JP2751624B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
特に正極活物質の改良に関するものである。
が急速に進んでいる。これにつれて駆動用電源を担う小
形,軽量で、かつ高エネルギー密度を有する二次電池へ
の要望も高まっている。このような観点から、非水系二
次電池、特にリチウム二次電池は、とりわけ高電圧,高
エネルギー密度を有する電池としてその期待は大きく、
開発が急がれている。
ンガン,五酸化バナジウム,二酸化チタンなどが可逆性
の優れたものとして提案されてきた。
有するLiCoO2やLiMn2O4などを用いた電池系が提案され
ており、これらの正極活物質を使用した二次電池は極め
て高いエネルギー密度を有するものとして期待されてい
る。
を試作した結果、高いエネルギー密度を有することがわ
かった。しかしながら、充放電を繰り返していくと急激
に放電容量が減少してしまうという課題がある。
LiMn2O4からなる混合材を用いるものである。
iMn2O4の混合比は20重量%以上80重量%以下が良く、更
に好ましくは40重量%以上60重量%以下とするものであ
る。
るものである。
て使用されるLiCoO2およびLiMn2O4は、例えばリチウム
やコバルトの炭酸塩あるいは酸化物を原料として、目的
組成に応じて混合,焼成することによって容易に得るこ
とができる。勿論他の原料を用いた場合においても同様
に合成できる。通常その焼成温度は650℃〜1200℃の間
で設定される。
40mAh/gの容量が得られたが、サイクルに伴い容量が低
下するものであった。これは正極活物質が充電時に膨張
し、放電時に収縮する性質を持つために、正極の充放電
に伴う体積変化による集電効率の低下が原因と考えられ
る。
00〜120mAh/gの容量が得られたが、サイクルに伴い容量
が低下する。これはLiCoO2と逆に正極が充電時に収縮
し、放電時に膨張する性質を持つために、LiCoO2と同様
の原因によると考えられる。そこで本発明者らは両者の
性質から、混合材とすることにより上述の問題点を解決
した。
するので、両者を混合し、特に混合材におけるLiMn2O4
の混合比を20重量%以上80重量%以下とすれば、正極の
充放電に伴う体積変化が小さくなり、集電効率が維持で
き、サイクルに伴う容量劣化を抑制できると考えられ
る。
本実施例で用いた円筒形電池の縦断面図を示す。図にお
いて1は電池ケース、2は安全弁を設けた封口板、3は
絶縁パッキングを示す。4は極板群であり、正極および
負極がセパレータを介して複数回巻回されて収納されて
いる。そして上記正極からは正極リード5が引き出され
て封口板2に接続され、負極からは負極リード6が引き
出されて電池ケース1の底部に接続されている。7は絶
縁リングで極板群の上下部にそれぞれ設けられている。
以下正,負極板、電解液については詳しく説明する。
て合成したLiCoO2の粉末と、Li2CO3とMn3O4とを混合し9
00℃で10時間焼成して合成したLiMn2O4の粉末を第1表
に示すような混合比で混合した。そしてこの混合材100
重量部に、アセチレンブラック3重量部,グラファイト
4重量部,フッ素樹脂系結着剤7重量部を混合し、カル
ボキシメチルセルロース水溶液でペースト状にした。こ
のペーストを厚さ0.03mmのアルミ箔の両面に塗着し、乾
燥後圧延して厚さ0.19mm,幅40mm,長さ250mmの極板とし
た。
に、フッ素樹脂系結着剤7重量部を混合し、カルボキシ
メチルセルロース水溶液でペースト状にした。このペー
ストを厚さ0.02mmの銅箔の両面に塗着し、乾燥後圧延し
て厚さ0.20mm,幅40mm,長さ270mmの極板とした。
0.025mm,幅46mm,長さ700mmのポリプロピレン製のセパレ
ータとともに巻回して極板群を構成し、直径13.8mm,高
さ50mmの電池ケース内に収納した。電解液には炭酸プロ
ピレンと炭酸エチレンの等容積混合溶媒に、過塩素酸リ
チウムを1モル/の割合で溶解したものを用いた。そ
してこの電池を封口して試験電池とした。
1V,放電終止電圧3.0Vの条件下で定電流充放電試験を行
った。そのサイクル特性を第2図に示した。
電池8では初期の容量に若干の差はあるが、サイクルに
伴う容量劣化が著しい。
3から電池6ではサイクルに伴う容量劣化が極めて少な
いことがわかる。しかも、LiCoO2はLiMn2O4より活物質
重量当たりの放電容量が大きいので、LiMn2O4を20重量
%から50重量%混合した方が、容量も大きくなりより有
効である。
および電池7においては、サイクル特性の若干の向上が
みられるものの、正極の充放電に伴う体積変化による集
電効率の低下を抑制できず、容量が劣化したものであ
る。
どで置換した複合酸化物とLiMn2O4のMnの一部を他の元
素例えば、Co,Ni,Feなどで置換した複合酸化物とを混合
した混合材についても同様の効果が得られた。
2O4とからなる混合材を用いた本発明による非水電解液
二次電池は、正極の充放電に伴う体積変化による集電効
率の低下に起因する容量劣化を抑えることができ、サイ
クル特性に優れた非水電解液二次電池を提供することが
できるという効果がある。
図、第2図はサイクル特性を示す図である。 1……電池ケース、2……封口板、3……絶縁パッキン
グ、4……極板群、5……正極リード、6……負極リー
ド、7……絶縁リング。
Claims (2)
- 【請求項1】リチウム含有複合酸化物からなる正極と、
非水電解液と、再充電可能な負極とを備えた非水電解液
二次電池において、 前記正極はLiCoO2とLiMn2O4とからなる混合材であるこ
とを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項2】上記混合材におけるLiMn2O4の混合比は20
重量%以上80重量%以下である特許請求の範囲第1項に
記載の非水電解液二次電池。
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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1990
- 1990-11-05 JP JP2300768A patent/JP2751624B2/ja not_active Expired - Lifetime
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