JP3349363B2 - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Description
に係わり、詳しくは放電容量が大きく、しかも充放電効
率が高いリチウム二次電池を得ることを目的とした、正
極活物質の改良に関する。
リチウム二次電池の正極活物質として、Li−Co系複
合酸化物(特開平1−294358号公報)、Li−N
i系複合酸化物(特開平5−198301号公報)、L
i−Fe系複合酸化物(特開平6−275272号公
報)などが知られている。Li−Ni系複合酸化物及び
Li−Fe系複合酸化物は、放電容量が大きく、安価な
ため、Li−Co系複合酸化物に代わるリチウム二次電
池用正極活物質として注目されている。
びLi−Fe系複合酸化物には、充放電効率が低いとい
う課題がある。
たものであって、放電容量が大きく、しかも充放電効率
が高いリチウム二次電池を提供することを目的とする。
の本発明に係るリチウム二次電池(本発明電池)は、組
成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2 (MはY及びZ
rから選ばれた少なくとも一種の元素;0.1≦w≦
1.2;0.01≦x≦0.5;0.001≦y≦0.
2)で表される複合酸化物を正極活物質とする。
≦x≦0.3及び0.005≦y≦0.1の範囲の複合
酸化物が好ましく、また組成式中のMが、Yである複合
酸化物が好ましい。
5の範囲を外れるか、或いは、組成式中のyの範囲が
0.001≦x≦0.2の範囲を外れると、放電容量が
低下したり、充放電効率が低下したりする。
の改良に関する。それゆえ、負極材料、電解液など、電
池を構成する他の部材・要素については従来リチウム二
次電池用として提案され、或いは実用されている種々の
ものを特に制限なく用いることが可能である。
化学的に吸蔵及び放出することができる物質又は金属リ
チウムを使用することができる。リチウムイオンを電気
化学的に吸蔵及び放出することができる物質としては、
黒鉛、コークス、有機物焼成体が例示される。
カーボネート、ビニレンカーボネート、プロピレンカー
ボネートなどの環状炭酸エステルと、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、エトキシメトキシエタ
ン等の低沸点溶媒との混合溶媒に、LiPF6 、LiC
lO4 、LiCF3 SO3 などの溶質を溶かした溶液が
挙げられる。固体電解質を用いることも可能である。
eを主体とするので、容量が大きい。また、Niの所定
量がY等の特定の元素でもって置換されているので、充
放電時に構造破壊が起きにくい。このため、本発明電池
は、放電容量が大きく、しかも充放電効率が高い。
するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して
実施することが可能なものである。
i(OH)2 )と、酸化鉄(III) (Fe2 O3 )と、三
酸化二イットリウム(Y2 O3 )とを、Li:Ni:F
e:Yの原子比1:0.945:0.05:0.005
で混合し、酸素雰囲気下にて850°Cで20時間加熱
処理して、組成式:LiNi0.945 Fe0.05Y0.005 O
2 で表される複合酸化物を作製した。さらに、同様の方
法により、組成式:LiNi0.94Fe0.05Zr0.01O2
で表される複合酸化物を作製した。Zr原料として、Z
r粉末を使用した。これらの各複合酸化物を石川式らい
かい乳鉢で粉砕し、平均粒径5μmの複合酸化物粉末を
得た。粉末X線回折による分析の結果、これらの複合酸
化物粉末は六方晶構造を有することが分かった。次い
で、正極活物質としての各複合酸化物粉末と、導電剤と
してのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ
化ビニリデンとを、重量比90:6:4で混合して正極
合剤を調製し、この正極合剤を2トン/cm2 の圧力で
直径20mmの円盤状に加圧成形し、250°Cで2時
間加熱処理して、正極を作製した。
いて負極を作製した。
の体積比1:1の混合溶媒に、LiClO4 を1モル/
リットル溶かして電解液を調製した。
池A1及びA2(電池寸法:直径24.0mm、高さ
3.0mm)を組み立てた。なお、セパレータとして、
リチウムイオン透過性を有するポリプロピレン製の微多
孔膜を用いた。
0.3 O2 、Li0.95Co1.05O2 及びLiCoO2 で表
される複合酸化物をそれぞれ用いたこと以外は実施例1
及び2と同様にして比較電池X1〜X3を作製した。
放電効率を求めた。放電容量は、0.7mAで4.3V
まで充電した後、0.7mAで3Vまで放電させたとき
の放電容量である。また、充放電効率は、充電容量に対
する放電容量の比率(%)である。結果を表1に示す。
2は、比較電池X1〜X3に比べて、放電容量が格段大
きいとともに、比較電池X1に比べて、充放電効率が格
段高い。
物質として用いたこと以外は実施例1及び2と同様にし
て、本発明電池A3〜A7及び比較電池X4及びX5を
作製した。次いで、各電池について先と同じ条件の充放
電試験を行い、1サイクル目の放電容量及び1サイクル
目の充放電効率を求めた。結果を表2に示す。表2に
は、本発明電池A1の結果も、表1より転記して示して
ある。
x Yy O2 中のyが0.001〜0.2の範囲の複合酸
化物を用いた場合に、放電容量が大きく、しかも充放電
効率の高い電池が得られることが分かる。
物質として用いたこと以外は実施例1及び2と同様にし
て、本発明電池A8〜A12及び比較電池X6を作製し
た。次いで、各電池について先と同じ条件の充放電試験
を行い、1サイクル目の放電容量及び1サイクル目の充
放電効率を求めた。結果を表3に示す。表3には、本発
明電池A2及び比較電池X4の結果も、それぞれ表1及
び表2より転記して示してある。
x Zry O2 中のyが0.001〜0.2の範囲の複合
酸化物を用いた場合に、放電容量が大きく、しかも充放
電効率の高い電池が得られることが分かる。
ウム二次電池に適用する場合を例に挙げて説明したが、
本発明は電池形状に特に制限はなく、円筒型、角型な
ど、他の種々の形状の非水系一次電池又は非水系二次電
池に適用し得るものである。
属リチウムを用いたが、先に挙げた他の負極材料を使用
した場合にも、上記と同様の結果が得られることを確認
した。
も充放電効率が高い。
Claims (5)
- 【請求項1】組成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2
(MはY及びZrから選ばれた少なくとも一種の元素;
0.1≦w≦1.2;0.01≦x≦0.5;0.00
1≦y≦0.2)で表される複合酸化物を正極活物質と
するリチウム二次電池。 - 【請求項2】組成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2
(MはY及びZrから選ばれた少なくとも一種の元素;
0.1≦w≦1.2;0.01≦x≦0.3;0.00
1≦y≦0.2)で表される複合酸化物を正極活物質と
するリチウム二次電池。 - 【請求項3】組成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2
(MはY及びZrから選ばれた少なくとも一種の元素;
0.1≦w≦1.2;0.01≦x≦0.5;0.00
5≦y≦0.1)で表される複合酸化物を正極活物質と
するリチウム二次電池。 - 【請求項4】組成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2
(MはY及びZrから選ばれた少なくとも一種の元素;
0.1≦w≦1.2;0.01≦x≦0.3;0.00
5≦y≦0.1)で表される複合酸化物を正極活物質と
するリチウム二次電池。 - 【請求項5】組成式:Liw Ni1-x-y Fex My O2
中のMがYである請求項1〜4のいずれかに記載のリチ
ウム二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27544196A JP3349363B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27544196A JP3349363B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | リチウム二次電池 |
Publications (2)
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JPH10106568A JPH10106568A (ja) | 1998-04-24 |
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JP27544196A Expired - Fee Related JP3349363B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | リチウム二次電池 |
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JP (1) | JP3349363B2 (ja) |
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1996
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