JP2003092109A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JP2003092109A JP2003092109A JP2002211491A JP2002211491A JP2003092109A JP 2003092109 A JP2003092109 A JP 2003092109A JP 2002211491 A JP2002211491 A JP 2002211491A JP 2002211491 A JP2002211491 A JP 2002211491A JP 2003092109 A JP2003092109 A JP 2003092109A
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- lithium
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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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非水電解液次電池において、正極活物質の粒
径を大きくし、自己放電率を低減させる。 【構成】 無機化合物を正極活物質として使用する正極
と、負極と、非水電解液とを備えた非水電解質二次電池
において、正極活物質として、無機化合物からなる原料
粉末の顆粒状造粒物を焼成したものを使用する。負極と
しては、リチウムをドープ又は脱ドープできる炭素質材
料を使用することが好ましい。また、原料粉末にバイン
ダーを混合しておき、その混合物から顆粒状造粒物を調
製することが好ましい。
径を大きくし、自己放電率を低減させる。 【構成】 無機化合物を正極活物質として使用する正極
と、負極と、非水電解液とを備えた非水電解質二次電池
において、正極活物質として、無機化合物からなる原料
粉末の顆粒状造粒物を焼成したものを使用する。負極と
しては、リチウムをドープ又は脱ドープできる炭素質材
料を使用することが好ましい。また、原料粉末にバイン
ダーを混合しておき、その混合物から顆粒状造粒物を調
製することが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種電子機器の
電源として使用される充放電可能な非水電解液二次電池
に関する。更に詳しくは、この発明は、正極活物質の粒
径を大きくすることにより自己放電率を低減させた非水
電解液二次電池に関する。
電源として使用される充放電可能な非水電解液二次電池
に関する。更に詳しくは、この発明は、正極活物質の粒
径を大きくすることにより自己放電率を低減させた非水
電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電子機器用の二次電池として
は、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池等が使用されて
いる。しかし、近年、電子技術の高性能化、小型化に伴
い電子機器用の二次電池の高エネルギー密度化の要請が
高まると、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池等では放
電電圧が低く、エネルギー密度を十分に高くすることが
できないことが問題となった。そこで、今日ではニッケ
ル・カドミウム電池や鉛電池等に代わって、リチウム電
池等の非水電解液二次電池の使用が盛んに検討されてい
る。
は、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池等が使用されて
いる。しかし、近年、電子技術の高性能化、小型化に伴
い電子機器用の二次電池の高エネルギー密度化の要請が
高まると、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池等では放
電電圧が低く、エネルギー密度を十分に高くすることが
できないことが問題となった。そこで、今日ではニッケ
ル・カドミウム電池や鉛電池等に代わって、リチウム電
池等の非水電解液二次電池の使用が盛んに検討されてい
る。
【０００３】このようなリチウム電池は、リチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応する活物質を用いた正極と、
リチウム金属あるいはリチウムを含む化合物からなる負
極と、電子伝導せず、リチウムイオンのみを移動させる
非水電解液とから構成される。この場合、非水電解液と
しては、非プロトン性溶媒にリチウム塩を溶解させたも
のが用いられている。また、負極活物質としては、金属
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドープした
導電性高分子、リチウムイオンを結晶中に混入した炭素
質材料からなる層間化合物が用いられている。正極活物
質としては、金属酸化物、金属硫化物あるいはポリマー
が用いられており、特にＡｘＭＯ２（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、
Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ等の遷移金属）などの複合酸化物が、非
水電解液中におけるリチウムの挿入、脱離反応に関し
て、比較的高い電位を示すことから電池容量を向上さ
せ、エネルギー密度を高くする活物質として注目され、
実用化されている。
ンと可逆的に電気化学反応する活物質を用いた正極と、
リチウム金属あるいはリチウムを含む化合物からなる負
極と、電子伝導せず、リチウムイオンのみを移動させる
非水電解液とから構成される。この場合、非水電解液と
しては、非プロトン性溶媒にリチウム塩を溶解させたも
のが用いられている。また、負極活物質としては、金属
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドープした
導電性高分子、リチウムイオンを結晶中に混入した炭素
質材料からなる層間化合物が用いられている。正極活物
質としては、金属酸化物、金属硫化物あるいはポリマー
が用いられており、特にＡｘＭＯ２（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、
Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ等の遷移金属）などの複合酸化物が、非
水電解液中におけるリチウムの挿入、脱離反応に関し
て、比較的高い電位を示すことから電池容量を向上さ
せ、エネルギー密度を高くする活物質として注目され、
実用化されている。
【０００４】このような正極活物質として使用される複
合酸化物のうち、リチウムとコバルトの複合酸化物Ｌｉ
ｘＣｏＯ２の合成方法としては、リチウムとコバルトの
それぞれの炭酸塩（Ｌｉ２ＣＯ３、ＣｏＣＯ３）を、大
気雰囲気下、９００〜１１００℃の温度範囲で加熱する
方法（W. D. Johnston, R. R. Heikes and D. Setrich,
J. Phys. Chem. Solids, 7, 1(1958)）が知られてい
る。また、リチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化
物Ｃｏ３Ｏ４を同様の条件下で加熱して合成する方法
（S. Miyazaki, S. Kikkawa and M. Koizumi, Syntheti
c Metals, 6, 211(1983)）も知られている。そして、こ
のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化物Ｃｏ３
Ｏ４を使用する方法は、リチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３と
コバルト炭酸塩ＣｏＣＯ３を使用する方法に比べて原料
単位重量あるいは原料単位体積あたりから得られるＬｉ
ｘＣｏＯ２の重量を大きくすることができるので、合成
に関わる製造コストを低下させる点から有用な方法とな
っている。
合酸化物のうち、リチウムとコバルトの複合酸化物Ｌｉ
ｘＣｏＯ２の合成方法としては、リチウムとコバルトの
それぞれの炭酸塩（Ｌｉ２ＣＯ３、ＣｏＣＯ３）を、大
気雰囲気下、９００〜１１００℃の温度範囲で加熱する
方法（W. D. Johnston, R. R. Heikes and D. Setrich,
J. Phys. Chem. Solids, 7, 1(1958)）が知られてい
る。また、リチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化
物Ｃｏ３Ｏ４を同様の条件下で加熱して合成する方法
（S. Miyazaki, S. Kikkawa and M. Koizumi, Syntheti
c Metals, 6, 211(1983)）も知られている。そして、こ
のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化物Ｃｏ３
Ｏ４を使用する方法は、リチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３と
コバルト炭酸塩ＣｏＣＯ３を使用する方法に比べて原料
単位重量あるいは原料単位体積あたりから得られるＬｉ
ｘＣｏＯ２の重量を大きくすることができるので、合成
に関わる製造コストを低下させる点から有用な方法とな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、正極活物質
に関する電池の特性としては、一般に正極活物質の粒径
が小さく、正極活物質の表面積が大きくなるほど電池の
自己放電率が大きくなるという傾向がある。そのため、
正極活物質の合成に際しては、その表面積が過小となっ
て電池特性が損なわれない限り、正極活物質の粒径を大
きくし、その表面積を小さくすることが望ましい。
に関する電池の特性としては、一般に正極活物質の粒径
が小さく、正極活物質の表面積が大きくなるほど電池の
自己放電率が大きくなるという傾向がある。そのため、
正極活物質の合成に際しては、その表面積が過小となっ
て電池特性が損なわれない限り、正極活物質の粒径を大
きくし、その表面積を小さくすることが望ましい。
【０００６】しかしながら、一般に使用されている混合
機で原料粉末を混合し、加熱して正極活物質を得る方法
においては、原料粉末の結晶粒間の接触面積が小さく、
焼結されにくいなどために、原料の粒径に比べて正極活
物質の粒径を大きくすることが困難となっている。たと
えば、市販のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３やコバルト酸
化物Ｃｏ３Ｏ４の平均粒径は数μｍであり、これらを通
常の混合機で混合し、焼成して得られる正極活物質Ｌｉ
ｘＣｏＯ２の平均粒径も数μｍである。
機で原料粉末を混合し、加熱して正極活物質を得る方法
においては、原料粉末の結晶粒間の接触面積が小さく、
焼結されにくいなどために、原料の粒径に比べて正極活
物質の粒径を大きくすることが困難となっている。たと
えば、市販のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３やコバルト酸
化物Ｃｏ３Ｏ４の平均粒径は数μｍであり、これらを通
常の混合機で混合し、焼成して得られる正極活物質Ｌｉ
ｘＣｏＯ２の平均粒径も数μｍである。
【０００７】このため、このような正極活物質を使用し
た非水電解液二次電池の自己放電率を低下させることに
限界をきたしていた。
た非水電解液二次電池の自己放電率を低下させることに
限界をきたしていた。
【０００８】この発明は、このような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、正極活物質の粒径を大き
くし、自己放電率を低減させた非水電解液二次電池を提
供することを目的としている。
解決しようとするものであり、正極活物質の粒径を大き
くし、自己放電率を低減させた非水電解液二次電池を提
供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明者等は、上記の
目的を達成するために鋭意研究した結果、正極活物質の
原料粉末を顆粒状に造粒し、この顆粒を焼成すれば正極
活物質の平均粒径を大きくできることを見出し、この発
明を完成するに至った。
目的を達成するために鋭意研究した結果、正極活物質の
原料粉末を顆粒状に造粒し、この顆粒を焼成すれば正極
活物質の平均粒径を大きくできることを見出し、この発
明を完成するに至った。
【００１０】即ち、この発明は、無機化合物を正極活物
質として用いた非水電解液二次電池において、該正極活
物質が、無機化合物からなる原料粉末を混合し、造粒
し、焼成して得られたものであることを特徴とする非水
電解液二次電池を提供する。
質として用いた非水電解液二次電池において、該正極活
物質が、無機化合物からなる原料粉末を混合し、造粒
し、焼成して得られたものであることを特徴とする非水
電解液二次電池を提供する。
【００１１】また、無機化合物からなる原料粉末をバイ
ンダーと共に混合し、造粒し、焼成したものを正極活物
質として使用することを特徴とする非水電解液二次電池
の製造方法を提供する。
ンダーと共に混合し、造粒し、焼成したものを正極活物
質として使用することを特徴とする非水電解液二次電池
の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１３】この発明の非水電解液二次電池は、その正
極活物質として、原料粉末を予め造粒し、その後焼成し
て得たものを使用することを特徴としている。
極活物質として、原料粉末を予め造粒し、その後焼成し
て得たものを使用することを特徴としている。
【００１４】この場合、原料粉末としては、従来より正
極活物質の原料粉末として使用されているものを使用す
ることができる。たとえば、リチウムあるいはナトリウ
ムを含んだ複合酸化物を得るための原料粉末として、そ
れらの金属の酸化物や炭酸塩などを使用することができ
る。この場合、原料粉末の形状には特に制限はなく、た
とえばフレーク状、ペレット状、鱗片状のものを使用で
きる。
極活物質の原料粉末として使用されているものを使用す
ることができる。たとえば、リチウムあるいはナトリウ
ムを含んだ複合酸化物を得るための原料粉末として、そ
れらの金属の酸化物や炭酸塩などを使用することができ
る。この場合、原料粉末の形状には特に制限はなく、た
とえばフレーク状、ペレット状、鱗片状のものを使用で
きる。
【００１５】このような原料粉末の造粒方法としては、
湿式あるいは乾式を問わないが、バインダーを使用して
湿式で造粒する方法が生産性の点から好ましい。
湿式あるいは乾式を問わないが、バインダーを使用して
湿式で造粒する方法が生産性の点から好ましい。
【００１６】造粒した後の焼成条件は、従来と同様にす
ることができ、一般には温度８００〜１０００℃、焼成
時間３〜５時間とすることができる。
ることができ、一般には温度８００〜１０００℃、焼成
時間３〜５時間とすることができる。
【００１７】この発明の非水電解液二次電池は、上記の
ように正極活物質として、原料粉末を予め造粒し、焼成
して得たものを使用する限り、他の構成については従来
の非水電解液二次電池と同様にすることができる。
ように正極活物質として、原料粉末を予め造粒し、焼成
して得たものを使用する限り、他の構成については従来
の非水電解液二次電池と同様にすることができる。
【００１８】例えば、正極は、正極活物質の他に従来と
同様の結着剤等を使用して正極合剤を調製し、これを用
いて形成することができる。
同様の結着剤等を使用して正極合剤を調製し、これを用
いて形成することができる。
【００１９】また、負極に炭素質材料を使用する場合、
その炭素質材料としてはリチウム等をドープ、脱ドープ
できる炭素質材料を使用でき、具体的には、熱分解炭素
類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、
石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素類、
有機高分子化合物の焼成体（フェノール樹脂、フラン樹
脂等を焼成したもの）、炭素繊維、活性炭等を用いるこ
とができる。
その炭素質材料としてはリチウム等をドープ、脱ドープ
できる炭素質材料を使用でき、具体的には、熱分解炭素
類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、
石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素類、
有機高分子化合物の焼成体（フェノール樹脂、フラン樹
脂等を焼成したもの）、炭素繊維、活性炭等を用いるこ
とができる。
【００２０】また、負極に使用するリチウム合金として
は、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｓｎ、Ｌｉ−Ｐｂ等の合金類を
あげることができる。
は、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｓｎ、Ｌｉ−Ｐｂ等の合金類を
あげることができる。
【００２１】電解液も有機溶剤に電解質を溶解したもの
であれば従来から知られているものを広く使用すること
ができ、その場合の有機溶剤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、γ−ブチルラク
トン等のエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、置換テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ピラ
ン及びその誘導体、ジメトキシエタン、ジエトキシエタ
ン等のエーテル類、３−メチル−２−オキサゾリジノン
等の３置換−２−オキサゾリジノン類があげられ、これ
らは単独または２種以上混合して使用することができ
る。また電解質としては、過塩素酸リチウム、ホウフッ
化リチウム、リンフッ化リチウム、塩化アルミン酸リチ
ウム、ハロゲン化リチウム、トリフルオロメタンスルホ
ン酸リチウム等を使用することができる。
であれば従来から知られているものを広く使用すること
ができ、その場合の有機溶剤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、γ−ブチルラク
トン等のエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、置換テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ピラ
ン及びその誘導体、ジメトキシエタン、ジエトキシエタ
ン等のエーテル類、３−メチル−２−オキサゾリジノン
等の３置換−２−オキサゾリジノン類があげられ、これ
らは単独または２種以上混合して使用することができ
る。また電解質としては、過塩素酸リチウム、ホウフッ
化リチウム、リンフッ化リチウム、塩化アルミン酸リチ
ウム、ハロゲン化リチウム、トリフルオロメタンスルホ
ン酸リチウム等を使用することができる。
【００２２】また、このような電解液に代えて固体電解
質を使用してもよい。
質を使用してもよい。
【００２３】電池の形状についても特に制限はなく、円
筒形、角形、コイン形、ボタン形等種々の形状にするこ
とができる。
筒形、角形、コイン形、ボタン形等種々の形状にするこ
とができる。
【００２４】この発明の非水電解質二次電池において
は、正極活物質として予めその原料粉末を造粒し、その
後に焼成したものを使用するので、正極活物質の平均粒
径が大きくなる。このため、この発明の非水電解質二次
電池は自己放電率が低減したものとなる。
は、正極活物質として予めその原料粉末を造粒し、その
後に焼成したものを使用するので、正極活物質の平均粒
径が大きくなる。このため、この発明の非水電解質二次
電池は自己放電率が低減したものとなる。
【００２５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００２６】実施例
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を製造するにあたり、ま
ず、原料粉末としてリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバ
ルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４の粉末を使用し、撹拌混合造粒法
により次のように造粒した。すなわち、リチウム炭酸塩
Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４を、リチウム
とコバルトの原子比が１：１となるように造粒機（株式
会社パウレック製、ＶＧ−２５）に投入し、顆粒のバイ
ンダーとしてポリビニルアルコール（４ｗｔ％水溶液）
を１．０〜１．４リットル／原料１０ｋｇ加え、造粒し
た。その結果、粒径が１〜４ｍｍの顆粒が得られた。そ
の後、この顆粒を約９００℃の温度で焼成し、正極活物
質としてＬｉＣｏＯ２を得た。なお、得られたＬｉＣｏ
Ｏ２はＸ線回折パターンから同定した。
ず、原料粉末としてリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３とコバ
ルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４の粉末を使用し、撹拌混合造粒法
により次のように造粒した。すなわち、リチウム炭酸塩
Ｌｉ２ＣＯ３とコバルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４を、リチウム
とコバルトの原子比が１：１となるように造粒機（株式
会社パウレック製、ＶＧ−２５）に投入し、顆粒のバイ
ンダーとしてポリビニルアルコール（４ｗｔ％水溶液）
を１．０〜１．４リットル／原料１０ｋｇ加え、造粒し
た。その結果、粒径が１〜４ｍｍの顆粒が得られた。そ
の後、この顆粒を約９００℃の温度で焼成し、正極活物
質としてＬｉＣｏＯ２を得た。なお、得られたＬｉＣｏ
Ｏ２はＸ線回折パターンから同定した。
【００２７】得られたＬｉＣｏＯ２の粒度分布を測定し
たところ図１に示すようになり、この平均粒径は１７．
５μｍであった。また、このＬｉＣｏＯ２のＳＥＭ写真
は図３に示すようになった。
たところ図１に示すようになり、この平均粒径は１７．
５μｍであった。また、このＬｉＣｏＯ２のＳＥＭ写真
は図３に示すようになった。
【００２８】さらに、得られたＬｉＣｏＯ２を正極活物
質とし、リチウム金属を対極とし、１Ｍ ＬｉＣｌＯ４
プロピレンカーボネート・１、２−ジメトキシエタン
（１：１）混合溶液を電解液としてコイン型の電池セル
を作成した。このセルについて、セル電圧４．１Ｖまで
充電し、２．５Ｖまで放電するサイクルを５回繰り返
し、さらに再度充電し、１か月間保存し、その後放電さ
せることにより自己放電率を求めたところ６．１％であ
った。
質とし、リチウム金属を対極とし、１Ｍ ＬｉＣｌＯ４
プロピレンカーボネート・１、２−ジメトキシエタン
（１：１）混合溶液を電解液としてコイン型の電池セル
を作成した。このセルについて、セル電圧４．１Ｖまで
充電し、２．５Ｖまで放電するサイクルを５回繰り返
し、さらに再度充電し、１か月間保存し、その後放電さ
せることにより自己放電率を求めたところ６．１％であ
った。
【００２９】比較例
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を製造するにあたり、原
料粉末を造粒しない以外は実施例と同様の操作を行っ
た。その結果、得られたＬｉＣｏＯ２の平均粒径は８．
１μｍであり、そのＳＥＭ写真は図４に示すようになっ
た。また、これを使用して作成した電池セルの自己放電
率は８．９％であった。
料粉末を造粒しない以外は実施例と同様の操作を行っ
た。その結果、得られたＬｉＣｏＯ２の平均粒径は８．
１μｍであり、そのＳＥＭ写真は図４に示すようになっ
た。また、これを使用して作成した電池セルの自己放電
率は８．９％であった。
【００３０】また、比較のために、原料としたコバルト
酸化物Ｃｏ３Ｏ４の粒度分布を測定したところ図２のよ
うになり、その平均粒径は５．０μｍであり、ＳＥＭ写
真は図５に示すようになった。
酸化物Ｃｏ３Ｏ４の粒度分布を測定したところ図２のよ
うになり、その平均粒径は５．０μｍであり、ＳＥＭ写
真は図５に示すようになった。
【００３１】以上のＬｉＣｏＯ２の平均粒径と電池セル
の自己放電率について、結果を表１にまとめた。表１か
ら、正極活物質の原料粉末の造粒により得られる正極活
物質ＬｉＣｏＯ２の平均粒径が大きくなること、また平
均粒径の大きい正極活物質ＬｉＣｏＯ２を使用すると電
池セルの自己放電率が小さくなることが確認できた。
の自己放電率について、結果を表１にまとめた。表１か
ら、正極活物質の原料粉末の造粒により得られる正極活
物質ＬｉＣｏＯ２の平均粒径が大きくなること、また平
均粒径の大きい正極活物質ＬｉＣｏＯ２を使用すると電
池セルの自己放電率が小さくなることが確認できた。
【００３２】
【表１】 実施例 比較例
ＬｉＣｏＯ２の平均粒径（μｍ） １７．５ ８．１
電池の自己放電率（％） ６．１ ８．９
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、非水電解液二次電池
の正極活物質の粒径を大きくすることができ、電池の自
己放電率を低減させることが可能となる。
の正極活物質の粒径を大きくすることができ、電池の自
己放電率を低減させることが可能となる。
【図１】この発明の実施例で得られたＬｉＣｏＯ２の粒
度分布図である。
度分布図である。
【図２】原料として使用したコバルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４
の粒度分布図である。
の粒度分布図である。
【図３】この発明の実施例で得られたＬｉＣｏＯ２の粒
子構造を表す図面代用写真である。
子構造を表す図面代用写真である。
【図４】比較例で得られたＬｉＣｏＯ２の粒子構造を表
す図面代用写真である。
す図面代用写真である。
【図５】原料として使用したコバルト酸化物Ｃｏ３Ｏ４
の粒子構造を表す図面代用写真である。
の粒子構造を表す図面代用写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年７月１９日（２００２．７．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】このようなリチウム電池は、リチウムイオ
ンと可逆的に電気化学反応する活物質を用いた正極と、
リチウム金属あるいはリチウムを含む化合物からなる負
極と、電子伝導せず、リチウムイオンのみを移動させる
非水電解液とから構成される。この場合、非水電解液と
しては、非プロトン性溶媒にリチウム塩を溶解させたも
のが用いられている。また、負極活物質としては、金属
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドープした
導電性高分子、リチウムイオンを結晶中に挿入した炭素
質材料からなる層間化合物等が用いられている。正極活
物質としては、金属酸化物、金属硫化物あるいはポリマ
ーが用いられており、特にＡｘＭＯ２（Ａ＝Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ等の遷移金属）などの複合酸化物
が、非水電解液中におけるリチウムの挿入、脱離反応に
関して、比較的高い電位を示すことから電池容量を向上
させ、エネルギー密度を高くする活物質として注目さ
れ、実用化されている。
ンと可逆的に電気化学反応する活物質を用いた正極と、
リチウム金属あるいはリチウムを含む化合物からなる負
極と、電子伝導せず、リチウムイオンのみを移動させる
非水電解液とから構成される。この場合、非水電解液と
しては、非プロトン性溶媒にリチウム塩を溶解させたも
のが用いられている。また、負極活物質としては、金属
リチウム、リチウム合金、リチウムイオンをドープした
導電性高分子、リチウムイオンを結晶中に挿入した炭素
質材料からなる層間化合物等が用いられている。正極活
物質としては、金属酸化物、金属硫化物あるいはポリマ
ーが用いられており、特にＡｘＭＯ２（Ａ＝Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ等の遷移金属）などの複合酸化物
が、非水電解液中におけるリチウムの挿入、脱離反応に
関して、比較的高い電位を示すことから電池容量を向上
させ、エネルギー密度を高くする活物質として注目さ
れ、実用化されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】しかしながら、一般に使用されている混合
機で原料粉末を混合し、加熱して正極活物質を得る方法
においては、原料粉末の結晶粒間の接触面積が小さく、
焼結されにくいなどのために、原料の粒径に比べて正極
活物質の粒径を大きくすることが困難となっている。た
とえば、市販のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３やコバルト
酸化物Ｃｏ３Ｏ４の平均粒径は数μｍであり、これらを
通常の混合機で混合し、焼成して得られる正極活物質Ｌ
ｉｘＣｏＯ２の平均粒径も数μｍである。
機で原料粉末を混合し、加熱して正極活物質を得る方法
においては、原料粉末の結晶粒間の接触面積が小さく、
焼結されにくいなどのために、原料の粒径に比べて正極
活物質の粒径を大きくすることが困難となっている。た
とえば、市販のリチウム炭酸塩Ｌｉ２ＣＯ３やコバルト
酸化物Ｃｏ３Ｏ４の平均粒径は数μｍであり、これらを
通常の混合機で混合し、焼成して得られる正極活物質Ｌ
ｉｘＣｏＯ２の平均粒径も数μｍである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】造粒した後の焼成条件は、従来と同様にす
ることができ、一般には温度８００〜１０００℃、焼成
時間３〜２０時間とすることができる。
ることができ、一般には温度８００〜１０００℃、焼成
時間３〜２０時間とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】電解液も非プロトン性有機溶媒に電解質を
溶解したものであれば従来から知られているものを広く
使用することができ、その場合の有機溶媒としては例え
ばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ
−ブチロラクトン等のエステル類、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン、置換テトラヒドロフラン、ジオキ
ソラン、ピラン及びその誘導体、ジメトキシエタン、ジ
エトキシエタン等のエーテル類、３−メチル−２−オキ
サゾリジノン等の３置換−２−オキサゾリジノン類があ
げられ、これらは単独または２種以上混合して使用する
ことができる。また電解質としては、過塩素酸リチウ
ム、ホウフッ化リチウム、リンフッ化リチウム、塩化ア
ルミン酸リチウム、ハロゲン化リチウム、トリフルオロ
メタンスルホン酸リチウム等を使用することができる。
溶解したものであれば従来から知られているものを広く
使用することができ、その場合の有機溶媒としては例え
ばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ
−ブチロラクトン等のエステル類、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン、置換テトラヒドロフラン、ジオキ
ソラン、ピラン及びその誘導体、ジメトキシエタン、ジ
エトキシエタン等のエーテル類、３−メチル−２−オキ
サゾリジノン等の３置換−２−オキサゾリジノン類があ
げられ、これらは単独または２種以上混合して使用する
ことができる。また電解質としては、過塩素酸リチウ
ム、ホウフッ化リチウム、リンフッ化リチウム、塩化ア
ルミン酸リチウム、ハロゲン化リチウム、トリフルオロ
メタンスルホン酸リチウム等を使用することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】さらに、得られたＬｉＣｏＯ２を正極活物
質とし、これと導電剤、結着剤を混合して加圧成型した
ペレットを正極とし、リチウム金属を対極とし、１Ｍ
ＬｉＣｌＯ４プロピレンカーボネート・１、２−ジメト
キシエタン（１：１）混合溶液を電解液としてコイン型
の電池セルを作成した。このセルについて、セル電圧
４．１Ｖまで充電し、２．５Ｖまで放電するサイクルを
５回繰り返し、さらに再度充電し、１か月間保存し、そ
の後放電させることにより自己放電率を求めたところ
６．１％であった。
質とし、これと導電剤、結着剤を混合して加圧成型した
ペレットを正極とし、リチウム金属を対極とし、１Ｍ
ＬｉＣｌＯ４プロピレンカーボネート・１、２−ジメト
キシエタン（１：１）混合溶液を電解液としてコイン型
の電池セルを作成した。このセルについて、セル電圧
４．１Ｖまで充電し、２．５Ｖまで放電するサイクルを
５回繰り返し、さらに再度充電し、１か月間保存し、そ
の後放電させることにより自己放電率を求めたところ
６．１％であった。
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フロントページの続き
(72)発明者 小沢 和典
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 三浦 康雄
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 世界 孝二
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 加藤 尚之
福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１−１
ソニー・エナジー・テック株式会社郡山
工場内
(72)発明者 山本 佳克
福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１−１
ソニー・エナジー・テック株式会社郡山
工場内
(72)発明者 佐藤 行
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
Ｆターム(参考） 5H029 AJ04 AK03 AL06 AM03 AM04
AM05 AM07 AM16 BJ03 BJ12
CJ02 DJ16
5H050 AA09 BA17 BA18 CA08 CA09
CB07 FA02 FA14 FA17 GA02
GA06
Claims (3)
- 【請求項１】 無機化合物を正極活物質として使用する
正極と、負極と、非水電解液とを備えた非水電解質二次
電池において、該正極活物質が、該無機化合物からなる
原料粉末の顆粒状に造粒し、次いで焼成した活物質であ
ることを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項２】 負極が、リチウムをドープ又は脱ドープ
できる炭素質材料である請求項１記載の非水電解液二次
電池。 - 【請求項３】 該原料粉末にバインダーが混合されてい
る請求項１又は２記載の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002211491A JP2003092109A (ja) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002211491A JP2003092109A (ja) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 非水電解液二次電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11228692A Division JP3355644B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003092109A true JP2003092109A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19195880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002211491A Pending JP2003092109A (ja) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003092109A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022520909A (ja) * | 2020-01-21 | 2022-04-04 | 寧徳新能源科技有限公司 | 正極材料ならびにそれを含む電気化学デバイス及び電子デバイス |
-
2002
- 2002-07-19 JP JP2002211491A patent/JP2003092109A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022520909A (ja) * | 2020-01-21 | 2022-04-04 | 寧徳新能源科技有限公司 | 正極材料ならびにそれを含む電気化学デバイス及び電子デバイス |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031202 |
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| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040204 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040716 |