JP2005519426A - アノードとして炭素質材料と炭化モリブデンとを有する電気化学電池 - Google Patents
アノードとして炭素質材料と炭化モリブデンとを有する電気化学電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005519426A JP2005519426A JP2003572116A JP2003572116A JP2005519426A JP 2005519426 A JP2005519426 A JP 2005519426A JP 2003572116 A JP2003572116 A JP 2003572116A JP 2003572116 A JP2003572116 A JP 2003572116A JP 2005519426 A JP2005519426 A JP 2005519426A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrochemical cell
- battery
- anode
- molybdenum carbide
- 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
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 LiCF 3 SO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910015014 LiNiCoAlO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910015030 LiNiCoO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 7
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 39
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 39
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 18
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000005078 molybdenum compound Substances 0.000 description 2
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910015915 LiNi0.8Co0.2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 241000533293 Sesbania emerus Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- YTBWYQYUOZHUKJ-UHFFFAOYSA-N oxocobalt;oxonickel Chemical compound [Co]=O.[Ni]=O YTBWYQYUOZHUKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
改良された可逆エネルギー貯蔵容量を提供するように構成された充電式リチウムイオン電気化学電池（１０１）及び／又はバッテリーを開示する。本電気化学電池（１０１）及び／又はバッテリーは、非プロトン性非水電解質と、該電解質と有効に電気化学的に接触している第一電極及び第二電極（１０２，１０４）とからなる本体を含み、該第一電極（１０２）は、リチウム化された層間化合物などの活性材料により形成されたカソードを含み、該第二電極（１０４）は、炭化モリブデンと組み合わされた炭素質材料により形成されたアノードを含む。本発明にしたがった電気化学リチウムイオン電池（１０１）及び／又はバッテリーは、炭化モリブデンと組み合わされていない炭素アノードを有する同様なリチウムイオン電池と比較して改良された可逆エネルギー貯蔵容量特性を提供するように設計されている。
Description
技術分野
本発明は、非水二次リチウムイオン電気化学電池及びバッテリーに関する。
背景技術
リチウムイオンバッテリーは、航空宇宙用途から乗物用途の携帯用電子工学機器向けの将来の充電式バッテリーであると考えられる。リチウムイオンバッテリーに関する既知の構造では、炭素又はグラファイトがアノードとして用いられ、リチウム化された遷移金属層間化合物がカソードとして用いられ、そしてＬｉＰＦ６がカーボネートをベースとする非水溶媒において電解質として用いられている。
本発明は、非水二次リチウムイオン電気化学電池及びバッテリーに関する。
背景技術
リチウムイオンバッテリーは、航空宇宙用途から乗物用途の携帯用電子工学機器向けの将来の充電式バッテリーであると考えられる。リチウムイオンバッテリーに関する既知の構造では、炭素又はグラファイトがアノードとして用いられ、リチウム化された遷移金属層間化合物がカソードとして用いられ、そしてＬｉＰＦ６がカーボネートをベースとする非水溶媒において電解質として用いられている。
その電気化学的プロセスは、金属リチウム充電式バッテリーシステムで起こるリチウムのめっき（plating）及び剥離（stripping）ではなく、充電中におけるアノードでのリチウムイオンの捕集及び放電中におけるそれらの放出である。金属リチウムは電池中には存在していないので、リチウムイオン電池は、金属リチウムを含有する電池よりも、向上した安全性及びより長いサイクル寿命を有する。
現在、不規則炭素（disordered carbon）（硬質炭素）及び規則炭素（ordered carbon）（グラファイト）が、商業的なリチウムイオンバッテリーにおいてアノードとして用いられている。炭素質材料は、化学式ＬｉＣ６に対応して金属リチウムの３８３０ｍＡｈ／ｇと比較して、３７２ｍＡｈ／ｇの可逆比容量を発揮することができる。これらの炭素質材料の実用可逆容量は、３００〜３４０ｍＡｈ／ｇの範囲内の非常に低い値である。
不規則構造であり高い可逆容量を有する「軟質炭素」として既知である他の炭素質材料も、適する出発材料の熱分解により調製されてきた。Satoら（Science, 264, 556, 1994）は、ポリパラフェニレンを７００℃で加熱することにより調製される、６８０ｍＡｈ／ｇの可逆容量を有する炭素質材料を開示した。Mabuchiら（Seventh International Meeting on Lithium Batteries, Extended Abstracts, Page 212, Boston, Massachusetts, 1994）は、コールタールピッチを７００℃で加熱することにより調製される、約７５０ｍＡｈ／ｇの可逆容量を有する低密度炭素質材料を開示した。Yamadaら（米国特許第５，８３４，１３８号，１９９８年１１月１０日）は、コーヒー豆、茶葉、トウモロコシなどを１１００〜１２００℃で熱処理することにより調製された炭素質材料を開示した。この炭素質材料は５００ｍＡｈ／ｇの可逆容量を発揮する。
これらの可逆容量の値は、商業的なリチウムイオン電池で用いられる炭素質材料よりもはるかに大きい。しかしながら、上記炭素質材料は低密度であり可逆容量損失が極めて大きいので、リチウムイオンバッテリー用のアノードとしての商業的使用は限定される。
炭素質材料から形成されたアノードの可逆容量は、炭素質材料に他の元素を加えることにより高くできることが示されている。例えば、少量の燐（欧州特許出願番号ＥＰ４８６９５０）やホウ素（日本国出願公開第０３−２４５４５８号）の添加により、炭素質アノードの比容量が高められると言われている。更に、カナダ国出願番号第２，０９８，２４８号では、炭素質材料の構造において炭素原子を電子受容体（例えば、ホウ素、アルミニウムなど）で置換すると、アノード容量が向上することが開示されている。
発明の開示
本発明は、リチウムイオン電池又はバッテリーにおけるアノードの活性材料を形成する炭素質材料の可逆容量を向上させるための新規で異なる概念を提供する。具体的には、本発明は、炭化モリブデンをアノードの炭素質材料と組合せて、炭素質材料の可逆容量を向上させるリチウムイオン電池を提供する。本発明の概念により、高い比エネルギー及びエネルギー密度のリチウムイオン電池及びバッテリーの開発が促進されるとも考えられる。
本発明は、リチウムイオン電池又はバッテリーにおけるアノードの活性材料を形成する炭素質材料の可逆容量を向上させるための新規で異なる概念を提供する。具体的には、本発明は、炭化モリブデンをアノードの炭素質材料と組合せて、炭素質材料の可逆容量を向上させるリチウムイオン電池を提供する。本発明の概念により、高い比エネルギー及びエネルギー密度のリチウムイオン電池及びバッテリーの開発が促進されるとも考えられる。
したがって、本発明の主たる目的は、リチウムイオン電池又はバッテリーのアノードの活性材料を形成する炭素質材料の可逆容量を向上させることである。
本発明の別の目的は、高い比エネルギー及びエネルギー密度を有する新規で改良された充電式リチウムイオン電池及び／又はバッテリーを提供することである。
本発明の別の目的は、高い比エネルギー及びエネルギー密度を有する新規で改良された充電式リチウムイオン電池及び／又はバッテリーを提供することである。
本発明の更なる特徴は、以下の具体的な説明及び添付の図面から明らかになる。
本発明の現時点で好ましい例示的態様を添付の図面で示す。
本発明を実施するための最良の態様
本発明にしたがえば、リチウムイオン電池又はバッテリーは、炭化モリブデンと組み合わされた炭素質材料から形成された負極（アノード）と、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４，ＬｉＭｎＯ２，ＬｉＶ２Ｏ５，ＬｉＶ６Ｏ１３，ＬｉＴｉＳ２，Ｌｉ３ＦｅＮ２，Ｌｉ７ＶＮ４又はこれらの材料の組合せを含有する正極（カソード）とを含む。負極及び正極のための基板は、それぞれ好ましくは銅ホイル及びアルミニウムホイルである。
本発明の現時点で好ましい例示的態様を添付の図面で示す。
本発明を実施するための最良の態様
本発明にしたがえば、リチウムイオン電池又はバッテリーは、炭化モリブデンと組み合わされた炭素質材料から形成された負極（アノード）と、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４，ＬｉＭｎＯ２，ＬｉＶ２Ｏ５，ＬｉＶ６Ｏ１３，ＬｉＴｉＳ２，Ｌｉ３ＦｅＮ２，Ｌｉ７ＶＮ４又はこれらの材料の組合せを含有する正極（カソード）とを含む。負極及び正極のための基板は、それぞれ好ましくは銅ホイル及びアルミニウムホイルである。
本発明のリチウムイオン電池及び／又はバッテリーにおいて用いられる電解質は、非水非プロトン性有機電解質であり、好ましくは、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジメチルカーボネート、ならびに前記材料の組合せのような溶媒中に溶解された、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２又はＬｉＣｌＯ４のような溶質からなる非水溶液である。
本発明にしたがえば、炭化モリブデンと組み合わされた炭素質材料から作製されたアノードを取り入れているリチウムイオン電池又はバッテリーの可逆容量は高いので、高容量カソードとのセルバランスを取るのが容易であり、その結果として、高容量で高いエネルギー密度のリチウムイオン電池が得られる。しかしながら、本発明は、前記理論に限定されない。以下の実施例で更に明確になるように、驚くべきことに、通常予期される以上の性能の有意な向上が、本発明のリチウムイオン電池及び／又はバッテリーによって可能であることを発見した。
次の概説論文；E. R. Braithwaite and J. Haber, “Molybdenum: An Outline of itsChemistry and Uses” Studies in Inorganic Chemistry 19, Elsevier, 1994で説明されているように、炭化モリブデンを製造するのに適する既知の多くのアプローチが存在する。本発明は、炭化モリブデンを製造するためのいずれかの具体的なアプローチに限定されない。
炭化モリブデンと組み合わされた炭素質アノードを取り入れているリチウムイオン電池の好ましい形態を、図７の１０１に示す。アノード、カソード、及び突出している導電性銅タブ１０２によって電気的にアクセス可能なアノードと、突出している導電性アルミニウムタブ１０３によって電気的にアクセス可能なリチウム化された層間化合物カソードとによるシールサンドイッチ構造中に密閉されている電解質（図示されていない）を有する組立電池１０１が図示してある。組立電池１０１が図示してあり、アノード、カソード及び電解質は、図示されていないが、シールされたサンドイッチ構造中に閉じ込められており、アノードは、突出している導電性銅タブ１０２により電気的にアクセス可能であり、リチウム化された層間化合物カソードは、突出している導電性アルミニウムタブ１０３により電気的にアクセス可能である。組立電池１０１のアノード及びカソードは、アノード及びカソードの両方と効率的に接触している非プロトン性非水電解質が透過する多孔質セパレータ板によって分離されている。
より具体的には、図７の分解部品部分で示してあるように、片側アノード１０４Ａと１０４Ｂのペア及び両側カソード１０５は、サンドイッチ（電池１０１）として組み立てられるように配置され、両側カソード１０５はアノード１０４Ａ及び１０４Ｂそれぞれの間に配置され、カソード及び対向するアノードと有効に接触している非プロトン性非水電解質が透過する、多孔質セパレータ１０６Ａ及び１０６Ｂによりアノード１０４Ａ及び１０４Ｂそれぞれから分離されている。導電性銅タブ１０２Ａ及び１０２Ｂは、アノード１０４Ａ及び１０４Ｂそれぞれに対して提供され、アルミニウムタブ１０３Ａは、両側カソード１０５に対して提供されているので、電池１０１のそれぞれの電極は、サンドイッチとして組み立てられ、シールされた閉鎖容器（図示されていない）内に密閉されるときに、電気的にアクセス可能である。
電池１０１において、アノード１０４Ａ、１０４Ｂ各々は、炭化モリブデンと組み合わされ、銅ホイル基板により支持された炭素質材料（例えば、グラファイトなどの規則炭素又は「軟質炭素」などの不規則炭素）を含む。カソード１０５は、アルミニウムホイル基板により支持された、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４，ＬｉＭｎＯ２，ＬｉＶ２Ｏ５，ＬｉＶ６Ｏ１３，ＬｉＴｉＳ２，Ｌｉ３ＦｅＮ２，Ｌｉ７ＶＮ４又は前記材料の組合せから形成できる。アノード電極及びカソード電極はそれぞれ、それぞれ透過性である非導電性セパレータにより互いに間隔が保たれているので、非プロトン性非水電解質は、セパレータ１０６Ａ、１０６Ｂにより運ばれ、カソード及び対向するアノードの両方との有効な電気化学的接触が保たれる。透過性セパレータは各々、微多孔質ポリオレフィン膜から形成できる。
電池１０１のそれぞれのアノード及びカソードは、平面として図示してあるが、他の形状、例えば渦巻状又はいわゆるゼリーロール状の形状を用いることができ、その場合、それにもかかわらず、電解質を運び、それぞれのアノード及びカソードの表面との有効な電気化学的接触を維持する透過性スペーサーにより、それぞれのアノード電極及びカソード電極は、互いに物理的にも電気的にも間隔が保たれることを理解すべきである。
更に、炭素質材料からなるアノードを形成し、炭素質材料と炭化モリブデンとを組み合わせるための異なるやり方が存在する。例えば、炭素質材料と炭化モリブデンとを組み合わせる一つのやり方は、炭化モリブデンを炭素質材料と完全に混合するやり方である。別のやり方は、炭素質材料に対してモリブデン化合物を加えて熱処理し、添加されたモリブデン化合物を炭化モリブデンへと転化させるやり方である。本発明は、リチウムイオン電池用のアノードに向けられており、ここで、炭素質材料は炭化モリブデンと組み合わされるが、炭素質材料を炭化モリブデンと組み合わせるいずれかの特定のやり方に限定することを意図していない。
また、比較的少量（重量基準）の炭化モリブデンを炭素質材料と組み合わせることが好ましいことに留意すべきである。より具体的には、炭化モリブデンは、好ましくは２０％（重量基準）未満であり、更に好ましくは０．１％〜１５％（重量基準）である。更に、第二電極における炭化モリブデンの粒径は、好ましくは０．０５ｍｍ〜３ｍｍである。
バッテリーを規定する電気回路における電池のアセンブリのそれぞれの電極を（公知の様式で）接続して、直列又は並列の回路関係で接続された電池の数により決定される電圧又は電流の特性を有するバッテリーを製造することにより、これまでに説明したような複数の電気化学電池を使用して、前記電池のバッテリーを組み立てることができることを理解すべきである。
以下、具体的な実施例を掲げて、本発明の実施を説明するが、いずれにしても本発明を限定するものと考えるべきではない。実施例１及び２は、本発明の原理の証明を示しており、また実施例３、電池Ｂ１及びＢ２、及び実施例４で説明している第一の電池（その性能は図５に示してある）は、本発明の原理にしたがって作製されたリチウムイオン電池に関するものである。
実施例１
アリゾナ州トゥーソンにあるClimax Molybdenum Companyから入手した炭化モリブデン（粒径約１μｍ）０．４６５ｇを、イリノイ州シカゴにあるSuperior Graphite Coから入手したＳ２６８１３グラファイト５．００ｇと完全に混合した。次に、その混合物を、半電池の作用電極の活性材料として用いて、本発明の概念を評価した。この半電池は、グラファイト及び炭化モリブデンの混合物から作製された作用電極、金属リチウム対電極、及びエチレンカーボネート／ジメチルカーボネート（ＥＣ／ＤＭＣ）溶媒の混合物（２：１ ｗ／ｗ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質を含んでいた。微多孔質ポリオレフィン（Celgard 2400）セパレータを、作用電極と対電極との間で用いて、それらを電気的に分離した。グラファイト−炭化モリブデン混合物と６％ポリ（フッ化ビニリデン）とのスラリーを、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で調製し、銅ホイル上に塗布して、作用電極を作製した。対電極は、エキスパンドニッケルメッシュ基板に圧入された厚さ５０ｍｍの金属リチウムから作製した。
アリゾナ州トゥーソンにあるClimax Molybdenum Companyから入手した炭化モリブデン（粒径約１μｍ）０．４６５ｇを、イリノイ州シカゴにあるSuperior Graphite Coから入手したＳ２６８１３グラファイト５．００ｇと完全に混合した。次に、その混合物を、半電池の作用電極の活性材料として用いて、本発明の概念を評価した。この半電池は、グラファイト及び炭化モリブデンの混合物から作製された作用電極、金属リチウム対電極、及びエチレンカーボネート／ジメチルカーボネート（ＥＣ／ＤＭＣ）溶媒の混合物（２：１ ｗ／ｗ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質を含んでいた。微多孔質ポリオレフィン（Celgard 2400）セパレータを、作用電極と対電極との間で用いて、それらを電気的に分離した。グラファイト−炭化モリブデン混合物と６％ポリ（フッ化ビニリデン）とのスラリーを、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中で調製し、銅ホイル上に塗布して、作用電極を作製した。対電極は、エキスパンドニッケルメッシュ基板に圧入された厚さ５０ｍｍの金属リチウムから作製した。
非プロトン性非水の１ＭＬｉＰＦ６電解質混合物は、微多孔質ポリオレフィンセパレータを透過し、それにより、電解質は正極及び負極と有効に接触したが、それにもかかわらず正極及び負極は間隔が保たれ、互いに電気的に分離されていた。
開発した半電池を、２ｍＡの一定電流で０．００Ｖまで放電（リチウムイオンのインターカレーション）し、次に、同じ電流速度で１．０Ｖのカットオフ電圧まで充電（リチウムイオンの脱インターカレーション）した。充放電に関して完全に一定の容量値が得られるまで、充放電プロセスを数回（通常は２〜５回）繰り返した。図１は、本発明にしたがったグラファイトと炭化モリブデンとの混合物を含む開発された半電池の充放電特性を示している。この電池の充電容量（リチウムイオンの脱インターカレーション）は、図２に示されているように４２５ｍＡｈ／ｇであり、これは作用電極（すなわち、炭素質材料と炭化モリブデンとを含有する電極）の可逆容量であると考えられる。
作用電極の活性材料が、炭化モリブデンを有してないＳ２６８１３グラファイト（Superior Graphite Co）であった以外は、上記の同じ成分で半電池を作製した。半電池は、上記半電池と同じ条件下で充放電させた。図３は、電極材料を含有するこの半電池の充放電挙動を示している。この電池の充電容量は、図４に示されているように、本発明にしたがって得られた充電容量よりほぼ３０％低い３３０ｍＡｈ／ｇであった。
実施例２
作用電極及び金属リチウム対電極として、入手したＢＧ３９グラファイト（Superior Graphite Co）及びＢＧ３９グラファイトと混合させた様々な量の炭化モリブデン（Climax Molybdenum Co.）、及びエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物（２：１ ｗ／ｗ）中１ＭのＬｉＰＦ６を含む電解質を用いて、数個の半電池を実施例１のようにして作製した。まず最初に、半電池を一定電流で０．００Ｖまで放電し、次に、同じ電流速度で１．０Ｖのカットオフ電圧まで充電した。充放電に関して完全に一定の容量値が得られるまで、充放電プロセスを数回（通常は２〜５回）繰り返した。これらの半電池の充電容量は表１に示してある。表１の結果は、炭化モリブデンを添加すると、ＢＧ３９グラファイトの充電容量が増加することを示している。したがって、ＢＧ３９グラファイトに対してわずか５％炭化モリブデンを加えても、充電容量は３３４ｍＡｈ／ｇから４６４ｍＡｈ／ｇまで増加する。
作用電極及び金属リチウム対電極として、入手したＢＧ３９グラファイト（Superior Graphite Co）及びＢＧ３９グラファイトと混合させた様々な量の炭化モリブデン（Climax Molybdenum Co.）、及びエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物（２：１ ｗ／ｗ）中１ＭのＬｉＰＦ６を含む電解質を用いて、数個の半電池を実施例１のようにして作製した。まず最初に、半電池を一定電流で０．００Ｖまで放電し、次に、同じ電流速度で１．０Ｖのカットオフ電圧まで充電した。充放電に関して完全に一定の容量値が得られるまで、充放電プロセスを数回（通常は２〜５回）繰り返した。これらの半電池の充電容量は表１に示してある。表１の結果は、炭化モリブデンを添加すると、ＢＧ３９グラファイトの充電容量が増加することを示している。したがって、ＢＧ３９グラファイトに対してわずか５％炭化モリブデンを加えても、充電容量は３３４ｍＡｈ／ｇから４６４ｍＡｈ／ｇまで増加する。
実施例３
ＥＣ／ＤＭＣ溶媒の混合物（１：１ ｖ／ｖ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質において、カソード材料としてＬｉＣｏＯ２及びアノード材料としてニュージャージー州にあるAlumina Trading Companyより供給されたＦ３９９グラファイト（炭化モリブデン無添加）を用いて、既知の従来技術により、Ａ１及びＡ２と呼称する２つのリチウムイオン電池を作製した。また、Ｂ１及びＢ２と呼称する２つの同様なタイプのリチウムイオン電池も作製したが、これらの電池のＦ３９９グラファイトアノードは、粒径が約１μｍの炭化モリブデン（Climax Molybdenum Co）添加物を８％含有していた。まず最初に、４つのリチウムイオン電池を０．５ｍＡ／ｃｍ２で４．２Ｖまで充電し、次に、一定の電圧（４．２Ｖ）で３時間又は残留電流が０．０２５ｍＡ／ｃｍ２に低下するまで充電した。次に、これら電池を０．５ｍＡ／ｃｍ２で３．０Ｖのカットオフ電圧まで放電した。完全に一定の値の充放電容量が得られるまで、電池を数回充放電させた。この電池に関して観察された電気化学的性能を表２に示す。同様にこの実施例で得られた結果も、電池Ｂ１及びＢ２のグラファイトアノードに対する炭化モリブデン添加物により、グラファイトアノードに対して炭化モリブデン添加物無しの電池Ａ１及びＡ２に比べて、容量が向上していることを示している。
ＥＣ／ＤＭＣ溶媒の混合物（１：１ ｖ／ｖ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質において、カソード材料としてＬｉＣｏＯ２及びアノード材料としてニュージャージー州にあるAlumina Trading Companyより供給されたＦ３９９グラファイト（炭化モリブデン無添加）を用いて、既知の従来技術により、Ａ１及びＡ２と呼称する２つのリチウムイオン電池を作製した。また、Ｂ１及びＢ２と呼称する２つの同様なタイプのリチウムイオン電池も作製したが、これらの電池のＦ３９９グラファイトアノードは、粒径が約１μｍの炭化モリブデン（Climax Molybdenum Co）添加物を８％含有していた。まず最初に、４つのリチウムイオン電池を０．５ｍＡ／ｃｍ２で４．２Ｖまで充電し、次に、一定の電圧（４．２Ｖ）で３時間又は残留電流が０．０２５ｍＡ／ｃｍ２に低下するまで充電した。次に、これら電池を０．５ｍＡ／ｃｍ２で３．０Ｖのカットオフ電圧まで放電した。完全に一定の値の充放電容量が得られるまで、電池を数回充放電させた。この電池に関して観察された電気化学的性能を表２に示す。同様にこの実施例で得られた結果も、電池Ｂ１及びＢ２のグラファイトアノードに対する炭化モリブデン添加物により、グラファイトアノードに対して炭化モリブデン添加物無しの電池Ａ１及びＡ２に比べて、容量が向上していることを示している。
実施例４
５％炭化モリブデン（粒径約２μｍ）を混合したＳＦＧ４４グラファイト（ニュージャージー州にあるTimcal Corporation）を、リチウムイオン電池のアノードとして用いて、本発明の概念を評価した。このリチウムイオン電池は、ＳＦＧ４４グラファイトと５％炭化モリブデン（粒径約２μｍ）との混合物から作製された負極、リチウム化されたニッケルコバルト二酸化物正極、及びエチレンカーボネート／ジメチルカーボネート（ＥＣ／ＤＭＣ）溶媒の混合物（１：１ｖ／ｖ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質を含んでいた。微多孔質ポリオレフィン（Celgard 2400）セパレータを負極と正極との間で用いて、これら電極を電気的に分離した。正極は、ＤＭＦ中８５％ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２、６％カーボンブラック及び９％ＰＶＤＦの混合物から、アルミニウムホイル上に塗布することにより作製した。
５％炭化モリブデン（粒径約２μｍ）を混合したＳＦＧ４４グラファイト（ニュージャージー州にあるTimcal Corporation）を、リチウムイオン電池のアノードとして用いて、本発明の概念を評価した。このリチウムイオン電池は、ＳＦＧ４４グラファイトと５％炭化モリブデン（粒径約２μｍ）との混合物から作製された負極、リチウム化されたニッケルコバルト二酸化物正極、及びエチレンカーボネート／ジメチルカーボネート（ＥＣ／ＤＭＣ）溶媒の混合物（１：１ｖ／ｖ）中１ＭのＬｉＰＦ６電解質を含んでいた。微多孔質ポリオレフィン（Celgard 2400）セパレータを負極と正極との間で用いて、これら電極を電気的に分離した。正極は、ＤＭＦ中８５％ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２、６％カーボンブラック及び９％ＰＶＤＦの混合物から、アルミニウムホイル上に塗布することにより作製した。
非プロトン性非水の１ＭＬｉＰＦ６電解質混合物は、微多孔質ポリオレフィンセパレータを透過し、それにより電解質は正極及び負極と有効に接触し、それにもかかわらず、正極及び負極は、間隔が保たれ、互いに電気的に分離されていた。
開発した半電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で４．０Ｖまで充電し、次に、一定の電圧（４．１Ｖ）で３時間又は電流が０．０２ ｍＡ／ｃｍ２まで低下するまで充電した。次に、その電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で２．７５Ｖのカットオフ電圧まで放電した。その充放電プロセスを繰り返して、サイクル寿命を評価した。図５は、本発明にしたがって開発された電池のサイクル特性を示している。この電池は、９３％の容量保持率で８０サイクルを発揮した。この電池の初期アノード容量は４３９ｍＡｈ／ｇであり、８０サイクル後では、アノード容量は４１２ｍＡｈ／ｇであった。
ＤＭＦ中９０％ＭＣＭＢ２５２８カーボン及び１０％ＰＶＤＦの混合物（炭化モリブデン無添加）から銅ホイル上に塗布することにより負極を作製した以外は、上記同じ成分を用いてリチウムイオン電池を作製した。ＭＣＭＢ２５２８カーボンは、商業的なリチウムイオン電池用のアノードの活性材料として用いられていることに留意すべきである。この電池を上記電池と同じ条件下で充放電させた。図６は、この電池のサイクル挙動を示している。この電池は、わずか８０サイクルの後には容量を９％喪失した。この電池の初期アノード容量はわずか３２７ｍＡｈ／ｇであり、８０サイクル後にはアノード容量は２９６ｍＡｈ／ｇまで低下した。
したがって、上記説明により、出願人は、炭素質材料と炭化モリブデンとを組み合わせることにより、リチウムイオン電池及び／又はバッテリーの炭素質アノードの可逆容量を向上させるための概念を提供した。電池及び／又はバッテリーのアノード（単数又は複数）を構成する炭素質材料（一種又は複数種）の可逆容量が向上された様々なタイプのリチウムイオン電池及び／又はバッテリーは、上記説明に留意すれば、当業者に理解されると考えられる。
Claims (20)
- 非プロトン性非水電解質と、前記電解質と有効に接触している第一電極及び第二電極とかなる本体を含む充電式電気化学電池であって、該第一電極がリチウム化された層間化合物を含み、該第二電極が炭化モリブデンと組み合わされた炭素質材料を含む、前記電気化学電池。
- 第二電極における炭化モリブデンの量が２０％（重量基準）未満である、請求項１記載の電気化学電池。
- 第二電極における炭化モリブデンの量が０．１％〜１５％（重量基準）である、請求項１記載の電気化学電池。
- 第二電極における炭化モリブデンの粒径が０．０５ｍｍ〜３ｍｍである、請求項１記載の電気化学電池。
- 第一電極のリチウム化された遷移金属層間化合物が、ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４，ＬｉＭｎＯ２，ＬｉＶ２Ｏ５，ＬｉＶ６Ｏ１３，ＬｉＴｉＳ２，Ｌｉ３ＦｅＮ２，Ｌｉ７ＶＮ４及びそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１記載の電気化学電池。
- 電解質が非水溶媒中に溶解されたリチウム化合物溶質を含む、請求項１記載の電気化学電池。
- 電解質が、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣｌＯ４、それらの組合せを含む群より選択される溶質を含む、請求項５記載の電気化学電池。
- 電解質が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート及びそれらの組合せを含む群より選択される溶媒を含む、請求項６記載の電気化学電池。
- 電解質が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート及びそれらの組合せを含む群より選択される溶媒を含む、請求項５記載の電気化学電池。
- 第一電極が、電気化学電池の動作電圧において高い安定性を有する第一金属基板を有するカソードである、請求項１記載の電気化学電池。
- 第一金属基板がアルミニウムを含む、請求項９記載の電気化学電池。
- 第二電極が、電気化学電池の動作電圧において高い安定性を有する第二金属基板を有するアノードである、請求項９記載の電気化学電池。
- 第二金属基板が銅を含む、請求項１１記載の電気化学電池。
- 第一電極が、その表面に対して添付されたリチウム化層間化合物を有する金属基板を含むカソードであり、第二電極が、その上で炭化モリブデン材料と混合された炭素をその表面に対して添付している第二金属基板を含むアノードであり、該カソード及び該アノードの前記それぞれの表面が、該アノード及び該カソードの前記それぞれの表面と有効に接触している非プロトン性非水電解質が透過する微多孔質非導電性セパレータにより互いに分離されている、請求項１記載の電気化学電池。
- カソードの金属基板がアルミニウムを含み、アノードの金属基板が銅を含む、請求項１３記載の電気化学電池。
- セパレータが微多孔質ポリオレフィン膜を含む、請求項１３記載の電気化学電池。
- アノードとカソード及びそれらのそれぞれの基板、ならびに電解質透過性セパレータがすべて、シールされた閉鎖容器内に収容され、該カソード及び該アノードのそれぞれの基板を含む手段が、電池を外部電気回路に対して接続するために提供される、請求項１３記載の電気化学電池。
- 請求項１記載の電気化学電池を複数含むバッテリーであって、複数の電池のそれぞれの電極が前記電池からなるバッテリーを規定する電気回路において接続されている、前記バッテリー。
- 請求項１３記載の電気化学電池を複数含むバッテリーであって、複数の電池のそれぞれの電極が前記電池からなるバッテリーを規定する電気回路において接続されている、前記バッテリー。
- 請求項１６記載の電気化学電池を複数含むバッテリーであって、複数の電池のそれぞれの電極が前記電池からなるバッテリーを規定する電気回路において接続されている、前記バッテリー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/084,529 US6740453B2 (en) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Electrochemical cell with carbonaceous material and molybdenum carbide as anode |
| PCT/US2003/006080 WO2003073539A1 (en) | 2002-02-27 | 2003-02-26 | Electrochemical cell with carbonaceous material and molybdenum carbide as anode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005519426A true JP2005519426A (ja) | 2005-06-30 |
Family
ID=27753489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003572116A Pending JP2005519426A (ja) | 2002-02-27 | 2003-02-26 | アノードとして炭素質材料と炭化モリブデンとを有する電気化学電池 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6740453B2 (ja) |
| EP (1) | EP1479118B9 (ja) |
| JP (1) | JP2005519426A (ja) |
| AT (1) | ATE495557T1 (ja) |
| AU (1) | AU2003223206A1 (ja) |
| CA (1) | CA2477065C (ja) |
| DE (1) | DE60335705D1 (ja) |
| HK (1) | HK1066325A1 (ja) |
| WO (1) | WO2003073539A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015129188A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| WO2016053046A1 (ko) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | 한양대학교 산학협력단 | 리튬 공기 이차 전지, 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI275197B (en) | 2004-04-23 | 2007-03-01 | Lg Chemical Ltd | Anode active material with improved electrochemical properties and electrochemical device comprising the same |
| US20100119435A1 (en) * | 2005-03-15 | 2010-05-13 | David Herbert Roach | Processes for growing carbon nanotubes in the absence of catalysts |
| JP2014532258A (ja) * | 2011-09-19 | 2014-12-04 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 酸化スズ含有ポリマー複合材料 |
| CN109546074A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-29 | 福建冠城瑞闽新能源科技有限公司 | 一种无需胶液的锂离子油性浆料制备工艺及油性电极浆料 |
| CN109659535B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-07-16 | 中科廊坊过程工程研究院 | 一种碳化钼/碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110479335B (zh) * | 2019-08-16 | 2022-06-07 | 陕西科技大学 | 一种铜原位掺杂的碳化钼碳复合材料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06290782A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水系電解質二次電池 |
| JPH1050299A (ja) * | 1996-05-31 | 1998-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JPH10112316A (ja) * | 1996-10-08 | 1998-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2055305C (en) | 1990-11-17 | 2002-02-19 | Naoyuki Sugeno | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| CA2098531C (en) * | 1992-06-17 | 1997-12-23 | Keiichi Yokoyama | Cell electrolyte solvent, cell electrolyte comprising the solvent and non-aqueous electrolyte battery comprising the electrolyte |
| JP3245458B2 (ja) | 1992-09-30 | 2002-01-15 | 株式会社クボタ | 作業車の対地作業装置昇降構造 |
| CA2098248C (en) | 1993-06-11 | 1999-03-16 | Jeffrey Raymond Dahn | Electron acceptor substituted carbons for use as anodes in rechargeable lithium batteries |
| US5686203A (en) | 1994-12-01 | 1997-11-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Non-aqueous secondary battery |
| DE69630741T2 (de) | 1995-03-06 | 2004-09-30 | Sony Corp. | Sekundärzelle für nichtwässrige Elektrolyten |
| JPH08315817A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-29 | Sony Corp | 炭素負極材料の製造方法及び非水電解液二次電池 |
| DE69711262T2 (de) * | 1996-05-31 | 2002-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Akkumulator mit nichtwässrigem Elektrolyt |
| US6652967B2 (en) | 2001-08-08 | 2003-11-25 | Nanoproducts Corporation | Nano-dispersed powders and methods for their manufacture |
| KR100358805B1 (ko) * | 2000-03-07 | 2002-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| KR100358801B1 (ko) * | 2000-05-17 | 2002-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 |
| KR100366346B1 (ko) | 2000-06-16 | 2002-12-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| JP4140222B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2008-08-27 | ソニー株式会社 | 負極、非水電解質二次電池及び負極の製造方法 |
-
2002
- 2002-02-27 US US10/084,529 patent/US6740453B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-02-26 AU AU2003223206A patent/AU2003223206A1/en not_active Abandoned
- 2003-02-26 EP EP03719336A patent/EP1479118B9/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-02-26 WO PCT/US2003/006080 patent/WO2003073539A1/en active Application Filing
- 2003-02-26 JP JP2003572116A patent/JP2005519426A/ja active Pending
- 2003-02-26 CA CA2477065A patent/CA2477065C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-26 AT AT03719336T patent/ATE495557T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-02-26 DE DE60335705T patent/DE60335705D1/de not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-11-25 HK HK04109291.3A patent/HK1066325A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06290782A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水系電解質二次電池 |
| JPH1050299A (ja) * | 1996-05-31 | 1998-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JPH10112316A (ja) * | 1996-10-08 | 1998-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015129188A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| JPWO2015129188A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2017-03-30 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| US10193183B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-01-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary batteries |
| WO2016053046A1 (ko) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | 한양대학교 산학협력단 | 리튬 공기 이차 전지, 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1479118B1 (en) | 2011-01-12 |
| DE60335705D1 (de) | 2011-02-24 |
| EP1479118B9 (en) | 2011-12-28 |
| CA2477065A1 (en) | 2003-09-04 |
| ATE495557T1 (de) | 2011-01-15 |
| WO2003073539A1 (en) | 2003-09-04 |
| HK1066325A1 (en) | 2005-03-18 |
| CA2477065C (en) | 2011-07-05 |
| US6740453B2 (en) | 2004-05-25 |
| EP1479118A1 (en) | 2004-11-24 |
| EP1479118A4 (en) | 2007-11-07 |
| US20030162093A1 (en) | 2003-08-28 |
| AU2003223206A1 (en) | 2003-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2642577B1 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery including positive electrode active material | |
| CN102522539B (zh) | 阴极活性材料及包含该活性材料的锂二次电池 | |
| US6146791A (en) | Hydrogenated fullerenes as an additive to carbon anode for rechargeable lithium-ion batteries | |
| US6436576B1 (en) | Carbon-carbon composite as an anode for lithium secondary non-aqueous electrochemical cells | |
| US6949314B1 (en) | Carbon-carbon composite anode for secondary non-aqueous electrochemical cells | |
| CN112216876B (zh) | 锂离子电池重复单元、锂离子电池及其使用方法、电池模组和汽车 | |
| US6489061B1 (en) | Secondary non-aquenous electrochemical cell configured to improve overcharge and overdischarge acceptance ability | |
| US9742027B2 (en) | Anode for sodium-ion and potassium-ion batteries | |
| US20190020014A1 (en) | Method for making lithium ionic energy storage element | |
| JPH087926A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH06349493A (ja) | 二次電池 | |
| US6740453B2 (en) | Electrochemical cell with carbonaceous material and molybdenum carbide as anode | |
| JP2008226643A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| US6472100B1 (en) | Nonaqueous-electrolyte battery | |
| US20080014507A1 (en) | High power high energy lithium-ion cell | |
| JP2005294028A (ja) | リチウム二次電池 | |
| TW202209738A (zh) | 用於電化學單元之改善電解質 | |
| KR100830247B1 (ko) | 리튬-이온 전기 화학 전지 및 배터리 | |
| KR100432669B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조방법 | |
| JP2000323126A (ja) | 非水電解質二次電池およびその充電方法。 | |
| CN110234605A (zh) | 负极活性材料的制备方法以及使用所述方法得到的负极活性材料和锂二次电池 | |
| JP7342273B2 (ja) | Ｌｉ二次電池用の電解質 | |
| US20230268555A1 (en) | Prevention of gassing in si dominant lithium-ion batteries | |
| TW200830606A (en) | Electrolyte for lithium ion batteries | |
| JP2001307717A (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060113 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090907 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091013 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091225 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101018 |