JP3229531B2 - 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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- JP3229531B2 JP3229531B2 JP34114895A JP34114895A JP3229531B2 JP 3229531 B2 JP3229531 B2 JP 3229531B2 JP 34114895 A JP34114895 A JP 34114895A JP 34114895 A JP34114895 A JP 34114895A JP 3229531 B2 JP3229531 B2 JP 3229531B2
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- Japan
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- active material
- electrolyte secondary
- secondary battery
- aqueous electrolyte
- limn
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-
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池、特にその正極の改良に関するものである。
池、特にその正極の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、機器のポータブル化、コードレス
化が進むにつれ、小型、軽量でかつ高エネルギー密度を
有する非水電解液二次電池に対する期待が高まってい
る。非水電解液二次電池用の活物質には、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウムと３ｄ
遷移金属の複合酸化物が知られている。その中で特に最
近では、安価な材料として、リチウムとマンガンの複合
酸化物の研究が盛んである。例えば、米国特許第450737
1号（M.M.Thackeray et al.）には空間群Ｆｄ３ｍに属
するいわゆる高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4について、特開昭４２
−４０１１７号公報（M.M.Thackeray）には、高温型と
同じ結晶系を有する低温で合成したＬｉＭｎ2Ｏ4につい
て報告されている。また、Chemisty Express Vol.7、19
3(1992)（Ohzuku et al.）や特開平６−３４９４９４号
公報には空間群Ｐｍ２ｍに属する斜方晶系のＬｉＭｎＯ
2について報告されている。これらを活物質に用いて、
リチウムを吸蔵、放出することができる炭素材料等の負
極活物質とを組み合わせることにより、高電圧、高エネ
ルギー密度の非水電解液二次電池の開発が進められてい
る。
化が進むにつれ、小型、軽量でかつ高エネルギー密度を
有する非水電解液二次電池に対する期待が高まってい
る。非水電解液二次電池用の活物質には、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウムと３ｄ
遷移金属の複合酸化物が知られている。その中で特に最
近では、安価な材料として、リチウムとマンガンの複合
酸化物の研究が盛んである。例えば、米国特許第450737
1号（M.M.Thackeray et al.）には空間群Ｆｄ３ｍに属
するいわゆる高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4について、特開昭４２
−４０１１７号公報（M.M.Thackeray）には、高温型と
同じ結晶系を有する低温で合成したＬｉＭｎ2Ｏ4につい
て報告されている。また、Chemisty Express Vol.7、19
3(1992)（Ohzuku et al.）や特開平６−３４９４９４号
公報には空間群Ｐｍ２ｍに属する斜方晶系のＬｉＭｎＯ
2について報告されている。これらを活物質に用いて、
リチウムを吸蔵、放出することができる炭素材料等の負
極活物質とを組み合わせることにより、高電圧、高エネ
ルギー密度の非水電解液二次電池の開発が進められてい
る。
【０００３】一般に、非水電解液二次電池に用いられる
活物質は、主活物質であるリチウムにコバルト、ニッケ
ル、マンガンをはじめとする３ｄ遷移金属を固溶させた
複合酸化物からなる。その用いられる３ｄ遷移金属の種
類によって、電気容量、可逆性、作動電圧などの電極特
性が異なる。例えば、ＬｉＣｏＯ2のようにコバルトを
固溶させた複合酸化物を正極活物質に用いた非水電解液
二次電池は、４Ｖといった高い電圧では良好な可逆性を
示すが、３Ｖ以下の電圧領域で可逆性は悪化する。一
方、Ｌｉ4/3Ｔｉ5/3Ｏ4のようにチタンを固溶させた複
合酸化物を活物質に用いた非水電解液二次電池は、１．
５Ｖというような低い電圧領域で優れた可逆性を示す。
電池は、その活物質に用いた酸化物自身の元来有してい
る作動電圧に応じた範囲で使用しなければ、良好な電気
容量や、可逆性が得られない。従って、仮にその電圧範
囲からはずれた場合には、可逆性等の電極特性は著しく
低下する。そのため、可逆性を示す限られた電圧範囲内
で使用され、利用できる電気容量は限られる。
活物質は、主活物質であるリチウムにコバルト、ニッケ
ル、マンガンをはじめとする３ｄ遷移金属を固溶させた
複合酸化物からなる。その用いられる３ｄ遷移金属の種
類によって、電気容量、可逆性、作動電圧などの電極特
性が異なる。例えば、ＬｉＣｏＯ2のようにコバルトを
固溶させた複合酸化物を正極活物質に用いた非水電解液
二次電池は、４Ｖといった高い電圧では良好な可逆性を
示すが、３Ｖ以下の電圧領域で可逆性は悪化する。一
方、Ｌｉ4/3Ｔｉ5/3Ｏ4のようにチタンを固溶させた複
合酸化物を活物質に用いた非水電解液二次電池は、１．
５Ｖというような低い電圧領域で優れた可逆性を示す。
電池は、その活物質に用いた酸化物自身の元来有してい
る作動電圧に応じた範囲で使用しなければ、良好な電気
容量や、可逆性が得られない。従って、仮にその電圧範
囲からはずれた場合には、可逆性等の電極特性は著しく
低下する。そのため、可逆性を示す限られた電圧範囲内
で使用され、利用できる電気容量は限られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、使用可能な電
圧範囲が広く、かつ高容量の活物質が望まれる。また、
作動電圧を高くすることによるエネルギー密度の向上が
望まれる。これらの活物質材料にさらに他の３ｄ遷移金
属を固溶させることにより、電極特性を改善する試みも
あるが、３ｄ遷移金属の組み合わせによっては固溶させ
ることが困難である。また、固溶化できたとしても、温
度や組成比などの合成条件によっては、得られた固溶体
は、構造的にリチウムを放出あるいは脱離しにくく、電
池の活物質として用いた場合、電気容量等の電極特性が
かえって低下する場合がある。本発明は、広い電圧範囲
での使用を可能とし、大きな電気容量を有する非水電解
液二次電池を提供することを目的とする。また、作動電
圧を高くすることにより、高エネルギー密度の非水電解
液二次電池を提供するものである。
圧範囲が広く、かつ高容量の活物質が望まれる。また、
作動電圧を高くすることによるエネルギー密度の向上が
望まれる。これらの活物質材料にさらに他の３ｄ遷移金
属を固溶させることにより、電極特性を改善する試みも
あるが、３ｄ遷移金属の組み合わせによっては固溶させ
ることが困難である。また、固溶化できたとしても、温
度や組成比などの合成条件によっては、得られた固溶体
は、構造的にリチウムを放出あるいは脱離しにくく、電
池の活物質として用いた場合、電気容量等の電極特性が
かえって低下する場合がある。本発明は、広い電圧範囲
での使用を可能とし、大きな電気容量を有する非水電解
液二次電池を提供することを目的とする。また、作動電
圧を高くすることにより、高エネルギー密度の非水電解
液二次電池を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液二次
電池は、低温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 もしくは斜方晶系ＬｉＭｎ
Ｏ 2 、ならびに高温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 を正極の活物質に用
いることで、個々の活物質が有する長所を引き出し、短
所を相互に補完するものである。例えば、作動電圧の異
なる複合酸化物を混合することにより、広い電圧範囲で
の使用が可能になる。また、作動電圧を高くすることが
できる。さらには、その電圧領域で示す電気容量、可逆
性などの電極特性を、個々の酸化物が元来有する電極特
性よりも向上させることができる。
電池は、低温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 もしくは斜方晶系ＬｉＭｎ
Ｏ 2 、ならびに高温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 を正極の活物質に用
いることで、個々の活物質が有する長所を引き出し、短
所を相互に補完するものである。例えば、作動電圧の異
なる複合酸化物を混合することにより、広い電圧範囲で
の使用が可能になる。また、作動電圧を高くすることが
できる。さらには、その電圧領域で示す電気容量、可逆
性などの電極特性を、個々の酸化物が元来有する電極特
性よりも向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の非水電解液二次電池は、
３ｄ遷移金属とリチウムを含み、電極特性の異なる少な
くとも二種の複合酸化物を活物質とする正極を具備する
ものである。物質は、元来、その熱力学的、構造的、ま
たは電子的因子により固有のポテンシャルを有してい
る。すなわち、活物質が電池内部で電気化学的な酸化・
還元反応を起こす際、その酸化・還元電位は活物質の構
成元素、組成、構造、電子状態などにより決定される。
そこで、ポテンシャルの異なる活物質材料を混合するこ
とにより、相乗効果によって幅広い電圧領域で良好な電
極特性を示す活物質を得ることができる。また、前記３
ｄ遷移金属が、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄及び
チタンからなる群より選択される少なくとも一種である
ことが好ましい。
３ｄ遷移金属とリチウムを含み、電極特性の異なる少な
くとも二種の複合酸化物を活物質とする正極を具備する
ものである。物質は、元来、その熱力学的、構造的、ま
たは電子的因子により固有のポテンシャルを有してい
る。すなわち、活物質が電池内部で電気化学的な酸化・
還元反応を起こす際、その酸化・還元電位は活物質の構
成元素、組成、構造、電子状態などにより決定される。
そこで、ポテンシャルの異なる活物質材料を混合するこ
とにより、相乗効果によって幅広い電圧領域で良好な電
極特性を示す活物質を得ることができる。また、前記３
ｄ遷移金属が、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄及び
チタンからなる群より選択される少なくとも一種である
ことが好ましい。
【０００７】さらに、前記３ｄ遷移金属が、低温型Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4および斜方晶系ＬｉＭｎＯ2のうち少なくとも
一方と、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2およびＬｉ
ＮｉＯ2からなる群より選択される少なくとも一種であ
ることが好ましい。低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4および斜方晶系
ＬｉＭｎＯ2は、ともに電気容量は大きいものの、作動
電圧は約３Ｖと低い。一方、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ
ＣｏＯ2およびＬｉＮｉＯ2は、作動電圧は約４Ｖと高い
値を示すものの、容量は比較的小さい。ここで、高温型
ＬｉＭｎ2Ｏ4は７００℃以上の温度で、また、低温型Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4は４００℃以下の温度でそれぞれ合成したも
のであり、ともに同じ結晶構造を有するが、電極特性は
大きく異なる。例えば、本来なら４Ｖといった高い電圧
領域で作動しにくい低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4や、斜方晶系の
ＬｉＭｎＯ2等の含リチウムマンガン酸化物に、３Ｖの
ような電圧領域での電気容量や可逆性がこれらの材料に
比べて乏しいものの、４Ｖ領域で高い活性を示す高温型
ＬｉＭｎ2Ｏ4等を混合したものを活物質に用いることに
より、これらの酸化物が相互に他方の活性度の低い領域
での電気容量、可逆性等の電極特性を補うことができ
る。つまりこれらを単独で活物質に用いた場合に比べて
幅広い電圧領域で電気化学的酸化・還元反応を起こし、
その結果、高容量の非水電解液二次電池を得ることがで
きる。また、平均作動電圧の向上により高エネルギー密
度を有する非水電解液二次電池を得ることができる。高
温型ＬｉＭｎ2Ｏ4に代えてＬｉＣｏＯ2またはＬｉＮｉ
Ｏ2を用いても同様の効果が得られる。また、ＬｉＣｏ
Ｏ2およびＬｉＮｉＯ2を混合したものを活物質に用いて
も良い。４Ｖ領域で平坦な電位を維持するＬｉＣｏＯ2
と、ＬｉＣｏＯ2に比べて４Ｖ領域での電位に平坦性は
ないが、電気容量が大きいＬｉＮｉＯ2等を混合したも
のを活物質に用いることにより、維持電圧、電気容量お
よび可逆性等が同様に向上する。
Ｍｎ2Ｏ4および斜方晶系ＬｉＭｎＯ2のうち少なくとも
一方と、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2およびＬｉ
ＮｉＯ2からなる群より選択される少なくとも一種であ
ることが好ましい。低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4および斜方晶系
ＬｉＭｎＯ2は、ともに電気容量は大きいものの、作動
電圧は約３Ｖと低い。一方、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ
ＣｏＯ2およびＬｉＮｉＯ2は、作動電圧は約４Ｖと高い
値を示すものの、容量は比較的小さい。ここで、高温型
ＬｉＭｎ2Ｏ4は７００℃以上の温度で、また、低温型Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4は４００℃以下の温度でそれぞれ合成したも
のであり、ともに同じ結晶構造を有するが、電極特性は
大きく異なる。例えば、本来なら４Ｖといった高い電圧
領域で作動しにくい低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4や、斜方晶系の
ＬｉＭｎＯ2等の含リチウムマンガン酸化物に、３Ｖの
ような電圧領域での電気容量や可逆性がこれらの材料に
比べて乏しいものの、４Ｖ領域で高い活性を示す高温型
ＬｉＭｎ2Ｏ4等を混合したものを活物質に用いることに
より、これらの酸化物が相互に他方の活性度の低い領域
での電気容量、可逆性等の電極特性を補うことができ
る。つまりこれらを単独で活物質に用いた場合に比べて
幅広い電圧領域で電気化学的酸化・還元反応を起こし、
その結果、高容量の非水電解液二次電池を得ることがで
きる。また、平均作動電圧の向上により高エネルギー密
度を有する非水電解液二次電池を得ることができる。高
温型ＬｉＭｎ2Ｏ4に代えてＬｉＣｏＯ2またはＬｉＮｉ
Ｏ2を用いても同様の効果が得られる。また、ＬｉＣｏ
Ｏ2およびＬｉＮｉＯ2を混合したものを活物質に用いて
も良い。４Ｖ領域で平坦な電位を維持するＬｉＣｏＯ2
と、ＬｉＣｏＯ2に比べて４Ｖ領域での電位に平坦性は
ないが、電気容量が大きいＬｉＮｉＯ2等を混合したも
のを活物質に用いることにより、維持電圧、電気容量お
よび可逆性等が同様に向上する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。本実施例では、ＬｉＭｎＯ2と高温で合成
したＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質に用いた。Ｌ
ｉＭｎＯ2は、リチウム基準で約２．９Ｖで平坦な放電
特性を示す。高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4は、同じくリチウム基
準で約４Ｖで平坦な放電特性を示す。また、３Ｖ領域で
非常に大きな電気容量を得ることができる。しかし、一
方で４Ｖ領域での電気容量は小さい。本実施例中の活物
質に用いたＬｉＭｎＯ2は、原料として水酸化リチウム
（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）とマンガナイト（γ−ＭｎＯＯ
Ｈ）を用いた。これらをリチウムとマンガンの原子の数
の比が１：１となるように秤量、混合した後、９９℃以
上の温度で、湿度１７．０５（ｋｇ−水蒸気／ｋｇ−乾
燥空気）以上になるよう水蒸気を飽和させた空気雰囲気
中に３時間放置することによって、ＬｉＭｎＯ2を合成
した。高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4は、上記と同様の水酸化リチ
ウムとマンガナイトを、リチウムとマンガンの原子の数
の比が１：２となるように秤量、混合した後、空気雰囲
気下、温度９００℃で３０時間焼成して合成した。
ら説明する。本実施例では、ＬｉＭｎＯ2と高温で合成
したＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質に用いた。Ｌ
ｉＭｎＯ2は、リチウム基準で約２．９Ｖで平坦な放電
特性を示す。高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4は、同じくリチウム基
準で約４Ｖで平坦な放電特性を示す。また、３Ｖ領域で
非常に大きな電気容量を得ることができる。しかし、一
方で４Ｖ領域での電気容量は小さい。本実施例中の活物
質に用いたＬｉＭｎＯ2は、原料として水酸化リチウム
（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）とマンガナイト（γ−ＭｎＯＯ
Ｈ）を用いた。これらをリチウムとマンガンの原子の数
の比が１：１となるように秤量、混合した後、９９℃以
上の温度で、湿度１７．０５（ｋｇ−水蒸気／ｋｇ−乾
燥空気）以上になるよう水蒸気を飽和させた空気雰囲気
中に３時間放置することによって、ＬｉＭｎＯ2を合成
した。高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4は、上記と同様の水酸化リチ
ウムとマンガナイトを、リチウムとマンガンの原子の数
の比が１：２となるように秤量、混合した後、空気雰囲
気下、温度９００℃で３０時間焼成して合成した。
【０００９】このようにして得られたＬｉＭｎＯ2およ
び高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4をそれぞれ４０重量部、導電材と
してカーボンブラック１５重量部、結着剤としてポリ４
フッ化エチレン樹脂粉末５重量部を混合して正極合剤を
作製した。このようにして得られた正極合剤を用いて図
１に示すコイン型非水電解液二次電池を作製した。耐有
機電解液性のステンレス鋼製の正極ケース１の内側に
は、同じくステンレス鋼製の集電体３がスポット溶接さ
れている。集電体３の上面には上記正極合剤からなる正
極５が圧着されている。正極５の上面には、電解液を含
浸した微孔性のポリプロピレン樹脂製のセパレータ６が
配置されている。正極ケース１の開口部には、下方に金
属リチウムからなる負極４を接合した封口板２が、ポリ
プロピレン樹脂製のガスケット７を挟んで配されてお
り、これにより電池は密封されている。封口板２は、負
極端子を兼ね、正極ケース１と同様のステンレス鋼製で
ある。電池の直径は２０ｍｍ、電池総高は１．６ｍｍで
ある。電解液には、炭酸エチレンと１，３−ジメトキシ
エタンを等体積混合したものを溶媒とし、これに溶質と
して過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ／リットル溶解させた
ものを用いた。
び高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4をそれぞれ４０重量部、導電材と
してカーボンブラック１５重量部、結着剤としてポリ４
フッ化エチレン樹脂粉末５重量部を混合して正極合剤を
作製した。このようにして得られた正極合剤を用いて図
１に示すコイン型非水電解液二次電池を作製した。耐有
機電解液性のステンレス鋼製の正極ケース１の内側に
は、同じくステンレス鋼製の集電体３がスポット溶接さ
れている。集電体３の上面には上記正極合剤からなる正
極５が圧着されている。正極５の上面には、電解液を含
浸した微孔性のポリプロピレン樹脂製のセパレータ６が
配置されている。正極ケース１の開口部には、下方に金
属リチウムからなる負極４を接合した封口板２が、ポリ
プロピレン樹脂製のガスケット７を挟んで配されてお
り、これにより電池は密封されている。封口板２は、負
極端子を兼ね、正極ケース１と同様のステンレス鋼製で
ある。電池の直径は２０ｍｍ、電池総高は１．６ｍｍで
ある。電解液には、炭酸エチレンと１，３−ジメトキシ
エタンを等体積混合したものを溶媒とし、これに溶質と
して過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ／リットル溶解させた
ものを用いた。
【００１０】［比較例］ＬｉＭｎＯ2を単独で活物質と
して用い、これを８０重量部、導電材としてカーボンブ
ラック１５重量部および結着剤としてポリ４フッ化エチ
レン樹脂粉末５重量部を混合して正極合剤を作製した。
この正極合剤を用いて実施例と同様のコイン型非水電解
液二次電池を作製した。
して用い、これを８０重量部、導電材としてカーボンブ
ラック１５重量部および結着剤としてポリ４フッ化エチ
レン樹脂粉末５重量部を混合して正極合剤を作製した。
この正極合剤を用いて実施例と同様のコイン型非水電解
液二次電池を作製した。
【００１１】実施例の電池および比較例の電池について
充放電試験を行った。充放電試験は、２０℃において電
流密度を０．３３ｍＡ／ｃｍ2とし、電圧４．３Ｖから
２．０Ｖの範囲で行った。図１に２サイクル目の放電曲
線を示す。また表１に、これらの電池の充放電特性を示
す。ここでは、電池の放電特性を２．０Ｖから３．８Ｖ
まで（以下、３Ｖ領域とする）の容量及び３．８Ｖから
４．３Ｖまで（以下、４Ｖ領域とする）の容量に分けて
表す。
充放電試験を行った。充放電試験は、２０℃において電
流密度を０．３３ｍＡ／ｃｍ2とし、電圧４．３Ｖから
２．０Ｖの範囲で行った。図１に２サイクル目の放電曲
線を示す。また表１に、これらの電池の充放電特性を示
す。ここでは、電池の放電特性を２．０Ｖから３．８Ｖ
まで（以下、３Ｖ領域とする）の容量及び３．８Ｖから
４．３Ｖまで（以下、４Ｖ領域とする）の容量に分けて
表す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１からわかるように、ＬｉＭｎＯ2と高
温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質に用いた実施
例の電池では、ＬｉＭｎＯ2のみを活物質に用いた比較
例の電池に比べて４Ｖ領域での電気容量が向上する。さ
らに、実施例の電池は、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4が３Ｖ領域
でも作動するため、比較例の電池のように電気容量が大
きく減少することはない。このように、ＬｉＭｎＯ
2に、その４Ｖ領域の電気容量を補うために、４Ｖ領域
で作動する高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質
に用いることによって、電池のエネルギー密度を向上さ
せることができる。 また、この系において、高温型Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4の代わりに４Ｖ領域で作動するＬｉＮｉ
Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2等を用いても同様の効果が得られる。
さらに、上記以外の系として、３Ｖ領域で電気容量及び
可逆性に優れた低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4と、４Ｖ領域で作動
する高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したもの、または４Ｖ領
域で平坦な電位を維持するようなＬｉＣｏＯ2と、Ｌｉ
ＣｏＯ2に比べて４Ｖ領域での電位に平坦性はないが、
電気容量が大きいＬｉＮｉＯ2等を混合したものを活物
質に用いることにより、維持電圧、電気容量および可逆
性において同様の効果が得られる。上記実施例では、活
物質材料の具体的な物質名を挙げて説明したが、リチウ
ムと固溶させる３ｄ遷移金属として、ニッケル、コバル
ト、マンガン、鉄あるいはチタン等を用いた複合酸化物
を活物質材料とした場合にも、電極特性を相互に補完す
ることができ、同様の効果が得られる。
温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質に用いた実施
例の電池では、ＬｉＭｎＯ2のみを活物質に用いた比較
例の電池に比べて４Ｖ領域での電気容量が向上する。さ
らに、実施例の電池は、高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4が３Ｖ領域
でも作動するため、比較例の電池のように電気容量が大
きく減少することはない。このように、ＬｉＭｎＯ
2に、その４Ｖ領域の電気容量を補うために、４Ｖ領域
で作動する高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したものを活物質
に用いることによって、電池のエネルギー密度を向上さ
せることができる。 また、この系において、高温型Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4の代わりに４Ｖ領域で作動するＬｉＮｉ
Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2等を用いても同様の効果が得られる。
さらに、上記以外の系として、３Ｖ領域で電気容量及び
可逆性に優れた低温型ＬｉＭｎ2Ｏ4と、４Ｖ領域で作動
する高温型ＬｉＭｎ2Ｏ4を混合したもの、または４Ｖ領
域で平坦な電位を維持するようなＬｉＣｏＯ2と、Ｌｉ
ＣｏＯ2に比べて４Ｖ領域での電位に平坦性はないが、
電気容量が大きいＬｉＮｉＯ2等を混合したものを活物
質に用いることにより、維持電圧、電気容量および可逆
性において同様の効果が得られる。上記実施例では、活
物質材料の具体的な物質名を挙げて説明したが、リチウ
ムと固溶させる３ｄ遷移金属として、ニッケル、コバル
ト、マンガン、鉄あるいはチタン等を用いた複合酸化物
を活物質材料とした場合にも、電極特性を相互に補完す
ることができ、同様の効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電極特性の異なる少な
くとも二種の活物質を混合したものを正極に用いること
で、各々の活物質が有している作動電圧を利用し、高い
電圧領域での作動による高エネルギー化、さらには低い
電圧領域での高容量化を同時に発現できる機能を有する
非水電解液二次電池を提供することができる。
くとも二種の活物質を混合したものを正極に用いること
で、各々の活物質が有している作動電圧を利用し、高い
電圧領域での作動による高エネルギー化、さらには低い
電圧領域での高容量化を同時に発現できる機能を有する
非水電解液二次電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例のコイン型非水電解液二次電池
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図２】同電池の放電曲線を示す特性図である。
１ 電池ケース ２ 封口板 ３ 集電体 ４ 金属リチウム負極 ５ 正極 ６ セパレータ ７ ガスケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−235292（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−349493（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−62668（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−315860（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−7883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/58
Claims (1)
- 【請求項１】 低温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 もしくは斜方晶系Ｌ
ｉＭｎＯ 2 、ならびに高温型ＬｉＭｎ 2 Ｏ 4 を含む正極を
具備する非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34114895A JP3229531B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34114895A JP3229531B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180718A JPH09180718A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3229531B2 true JP3229531B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18343706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34114895A Expired - Fee Related JP3229531B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229531B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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- 1995-12-27 JP JP34114895A patent/JP3229531B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH09180718A (ja) | 1997-07-11 |
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