JP4955231B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
前記コバルト酸リチウムは、Tiが添加された第1のコバルト酸リチウムと、Al、Mgから選択される少なくとも1種が添加された第2のコバルト酸リチウムを混合したものからなり、
前記コバルト酸リチウムは、下記条件(1)及び(2)のうち少なくとも一方の条件を満たすことを特徴とする。
(1)前記第1のコバルト酸リチウムの比表面積が1.0m 2 /g以上である、
(2)前記第2のコバルト酸リチウムの比表面積が1.0m 2 /g以下である。
出発原料として、リチウム源には炭酸リチウム(Li2CO3)を用いた。コバルト源には、炭酸コバルト合成時に異種元素としてチタン(Ti)を正極活物質の総量に対する重量比で4000ppmとなるように添加した四酸化コバルト(Co3O4)を用いた。これらをLi/Coのモル比が1になるように秤量後、乳鉢で混合し、これを空気雰囲気下において840℃で20時間焼成し、Ti添加コバルト酸リチウム(LiCoO2)を得た。これを乳鉢で平均粒径6μmまで粉砕し、正極活物質1とした。正極活物質の組成はプラズマ発光分析(ICP)および光電子分光分析(XPS)より分析し、コバルト酸リチウム表面にTi元素が担持されていることを確認した。
出発原料として、リチウム源には炭酸リチウム(Li2CO3)を用いた。コバルト源には炭酸コバルト合成時に異種元素としてアルミニウム(Al)を正極活物質の総量に対する重量比で1900ppmとなるように添加した四酸化コバルト(Co3O4)を用いた。これらをLi/Coのモル比が1になるように秤量後、乳鉢で混合し、これを空気雰囲気下において850℃で20時間焼成し、Al添加コバルト酸リチウム(LiCoO2)を得た。これを乳鉢で平均粒径18μmまで粉砕し、正極活物質2とした。正極活物質の組成はプラズマ発光分析(ICP)および光電子分光分析(XPS)より分析し、コバルト酸リチウム結晶内部にAl元素が固溶されていることを確認した。
人造黒鉛粉末が95重量部と、導電補助剤としての炭素粉末が2重量部、PVDF粉末が3重量部となるように混合し、これをNMP溶液と混合してスラリー調整し、このスラリーを厚さ20μmの銅製の集電体の片面にドクターブレード法により塗布して活物質層を形成した。その後、圧縮ローラーを用いて155μmに圧縮し、短辺の長さ42mm、長辺の長さ300mmの負極を作製した。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの3:7体積混合溶媒に支持塩として1mol/LのLiPF6を溶解して電解液とした。
上述した正極、負極、電解液を用いてリチウム非水電解質二次電池を作製したのち、4.5Vまで充電した後、充電状態で上記リチウム非水電解質二次電池から正極を取り出し示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて発熱量測定を行った。室温から300℃まで毎分5℃で昇温させて発熱開始温度と発熱ピーク温度で評価した。
実施例1〜実施例8、及び参考例1として、Ti添加LiCoO2及びAl添加LiCoO2の混合比を6:4とし、それぞれの比表面積を種種変化させてリチウム非水二次電池を作製し、それぞれの電池についてDSC評価を測定した結果を表1及び図1にまとめて示す。
実施例9〜実施例13及び比較例1〜比較例2として、比表面積1.5m2/gのTi添加LiCoO2及び比表面積0.3m2/gのAl添加LiCoO2の混合比率を種種変化させてリチウム非水二次電池を作製し、それぞれの電池についてDSC評価を測定した結果を表2及び図2にまとめて示す。
実施例14〜実施例21、及び参考例2として、Ti添加LiCoO2及びMg添加LiCoO2の混合比を60:40とし、それぞれの比表面積を種種変化させてリチウム非水二次電池を作製し、それぞれの電池についてDSC評価を測定した結果を表3及び図3にまとめて示す。
実施例22〜実施例26及び比較例3〜比較例4として、比表面積1.5m2/gのTi添加LiCoO2及び比表面積0.3m2/gのMg添加LiCoO2の混合比率を種種変化させてリチウム非水二次電池を作製し、それぞれの電池についてDSC評価を測定した結果を表4及び図4にまとめて示す。
Claims (3)
- 正極活物質としてコバルト酸リチウム、負極活物質として炭素を用いた非水電解質二次電池であって、
前記コバルト酸リチウムは、Tiが添加された第1のコバルト酸リチウムと、Al、Mgから選択される少なくとも1種が添加された第2のコバルト酸リチウムを混合したものからなり、
前記コバルト酸リチウムは、下記条件(1)及び(2)のうち少なくとも一方の条件を満たすことを特徴とする非水電解質二次電池。
(1)前記第1のコバルト酸リチウムの比表面積が1.0m 2 /g以上である、
(2)前記第2のコバルト酸リチウムの比表面積が1.0m 2 /g以下である。 - 前記第1のコバルト酸リチウム及び第2のコバルト酸リチウムの混合比が質量比で9:1〜5:5であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 前記第1のコバルト酸リチウムは、Tiが表面に担持されたコバルト酸リチウムであり、
前記第2のコバルト酸リチウムは、Al、Mgから選択された少なくとも1種が固溶したコバルト酸リチウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池。
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