JP2841378B2 - 非水電解液二次電池の充電方法 - Google Patents
非水電解液二次電池の充電方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、負極活物質としてリチウム金属またはリチ
ウム合金を、また正極活物質としてマンガン酸化物また
はマンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電解液二次
電池の充電方法に関するものである。
ウム合金を、また正極活物質としてマンガン酸化物また
はマンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電解液二次
電池の充電方法に関するものである。
負極活物質としてリチウム金属またはリチウム合金を
用いて構成した帯状の負極と正極活物質としてマンガン
酸化物またはマンガン複合酸化物を用いて構成した帯状
の正極とを帯状のセパレータを介して積層した状態で多
数回巻回することにより構成されかつ上記帯状負極と上
記帯状正極との間に帯状セパレータが介在している巻回
体が電池缶に収納されている非水電解液二次電池を充電
する方法において、3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した
一定電圧を前記非水電解液二次電池に印加してこの非水
電解液二次電池をその最大電池電圧が3.70〜4.00Vの範
囲になるように定電圧充電することによって、電池容量
が非常に大きくかつエネルギー密度が非常に高くしかも
製造工程が比較的簡単な非水電解液二次電池の１サイク
ル当りの充電量を十分大きくすることができ、また、そ
の充電操作がきわめて確実であるとともにきわめて簡単
であるにもかかわらず、上記非水電解液二次電池のサイ
クル寿命特性をきわめて優れたものとすることができ
る。
用いて構成した帯状の負極と正極活物質としてマンガン
酸化物またはマンガン複合酸化物を用いて構成した帯状
の正極とを帯状のセパレータを介して積層した状態で多
数回巻回することにより構成されかつ上記帯状負極と上
記帯状正極との間に帯状セパレータが介在している巻回
体が電池缶に収納されている非水電解液二次電池を充電
する方法において、3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した
一定電圧を前記非水電解液二次電池に印加してこの非水
電解液二次電池をその最大電池電圧が3.70〜4.00Vの範
囲になるように定電圧充電することによって、電池容量
が非常に大きくかつエネルギー密度が非常に高くしかも
製造工程が比較的簡単な非水電解液二次電池の１サイク
ル当りの充電量を十分大きくすることができ、また、そ
の充電操作がきわめて確実であるとともにきわめて簡単
であるにもかかわらず、上記非水電解液二次電池のサイ
クル寿命特性をきわめて優れたものとすることができ
る。
近年、負極活物質としてリチウム系金属を使用した非
水電解液一次電池は、従来の水溶液系電解液電池に比較
して、高エネルギー密度を有しかつ長期にわたって信頼
性があることなどの理由から、電子機器等の電源として
広く普及している。
水電解液一次電池は、従来の水溶液系電解液電池に比較
して、高エネルギー密度を有しかつ長期にわたって信頼
性があることなどの理由から、電子機器等の電源として
広く普及している。
これに対して、非水電解液二次電池で現在まで実用レ
ベルに至っているものは、いずれも小容量、低エネルギ
ー密度のものばかりであって、前述の一次電池のような
優れた特性を備えた非水電解液二次電池は、未だ得られ
ていない。現在、かかる非水電解液二次電池に対する要
望が高まっているため、高容量及び高エネルギー密度を
備えた排水電解液二次電池の実用化に向けた開発、研究
が盛んに行われている。
ベルに至っているものは、いずれも小容量、低エネルギ
ー密度のものばかりであって、前述の一次電池のような
優れた特性を備えた非水電解液二次電池は、未だ得られ
ていない。現在、かかる非水電解液二次電池に対する要
望が高まっているため、高容量及び高エネルギー密度を
備えた排水電解液二次電池の実用化に向けた開発、研究
が盛んに行われている。
非水電解液二次電池において高エネルギー密度を得る
ためには、負極活物質としてリチウム金属またはリチウ
ム合金を用いるのが最も有利である。しかし、かかる非
水電解液二次電池には、充放電の繰返しに伴って、リチ
ウムが針状に析出することによる内部的短絡、放電不可
能なリチウムの析出、リチウムの粉末化などの現象が現
われる。このために、上記二次電池のサイクル寿命は短
いという欠点があり、このような欠点はこれまでの技術
では克服できなかった。
ためには、負極活物質としてリチウム金属またはリチウ
ム合金を用いるのが最も有利である。しかし、かかる非
水電解液二次電池には、充放電の繰返しに伴って、リチ
ウムが針状に析出することによる内部的短絡、放電不可
能なリチウムの析出、リチウムの粉末化などの現象が現
われる。このために、上記二次電池のサイクル寿命は短
いという欠点があり、このような欠点はこれまでの技術
では克服できなかった。
ところで、二次電池における充電時の電池電圧とその
サイクル寿命とに関して、一般的には、充電中において
電圧が変化しても、電解液の分解や許容量以上のガス発
生等が生じなければ、サイクル寿命はほとんど影響を及
ぼさない。例えば、ニッケルカドミウム二次電池の場合
には、充電時の充電電流の大小によって、第１図に示す
ように、電池電圧の最大値は、1.4〜1.6Vくらいまで変
化する。しかし、電池電圧が1.4Vまでしか上昇しない充
電の場合と、1.6Vまで上昇する充電の場合との間で、両
者のサイクル寿命が大きく変わることはない。また、例
えば、第１図における1C電流による充電を考えると、充
電量50％の場合および充電量100％の場合の電池電圧は
それぞれ約1.4V、約1.55Vであるが、充電量50％までお
よび充電量100％までの充放電サイクル試験をそれぞれ
行ってみると、この場合にも両者のサイクル寿命にはほ
とんど差はない。
サイクル寿命とに関して、一般的には、充電中において
電圧が変化しても、電解液の分解や許容量以上のガス発
生等が生じなければ、サイクル寿命はほとんど影響を及
ぼさない。例えば、ニッケルカドミウム二次電池の場合
には、充電時の充電電流の大小によって、第１図に示す
ように、電池電圧の最大値は、1.4〜1.6Vくらいまで変
化する。しかし、電池電圧が1.4Vまでしか上昇しない充
電の場合と、1.6Vまで上昇する充電の場合との間で、両
者のサイクル寿命が大きく変わることはない。また、例
えば、第１図における1C電流による充電を考えると、充
電量50％の場合および充電量100％の場合の電池電圧は
それぞれ約1.4V、約1.55Vであるが、充電量50％までお
よび充電量100％までの充放電サイクル試験をそれぞれ
行ってみると、この場合にも両者のサイクル寿命にはほ
とんど差はない。
以上の述べた充電時の最大電池電圧とサイクル寿命と
の関係を概念的に表わしたのが、第２図である。そし
て、ニッケルカドミウム二次電池を始めようとするほと
んどの二次電池において、第２図の場合とほぼ同様に、
最大電池電圧の大小にかかわらず、サイクル寿命はほぼ
一定である。
の関係を概念的に表わしたのが、第２図である。そし
て、ニッケルカドミウム二次電池を始めようとするほと
んどの二次電池において、第２図の場合とほぼ同様に、
最大電池電圧の大小にかかわらず、サイクル寿命はほぼ
一定である。
本発明は、これまでに実用化されているニッケルカド
ミウム二次電池などでは充電時の最大電池電圧とそのサ
イクル寿命との関係が第２図に示すようになっていたの
に対して、負極活物質としてリチウム金属またはリチウ
ム合金を、また正極活物質としてマンガン酸化物または
マンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電解液二次電
池においては、前記関係が全く異なるものであることを
見い出したことに基づいて、発明されたものである。
ミウム二次電池などでは充電時の最大電池電圧とそのサ
イクル寿命との関係が第２図に示すようになっていたの
に対して、負極活物質としてリチウム金属またはリチウ
ム合金を、また正極活物質としてマンガン酸化物または
マンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電解液二次電
池においては、前記関係が全く異なるものであることを
見い出したことに基づいて、発明されたものである。
即ち、前記非水電解液二次電池における充電時の最大
電池電圧とそのサイクル寿命との関係は、第３図に概念
的に示すように独特な特性を示し、或る範囲の最大電池
電圧においてサイクル寿命のピークが存在することと、
このような特性は用いる非水電解液の種類にはほぼ無関
係であることとを見い出したことに基づいて、発明され
たものである。
電池電圧とそのサイクル寿命との関係は、第３図に概念
的に示すように独特な特性を示し、或る範囲の最大電池
電圧においてサイクル寿命のピークが存在することと、
このような特性は用いる非水電解液の種類にはほぼ無関
係であることとを見い出したことに基づいて、発明され
たものである。
従って、本発明の課題は、上記非水電解液二次電池が
優れたサイクル寿命特性を示す充電方法を提供すること
である。
優れたサイクル寿命特性を示す充電方法を提供すること
である。
本発明は、負極活物質としてリチウム金属またはリチ
ウム合金を用いて構成した帯状の負極と正極活物質とし
てマンガン酸化物またはマンガン複合酸化物を用いて構
成した帯状の正極とを帯状のセパレータを介して積層し
た状態で多数回巻回することにより構成されかつ上記帯
状負極と上記帯状正極との間に帯状セパレータが介在し
ている巻回体が電池缶に収納されている非水電解液二次
電池を充電する方法において、3.70〜4.00Vの範囲に予
め設定した一定電圧を前記非水電解液二次電池に印加し
てこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧が3.70〜
4.00Vの範囲になるように定電圧充電するようにしたこ
とを特徴とする非水電解液二次電池の充電方法に係るも
のである。
ウム合金を用いて構成した帯状の負極と正極活物質とし
てマンガン酸化物またはマンガン複合酸化物を用いて構
成した帯状の正極とを帯状のセパレータを介して積層し
た状態で多数回巻回することにより構成されかつ上記帯
状負極と上記帯状正極との間に帯状セパレータが介在し
ている巻回体が電池缶に収納されている非水電解液二次
電池を充電する方法において、3.70〜4.00Vの範囲に予
め設定した一定電圧を前記非水電解液二次電池に印加し
てこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧が3.70〜
4.00Vの範囲になるように定電圧充電するようにしたこ
とを特徴とする非水電解液二次電池の充電方法に係るも
のである。
上記負極活物質としては、リチウム金属の他に、LiA
l、LiPb、LiSn、LiBi、LiCdなどのリチウム合金も用い
ることができる。また上記正極活物質としては、マンガ
ン酸化物（MnO2）の他に、一般式LixMnOyで表わされる
リチウムマンガン複合酸化物を用いることができる。
l、LiPb、LiSn、LiBi、LiCdなどのリチウム合金も用い
ることができる。また上記正極活物質としては、マンガ
ン酸化物（MnO2）の他に、一般式LixMnOyで表わされる
リチウムマンガン複合酸化物を用いることができる。
本発明による非水電解液二次電池の充電方法において
は、定電圧充電法を用いればよい。この定電圧充電法と
は、定電圧回路を備えた定電圧充電器を用いて二次電池
に予め設定した一定電圧を印加し、この印加電圧と電池
電圧との差を利用して設定電圧（即ち印加電圧）と電池
電圧との差が零になるまで充電する。定電圧充電器の印
加電圧を予め一定値に設定しておくと、電池電圧はその
設定電圧以上にならないでこの設定電圧と等しくなる。
この場合の充電時の電圧及び電流は、後述のように、第
４図に示すように変化する。
は、定電圧充電法を用いればよい。この定電圧充電法と
は、定電圧回路を備えた定電圧充電器を用いて二次電池
に予め設定した一定電圧を印加し、この印加電圧と電池
電圧との差を利用して設定電圧（即ち印加電圧）と電池
電圧との差が零になるまで充電する。定電圧充電器の印
加電圧を予め一定値に設定しておくと、電池電圧はその
設定電圧以上にならないでこの設定電圧と等しくなる。
この場合の充電時の電圧及び電流は、後述のように、第
４図に示すように変化する。
本発明の実施例について第４図〜第８図を参照にしな
がら説明する。
がら説明する。
最初に、本実施例に用いた第６図に示す非水電解液二
次電池を次のようにして作製した。
次電池を次のようにして作製した。
まず、正極１を次のようにしてつくった。即ち、LiCO
3とMnO2とをLiとMnとの原子比が1:0.56となるように混
合し、420℃で４時間空気中で焼成して、Li0.56MnO
2.185を得た。この生成物を正極活物質とし、この生成
物80重量部に導電剤としてのグラファイト15重量部及び
結着剤としてのポリフッ化ビニリデン５重量部を混合し
てから、この混合物をＮ−メチルピロリドンの溶剤に分
散させて、ペースト状の正極合剤とした。この正極合剤
ペーストを厚さ30μｍのアルミニウム箔の両面に均一に
塗布して、乾燥させた。乾燥後にローラーを用いてプレ
ス成形して、厚さを180μｍとした。これを切断して、
幅32mm、長さ350mmの帯状正極１を得た。
3とMnO2とをLiとMnとの原子比が1:0.56となるように混
合し、420℃で４時間空気中で焼成して、Li0.56MnO
2.185を得た。この生成物を正極活物質とし、この生成
物80重量部に導電剤としてのグラファイト15重量部及び
結着剤としてのポリフッ化ビニリデン５重量部を混合し
てから、この混合物をＮ−メチルピロリドンの溶剤に分
散させて、ペースト状の正極合剤とした。この正極合剤
ペーストを厚さ30μｍのアルミニウム箔の両面に均一に
塗布して、乾燥させた。乾燥後にローラーを用いてプレ
ス成形して、厚さを180μｍとした。これを切断して、
幅32mm、長さ350mmの帯状正極１を得た。
負極活物質として厚さ70μｍのリチウム箔を用い、こ
のリチウム箔を上記正極と同様の寸法にして、帯状負極
２を得た。
のリチウム箔を上記正極と同様の寸法にして、帯状負極
２を得た。
上記帯状正極１、上記帯状負極２および一対の帯状セ
パレータ3a、3bを２、3a、１、3bの順に積層して巻回す
ることによって、巻回体をつくった。この巻回体の上下
の端面に絶縁板4a、4bが配置されるようにして、この巻
回体を電池缶５に入れた。この際、正極及び負極の集電
のために、正極リード６を正極１から取り出して、電池
蓋８に溶接し、また、負極リード７を負極２から取り出
して、電池缶５に溶接した。
パレータ3a、3bを２、3a、１、3bの順に積層して巻回す
ることによって、巻回体をつくった。この巻回体の上下
の端面に絶縁板4a、4bが配置されるようにして、この巻
回体を電池缶５に入れた。この際、正極及び負極の集電
のために、正極リード６を正極１から取り出して、電池
蓋８に溶接し、また、負極リード７を負極２から取り出
して、電池缶５に溶接した。
次に、上記電池缶５に、後述する非水電解液のうちの
１種類の非水電解液を注入して含浸させた後に、電池缶
５と電池蓋８とを絶縁封口パッキン９を介してかしめて
封口して、第６図に示す外径14.8mm、高さ42mmの円筒型
非水電解液二次電池を得た。この場合、非水電解液の種
類を変えたが、電解液の溶質を３種類用いて、それぞれ
以下に示すように実施例（１）〜実施例（３）とした。
１種類の非水電解液を注入して含浸させた後に、電池缶
５と電池蓋８とを絶縁封口パッキン９を介してかしめて
封口して、第６図に示す外径14.8mm、高さ42mmの円筒型
非水電解液二次電池を得た。この場合、非水電解液の種
類を変えたが、電解液の溶質を３種類用いて、それぞれ
以下に示すように実施例（１）〜実施例（３）とした。
＜実施例（１）＞ 実施例（１）において用いた非水電解液は、下記第１
表に示した６種類の溶媒のうち、２または３種類を同表
のように組合せて、また同表にした混合比で混合し、溶
質としてLiPF6を1.0モル／濃度で溶解させたものであ
る。このようにして得られた７種類の非水電解液を、第
１表に示すように、Ａ〜Ｇとした。
表に示した６種類の溶媒のうち、２または３種類を同表
のように組合せて、また同表にした混合比で混合し、溶
質としてLiPF6を1.0モル／濃度で溶解させたものであ
る。このようにして得られた７種類の非水電解液を、第
１表に示すように、Ａ〜Ｇとした。
第１表に示す７種類の非水電解液をそれぞれ用いて、
第６図に示す非水電解液二次電池を７種類作製した。
第６図に示す非水電解液二次電池を７種類作製した。
この７種類の非水電解液二次電池について、次のよう
な充電方法を採用して、充放電サイクル寿命試験を実施
した。
な充電方法を採用して、充放電サイクル寿命試験を実施
した。
この場合、充電方法として、定電圧充電法を用いたの
で、第４図に示すように、ほぼ一定の充電電流（図示の
場合には75mA）で充電され、予め設定した電圧まで電池
電圧が上昇すると、充電電流は減衰した。そして、電池
電圧は設定電圧以上になることはなく、最終的には設定
電液圧と一致した。本実施例（１）では、この設定電圧
を3.70及び3.90の２段階に変えた。なお、この定電圧充
電法には、第５図に示す定電圧充電器を用いた。また、
放電は負荷抵抗11Ω、終止電圧2.0Vの条件で行った。
で、第４図に示すように、ほぼ一定の充電電流（図示の
場合には75mA）で充電され、予め設定した電圧まで電池
電圧が上昇すると、充電電流は減衰した。そして、電池
電圧は設定電圧以上になることはなく、最終的には設定
電液圧と一致した。本実施例（１）では、この設定電圧
を3.70及び3.90の２段階に変えた。なお、この定電圧充
電法には、第５図に示す定電圧充電器を用いた。また、
放電は負荷抵抗11Ω、終止電圧2.0Vの条件で行った。
第５図に示す定電圧充電器においては、入力端子に供
給されるAC100Vがトランス11によって適当な電圧に変換
されてから、整流回路12及びコンデンサ13でそれぞれ整
流及び平滑される。このため、一対のトランジスタ14、
15、ツエナーダイオード16および抵抗17から成る定電圧
回路から定電圧が出力され、この定電圧出力は一対の抵
抗18、19の比に応じて所定の定電圧に変換されて、非水
電解液二次電池20に印加される。なお、上記抵抗18、19
の一方または双方を半固定抵抗とすれば、電池20に印加
される定電圧を所定の値に選定することができる。
給されるAC100Vがトランス11によって適当な電圧に変換
されてから、整流回路12及びコンデンサ13でそれぞれ整
流及び平滑される。このため、一対のトランジスタ14、
15、ツエナーダイオード16および抵抗17から成る定電圧
回路から定電圧が出力され、この定電圧出力は一対の抵
抗18、19の比に応じて所定の定電圧に変換されて、非水
電解液二次電池20に印加される。なお、上記抵抗18、19
の一方または双方を半固定抵抗とすれば、電池20に印加
される定電圧を所定の値に選定することができる。
以上の充放電サイクル寿命試験を実施した結果を、第
２表に示す。同表に示されているサイクル回数は、10サ
イクル目の放電容量を100％とした場合に、放電容量が5
0％になったときのサイクル回数である。同表のＡ〜Ｇ
は第１表に記載した非水電解液Ａ〜Ｇをそれぞれに用い
た非水電解液電池である。
２表に示す。同表に示されているサイクル回数は、10サ
イクル目の放電容量を100％とした場合に、放電容量が5
0％になったときのサイクル回数である。同表のＡ〜Ｇ
は第１表に記載した非水電解液Ａ〜Ｇをそれぞれに用い
た非水電解液電池である。
なお、第２表には、上記設定電圧を3.30、3.50、4.10
及び4.30とした４通りの比較例についても、合わせて示
してある。
及び4.30とした４通りの比較例についても、合わせて示
してある。
また、第７図には、上記非水電解液Ａを用いた非水電
解液二次電池についてのサイクル特性（即ちサイクル回
数と放電容量との関係）、を充電時の上記設定電圧が3.
30、3.50、3.70、3.90、4.10、4.30Vの各々の場合につ
いて示している。また、第８図は、第２表で示した設定
充電電圧とサイクル寿命との関係を示している。
解液二次電池についてのサイクル特性（即ちサイクル回
数と放電容量との関係）、を充電時の上記設定電圧が3.
30、3.50、3.70、3.90、4.10、4.30Vの各々の場合につ
いて示している。また、第８図は、第２表で示した設定
充電電圧とサイクル寿命との関係を示している。
第２表及び第７図から、本実施例におけるように充電
時の最大電池電圧を3.70〜4.00Vの範囲にしたときのサ
イクル寿命は、比較例の3.30、3.50、4.10及び4.30Vの
４通りの場合と比較して、飛躍的に向上しているのがわ
かる。
時の最大電池電圧を3.70〜4.00Vの範囲にしたときのサ
イクル寿命は、比較例の3.30、3.50、4.10及び4.30Vの
４通りの場合と比較して、飛躍的に向上しているのがわ
かる。
＜実施例（２）＞ 非水電解液の溶質として、LiCl4を1.0モル／の濃度
で用い、溶媒としては実施例（１）の第１表に示した６
種類の溶媒を、第１表の場合と全く同様に組合せかつ同
様の混合比で混合して、７種類の非水電解液を得た。こ
れらの電解液を用いて、第６図に示す非水電解液二次電
池を７種類作製した。
で用い、溶媒としては実施例（１）の第１表に示した６
種類の溶媒を、第１表の場合と全く同様に組合せかつ同
様の混合比で混合して、７種類の非水電解液を得た。こ
れらの電解液を用いて、第６図に示す非水電解液二次電
池を７種類作製した。
上記７種類の非水電解液二次電池について、実施例
（１）と全く同じ方法を用い、充電時の最大電池と電圧
も同じにし、また放電条件も時（１）と同じにした充放
電試験を実施した。
（１）と全く同じ方法を用い、充電時の最大電池と電圧
も同じにし、また放電条件も時（１）と同じにした充放
電試験を実施した。
その結果は、最大電池電圧が3.70〜.00Vの範囲で、実
施例（１）の場合と同様に飛躍的なサイクル寿命の向上
が認められた。
施例（１）の場合と同様に飛躍的なサイクル寿命の向上
が認められた。
＜実施例（３）＞ 非水電解液の溶質として、LiAsF6を1.0モル／の濃
度で用い、溶媒としては上記実施例（１）と全く同じ組
合せおよび混合比のものを用いて、７種類の非水電解液
を得た。これらの電解液を用いて、第６図に示す非水電
解液二次電池を７種類作製した。
度で用い、溶媒としては上記実施例（１）と全く同じ組
合せおよび混合比のものを用いて、７種類の非水電解液
を得た。これらの電解液を用いて、第６図に示す非水電
解液二次電池を７種類作製した。
上記７種類の非水電解液二次電池について、実施例
（１）と全く同じ方法を用い、充電時の最大電池電圧も
同じにし、また放電条件も実施例（１）と同じにした充
放電試験を実施した。
（１）と全く同じ方法を用い、充電時の最大電池電圧も
同じにし、また放電条件も実施例（１）と同じにした充
放電試験を実施した。
その結果は、最大電池電圧が3.70〜4.00Vの範囲で、
実施例（１）の場合と同様に飛躍的なサイクル寿命の向
上が認められた。特に、Ａ〜Ｇの間でのサイクル寿命の
差が実施例（１）〜（３）のうちで最も少なかった。し
かし、実際の製品に用いる、場合、上記溶質にはAsが含
まれているので、その廃液の処理に特別の配慮が必要と
なる。
実施例（１）の場合と同様に飛躍的なサイクル寿命の向
上が認められた。特に、Ａ〜Ｇの間でのサイクル寿命の
差が実施例（１）〜（３）のうちで最も少なかった。し
かし、実際の製品に用いる、場合、上記溶質にはAsが含
まれているので、その廃液の処理に特別の配慮が必要と
なる。
以上の実施例（１）〜（３）の結果から、非水電解液
二次電池に用いる非水電解液の種類にかかわりなく、本
発明による充電方法が有効であることがわかる。
二次電池に用いる非水電解液の種類にかかわりなく、本
発明による充電方法が有効であることがわかる。
なお、上述の実施例においては、正極活物質として、
Li0.56MnO2.185を用いたが、他のマンガン複合酸化物や
マンガン酸化物（MnO2）を用いても、ほぼ同様の効果を
得ることができる。
Li0.56MnO2.185を用いたが、他のマンガン複合酸化物や
マンガン酸化物（MnO2）を用いても、ほぼ同様の効果を
得ることができる。
本発明によると、負極活物質としてリチウム金属また
はリチウム金属を、また、正極活物質としてマンガン酸
化物またはマンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電
解液二次電池を、帯状の負極と帯状の正極とを帯状のセ
パレータを介して積層した状態で多数回巻回することに
より構成されかつ上記帯状負極と上記帯状正極との間に
帯状セパレータが介在している巻回体を電池缶に収納す
ることによって構成した。そして、このように構成した
非水電解液二次電池を充電するに際し、3.70〜4.00Vの
範囲に予め設定した一定電圧を前記非水電解液二次電池
に印加してこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧
が3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電するよう
にした。
はリチウム金属を、また、正極活物質としてマンガン酸
化物またはマンガン複合酸化物をそれぞれ用いた非水電
解液二次電池を、帯状の負極と帯状の正極とを帯状のセ
パレータを介して積層した状態で多数回巻回することに
より構成されかつ上記帯状負極と上記帯状正極との間に
帯状セパレータが介在している巻回体を電池缶に収納す
ることによって構成した。そして、このように構成した
非水電解液二次電池を充電するに際し、3.70〜4.00Vの
範囲に予め設定した一定電圧を前記非水電解液二次電池
に印加してこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧
が3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電するよう
にした。
従って、負極活物質としてリチウム金属またはリチウ
ム合金が用いられ、また、正極活物質としてマンガン酸
化物またはマンガン複合酸化物が用いられている非水電
解液二次電池を充電するから、この充電される非水電解
液二次電池は、電池容量が大きく、また、エネルギー密
度が高い。
ム合金が用いられ、また、正極活物質としてマンガン酸
化物またはマンガン複合酸化物が用いられている非水電
解液二次電池を充電するから、この充電される非水電解
液二次電池は、電池容量が大きく、また、エネルギー密
度が高い。
また、帯状の電極と帯状の正極とを帯状のセパレータ
を介して積層した状態で多数回巻回することにより構成
されかつ上記帯状負極と上記帯状正極との間に帯状セパ
レータが介在している巻回体を電池缶に収納することに
よって構成した非水電解液二次電池を充電するから、こ
の充電される非水電解液二次電池は、製造工程が比較的
簡単であるとともに、電池容量が非常に大きく、また、
エネルギー密度が非常に高い。
を介して積層した状態で多数回巻回することにより構成
されかつ上記帯状負極と上記帯状正極との間に帯状セパ
レータが介在している巻回体を電池缶に収納することに
よって構成した非水電解液二次電池を充電するから、こ
の充電される非水電解液二次電池は、製造工程が比較的
簡単であるとともに、電池容量が非常に大きく、また、
エネルギー密度が非常に高い。
そして、充電される非水電解液二次電池は負極活物質
としてリチウムまたはリチウム合金を用いて構成した帯
状負極と正極活物質としてマンガン酸化物またはマンガ
ン複合酸化物を用いて構成した帯状正極との間に帯状セ
パレータを介在させており、しかも、3.70〜4.00Vの範
囲に予め設定した一定電圧を上記非水電解液二次電池に
印加してこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧が
3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電するから、
充放電サイクルにおける膨張および収縮が著しい正極活
物質としてのマンガン酸化物またはマンガン複合酸化物
が充放電サイクルにおいて膨張および収縮を繰り返して
も、帯状セパレータによりこのような膨張および収縮を
十分に吸収することができる。このために、負極活物質
としてのリチウム金属またはリチウム合金が針状に析出
することにより生じる内部的短絡、放電不可能なリチウ
ムの析出、リチウムの粉末化などの現象を効果的に防止
することができるから、上記二次電池に用いる非水電解
液の種類にかかわらず、上記二次電池のサイクル寿命を
飛躍的に向上させることができ、この結果、電池容量が
非常に大きくかつエネルギー密度が非常に高くしかも製
造工程が比較的簡単な非水電解液二次電池のサイクル寿
命特性をきわめて優れたものとすることができる。
としてリチウムまたはリチウム合金を用いて構成した帯
状負極と正極活物質としてマンガン酸化物またはマンガ
ン複合酸化物を用いて構成した帯状正極との間に帯状セ
パレータを介在させており、しかも、3.70〜4.00Vの範
囲に予め設定した一定電圧を上記非水電解液二次電池に
印加してこの非水電解液二次電池をその最大電池電圧が
3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電するから、
充放電サイクルにおける膨張および収縮が著しい正極活
物質としてのマンガン酸化物またはマンガン複合酸化物
が充放電サイクルにおいて膨張および収縮を繰り返して
も、帯状セパレータによりこのような膨張および収縮を
十分に吸収することができる。このために、負極活物質
としてのリチウム金属またはリチウム合金が針状に析出
することにより生じる内部的短絡、放電不可能なリチウ
ムの析出、リチウムの粉末化などの現象を効果的に防止
することができるから、上記二次電池に用いる非水電解
液の種類にかかわらず、上記二次電池のサイクル寿命を
飛躍的に向上させることができ、この結果、電池容量が
非常に大きくかつエネルギー密度が非常に高くしかも製
造工程が比較的簡単な非水電解液二次電池のサイクル寿
命特性をきわめて優れたものとすることができる。
また、上記二次電池をその最大電池電圧が3.70V以上
になるように充電するから、電池容量が非常に大きくか
つエネルギー密度が非常に高くしかも製造工程が比較的
簡単な非水電解液二次電池の１サイクル当りの充電量を
十分大きくすることができる。
になるように充電するから、電池容量が非常に大きくか
つエネルギー密度が非常に高くしかも製造工程が比較的
簡単な非水電解液二次電池の１サイクル当りの充電量を
十分大きくすることができる。
さらに、3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した一定電圧
を上記二次電池に印加してこの二次電池をその最大電池
電圧が3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電する
から、電池容量が非常に大きくかつエネルギー密度が非
常に高くしかも製造工程が比較的簡単な非水電解液二次
電池を定電圧充電器を用いてその最大電池電圧が3.70〜
4.00Vの範囲になるように充電すれば、上記二次電池の
電池電圧が3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した一定電圧
に達したときにはそれ以上充電されなくなり、このため
に、この充電操作がきわめて確実であるとともにきわめ
て簡単である。
を上記二次電池に印加してこの二次電池をその最大電池
電圧が3.70〜4.00Vの範囲になるように定電圧充電する
から、電池容量が非常に大きくかつエネルギー密度が非
常に高くしかも製造工程が比較的簡単な非水電解液二次
電池を定電圧充電器を用いてその最大電池電圧が3.70〜
4.00Vの範囲になるように充電すれば、上記二次電池の
電池電圧が3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した一定電圧
に達したときにはそれ以上充電されなくなり、このため
に、この充電操作がきわめて確実であるとともにきわめ
て簡単である。
第１図は、従来のニッケルカドミニウム二次電池におい
て４通りの充電電流を流した場合の充電量と電池電圧と
の関係を示す図、第２図は、従来のニッケルカドミニウ
ム二次電池における充電時の最大電池電圧とサイクル寿
命回数との関係を示す図、第３図は、本発明の充電方法
を適用できる非水電解液二次電池における充電時の最大
電池電圧とサイクル寿命回数との関係を示す図、第４図
は、本発明による充電方法の一例における電池電圧及び
充電電流の変化を示す図、第５図は、第４図に示す充電
方法に用いられる定電圧充電器の一例を示す結線図、第
６図は、第４図に示す充電方法を適用する非水電解液二
次電池の一部縦断面図、第７図は、第６図に示す非水電
解液二次電池のサイクル特性を、比較例と共に示す図、
第８図は、第６図に示す非水電解液二次電池の設定充電
電圧とサイクル寿命との関係を、比較例と共に示す図で
ある。 なお、図面に用いた符号において、 １……正極 ２……負極 3a、3b……セパレータ 20……非水電解液二次電池 である。
て４通りの充電電流を流した場合の充電量と電池電圧と
の関係を示す図、第２図は、従来のニッケルカドミニウ
ム二次電池における充電時の最大電池電圧とサイクル寿
命回数との関係を示す図、第３図は、本発明の充電方法
を適用できる非水電解液二次電池における充電時の最大
電池電圧とサイクル寿命回数との関係を示す図、第４図
は、本発明による充電方法の一例における電池電圧及び
充電電流の変化を示す図、第５図は、第４図に示す充電
方法に用いられる定電圧充電器の一例を示す結線図、第
６図は、第４図に示す充電方法を適用する非水電解液二
次電池の一部縦断面図、第７図は、第６図に示す非水電
解液二次電池のサイクル特性を、比較例と共に示す図、
第８図は、第６図に示す非水電解液二次電池の設定充電
電圧とサイクル寿命との関係を、比較例と共に示す図で
ある。 なお、図面に用いた符号において、 １……正極 ２……負極 3a、3b……セパレータ 20……非水電解液二次電池 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H01M 10/40
Claims (1)
- 【請求項１】負極活物質としてリチウム金属またはリチ
ウム合金を用いて構成した帯状の負極と正極活物質とし
てマンガン酸化物またはマンガン複合酸化物を用いて構
成した帯状の正極とを帯状のセパレータを介して積層し
た状態で多数回巻回することにより構成されかつ上記帯
状負極と上記帯状正極との間に帯状セパレータが介在し
ている巻回体が電池缶に収納されている非水電解液二次
電池を充電する方法において、 3.70〜4.00Vの範囲に予め設定した一定電圧を前記非水
電解液二次電池に印加してこの非水電解液二次電池をそ
の最大電池電圧が3.70〜4.00Vの範囲になるように定電
圧充電するようにしたことを特徴とする非水電解液二次
電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212164A JP2841378B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 非水電解液二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212164A JP2841378B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 非水電解液二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260073A JPH0260073A (ja) | 1990-02-28 |
| JP2841378B2 true JP2841378B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=16617964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63212164A Expired - Fee Related JP2841378B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 非水電解液二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841378B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2500425B2 (ja) * | 1993-02-26 | 1996-05-29 | 日本電気株式会社 | 充電装置 |
| JP4724972B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2011-07-13 | 新神戸電機株式会社 | リチウム二次電池の検査方法 |
| WO2008129698A1 (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Panasonic Corporation | 電源システムおよび組電池の充電方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01294375A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池の充放電方法 |
-
1988
- 1988-08-25 JP JP63212164A patent/JP2841378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0260073A (ja) | 1990-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |