JP2008305784A - 非水電解質リチウム二次電池の使用方法 - Google Patents
非水電解質リチウム二次電池の使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】正極1と、負極2と、リチウム塩を含有する非水電解質と、を備えた非水電解質リチウム二次電池において、非水電解質が、常温溶融塩を主成分として含有しており、負極2の負極活物質として、負極2の作動電位を金属リチウムの電位に対して1Vよりも貴とする物質を用いたことを特徴としている。
【選択図】図1
Description
図1は本実施形態の非水電解質リチウム二次電池の断面図である。この電池は、極群4を金属樹脂複合フィルム5で密封して構成されている。極群4は、正極集電体12上に塗布された正極合剤11からなる正極1と、負極集電体22上に塗布された負極合剤21からなる負極2とが、正極合剤11と負極合剤21とを対向させてセパレータ3を介して積層されて、構成されている。正極合剤1は正極活物質であるLiCoO2を主成分としている。負極合剤21は負極活物質であるLi4/3Ti5/3O4を主成分としている。正極集電体12及び負極集電体22はアルミニウム箔からなっている。セパレータ3はポリエチレン製微多孔膜からなっている。極群4には、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)とテトラフルオロホウ酸イオン(BF4 −)とからなる常温溶融塩であるEMIBF4と、リチウムイオン(Li+)と、を含有した非水電解質が含浸されている。そして、極群4は、金属樹脂複合フィルム5で覆われ、金属樹脂複合フィルム5の四方を熱溶着することにより封止されている。この電池を発明電池Aと称する。発明電池Aの設計容量は10mAhである。
正極1は次のようにして得た。まず、正極活物質であるLiCoO2と、導電剤であるアセチレンブラックとを混合した。次に、この混合物に、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液を混合した。こうして、正極合剤11を得た。次に、正極合剤11を、正極集電体12上に塗布し、乾燥した後、厚みが0.1mmとなるようプレスした。こうして、正極1を得た。
本実施形態の電池の基本的構成は、図1に示す通りである。
本実施形態の電池は、次のようにして製造した。
非水電解質として、N−ブチルピリジニウムイオン(BPy+)とBF4 −とからなる常温溶融塩(BPyBF4)1リットルに、1モルのLiBF4を溶解したものを用いた点以外は、発明電池Aと同じ材料及び方法を採用して、得た。この電池を発明電池Bと称する。
本実施形態の電池の基本的構成は、図1に示す通りである。
本実施形態の電池は、次のようにして製造した。
負極活物質としてLi4/3Ti4/3B1/3O4を用いた点以外は、発明電池Aと同じ材料及び方法を採用して、得た。この電池を発明電池Cと称する。
非水電解質として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比1:1で混合してなる混合溶媒1リットルに、1モルのLiBF4を溶解したものを用いた点以外は、発明電池Aと同じ材料及び方法を採用して、得た。この電池を比較電池Dと称する。
負極活物質としてグラファイトを用いた点以外は、発明電池Aと同じ材料及び方法を採用して、得た。この電池を比較電池Eと称する。
発明電池A、B、C及び比較電池D、Eについて、充放電サイクル試験を行った。試験温度は20℃とした。充電は、電流1mA、発明電池A、B、C及び比較電池Dの終止電圧2.6V、比較電池Eの終止電圧4.1Vで、定電流充電とした。放電は、電流1mA、発明電池A、B、C及び比較電池Dの終止電圧1.2V、比較電池Eの終止電圧2.7Vで、定電流放電とした。電池設計容量との比率(%)を放電容量とした。図2は発明電池A、比較電池Eのサイクル初期の充電カーブを示し、図3は同じく放電カーブを示している。また、図4は発明電池A、B、C及び比較電池D、Eの充放電サイクル特性を示している。
発明電池A、B、C及び比較電池D、Eについて、次のような高温保存試験を行った。即ち、まず、上記充放電サイクル試験と同様の条件で初期放電容量を測定した。これを高温保存前の放電容量とする。また、電池厚さも測定した。これを高温保存前の電池厚さとする。次に、上記充電条件で充電した後、100℃で3時間保存した後に室温で21時間保存するという高温保存サイクルを30日間繰り返した。そして、上記充放電サイクル試験と同様の条件で放電容量を測定した。これを高温保存後の放電容量とする。また、電池厚さも測定した。これを高温保存後の電池厚さとする。そして、自己放電率を求めると共に、電池厚さの変化を測定した。なお、自己放電率は式(A)により算出し、電池厚さ変化は式(B)により算出した。表1はその結果を示す。
発明電池A、B、C及び比較電池D、Eについて、次のような加熱試験を行った。即ち、上記充放電サイクル試験と同様の条件で初期放電容量を測定した。次に、10mAで9時間強制的に過充電した後、ガスバーナーの上方約2cmの位置で燃焼させた。
上記各試験における上述のような結果が生じたのは、次のような要因が考えられる。
2 負極
3 セパレータ
Claims (4)
- 正極と、負極と、リチウム塩を含有する非水電解質と、を備えた非水電解質リチウム二次電池において、
非水電解質が、常温溶融塩を主成分として含有しており、
負極の作動電位が金属リチウムの電位に対して1Vよりも貴である非水電解質リチウム二次電池。 - 負極活物質が、LixTi5/3−yLyO4(LはTi及びOを除く2〜16族の元素、4/3≦x≦7/3、0≦y≦5/3)で表されるスピネル型構造を有する酸化物焼成体である請求項1記載の非水電解質リチウム二次電池。
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JP2014533870A (ja) * | 2011-11-18 | 2014-12-15 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド | ドープされたリチウムチタンスピネル化合物及びそれを含む電極 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092467A (ja) * | 1996-09-18 | 1998-04-10 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
JPH11260400A (ja) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
-
2008
- 2008-03-14 JP JP2008066177A patent/JP2008305784A/ja active Pending
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