JP2016100054A - リチウムイオン電池 - Google Patents
リチウムイオン電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016100054A JP2016100054A JP2014233341A JP2014233341A JP2016100054A JP 2016100054 A JP2016100054 A JP 2016100054A JP 2014233341 A JP2014233341 A JP 2014233341A JP 2014233341 A JP2014233341 A JP 2014233341A JP 2016100054 A JP2016100054 A JP 2016100054A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- positive electrode
- capacity
- lithium ion
- discharge
- 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
Images
Classifications
-
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- 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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/0459—Electrochemical doping, intercalation, occlusion or alloying
-
- 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
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- 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
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- 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
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
- H01M4/382—Lithium
-
- 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
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- 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
- H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
-
- 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
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/12—Borates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
- C07D307/30—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D307/32—Oxygen atoms
- C07D307/33—Oxygen atoms in position 2, the oxygen atom being in its keto or unsubstituted enol form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/26—Cellulose ethers
- C08L1/28—Alkyl ethers
- C08L1/286—Alkyl ethers substituted with acid radicals, e.g. carboxymethyl cellulose [CMC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
- C08L5/04—Alginic acid; Derivatives thereof
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- 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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
-
- 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
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
【解決手段】リチウムイオンを吸蔵放出でき、かつ初期充放電で不可逆容量をもつ正極と負極との間にセパレータを備え、セパレータにおける空隙部分にリチウムイオンを含む非水電解液を満たした構造であって、正極活物質は、金属Liを対極として充放電させた場合の初回充放電効率が80〜90%であり、負極活物質は、シリコン化合物と炭素材料との混合材料からなり、該負極は初期充放電における不可逆容量分のリチウムがドープされていない状態であり,正極と負極の初期充電電気容量において、正極に対する前記負極の容量比が0.95〜1であり、正極に含有される正極バインダーは水系バインダーであり、負極に含有される負極バインダーはポリイミドであり、非水電解液にリチウムビス(オキサレート)ボレートを含有するリチウムイオン電池。
【選択図】図1
Description
[化学式1]
aLi[Li1/3Mn2/3]O2・(1-a)Li[NixCoyMnz]O2
(0≦a≦0.3、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)
[化学式1]
aLi[Li1/3Mn2/3]O2・(1-a)Li[NixCoyMnz]O2
(0≦a≦0.3、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)
(1)正極の作製
正極活物質としてLi過剰系酸化物(0.2Li2MnO3-0.8LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2, LNCMO)を90質量%、バインダーとしてポリアクリル酸ナトリウムを5質量%、導電材としてアセチレンブラック(AB)を5質量%とを混合してスラリー状の合剤を調製した。集電体である厚さ20μmのアルミニウム箔上にスラリーを塗布し、80℃の乾燥機で乾燥後、一対の回転ローラー間に通してロールプレス機によりより電極シートを得た。この電極を電極打ち抜き機で直径11mmの円板状に打ち抜き、加熱処理(減圧中、150℃、24時間)して正極板を得た。ここで、アルミニウム箔上に塗布したスラリーの厚みは55μmである。
コインセルの下蓋に、上記正極のアルミニウム箔面を下に向けて載置し、その上に60℃で8時間減圧乾燥した直径16mmのポリプロピレン多孔質膜(ヘキストセラニーズ社製 セルガード#2400)からなるセパレータ、および対極である金属リチウムを積層し、正極試験電池を作製した。電解液としては、1M LiPF6 EC(エチレンカーボネート):DEC(ジエチルカーボネート)=1:1(vol%)を用いた。なお正極試験電池の組み立ては露点温度−60℃以下の環境で行った。
SiとSiOとHCを40:30:30で複合化した負極活物質粉末に対し、バインダーとしてポリイミド(PI)、導電性物質としてABを、負極活物質粉末:バインダー:導電性物質=80:2:18(重量比)の割合となるように秤量し、N−メチルピロリドン(NMP)に分散した後、自転・公転ミキサーで十分に撹拌してスラリー化した。得られたスラリーを負極集電体である高強度銅箔上に塗布し、正極と同様の方法で負極を作製した。この電極シートを電極打ち抜き機で直径11 mmの円板状に打ち抜き、350℃で1時間減圧乾燥を行い、負極板を得た。ここで、高強度銅箔上に塗布したスラリーの厚みは30μmである。
正極と同様に、コインセルの下蓋に、上記負極の高強度銅箔面を下に向けて載置し、その上に60℃で8時間減圧乾燥した直径16mmのポリプロピレン多孔質膜(ヘキストセラニーズ社製 セルガード#2400)からなるセパレータ、および対極である金属リチウムを積層し、負極試験電池を作製した。電解液としては、1M LiPF6 EC(エチレンカーボネート):DEC(ジエチルカーボネート)=1:1(vol%)を用いた。なお負極試験電池の組み立ては露点温度−60℃以下の環境で行った。
上記した正極、負極及びセパレータを用い、充放電試験電池を作製した。電池構造は、正極と負極との間にセパレータを介在させた2032型コインセル構造である。セパレータにおける空隙部分に含まれる非水電解質(非水電解液)としては、1M LiPF6+0.05MLiBOB EC(エチレンカーボネート):GBL(γ−ブチロラクトン)=1:1(vol%)を用いた。この2032型コインセルを、0.1Cレート、初回充放電のカットオフ電圧は2.2−4.6V、2サイクル目以降の充放電のカットオフ電圧は2.2−4.3V、60℃で充放電試験を行った。図4に、実施例1に係る充放電試験における放電容量維持率(%)と、サイクル数との関係を示す。なお、縦軸が放電容量維持率(%)、横軸が充放電サイクル数である。放電容量維持率とは、2サイクル目の放電容量に対する各サイクルにおける放電容量の比として求めたものである。実施例1に係る充放電試験では、1サイクル目で不可逆容量がキャンセルされ、1サイクル目の放電容量は0.71 mAhであった。なお、この正極の2サイクル目の放電容量は172mAh/gとなった。60℃における充放電サイクル試験において、50サイクル後の放電容量維持率は80%であった。
負極活物質がSiとSiOとHCを40:5:55であること以外は、実施例1と同様の方法でコインセルを作製した。この2032型コインセルを、0.1Cレート、初回充放電のカットオフ電圧は1.7−4.6V、2サイクル目以降の充放電のカットオフ電圧は1.7−4.3V、60℃で充放電試験を行った。なお、対極を金属リチウムとしたときの負極の初回充電容量は1.00 mAh、初回放電容量は0.81 mAhであった(したがって、この負極の初回充放電効率は70%以上の81%となる。)。なお、図2は、対極を金属リチウムとしたときの上記正極及び負極の初回充放電容量(初期充電電気容量:mAh)をグラフ化したものであり、正極の初回充電容量(初期充電電気容量)は1.00mAhであり、負極の初回充電容量(初期充電電気容量)も1.00mAhであることから、正極と負極の初期充電電気容量において、正極に対する負極の容量比は、1となる。また、実施例2に関し、実施例1と同様の充放電試験を行った結果を図4に示す。実施例2に係る充放電試験では、正極の2サイクル目の放電容量は190mAh/gとなった。60℃における充放電サイクル試験において、50サイクル後の放電容量維持率は83%であった。
実施例1と同様の方法でコインセルを作製した。この2032型コインセルを、0.1Cレート、初回充放電のカットオフ電圧は2.2−4.5V、2サイクル目以降の充放電のカットオフ電圧は2.3−4.3V、60℃で充放電試験を行った。なお、対極を金属リチウムとしたときの正極の初回充電容量(初期充電電気容量)は0.85mAh、初回放電容量は0.58 mAhであった。図3は、対極を金属リチウムとしたときの上記正極及び負極の初回充放電容量(初期充電電気容量:mAh)をグラフ化したものである。また、比較例1に関し、実施例1と同様の充放電試験を行った結果を図4に示す。比較例1に係る充放電試験では、正極の2サイクル目の放電容量は138mAh/gとなった。60℃における充放電サイクル試験において、50サイクル後の放電容量維持率は70%であった。
正極と負極とのバインダーがPVdFバインダーであること以外は、実施例1と同様の方法でコインセルを作製した。この2032型コインセルを、0.1Cレート、初回充放電のカットオフ電圧は2.2−4.6V、2サイクル目以降の充放電のカットオフ電圧は2.2−4.3V、60℃で充放電試験を行った。なお、対極を金属リチウムとしたときの正極の初回充電容量(初期充電電気容量)は1.00mAh、初回放電容量は0.70 mAhであった。また、比較例2に関し、実施例1と同様の充放電試験を行った結果を図4に示す。比較例2に係る充放電試験では、正極の2サイクル目の放電容量は165mAh/gとなった。60℃における充放電サイクル試験において、50サイクル後の放電容量維持率は16%であった。
電解液が1M LiPF6 EC(エチレンカーボネート):GBL(γ−ブチロラクトン)=1:1(vol%)であること以外は、実施例1と同様の方法でコインセルを作製した。この2032型コインセルを、0.1Cレート、初回充放電のカットオフ電圧は2.2−4.6V、2サイクル目以降の充放電のカットオフ電圧は2.2−4.3V、60℃で充放電試験を行った。なお、対極を金属リチウムとしたときの正極の初回充電容量(初期充電電気容量)は1.00mAh、初回放電容量は0.71 mAhであった。また、比較例3に関し、実施例1と同様の充放電試験を行った結果を図4に示す。比較例3に係る充放電試験では、正極の2サイクル目の放電容量は168mAh/gとなった。60℃における充放電サイクル試験において、50サイクル後の放電容量維持率は55%であった。
Claims (8)
- 正極、負極、非水電解液、セパレータを備えるリチウムイオン電池であって、前記正極に含有される正極活物質は、金属Liを対極として充放電させた場合の初回充放電効率が80%〜90%であり、前記負極に含有される負極活物質は、シリコン化合物と炭素材料との混合材料からなり、該負極は初期充放電における不可逆容量分のリチウムがドープされていない状態であり,前記正極と前記負極の初期充電電気容量において、前記正極に対する前記負極の容量比が0.95以上1以下であることを特徴とするリチウムイオン電池。
- 前記負極活物質は、純シリコン(Si)と一酸化シリコン(SiO)とハードカーボン(HC)との複合体であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記負極活物質は、金属Liを対極として充放電させた場合の初回充放電効率が70%以上であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記負極活物質は、SiとSiOとHCとの質量比の合計を100質量%とした場合、前記Siを10%〜80%、前記SiOを0%〜45%、前記HCを0%〜80%含有することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記負極は、ポリイミド樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記正極活物質が、下記化学式1で表されることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
[化学式1]
aLi[Li1/3Mn2/3]O2・(1-a)Li[NixCoyMnz]O2
(0≦a≦0.3、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1) - 前記正極は、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウムバインダーからなる群から選択される少なくとも一種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記非水電解液は、溶媒と支持塩とを備えており、前記溶媒は、少なくともγ−ブチロラクトン(GBL)を含有しており、前記支持塩は、少なくともリチウムビス(オキサレート)ボレート(LiBOB)を含有していることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014233341A JP6355163B2 (ja) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | リチウムイオン電池 |
CN202210725516.7A CN115799601A (zh) | 2014-11-18 | 2015-10-19 | 锂离子电池 |
CN201580062095.2A CN107112581A (zh) | 2014-11-18 | 2015-10-19 | 锂离子电池 |
PCT/JP2015/079426 WO2016080128A1 (ja) | 2014-11-18 | 2015-10-19 | リチウムイオン電池 |
US15/527,169 US11088391B2 (en) | 2014-11-18 | 2015-10-19 | Lithium ion battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014233341A JP6355163B2 (ja) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | リチウムイオン電池 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016100054A true JP2016100054A (ja) | 2016-05-30 |
JP2016100054A5 JP2016100054A5 (ja) | 2017-11-30 |
JP6355163B2 JP6355163B2 (ja) | 2018-07-11 |
Family
ID=56013685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014233341A Active JP6355163B2 (ja) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | リチウムイオン電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11088391B2 (ja) |
JP (1) | JP6355163B2 (ja) |
CN (2) | CN115799601A (ja) |
WO (1) | WO2016080128A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135353A1 (ja) | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
WO2018135352A1 (ja) | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
JP2019114390A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学デバイス用電解質組成物および電気化学デバイス用電極の製造方法 |
WO2019171942A1 (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-12 | マクセルホールディングス株式会社 | 電気化学素子用負極およびリチウムイオン二次電池 |
WO2019244955A1 (ja) | 2018-06-21 | 2019-12-26 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池用正極活物質、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法、非水電解質二次電池用正極、非水電解質二次電池、非水電解質二次電池の製造方法、及び非水電解質二次電池の使用方法 |
WO2022092273A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2023106214A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 京セラ株式会社 | 電解液、二次電池および半固体電池 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3544099A1 (en) | 2018-03-21 | 2019-09-25 | Borregaard AS | Dispersant and binder for lithium ion batteries based on modified lignin and carboxymethyl cellulose |
CN110676514B (zh) * | 2018-07-03 | 2022-02-18 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 锂离子电池单体及其化成方法 |
CN112420982A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-26 | 四川大学 | 一种钙钛矿钒酸盐共混活性材料的电极极片 |
CN113093031B (zh) * | 2021-03-19 | 2024-01-19 | 北京工业大学 | 一种基于电压逆推检测锂离子电池正极材料过放电程度的方法 |
CN113193166B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-09-16 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 正极片、电芯及电池 |
CN114242945B (zh) * | 2022-02-24 | 2022-07-12 | 中创新航科技股份有限公司 | 一种确定负极容量与正极容量之比的方法及相关的锂离子电池 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004063394A (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JP2009266706A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2012169300A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-09-06 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 非水二次電池 |
JP2012216401A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | リチウムイオン蓄電デバイス |
JP2013242997A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2014096300A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蓄電デバイス |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3379541B2 (ja) * | 1992-07-06 | 2003-02-24 | 宇部興産株式会社 | 二次電池 |
DE69322907T2 (de) * | 1992-07-24 | 1999-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetischer Aufzeichnungsträger und sein Herstellungsverfahren |
US7468223B2 (en) * | 2000-06-22 | 2008-12-23 | Uchicago Argonne, Llc | Lithium metal oxide electrodes for lithium cells and batteries |
JP4175792B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2008-11-05 | セントラル硝子株式会社 | 電気化学ディバイス用電解液またはゲル電解質並びに電池 |
JP3982230B2 (ja) * | 2001-10-18 | 2007-09-26 | 日本電気株式会社 | 二次電池用負極およびそれを用いた二次電池 |
JP5402411B2 (ja) | 2009-08-31 | 2014-01-29 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
JP5099168B2 (ja) | 2010-04-16 | 2012-12-12 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池 |
US9601228B2 (en) * | 2011-05-16 | 2017-03-21 | Envia Systems, Inc. | Silicon oxide based high capacity anode materials for lithium ion batteries |
CN103915609B (zh) * | 2012-12-31 | 2017-10-13 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 硅‑氧化硅‑碳复合材料、锂离子二次电池负极材料、其制备方法和应用 |
JP6184273B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2017-08-23 | 株式会社東芝 | 非水電解質二次電池及び電池パック |
CN103887515A (zh) * | 2014-04-20 | 2014-06-25 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种锂离子电池负极及使用该种负极的锂离子电池 |
-
2014
- 2014-11-18 JP JP2014233341A patent/JP6355163B2/ja active Active
-
2015
- 2015-10-19 US US15/527,169 patent/US11088391B2/en active Active
- 2015-10-19 WO PCT/JP2015/079426 patent/WO2016080128A1/ja active Application Filing
- 2015-10-19 CN CN202210725516.7A patent/CN115799601A/zh active Pending
- 2015-10-19 CN CN201580062095.2A patent/CN107112581A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004063394A (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JP2009266706A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2012216401A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | リチウムイオン蓄電デバイス |
JP2013242997A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
JP2012169300A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-09-06 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 非水二次電池 |
JP2014096300A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蓄電デバイス |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135353A1 (ja) | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
WO2018135352A1 (ja) | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
KR20190101474A (ko) | 2017-01-17 | 2019-08-30 | 주식회사 다이셀 | 전극용 슬러리, 전극 및 그의 제조 방법 그리고 이차 전지 |
US11094934B2 (en) | 2017-01-17 | 2021-08-17 | Daicel Corporation | Electrode slurry, electrode and process for producing the same, and secondary battery |
KR20240024332A (ko) | 2017-01-17 | 2024-02-23 | 주식회사 다이셀 | 전극용 슬러리, 전극 및 그의 제조 방법 그리고 이차 전지 |
JP2019114390A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学デバイス用電解質組成物および電気化学デバイス用電極の製造方法 |
WO2019171942A1 (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-12 | マクセルホールディングス株式会社 | 電気化学素子用負極およびリチウムイオン二次電池 |
JP2019160400A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | マクセルホールディングス株式会社 | 電気化学素子用負極およびリチウムイオン二次電池 |
JP7187156B2 (ja) | 2018-03-07 | 2022-12-12 | マクセル株式会社 | 電気化学素子用負極およびリチウムイオン二次電池 |
WO2019244955A1 (ja) | 2018-06-21 | 2019-12-26 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池用正極活物質、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法、非水電解質二次電池用正極、非水電解質二次電池、非水電解質二次電池の製造方法、及び非水電解質二次電池の使用方法 |
WO2022092273A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2023106214A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 京セラ株式会社 | 電解液、二次電池および半固体電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016080128A1 (ja) | 2016-05-26 |
CN115799601A (zh) | 2023-03-14 |
US11088391B2 (en) | 2021-08-10 |
CN107112581A (zh) | 2017-08-29 |
US20170338511A1 (en) | 2017-11-23 |
JP6355163B2 (ja) | 2018-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6355163B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
US11183714B2 (en) | Hybrid metal-organic framework separators for electrochemical cells | |
US10727535B2 (en) | Electrolyte system for silicon-containing electrodes | |
KR101546251B1 (ko) | 전기화학 장치용 전해액 및 전기화학 장치 | |
JP5049820B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2009224307A (ja) | 非水電解質二次電池及びその製造方法 | |
WO2017120887A1 (en) | Additive for non-aqueous electrolyte | |
US11522221B2 (en) | Gelation reagent for forming gel electrolyte and methods relating thereto | |
EP4220759A1 (en) | Lithium metal negative electrode plate, electrochemical apparatus, and electronic device | |
JP2013065453A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP2016119153A (ja) | リチウムイオン電池用負極材料 | |
JP2023510989A (ja) | 電解液、電気化学装置及び電子装置 | |
JP2011192561A (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
JP2012151129A (ja) | 非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法およびこれによって得られる非水電解質電池用負極活物質 | |
JP2010186689A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP5205863B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
WO2017159073A1 (ja) | 二次電池用負極、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 | |
JP6183843B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
JP2010080226A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2013197051A (ja) | リチウムイオン蓄電デバイス | |
JP2001126760A (ja) | 非水電解液型二次電池 | |
JP7267823B2 (ja) | 不揮発性電解質、二次電池 | |
WO2021070706A1 (ja) | 正極側電解液及びそれを用いた非水二次電池 | |
JP2010171019A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
KR102145751B1 (ko) | 전해액의 겔화를 방지하는 첨가제를 포함하는 전극 슬러리 및 이를 포함하는 이차전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171021 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171023 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171021 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20171021 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171018 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20171201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180514 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180601 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180607 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6355163 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |