JP6836281B2 - 二次電池 - Google Patents
二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6836281B2 JP6836281B2 JP2019022764A JP2019022764A JP6836281B2 JP 6836281 B2 JP6836281 B2 JP 6836281B2 JP 2019022764 A JP2019022764 A JP 2019022764A JP 2019022764 A JP2019022764 A JP 2019022764A JP 6836281 B2 JP6836281 B2 JP 6836281B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- secondary battery
- battery
- film
- lithium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 44
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 44
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 39
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 29
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 26
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 12
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 11
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 11
- 239000012448 Lithium borohydride Substances 0.000 claims description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 60
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 23
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002227 LISICON Substances 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002228 NASICON Substances 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014195 BM-400B Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 150000008360 acrylonitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N lithium dihydrogen borate oxalic acid Chemical compound B([O-])(O)O.C(C(=O)O)(=O)O.C(C(=O)O)(=O)O.[Li+] DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N lithium dioxido(dioxo)manganese nickel(2+) Chemical compound [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Ni+2].[Li+] BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K lithium;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Mn+2].[O-]P([O-])([O-])=O ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N lithium;manganese;nickel;oxocobalt Chemical compound [Li].[Mn].[Ni].[Co]=O VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M methyl carbonate Chemical compound COC([O-])=O CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009783 overcharge test Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005011 time of flight secondary ion mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
20/100 < ニオブ酸リチウム/樹脂 < 110/100
Li1+x+yAlx(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12 、Na1+xZr2SixP3-xO12 等
電極10は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有する複合酸化物を有している。例えば、アルカリ金属はリチウムおよびナトリウムの少なくとも1種であり、アルカリ土類金属はマグネシウムである。複合酸化物は、二次電池100の正極活物質として機能する。例えば、電極10は、複合酸化物および正極結着剤を混合した正極電極材から形成される。また、正極電極材には、さらに導電材が混合されてもよい。なお、複合酸化物は、1種類に限られず、複数種類であってもよい。
電極20は電極10において発生するイオンやホール、電子を吸蔵および放出可能である。電極20の活物質として、少なくともグラファイトとグラフェンとシリコン含有物を有し、加えて、各種天然黒鉛、人造黒鉛、シリコン系複合材料(シリサイド)、酸化シリコン系材料、チタン合金系材料、および各種合金組成材料を単独または混合して用いることができる。
ホール伝達部材30は、電解液を有さず、今回、フィルムシート状とする構成を見出した。ホール伝達部材30は、アクリル樹脂を含むことが好ましい。これは、アクリル樹脂のラジカル伝達機能がホールを効率よく運ぶことを今回見出したことによる。また、樹脂フィルムにより固体電解質や電解質を滑落防止でき、振動試験、衝突試験に対して耐性を向上させることに結び付く。更に、電池に可撓性を付与できることにも繋がった。
例えば、第1集電体110および第2集電体120はステンレス鋼もしくはニッケル箔から形成されている。これにより、低コストで電位幅を拡大させることができる。
住友スリーエム株式会社製ニッケルマンガンコバルト酸リチウムBC−618、株式会社クレハ製PVDF#1320(固形分12重量部のN−メチルピロリドン(NMP)溶液)、および、アセチレンブラックを重量比率3:1:0.09で、さらなるN−メチルピロリドン(NMP)とともに双腕式練合機にて攪拌し、正極電極材を作製した。厚さ13.3μmのアルミニウム箔に正極電極材を塗布して乾燥させた後、総厚が155μmとなるように圧延し、その後、特定の大きさに切り出して正極の電極を形成した。
ニッケル酸リチウム(住友金属鉱山株式会社製)にアンチモン(Sb)を0.7重量%ドープした材料、Li1.2MnPO4(Dow Chemical Company製のLithiated Metal Phosphate II)、および、Li2MnO3(Zhenhua E−Chem co.,ltd製のZHFL−01)をそれぞれ重量比率54.7重量%、18.2重量%、18.2重量%となるように混合し、ホソカワミクロン株式会社製のAMS−LAB(メカノフュージョン)において回転速度1500rpmで3分間処理し、電極10の活物質を作製した。次に、活物質、導電部材であるアセチレンブラック、および、アクリル基を有するポリアクリル酸モノマーからなる結着剤(日本ゼオン株式会社製SX9172)を固形分重量比率92:3:5で、N−メチルピロリドン(NMP)とともに双腕式練合機にて攪拌し、正極電極材を作製した。
比較例3では、前記電極20の負極表面にN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に溶かしたPbI2溶液濃度40%をマイクログラビアで塗工乾燥し、更に、CH3NH3Iを2-プロパノールに濃度45%溶解させたものをその上からマイクログラビアで塗工乾燥し、更に、真空乾燥―100kPaの減圧下で105℃72時間保管したものを用いて電池化した。この手法で得た負極表面にはCH3NH3PbI3が4〜6μm程度形成できていることをTOF-SIMS等により確認した。
露点−60℃の雰囲気環境の中、アクリル樹脂材料(アクリルモノマー)とLiBH4(リチウムボロハライド)(Sigma-Aldrich社製)を1:1の重量比でTHF54重量%溶液としたものをPET上に塗工し、乾燥(100℃24時間−100kPa真空乾燥)をする(乾燥後の膜厚が25μmとなるように)ことによってフィルム化し、PETから剥がして、このフィルム(第2樹脂シート)を前記電極20の負極表面に転写設置する。前記正極10と対向させて積層することによって電池を得る。図1に、第2樹脂シートとしての固体電解質フィルム32を示す。実施例1では、固体電解質フィルム32がホール伝達部材30として機能する。
次に、実施例1の構成に加えて、LiNbO3ニオブ酸リチウム(Sigma-Aldrich社製)をアクリル樹脂材料と重量比1:1で混合し、53%NMP溶液を作製し、PET上に塗工乾燥(100℃24時間−100kPa真空乾燥)をする(乾燥後の膜厚が25μmとなるように)ことによってフィルム化し、PETから剥がして、このフィルム(第1樹脂シート)を正極10の電極表面に対して、転写設置して電池化した。図1に、第1樹脂シートとしてのニオブ酸リチウム含有フィルム31を示す。実施例2では、ニオブ酸リチウム含有フィルム31及び固体電解質フィルム32がホール伝達部材30として機能する。
比較例1の仕様電位範囲1V−3.8Vにおける1C放電容量を100として各二次電池の容量比較性能評価を行った。また、電池の形状は、今回、角型電池缶を用い、積層電池とした。さらに、10C/1Cの放電容量比を測定した。これによって、高出力性能を評価する。同様に10C/1C充電容量比を測定した。これによって入力性能、急速充電性を評価する。
満充電した二次電池に対して、2.7mm径の鉄製丸釘を常温環境下で5mm/秒の速度で貫通させた時の発熱状態及び外観を観測した。下記表1に結果を示す。表1では、二次電池の温度及び外観の変化が生じなかった二次電池を「OK」と示し、二次電池の温度及び外観の変化が生じた二次電池を「NG」と示している。
充電率200%を電流維持し、15分以上外観に変化が生じるか否かを判定した。下記表1に結果を示す。表1では、異常を起こさなかった二次電池を「OK」と示し、変化(膨れまたは破裂等)が生じた二次電池を「NG」と示している。
実施例1、実施例2及び比較例1から比較例3の二次電池を仕様電位範囲1V−3.8V仕様の場合、25℃で1C/3.8Vで充電した後、1C/1V放電を3000サイクル及び1万サイクル実施し、初回目の容量に対して容量低下を比較した。
表1に上述した評価結果を示す。
20 第2電極
30 ホール伝達部材
31 ニオブ酸リチウム含有フィルム(第1樹脂シート)
32 固体電解質フィルム(第2樹脂シート)
100 二次電池
Claims (8)
- 正極活物質として機能するp型半導体であるp型複合酸化物を有する第1電極と、
負極活物質として少なくともグラファイト、グラフェン、及びシリコンを含有し、n型半導体として機能する第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極の間に設けられ両電極間でホールを伝達するホール伝達部材と、を有し、
前記ホール伝達部材は、フィルム状の第1樹脂シート及び固体電解質を含有したフィルム状の第2樹脂シートの少なくとも一方である二次電池。 - 前記第1電極が少なくとも酸化ニッケルを含有する請求項1記載の二次電池。
- 前記第1樹脂シートが少なくともニオブ酸リチウムを含有する請求項1又は2記載の二次電池。
- 前記第1樹脂シートの樹脂とニオブ酸リチウムとの重量割合が以下の範囲である請求項3記載の二次電池。
20/100 < ニオブ酸リチウム/樹脂 < 110/100 - 前記固体電解質がペロブスカイト構造を有する請求項1記載の二次電池。
- 前記ペロブスカイト構造を有する固体電解質がLiBH4である請求項5記載の二次電池。
- 前記第1樹脂シート及び前記第2樹脂シートの樹脂材料がアクリル樹脂である請求項1から請求項6のいずれか一つに記載の二次電池。
- 正極に前記第1樹脂シートが貼り付けられ、負極に前記第2樹脂シートが貼り付けられて成る請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/050177 WO2020137912A1 (ja) | 2018-12-28 | 2019-12-20 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018248140 | 2018-12-28 | ||
JP2018248140 | 2018-12-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020109735A JP2020109735A (ja) | 2020-07-16 |
JP2020109735A5 JP2020109735A5 (ja) | 2020-08-27 |
JP6836281B2 true JP6836281B2 (ja) | 2021-02-24 |
Family
ID=71570105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019022764A Active JP6836281B2 (ja) | 2018-12-28 | 2019-02-12 | 二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6836281B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022029575A1 (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電極、負極活物質、負極、二次電池、移動体および電子機器、負極活物質の作製方法、ならびに負極の作製方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103137929A (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法、含有该隔膜的锂离子电池 |
JP2014127435A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | 全固体電池の製造方法 |
CN104241679A (zh) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 上海绿孚新能源科技有限公司 | 二次电池 |
CN104241678A (zh) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 上海绿孚新能源科技有限公司 | 二次电池及用于二次电池的电极 |
CN106463731A (zh) * | 2014-02-21 | 2017-02-22 | 赫尔克里士有限公司 | 用于锂离子电池的交联的粘合剂 |
WO2015161188A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Aiping Yu | Wearable battery charger |
WO2016114321A1 (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 中島 潤二 | 二次電池 |
JP6704295B2 (ja) * | 2016-05-19 | 2020-06-03 | マクセルホールディングス株式会社 | 全固体リチウム二次電池及びその製造方法 |
JP2019002171A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社福原鋳物製作所 | 水道用ねじ式弁筐 |
JP6872983B2 (ja) * | 2017-06-13 | 2021-05-19 | Ykk Ap株式会社 | 建具の取付構造 |
JP6518734B2 (ja) * | 2017-08-03 | 2019-05-22 | 株式会社パワーフォー | 二次電池 |
JP6498335B2 (ja) * | 2018-03-19 | 2019-04-10 | 古河機械金属株式会社 | 固体電解質シート、全固体型リチウムイオン電池、および固体電解質シートの製造方法 |
-
2019
- 2019-02-12 JP JP2019022764A patent/JP6836281B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020109735A (ja) | 2020-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4402832B2 (ja) | 充電可能な電池 | |
JP6203709B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
JP6518734B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6527174B2 (ja) | 二次電池 | |
KR20140145913A (ko) | 이차전지 | |
KR20160001651A (ko) | 리튬 이차전지 | |
TW201448317A (zh) | 二次電池 | |
KR20140145915A (ko) | 이차전지 및 이차전지용 전극 | |
KR20140145914A (ko) | 양극 활물질 및 이차전지 | |
JP6836281B2 (ja) | 二次電池 | |
WO2020137912A1 (ja) | 二次電池 | |
CN109326773B (zh) | 一种电极活性材料、电池电极及半导体纳米电池 | |
JP7550431B2 (ja) | 二次電池 | |
JP7074203B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP5766009B2 (ja) | 負極活物質、その製造方法及びこれを採用した負極とリチウム電池 | |
KR20140145916A (ko) | 이차전지 및 이차전지용 전극 | |
JP2013254585A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP7427025B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
KR102271094B1 (ko) | 바이모달 다공성 구조체의 제조 방법 | |
CN108400331B (zh) | 二次电池 | |
KR20180050165A (ko) | 안전성이 향상된 리튬 이차전지 | |
KR20150050150A (ko) | 상 변환 물질을 포함하는 리튬 이차전지 외장재 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200702 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200702 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200702 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6836281 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |