔（厚さ２０μｍ）の両面に塗付して、乾燥さ
せて正極とした。 さらに、正極を、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリプロピレンからなる３層構造の多孔
質セパレータ及び黒鉛化炭素繊維を負極活物質とする負
極と共に巻回し、これを高さ６５ｍｍ、外径１８ｍｍの
円筒缶に収容し、リチウムイオン２次電池（放電容量１
５００ｍＡｈ）を作成した。なお、電解質は、エチレン
カーボネイト４０ｇ、エチルメチルカーボネイト６０
ｇ、ジメチルカーボネート４０ｇの混合物に対して、Ｌ
ｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添加して非水電解質を作成して
用いた。また、電流遮断機構は、発電要素体を封口して
いる電流遮断用薄膜に正極集電体から引き出された正極
タブと溶接し、電池内圧が上昇した場合には、電流遮断
用薄膜が電池の外圧方向に押し上げられて、溶接部が切
断されて、電池内部の導通を遮断する手段を利用した。
【００２０】［実施例２］実施例１で用いた正極スラリ
ーに対し、ビフェニル添加量を０．１０％とした以外は
実施例１と同じとした。
ーに対し、ビフェニル添加量を０．１０％とした以外は
実施例１と同じとした。
【００２１】［実施例３］実施例１で用いた正極スラリ
ーに対し、ビフェニル添加量を０．１５％とした以外は
実施例１と同じとした。
ーに対し、ビフェニル添加量を０．１５％とした以外は
実施例１と同じとした。
【００２２】［比較例１］電解液に対して、０．１０重
量％のビフェニルを添加し、ビフェニルを添加していな
い正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
量％のビフェニルを添加し、ビフェニルを添加していな
い正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
【００２３】［比較例２］電解液に対して、０．５０重
量％のビフェニルを添加し、ビフェニルを添加していな
い正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
量％のビフェニルを添加し、ビフェニルを添加していな
い正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
【００２４】［比較例３］ビフェニルを添加していない
正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
正極を用いた以外は実施例１と同じとした。
【００２５】［放電容量試験］１．５Ａ定電流で充電電
圧が４．２Ｖとなるまで充電し、引き続いて４．２Ｖ定
電圧で総充電時間が２．５時間となるまで充電し、次い
で端子間電圧が３Ｖとなる時点まで０．３Ａで放電を行
う。さらに、放電後１時間の休止の後に、同じ条件で充
電と放電を３００サイクル繰返した。最初の放電におけ
る放電容量（ａ値）、３００サイクルでの放電における
放電容量（ｂ値）、およびそれらの比（ｂ／ａ値）を求
める。
圧が４．２Ｖとなるまで充電し、引き続いて４．２Ｖ定
電圧で総充電時間が２．５時間となるまで充電し、次い
で端子間電圧が３Ｖとなる時点まで０．３Ａで放電を行
う。さらに、放電後１時間の休止の後に、同じ条件で充
電と放電を３００サイクル繰返した。最初の放電におけ
る放電容量（ａ値）、３００サイクルでの放電における
放電容量（ｂ値）、およびそれらの比（ｂ／ａ値）を求
める。
【００２６】［過充電試験］１．５Ａで充電電圧が１０
Ｖに達するか３時間経過するまで充電して過充電の状態
として、試験中に電流遮断が生じるかどうかを判定し
た。試験は、上述のサイクル試験を行っていない電池
（過充電１）と、３００サイクルの充放電試験を行った
電池（過充電２）の２種類で実施した。
Ｖに達するか３時間経過するまで充電して過充電の状態
として、試験中に電流遮断が生じるかどうかを判定し
た。試験は、上述のサイクル試験を行っていない電池
（過充電１）と、３００サイクルの充放電試験を行った
電池（過充電２）の２種類で実施した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、放電容量特性、サイク
ル特性を低下させることなく、かつ過充電時に電流遮断
が確実に作動するリチウムイオン２次電池とすることが
できる。
ル特性を低下させることなく、かつ過充電時に電流遮断
が確実に作動するリチウムイオン２次電池とすることが
できる。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H029 AJ12 AK03 AL06 AL07 AL08
AM02 AM03 AM04 AM05 AM07
BJ27 DJ03 DJ08 DJ17 EJ01
EJ11 HJ01
5H030 AA07 AS11 FF32
5H050 AA15 BA17 CA07 CA08 CA09
CB07 CB08 CB09 DA09 EA26
FA17 HA01
Claims (3)
- 【請求項１】 ビフェニルが添加されたリチウム遷移金
属複合酸化物からなる正極、負極、非水電解質、及び電
池内圧の上昇により作動する電池内部の電流遮断手段を
備えてなるリチウムイオン２次電池。 - 【請求項２】 リチウム遷移金属複合酸化物からなる正
極に対するビフェニルの添加量が、０．０２〜０．１重
量％である請求項１に記載のリチウムイオン２次電池。 - 【請求項３】 正極のリチウム遷移金属複合酸化物は、
リチウムコバルト複合酸化物からなり、負極は、リチウ
ムイオンの放出、挿入が可能な炭素材料である請求項１
または請求項２に記載のリチウムイオン２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269786A JP2003077478A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | リチウムイオン２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269786A JP2003077478A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | リチウムイオン２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003077478A true JP2003077478A (ja) | 2003-03-14 |
Family
ID=19095540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001269786A Pending JP2003077478A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | リチウムイオン２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003077478A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006069544A1 (en) | 2004-12-31 | 2006-07-06 | Byd Company Limited | Electrolytes for lithium ion secondary batteries |
| KR100814879B1 (ko) | 2005-12-21 | 2008-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 비수전해액 2차 전지 |
| WO2010013739A1 (ja) | 2008-07-30 | 2010-02-04 | ダイキン工業株式会社 | リチウム二次電池の電解質塩溶解用溶媒 |
| JP2013152810A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Toyota Motor Corp | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| US20150280283A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001269786A patent/JP2003077478A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006069544A1 (en) | 2004-12-31 | 2006-07-06 | Byd Company Limited | Electrolytes for lithium ion secondary batteries |
| KR100814879B1 (ko) | 2005-12-21 | 2008-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 비수전해액 2차 전지 |
| WO2010013739A1 (ja) | 2008-07-30 | 2010-02-04 | ダイキン工業株式会社 | リチウム二次電池の電解質塩溶解用溶媒 |
| JP2013152810A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Toyota Motor Corp | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| US20150280283A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JP2015187925A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| US10122047B2 (en) * | 2014-03-26 | 2018-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4608735B2 (ja) | 非水電解質二次電池の充電方法 | |
| JP5232631B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP4222519B2 (ja) | リチウムイオン二次電池およびこれを用いた機器 | |
| JP3529750B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2009123424A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH09147863A (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP2006134758A (ja) | 二次電池 | |
| JP2002093405A (ja) | 非水二次電池およびその充電方法 | |
| JPH0997626A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2002110251A (ja) | リチウムイオン２次電池 | |
| JP3438364B2 (ja) | 非水電解液 | |
| JPH08329946A (ja) | 非水電解液二次電池の製造法 | |
| JP2008016316A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2003077478A (ja) | リチウムイオン２次電池 | |
| JP2003229179A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP4795509B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP2001185143A (ja) | 非水電解質二次電池およびその組電池 | |
| JP5447176B2 (ja) | 非水電解質二次電池の充電方法及び製造方法 | |
| JP2001291519A (ja) | 非水二次電池 | |
| JP2000188132A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP3303319B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP3448544B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP2003187863A (ja) | 有機電解液二次電池 | |
| JP2001357851A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP3660853B2 (ja) | 非水電解質二次電池 |