JP2010225366A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010225366A JP2010225366A JP2009070082A JP2009070082A JP2010225366A JP 2010225366 A JP2010225366 A JP 2010225366A JP 2009070082 A JP2009070082 A JP 2009070082A JP 2009070082 A JP2009070082 A JP 2009070082A JP 2010225366 A JP2010225366 A JP 2010225366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porosity
- positive electrode
- secondary battery
- electrolyte secondary
- nonaqueous electrolyte
- 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.)
- Granted
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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
【解決手段】オリビン構造を有する一般式LixMPO4(0<x<1.3、MはCo,Ni,Mn,Feからなる群より選択される少なくとも一種の元素)で示されるリチウム遷移金属リン酸塩を含む正極活物質と、比表面積が35〜45m2/gのアセチレンブラックからなる導電剤とを有する正極の空隙率を30〜50%とし、且つ負極の空隙率が20〜30%とする。好ましくは、正極の空隙率を負極の空隙率の1.3倍以上とする。
【選択図】なし
Description
〈正極の作製〉
正極活物質としての平均粒径が100nmのオリビン構造を有するリン酸鉄リチウム(LiFePO4)80質量部と、導電剤としての比表面積が40m2/gのアセチレンブラック10質量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン10質量部と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)と、を混合して正極活物質スラリーを調製した。
負極活物質としての天然黒鉛粉末95質量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5質量部と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)と、を混合して負極活物質スラリーを調製した。
空隙率(%)=100×(1−(活物質層の密度)÷(活物質層の真密度))
上記正極及び負極を、ポリプロピレン製微多孔膜からなるセパレータを介して巻回し、渦巻状の電極体を作製した。
エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、を体積比50:50(25℃、1気圧)で混合した混合溶媒に、LiPF6を1モル/リットルとなるように溶かして、非水電解質となした。
上記電極体及び上記非水電解質を有底円筒状の外装缶内に収容し、外装缶の開口部を封口板により封口して、直径18mm、高さ650mm、設計容量が1000mAhである実施例1にかかる非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を32.5%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を35%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例3に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例4に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を50%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例5に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を20%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例6に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を30%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例7に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を30%とし、負極の空隙率を20%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例8に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を30%とし、負極の空隙率を30%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例9に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を25%としたこと以外は、上記実施の形態と同様にして、比較例1に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を55%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、比較例2に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を15%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、比較例3に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を35%としたこと以外は、上記実施例1と同様にして、比較例4に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極作製に用いる正極活物質スラリーを次のようにして調製したこと以外は、上記実施例1と同様にして、参考例1に係る非水電解質二次電池を作製した。なお、正極の空隙率は25%、負極の空隙率は25%、設計容量は1500mAhである。
正極活物質としての平均粒径が8μmのコバルト酸リチウム(LiCoO2)90質量部と、導電剤としての比表面積が40m2/gのアセチレンブラック5質量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5質量部と、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)と、を混合して正極活物質スラリーを調製した。
正極の空隙率を30%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例2に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を35%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例3に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例4に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を15%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例5に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を20%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例6に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を30%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例7に係る非水電解質二次電池を作製した。
正極の空隙率を40%とし、負極の空隙率を35%としたこと以外は、上記参考例1と同様にして、参考例8に係る非水電解質二次電池を作製した。
実施例1〜9、比較例1〜4、参考例1〜8と同一の条件で電池を作製し、以下の条件で充放電サイクルを行った。下記式によりサイクル特性を算出し、この結果を、下記表1に示す。
充電条件:定電流1It(1000mA)で電圧が4.2Vまで、その後定電圧4.2Vで電流が0.02It(20mA)となるまで
放電条件:定電流5It(5000mA)で電圧が2.0Vまで
(参考例の充放電条件)
充電条件:定電流1It(1500mA)で電圧が4.2Vまで、その後定電圧4.2Vで電流が0.02It(30mA)となるまで
放電条件:定電流5It(7500mA)で電圧が2.75Vまで
なお、充放電はすべて25℃条件で行った。
ここで、正極の空隙率を30〜50%、且つ、負極の空隙率を20〜30%に規制すると、正極活物質周囲に存在するリチウムイオン量が十分となり、且つ負極活物質周囲に存在する非水電解質量が十分となる。このため、正負極の膨張収縮が大きいハイレート放電時を行っても、正負極に十分な非水電解質が供給され続ける。これにより、ハイレート放電サイクル特性が高まる。上記範囲を外れる場合、正負極に十分な非水電解質が供給されないので、ハイレート放電サイクル特性が高まらない。
導電剤として、比表面積が30m2/gのアセチレンブラックを用いたこと以外は、上記実施例4と同様にして、実施例10に係る非水電解質二次電池を作製した。
導電剤として、比表面積が35m2/gのアセチレンブラックを用いたこと以外は、上記実施例4と同様にして、実施例11に係る非水電解質二次電池を作製した。
導電剤として、比表面積が45m2/gのアセチレンブラックを用いたこと以外は、上記実施例4と同様にして、実施例12に係る非水電解質二次電池を作製した。
導電剤として、比表面積が55m2/gのアセチレンブラックを用いたこと以外は、上記実施例4と同様にして、実施例13に係る非水電解質二次電池を作製した。
上記実施例では、正極活物質としてオリビン構造を有するリン酸鉄リチウム(LiFePO4)を用いたが、その他のオリビン構造を有する一般式LixMPO4(0<x<1.3、MはCo,Ni,Mn,Feからなる群より選択される少なくとも一種の元素)で示されるリチウム遷移金属リン酸塩を用いてもよい。中でも、資源量豊富で安価な鉄を含んだ一般式LixFeyM1-yPO4(0<x<1.3、0<y≦1、MはCo,Ni,Mnからなる群より選択される少なくとも一種の元素)で示されるオリビン構造を有する鉄含有リチウム遷移金属リン酸塩を正極活物質に含ませることが好ましい。
Claims (3)
- 正極活物質と導電剤とを有する正極と、負極活物質を有する負極と、を有する電極体と、非水溶媒と電解質塩とを有する非水電解質と、を備える非水電解質二次電池において、
前記正極活物質は、オリビン構造を有する一般式LixMPO4(0<x<1.3、MはCo,Ni,Mn,Feからなる群より選択される少なくとも一種の元素)で示されるリチウム遷移金属リン酸塩を含み、
前記正極の空隙率が30〜50%であり、且つ前記負極の空隙率が20〜30%である、
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 - 請求項1に記載の非水電解質二次電池において、
前記正極の空隙率が、前記負極の空隙率の1.3倍以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池において、
前記導電剤は、比表面積が35〜45m2/gのアセチレンブラックであることを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009070082A JP5279567B2 (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009070082A JP5279567B2 (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010225366A true JP2010225366A (ja) | 2010-10-07 |
JP5279567B2 JP5279567B2 (ja) | 2013-09-04 |
Family
ID=43042352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009070082A Active JP5279567B2 (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5279567B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012147647A1 (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | 新神戸電機株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
CN103490093A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 索尼公司 | 电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统 |
WO2015040818A1 (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2015064974A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池 |
WO2015150901A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2016088880A1 (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | デンカ株式会社 | 電極用導電性組成物、非水系電池用電極及び非水系電池 |
US11670764B2 (en) | 2018-04-04 | 2023-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positive electrode, electrode group and nonaqueous electrolyte battery |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09213366A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
JPH10144302A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 |
JPH1131534A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池およびこれに用いる電極板の製造方法 |
JPH1131533A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Mitsubishi Chem Corp | リチウム二次電池 |
JP2000195550A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
JP2002260633A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2003272609A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-26 | Mitsubishi Chemicals Corp | リチウム二次電池 |
JP2003331825A (ja) * | 2002-05-16 | 2003-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
JP2003346784A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2005158623A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2006324118A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Sharp Corp | リチウムイオン二次電池 |
JP2007042525A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン電池 |
JP2007109636A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-04-26 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
JP2007207535A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2007213961A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2009099523A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
JP2009224239A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
JP2010218937A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウム二次電池 |
-
2009
- 2009-03-23 JP JP2009070082A patent/JP5279567B2/ja active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09213366A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
JPH10144302A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 |
JPH1131534A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池およびこれに用いる電極板の製造方法 |
JPH1131533A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Mitsubishi Chem Corp | リチウム二次電池 |
JP2000195550A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
JP2002260633A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2003272609A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-26 | Mitsubishi Chemicals Corp | リチウム二次電池 |
JP2003331825A (ja) * | 2002-05-16 | 2003-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
JP2003346784A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2005158623A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2006324118A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Sharp Corp | リチウムイオン二次電池 |
JP2007042525A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン電池 |
JP2007109636A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-04-26 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
JP2007207535A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2007213961A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2009099523A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
JP2009224239A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
JP2010218937A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウム二次電池 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012147647A1 (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | 新神戸電機株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
CN103490093A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 索尼公司 | 电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统 |
JP2014013748A (ja) * | 2012-06-07 | 2014-01-23 | Sony Corp | 電極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
US9263743B2 (en) | 2012-06-07 | 2016-02-16 | Sony Corporation | Electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus |
CN105493316A (zh) * | 2013-09-17 | 2016-04-13 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质二次电池 |
WO2015040818A1 (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JPWO2015040818A1 (ja) * | 2013-09-17 | 2017-03-02 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2015064974A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池 |
JP2015201442A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
WO2015150901A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN106133952B (zh) * | 2014-04-02 | 2018-09-25 | 丰田自动车株式会社 | 非水电解质二次电池 |
WO2016088880A1 (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | デンカ株式会社 | 電極用導電性組成物、非水系電池用電極及び非水系電池 |
US11670764B2 (en) | 2018-04-04 | 2023-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positive electrode, electrode group and nonaqueous electrolyte battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5279567B2 (ja) | 2013-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6236197B2 (ja) | リチウム電池用正極及びリチウム電池 | |
JP5081886B2 (ja) | 非水電解液型リチウムイオン二次電池 | |
JP5286200B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP4186507B2 (ja) | リチウム二次電池正極活物質用炭素含有リチウム鉄複合酸化物およびその製造方法 | |
JP4963330B2 (ja) | リチウム二次電池正極活物質用リチウム鉄複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
JP2007035358A (ja) | 正極活物質及びその製造方法、並びにリチウムイオン二次電池 | |
JP2007188861A (ja) | 電池 | |
JP2008181850A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2007265668A (ja) | 非水電解質二次電池用正極及びその製造方法 | |
JP5279567B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5505479B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP5392585B2 (ja) | 非水電解液型リチウムイオン二次電池 | |
JP2012146590A (ja) | 非水電解質二次電池用正極、その正極の製造方法、及び非水電解質二次電池 | |
US10637048B2 (en) | Silicon anode materials | |
JP2009200043A (ja) | 電池 | |
JP2011192561A (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
CN101483262A (zh) | 电池 | |
CN106063014A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
JP2005158623A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2009004357A (ja) | 非水電解液リチウムイオン二次電池 | |
JP2013016324A (ja) | 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用集電体 | |
JP2019169346A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5242315B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2000012029A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6735036B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130417 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130423 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130521 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5279567 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |