JP3128143B2 - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JP3128143B2
JP3128143B2 JP03125187A JP12518791A JP3128143B2 JP 3128143 B2 JP3128143 B2 JP 3128143B2 JP 03125187 A JP03125187 A JP 03125187A JP 12518791 A JP12518791 A JP 12518791A JP 3128143 B2 JP3128143 B2 JP 3128143B2
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lithium
limn
secondary battery
discharge
battery
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和伸 松本
章 川上
徹夫 川合
博隆 島
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Hitachi Maxell Energy Ltd
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Hitachi Maxell Energy Ltd
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池に係
わり、さらに詳しくはその正極活物質の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to improvement of a positive electrode active material.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池の正極活物質として
は、二硫化チタン、五酸化バナジウム、マンガン酸化物
などが提案されてきたが、最近は、資源的に豊富で安価
なマンガン酸化物が特に注目されている。
2. Description of the Related Art Titanium disulfide, vanadium pentoxide, manganese oxide and the like have been proposed as positive electrode active materials for lithium secondary batteries. Attention has been paid.

【0003】このマンガン酸化物の場合、マンガンと酸
素のみで構成された二酸化マンガンなどは可逆性に問題
があり、充放電特性が悪いため、たとえばLiMn2
4 などのように、マンガン酸化物にリチウム(Li)を
導入したリチウムマンガン複合酸化物の状態で使用する
ことが提案されている。
[0003] When the manganese oxide, manganese dioxide, which is composed of only manganese and oxygen has a problem in reversibility, because the charge-discharge characteristics is poor, for example LiMn 2 O
It has been proposed to use a lithium-manganese composite oxide in which lithium (Li) is introduced into a manganese oxide, such as 4 , for example.

【0004】ここで、これまでに提案されてきたリチウ
ムマンガン複合酸化物について説明すると、次の通りで
ある。
Here, the lithium manganese composite oxide that has been proposed so far will be described as follows.

【0005】まず、LiMn2 4 (たとえば、米国特
許第4507371号明細書)や、最近提案されたもの
にLi2 Mn4 9 、Li4 Mn5 12など〔たとえ
ば、Mat,Res,Bull.,25、p657(1
990)〕のスピネル構造を持つ化合物がある。
First, LiMn 2 O 4 (for example, US Pat. No. 4,507,371) and recently proposed ones such as Li 2 Mn 4 O 9 and Li 4 Mn 5 O 12 [for example, Mat, Res, Bull . , 25 , p657 (1
990)].

【0006】そして、水酸化リチウム(LiOH)と化
学二酸化マンガンとをLiとMn(マンガン)とのモル
比で90:10〜30:70で混合し焼成して得たLi
2 MnO3 を含有したMnO2 (特開昭63−1140
64号公報)がある。
Then, lithium hydroxide (LiOH) and chemical manganese dioxide are mixed at a molar ratio of Li to Mn (manganese) of 90:10 to 30:70 and calcined to obtain Li.
MnO 2 containing 2 MnO 3 (JP-A-63-1140)
No. 64).

【0007】また、最近、LiMn3 6 の化学式で表
される立方晶の化合物が提案されている〔たとえば、D
EMKI KAGAKU,58(5),p477(19
90)〕。
Recently, a cubic compound represented by the chemical formula of LiMn 3 O 6 has been proposed [for example,
EMKI KAGAKU, 58 (5), p477 (19
90)].

【0008】この物質は、硝酸リチウム(LiNO3
と二酸化マンガン(MnO2 )とをLiとMnとのモル
比で1:3に混合し焼成して得られるものであって、上
記のLi2 MnO3 を含有したMnO2 とは、Li/M
nモル比、用いるリチウム塩、合成温度など、合成方法
が異なっており、また、X線回折像においても異なって
いて、明らかに異なる物質である。
This substance is composed of lithium nitrate (LiNO 3 )
And manganese dioxide (MnO 2 ) obtained by mixing and firing at a molar ratio of Li: Mn of 1: 3, and MnO 2 containing Li 2 MnO 3 is Li / M
The synthesis methods such as the n molar ratio, the lithium salt to be used, and the synthesis temperature are different, and the X-ray diffraction images are also different.

【0009】そして、このLiMn3 6 は、2.0〜
3.5V間(対Li)で充放電できることが確認されて
おり、初期170〜180mAh/g、サイクル後は1
60mAh/gの放電容量を示し、理論放電容量は20
0mAh/gであるといわれている。これらは、いずれ
もLiMn3 6 にLiを挿入した、Li1+x Mn3
6 (x>0)時の値である。しかし、この放電容量は1
60mAh/gと、二酸化マンガンの放電容量(約25
0mAh/g)に比べて小さい。
The LiMn 3 O 6 has a content of 2.0 to
It has been confirmed that charge / discharge can be performed between 3.5 V (vs. Li), 170 to 180 mAh / g at the initial stage, and 1 after the cycle.
It shows a discharge capacity of 60 mAh / g and a theoretical discharge capacity of 20 mAh / g.
It is said to be 0 mAh / g. These are Li 1 + x Mn 3 O in which Li is inserted into LiMn 3 O 6.
6 (x> 0). However, this discharge capacity is 1
60 mAh / g and the discharge capacity of manganese dioxide (about 25
0 mAh / g).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これまでの
LiMn3 6 が小さい充放電容量しか得られなかった
という問題点を解決し、充放電容量の大きいリチウム二
次電池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having a large charge / discharge capacity by solving the problem that LiMn 3 O 6 has only a small charge / discharge capacity. With the goal.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、LiMn3
6 をLiに対し3.7V以上の電位まで充電すれば、L
iMn3 6 の格子を形成しているLiを抜くことがで
き、これまでとは異なり、Li1-y Mn3 6 (0<y
<1)の領域も充放電に使用することができることを見
出し、上記目的を達成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a LiMn 3 O
When 6 is charged to a potential of 3.7 V or more with respect to Li, L
Li forming the lattice of iMn 3 O 6 can be omitted, and unlike the past, Li 1-y Mn 3 O 6 (0 <y
It has been found that the region <1) can also be used for charging and discharging, and the above object has been achieved.

【0012】すなわち、これまでは、LiMn3
6 を、Liを挿入する領域(つまり、Li1+x Mn3
6の領域)で使用していたが、本発明では、これに加え
てLi1-y Mn3 6 の領域も充放電に使用し、充放電
に利用できる領域を増やして充放電容量を高めたのであ
る。
That is, LiMn 3 O
6 to the Li insertion region (that is, Li 1 + x Mn 3 O
In the present invention, in addition to this, the Li 1-y Mn 3 O 6 region is also used for charging and discharging, and the region available for charging and discharging is increased to increase the charging and discharging capacity. It was.

【0013】また、Li1-y Mn3 6 の領域は電位が
高く、エネルギー密度も向上する。このLiを抜くこと
によって、電位はLiに対し4.3V程度まで高め得
る。
In the Li 1 -y Mn 3 O 6 region, the potential is high and the energy density is improved. By removing Li, the potential can be increased to about 4.3 V with respect to Li.

【0014】電気化学的にLiを抜くことは、これまで
にも、LiCoO2、LiNiO2 などのLiMO2
や、スピネル構造を持つもののうちLi2 Mn4 9
Li4 Mn5 12を除くLiMn2 4について報告さ
れているが、LiMn3 6 については報告されていな
い。
[0014] Electrochemical extraction of Li has been performed by LiMO 2 based materials such as LiCoO 2 and LiNiO 2 and Li 2 Mn 4 O 9 , among those having a spinel structure.
LiMn 2 O 4 except for Li 4 Mn 5 O 12 has been reported, but LiMn 3 O 6 has not been reported.

【0015】本発明において、LiMn3 6 からLi
を抜くには、電気化学的または化学的に行うことができ
る。LiMn3 6 から電気化学的にLiを抜くには、
LiMn3 6 をLiに対して、3.7V以上にまで充
電すればよいし、LiMn3 6 から化学的にLiを抜
くには、たとえばLiMn36 をpH2前後の硫酸水
溶液中に数時間浸漬すればよい。
In the present invention, LiMn 3 O 6 is converted to LiMn 3 O 6.
Can be performed electrochemically or chemically. To electrochemically extract Li from LiMn 3 O 6 ,
LiMn 3 O 6 may be charged up to 3.7 V or more with respect to Li. To chemically remove Li from LiMn 3 O 6 , for example, LiMn 3 O 6 may be added to a sulfuric acid aqueous solution having a pH of about 2 in a sulfuric acid aqueous solution. What is necessary is just to soak for a time.

【0016】負極には、リチウム、リチウム合金、リチ
ウム・カーボンなどが用いられる。そして、リチウム合
金としては、たとえばリチウム−アルミニウム、リチウ
ム−鉛、リチウム−インジウム、リチウム−ガリウム、
リチウム−インジウム−ガリウムなど、リチウム二次電
池に使用可能な各種リチウム合金を使用することができ
る。
For the negative electrode, lithium, a lithium alloy, lithium carbon or the like is used. And, as the lithium alloy, for example, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-indium, lithium-gallium,
Various lithium alloys, such as lithium-indium-gallium, which can be used for a lithium secondary battery can be used.

【0017】電解液には、たとえばLiCF3 SO3
LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 、LiC4 9
SO3 などの電解質の1種または2種以上を、たとえば
1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタ
ン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジ
オキソランなどの単独または2種以上の混合溶媒に溶解
した有機電解液が用いられる。
The electrolyte includes, for example, LiCF 3 SO 3 ,
LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiC 4 F 9
One or more of the electrolytes, such as SO 3, may be used, for example, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, propylene carbonate, ethylene carbonate,
An organic electrolyte dissolved in a single solvent such as γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, or a mixture of two or more solvents is used.

【0018】[0018]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0019】実施例1硝酸リチウム(LiNO3 )と電
解二酸化マンガン(MnO2 )を充分粉砕して混合した
のち、熱処理することによって、LiMn3 6 を合成
した。この合成は以下のように行った。
Example 1 LiMn 3 O 6 was synthesized by sufficiently pulverizing and mixing lithium nitrate (LiNO 3 ) and electrolytic manganese dioxide (MnO 2 ), followed by heat treatment. This synthesis was performed as follows.

【0020】硝酸リチウム(LiNO3 )と二酸化マン
ガン(MnO2 )をLi:Mn=1:3(モル比)で混
合した。これを空気中350℃で20時間熱処理してL
iMn3 6 を合成した。
Lithium nitrate (LiNO 3 ) and manganese dioxide (MnO 2 ) were mixed at a molar ratio of Li: Mn = 1: 3. This is heat-treated at 350 ° C. for 20 hours in air to obtain L
iMn 3 O 6 was synthesized.

【0021】上記のようにして得られたLiMn3 6
を正極活物質として用い、これに電子伝導助剤としてり
ん状黒鉛と、結着剤としてポリテトラフルオロエチレン
を100:50:3(重量比)の割合で混合して正極合
剤を調製した。この正極合剤40mgを金型内に充填
し、1t/cm2 で直径10mmの円板状に加圧成形した
のち、250℃で熱処理して正極とした。
The LiMn 3 O 6 obtained as described above
Was used as a positive electrode active material, and phosphorous graphite as an electron conduction aid and polytetrafluoroethylene as a binder were mixed at a ratio of 100: 50: 3 (weight ratio) to prepare a positive electrode mixture. A mold was filled with 40 mg of this positive electrode mixture, pressed at 1 t / cm 2 into a disk having a diameter of 10 mm, and then heat-treated at 250 ° C. to obtain a positive electrode.

【0022】この正極を用い、図1に示すボタン形のリ
チウム二次電池を作製した。図1において、1は上記の
正極であり、2は直径14mmの円板状のリチウムから
なる負極である。
Using this positive electrode, a button-type lithium secondary battery shown in FIG. 1 was produced. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes the above positive electrode, and reference numeral 2 denotes a negative electrode made of disc-shaped lithium having a diameter of 14 mm.

【0023】3は微孔性ポリプロピレンフィルムからな
るセパレータで、4はポリプロピレン不織布からなる電
解液吸収体である。5はステンレス鋼製の正極缶であ
り、6はステンレス鋼製網からなる正極集電体である。
7はステンレス鋼製で表面にニッケルメッキを施した負
極缶である。
Reference numeral 3 denotes a separator made of a microporous polypropylene film, and reference numeral 4 denotes an electrolyte absorber made of a nonwoven polypropylene fabric. Reference numeral 5 denotes a stainless steel positive electrode can, and reference numeral 6 denotes a positive electrode current collector made of a stainless steel net.
Reference numeral 7 denotes a negative electrode can made of stainless steel and having a surface plated with nickel.

【0024】8はステンレス鋼製網からなる負極集電体
で、上記負極缶7の内面にスポット溶接されていて、前
記負極2は、このステンレス鋼製網からなる負極集電体
8に圧着されている。9はポリプロピレン製の環状ガス
ケットであり、この電池にはプロピレンカーボネートと
1,2−ジメトキシエタンとの容量比1:1の混合溶媒
にLiCF3 SO3 を0.6mol/l溶解した電解液
が注入されている。
Reference numeral 8 denotes a negative electrode current collector made of a stainless steel mesh, which is spot-welded to the inner surface of the negative electrode can 7, and the negative electrode 2 is pressed to the negative electrode current collector 8 made of the stainless steel net. ing. Reference numeral 9 denotes a polypropylene-made annular gasket. An electrolyte obtained by dissolving 0.6 mol / l of LiCF 3 SO 3 in a mixed solvent of propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane at a volume ratio of 1: 1 is injected into the battery. Have been.

【0025】この実施例1の電池を充電電流0.392
mA、放電電流0.785mAで、3.9〜2.0Vの
電圧間で充放電した。つまり、正極活物質のLiMn3
6 のLiを抜いたLi1-y Mn3 6 (0<y<1)
の領域と、Liを挿入したLi1+x Mn3 6 (x>
0)の領域とにわたって充放電した。
The battery of Example 1 was charged with a charging current of 0.392.
The battery was charged and discharged with a discharge current of 0.785 mA at a voltage of 3.9 to 2.0 V. That is, the positive electrode active material LiMn 3
Li 1-y Mn 3 O 6 from which Li of O 6 has been removed (0 <y <1)
Region and Li 1 + x Mn 3 O 6 (x>
The battery was charged and discharged over the region 0).

【0026】この実施例1の電池の充放電サイクル数と
単位重量あたりの放電時の容量との関係を後記の比較例
1の場合と併せて表1に示す。
The relationship between the number of charge / discharge cycles of the battery of Example 1 and the capacity at the time of discharging per unit weight is shown in Table 1 together with the case of Comparative Example 1 described later.

【0027】比較例1実施例1と同様にして電池を作製
し、この電池を充電電流0.392mA、放電電流0.
785mAで従来どおり3.5〜2.0V間で充放電し
た。つまり、Liを挿入したLi1+x Mn3 6 (x>
0)の領域のみで充放電した。
Comparative Example 1 A battery was prepared in the same manner as in Example 1, and the battery was charged with a charge current of 0.392 mA and a discharge current of 0.32 mA.
It was charged and discharged between 3.5 and 2.0 V at 785 mA as before. That is, Li 1 + x Mn 3 O 6 (x>
Charge / discharge was performed only in the region 0).

【0028】この比較例1の電池の充放電サイクル数と
単位重量あたりの放電時の容量を表1に示す。単位重量
あたりの放電時の容量は、仕込みの正極重量を基準にし
て算出した。なお、充放電の開始は放電方向からであ
る。
Table 1 shows the number of charge / discharge cycles and the discharge capacity per unit weight of the battery of Comparative Example 1. The capacity at the time of discharge per unit weight was calculated based on the weight of the charged positive electrode. The start of charge / discharge is from the discharge direction.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1に示すように、実施例1では2サイク
ル目以降において比較例1より大きな容量を有してい
る。ここで注目すべきは、実施例1において1サイクル
目の放電で挿入したリチウム量(176mAh/g)以
上のリチウム量(210mAh/g)を充電時に抜いて
いる点である。すなわち、このことから、実施例1では
Li1-y Mn3 6 (0<y<0)の領域をも使用して
いることが明らかにされている。
As shown in Table 1, Example 1 has a larger capacity than Comparative Example 1 in the second and subsequent cycles. It should be noted here that the lithium amount (210 mAh / g) equal to or greater than the lithium amount (176 mAh / g) inserted in the first cycle of discharging in Example 1 was removed during charging. That is, it is clear from this that Example 1 also uses the region of Li 1-y Mn 3 O 6 (0 <y <0).

【0031】比較例1では、すべてのサイクルで前述し
た理論放電容量の200mAh/gに満たない値であっ
たが、実施例1の2サイクル目以降は過去報告されてい
た理論放電容量値を超える値となっていた。
In Comparative Example 1, the theoretical discharge capacity was less than the above-mentioned theoretical discharge capacity of 200 mAh / g in all the cycles. However, after the second cycle of Example 1, the theoretical discharge capacity exceeded the previously reported theoretical discharge capacity value. Value.

【0032】リチウム複合酸化物中のリチウム(Li)
を抜いて用いた例としては、前記したように、本発明の
Li1-y Mn3 6 以外にも、Li1-x CoO2 、Li
1-x Mn2 4 が報告されている。
Lithium (Li) in lithium composite oxide
As described above, in addition to Li 1-y Mn 3 O 6 of the present invention, Li 1-x CoO 2 , Li
1-x Mn 2 O 4 has been reported.

【0033】これらの結晶構造は、本発明のLiMn3
6 が、LiとMnとが8面体位置に並んだ立方晶であ
るといわれているのに対し、LiCoO2 は層状構造の
六方晶であり、LiMn2 4 がスピネル構造の立方晶
(Liは4面体位置)であって、それぞれ異なってい
る。
These crystal structures are the same as those of the LiMn 3 of the present invention.
O 6 is said to be cubic with Li and Mn arranged in octahedral positions, whereas LiCoO 2 is hexagonal with a layered structure, and LiMn 2 O 4 is cubic with spinel structure (Li Are tetrahedral positions), which are different from each other.

【0034】電圧を比較すると、本発明のLi1-y Mn
3 6 が、図2に示すように、3.9〜2.0Vで充放
電に利用するのに対し、Li1-x CoO2 は、図3に示
すように、4.6〜3.9Vとさらに高い電位を持つ。
ただし、Li1-x CoO2 はCo(コバルト)を含むた
め、コスト高になり、また、電位も高いため、集電体や
電解液の酸化も深刻な問題となる。
Comparing the voltages, it is found that the Li 1-y Mn of the present invention
As shown in FIG. 2, 3 O 6 is used for charging and discharging at 3.9 to 2.0 V, whereas Li 1-x CoO 2 is used for 4.6 to 3. It has a higher potential of 9V.
However, since Li 1-x CoO 2 contains Co (cobalt), the cost is high, and since the potential is high, oxidation of the current collector and the electrolytic solution is also a serious problem.

【0035】また、Li1-x Mn2 4 は、図4に示す
ように、Li(リチウム)を抜く時は約4Vで、Liを
挿入する時は約3Vと、明確な二段放電になり、両方の
領域を使用することがむつかしい。
As shown in FIG. 4, Li 1-x Mn 2 O 4 is about 4 V when Li (lithium) is removed, and about 3 V when Li is inserted. It is difficult to use both areas.

【0036】これに対し、本発明のLi1-y Mn3 6
は、Li1-x Mn2 4 ほど明確な二段放電を示さず、
Liを抜く領域とLiを挿入する領域との両方を使用す
ることができる。また、本発明におけるLi1-y Mn3
6 は、Li1-x CoO2 よりも低い電位で使用できる
ので、集電体の酸化などの問題が少ない。
On the other hand, the Li 1-y Mn 3 O 6 of the present invention
Does not show as distinct a two-step discharge as Li 1-x Mn 2 O 4 ,
Both Li-extracting and Li-inserting regions can be used. Further, in the present invention, Li 1-y Mn 3
O 6 can be used at a lower potential than Li 1-x CoO 2 , so that there is little problem such as oxidation of the current collector.

【0037】なお、図2は本発明の実施例1の電池の5
サイクル目における充放電曲線を示す図である。図3は
米国特許第4302518号明細書におけるLix Co
1.012 のxの変化に伴う開路電圧(対Li)の変化を
示す図である。図4は第29回電池討論会要旨集、p1
36(1988)におけるLix Mn2 4 のxの変化
に伴う開路電圧(対Li)の変化を示す図である。
FIG. 2 shows the battery 5 of Example 1 of the present invention.
It is a figure which shows the charge / discharge curve in the cycle time. FIG. 3 shows Li x Co in US Pat. No. 4,302,518.
Is a graph showing changes in 1.01 O 2 of the open circuit voltage due to the change in x (vs. Li). Figure 4 shows the 29th Battery Symposium Abstracts, p1
36 is a diagram showing a change in open-circuit voltage (vs. Li) with a change in x of Li x Mn 2 O 4 at No. 36 (1988).

【0038】実施例では、LiMn3 6 の合成にあた
り、リチウム塩として硝酸リチウム(LiNO3 )を用
いたが、それに代えて炭酸リチウム(Li2 CO3 )、
水酸化リチウム・一水和物(LiOH・H2 O)などを
用いてもよい。
In the examples, in synthesizing LiMn 3 O 6 , lithium nitrate (LiNO 3 ) was used as a lithium salt, but instead lithium carbonate (Li 2 CO 3 )
Lithium hydroxide monohydrate (LiOH.H 2 O) or the like may be used.

【0039】純粋なLiMn3 6 を得るには、Li/
Mnモル比を1/3にし、焼成温度を300〜350
℃、焼成時間を1〜20時間にし、低い温度で短時間で
合成するのが好ましい。焼成時の雰囲気は酸素を含む雰
囲気中にするが、この場合の酸素濃度は20%以下が好
ましい。
In order to obtain pure LiMn 3 O 6 , Li /
The Mn molar ratio is reduced to 1/3, and the firing temperature is set to 300 to 350.
It is preferable that the synthesis is performed at a low temperature for a short time at a temperature of 1 to 20 hours. The firing is performed in an atmosphere containing oxygen. In this case, the oxygen concentration is preferably 20% or less.

【0040】なお、先に示したDEMKI KAGAK
U,58(5),p477(1990)では、LiMn
3 6 を合成するのに、硝酸(HNO3 )を加えて焼成
する方が合成しやすいと報告されているが、上記のよう
に適切な条件を選べば、硝酸を加えなくても純粋なLi
Mn3 6 を合成することができる。
The above-mentioned DEMKI KAGAK
U, 58 (5), p477 (1990), LiMn
It has been reported that it is easier to synthesize nitric acid (HNO 3 ) to synthesize 3 O 6 , but to bake it. However, if appropriate conditions are selected as described above, pure nitric acid can be obtained without adding nitric acid. Li
Mn 3 O 6 can be synthesized.

【0041】そして、リチウム塩としては、硝酸リチウ
ム、炭酸リチウム、水酸化リチウム・一水和物のいずれ
も使用可能であるが、水酸化リチウム・一水和物を用い
た場合、合成条件によってはLiMn3 6 以外のもの
も生成する可能性があるので、純粋なLiMn3 6
得るためには、硝酸リチウムや炭酸リチウムを用いるこ
とが好ましい。
As the lithium salt, any of lithium nitrate, lithium carbonate, and lithium hydroxide monohydrate can be used. However, when lithium hydroxide monohydrate is used, depending on the synthesis conditions, Since there is a possibility that something other than LiMn 3 O 6 may also be formed, it is preferable to use lithium nitrate or lithium carbonate in order to obtain pure LiMn 3 O 6 .

【0042】実施例1では、LiMn3 6 から電気化
学的にLiを抜いてLi1-y Mn3 6 にしたが、酸処
理によってLiMn3 6 からLiを抜くこともでき
る。この酸処理の場合、LiMn3 6 をpH2前後の
硫酸水溶液に5〜6時間浸漬すればよい。
In Example 1, Li 1-y Mn 3 O 6 was electrochemically extracted from LiMn 3 O 6 to make Li 1-y Mn 3 O 6 , but Li can be extracted from LiMn 3 O 6 by acid treatment. In the case of this acid treatment, LiMn 3 O 6 may be immersed in a sulfuric acid aqueous solution having a pH of about 2 for 5 to 6 hours.

【0043】また、実施例1では、LiMn3 6 の合
成にあたり、二酸化マンガンとして電解二酸化マンガン
を用いたが、それに代えて化学二酸化マンガンを用いて
もよい。
In Example 1, electrolytic manganese dioxide was used as manganese dioxide in the synthesis of LiMn 3 O 6 , but chemical manganese dioxide may be used instead.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、Li
Mn3 6 を、Liを抜いたLi1-y Mn3 6 (0<
y<1)の領域まで用いることによって、充放電容量の
大きいリチウム二次電池を提供することができた。
As described above, according to the present invention, Li
Mn 3 O 6 was replaced with Li 1-y Mn 3 O 6 (0 <
By using up to the region of y <1), a lithium secondary battery having a large charge / discharge capacity could be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のリチウム二次電池の一例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a lithium secondary battery of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の電池の5サイクル目におけ
る充放電曲線を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a charge / discharge curve at the fifth cycle of the battery of Example 1 of the present invention.

【図3】米国特許第4302518号明細書におけるL
ixCo1.012 のxの変化に伴う開路電圧(対Li)
の変化を示す図である。
FIG. 3 shows L in US Pat. No. 4,302,518.
open circuit voltage (vs. Li) with change in x of ixCo 1.01 O 2
FIG.

【図4】第29会電池討論会要旨集、p136(198
8)におけるLiXMn2 4 のxの変化に伴う開路電
圧(対Li)の変化を示す図である。
FIG. 4 The 29th Battery Symposium Abstracts, p136 (198
FIG. 8 is a diagram showing a change in open circuit voltage (vs. Li) with a change in x of Li X Mn 2 O 4 in 8).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 セパレータ 1 positive electrode 2 negative electrode 3 separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 博隆 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−270269(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/02 H01M 4/58 H01M 10/40 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirotaka Shima 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka Hitachi Maxell, Ltd. (56) References JP-A-2-270269 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 4/02 H01M 4/58 H01M 10/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リチウム、リチウム合金またリチウム・
カーボンを負極に用いるリチウム二次電池において、正
極活物質としてLiMn3 6 を用い、LiMn3 6
中のLiを電気化学的または化学的に抜いたことを特徴
とするリチウム二次電池。
1. Lithium, lithium alloy or lithium alloy
In a lithium secondary battery using carbon as a negative electrode, LiMn 3 O 6 is used as a positive electrode active material, and LiMn 3 O 6
A lithium secondary battery characterized in that Li inside is electrochemically or chemically removed.
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