JP2005038841A - リチウム一次電池用正極活物質および二酸化マンガンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 二酸化マンガンからなるリチウム一次電池用正極活物質であって、比表面積が1〜8m2/gであるβ型二酸化マンガンからなるリチウム一次電池用正極活物質とする。
【選択図】 図1
Description
サンプル質量:0.15g
測定前の脱ガス条件:250℃にて窒素ガスを30cc/分の流量で導入しながら20分間加熱
吸着測定温度:21±1℃から−196℃まで冷却
脱離測定温度:−196℃から21±1℃まで昇温
MnO2とLi2CO3を主原料として使用したLiMn2O4の合成において、Li2B4O7を添加して、ホウ素を含有するLiMn2O4を得た。具体的には、ホウ素含有量が0.01質量%となるようにLi2B4O7を添加して、MnO2(通常の電解二酸化マンガン)とLi2CO3を混合し、大気中750℃で焼成することにより、ホウ素を含有するリチウムマンガン複合酸化物を得た。これを、100g/LのH2SO4で洗滌した後、水洗を行った。この後、濾過、乾燥を行い、大気中400℃で焼成することにより実施例1の二酸化マンガン(平均粒径10〜30μm)を得た。
リチウムマンガン複合酸化物のホウ素含有量が0.001質量%となるようにした以外は、実施例1と同様に行って実施例2の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物のホウ素含有量が2.0質量%となるようにした以外は、実施例1と同様に行って実施例3の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物合成時の焼成温度を550℃とした以外は、実施例1と同様に行って実施例4の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物合成時の焼成温度を950℃とした以外は、実施例1と同様に行って実施例5の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物合成時の焼成温度を500℃とした以外は、実施例1と同様に行って実施例6の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物のホウ素含有量が0.0005質量%となるようにした以外は、実施例1と同様に行って比較例1の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物のホウ素含有量が3.0質量%となるようにした以外は、実施例1と同様に行って比較例2の二酸化マンガンを得た。
通常の電解二酸化マンガンを、400℃で焼成し、比較例3の二酸化マンガンを得た。
通常の電解二酸化マンガンにLi2B4O7を添加混合して、400℃で焼成して、比較例4の二酸化マンガンを得た。
リチウムマンガン複合酸化物合成時の焼成温度を1000℃とした以外は、実施例1と同様に行って比較例5の二酸化マンガンを得た。
実施例1〜6および比較例1〜5で得られた二酸化マンガンのホウ素含有量、硫酸根含有量および比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。なお、二酸化マンガン中のホウ素含有量および硫酸根含有量は、通常のICP発光分光分析法で測定した。また、比表面積の測定は、窒素通気中で250℃で20分間、二酸化マンガンを加熱し、細孔内の水分を除去後、BET1点法で行った。
実施例1〜6で得られた二酸化マンガンを正極活物質として、図1の断面図で示すコイン型リチウム一次電池を作製した。
比較例1〜5の二酸化マンガンを正極活物質として、実施例1A〜6Aと同様にコイン型リチウム一次電池を作製した。
実施例1A〜6Aおよび比較例1A〜5Aのリチウム一次電池について、120℃で5日間の保存試験を行い、保存前後の低温パルス特性を測定した。測定は、−40℃で放電電流500mAで15秒ON、45秒OFFのパルス繰り返し放電を行い、カット電圧(終止電圧)1.5Vまでのパルス回数を測定した。比較例3Aの値をそれぞれ100%としてパルス特性を評価した。評価結果を表1に示す。
2 負極
3 セパレータ
4 正極缶
5 負極缶
6 正極集電体
7 負極集電体
8 絶縁パッキング
Claims (13)
- 二酸化マンガンからなるリチウム一次電池用正極活物質であって、比表面積が1〜8m2/gであるβ型二酸化マンガンからなることを特徴とするリチウム一次電池用正極活物質。
- 請求項1において、前記二酸化マンガンには、硫酸根が0.1質量%以下含有されていることを特徴とするリチウム一次電池用正極活物質。
- 請求項1または2において、前記二酸化マンガンには、ホウ素が0.01質量%以下含有されていることを特徴とするリチウム一次電池用正極活物質。
- 請求項1〜3の何れかにおいて、ホウ素を含有したリチウムマンガン複合酸化物を、鉱酸処理した後、焼成することにより製造された二酸化マンガンであることを特徴とするリチウム一次電池用正極活物質。
- 請求項4において、前記リチウムマンガン複合酸化物は、ホウ素含有量が0.001〜2.0質量%のものであることを特徴とするリチウム一次電池用正極活物質。
- ホウ素を含有したリチウムマンガン複合酸化物を鉱酸処理した後、焼成することを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項6において、前記二酸化マンガンの比表面積が、1〜8m2/gであることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項6または7において、前記二酸化マンガンの硫酸根含有量が0.1質量%以下であることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項6〜8の何れかにおいて、前記二酸化マンガンのホウ素含有量が0.01質量%以下であることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項6〜9の何れかにおいて、前記リチウムマンガン複合酸化物は、ホウ素含有量が0.001〜2.0質量%のものであることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項6〜10の何れかにおいて、前記リチウムマンガン複合酸化物を、原料としての二酸化マンガンとリチウム塩とホウ素化合物とを混合した後、焼成することにより得ることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項11において、前記リチウムマンガン複合酸化物を、原料としての二酸化マンガンとリチウム塩とホウ素化合物とを混合した後、550〜950℃で焼成することにより得ることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
- 請求項11または12において、前記原料としての二酸化マンガンが、電解法により得られた電解二酸化マンガンであることを特徴とする二酸化マンガンの製造方法。
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