JPH03127454A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH03127454A JPH03127454A JP1262429A JP26242989A JPH03127454A JP H03127454 A JPH03127454 A JP H03127454A JP 1262429 A JP1262429 A JP 1262429A JP 26242989 A JP26242989 A JP 26242989A JP H03127454 A JPH03127454 A JP H03127454A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は非水電解質二次電池の改良 特に正極）Ｊｉ物
質の改良にかかり、電池の放電容量の増加とともにサイ
クル特性の向上を目指すものであも従来の技術 リチウムまたはリチウム化合物を負極とする非水電解質
二次電池は高電圧で高エネルギー密度となることが期待
され 多くの研究が行なわれてい社 特に これら電池の正極活物質としてＭｎＯ２やＴｉＳ
２がよく検討されている。最Ｍ ミズシマ等によりＬ
ｉＣｏ０ａが正極活物質となることが報告された（マテ
リアルリサーチブレチン １９８０年１５巻７８３−７
８９頁）。
質の改良にかかり、電池の放電容量の増加とともにサイ
クル特性の向上を目指すものであも従来の技術 リチウムまたはリチウム化合物を負極とする非水電解質
二次電池は高電圧で高エネルギー密度となることが期待
され 多くの研究が行なわれてい社 特に これら電池の正極活物質としてＭｎＯ２やＴｉＳ
２がよく検討されている。最Ｍ ミズシマ等によりＬ
ｉＣｏ０ａが正極活物質となることが報告された（マテ
リアルリサーチブレチン １９８０年１５巻７８３−７
８９頁）。
ＬｉＣｏＯ２は六方晶の結晶構造であり、電池の正極１
占物質として用いた場合、 ４．５ボルトまで充電し２
ボルトまで放電すると１段の放電曲線を示−リｔ 電池
の放電電圧は４ボルト程度の高い電圧となり、正極活物
質として有望と考えられていもこのＬｉＣｏＯ２を充電
すると、ＬｉＣｏＯｓ中のＬｌが結晶より出て、Ｌｉ０
として電解質中にはい屯 したがって充電状態の正極活
物質！友Ｌｉ、ＣＯＯ２（０＜Ｘ＜ １）で表わせるこ
とになん放電時に４１ 充電と逆の反応が起こり電解
質中のＬｉ４イオンが結晶中にはいも しかし この正極活物質はサイクル特性に問題があった
つまり充電放電を繰り返すと放電容量の低下が極めて
顕著であった 発明が解決しようとする課題 本発明ｉ＆Ｌｉｃｏ○２を正極活物質とする非水電解質
二次電池のサイクル特性の向上を目的とし正極活物質の
改良を行なうものである。
占物質として用いた場合、 ４．５ボルトまで充電し２
ボルトまで放電すると１段の放電曲線を示−リｔ 電池
の放電電圧は４ボルト程度の高い電圧となり、正極活物
質として有望と考えられていもこのＬｉＣｏＯ２を充電
すると、ＬｉＣｏＯｓ中のＬｌが結晶より出て、Ｌｉ０
として電解質中にはい屯 したがって充電状態の正極活
物質！友Ｌｉ、ＣＯＯ２（０＜Ｘ＜ １）で表わせるこ
とになん放電時に４１ 充電と逆の反応が起こり電解
質中のＬｉ４イオンが結晶中にはいも しかし この正極活物質はサイクル特性に問題があった
つまり充電放電を繰り返すと放電容量の低下が極めて
顕著であった 発明が解決しようとする課題 本発明ｉ＆Ｌｉｃｏ○２を正極活物質とする非水電解質
二次電池のサイクル特性の向上を目的とし正極活物質の
改良を行なうものである。
課題を解決するための手段
ＬｉｘＣｏＯａで表わされ １．０５≦Ｘ≦１．３であ
る正極活物質を用いたたことを特徴と非水電解質電池で
あも 作用 ＬｉＣｏＯ２は六方晶の結晶構造であり、充電により結
晶よりＬｉが抜き取られ 放電によりＬｉが結晶中に人
も し、たがって、 Ｌｉ量の多いＬｉうＣＯＯ２を化
学的に合ｔ７．Ｉ、正極活物質として用いてＬ 放電容
量やサイクル特性には変化がないと推定できる。しかし
実験を行なってみると、放電容量やサイクル特性が変
化し九 理由として、充電により結晶よりすべてのＬ
ｉが抜き取られるわけでなく、一部は結晶中に残も こ
のこと（よ抜き取りにくいＬｌが存在し 他のＬｉの移
動に際して邪魔をしていると考えた 化学的に合成した
Ｘ＞ＩのＬｉ量の多いＬｉｘＣｏｔで、サイクル特性が
向上したの（よ この邪魔をしているＬｉが多いためと
考えている。このサイクル特性向上の要因として、この
邪魔をしているＬｌが結晶の安定性に寄与していたため
と考えられる。
る正極活物質を用いたたことを特徴と非水電解質電池で
あも 作用 ＬｉＣｏＯ２は六方晶の結晶構造であり、充電により結
晶よりＬｉが抜き取られ 放電によりＬｉが結晶中に人
も し、たがって、 Ｌｉ量の多いＬｉうＣＯＯ２を化
学的に合ｔ７．Ｉ、正極活物質として用いてＬ 放電容
量やサイクル特性には変化がないと推定できる。しかし
実験を行なってみると、放電容量やサイクル特性が変
化し九 理由として、充電により結晶よりすべてのＬ
ｉが抜き取られるわけでなく、一部は結晶中に残も こ
のこと（よ抜き取りにくいＬｌが存在し 他のＬｉの移
動に際して邪魔をしていると考えた 化学的に合成した
Ｘ＞ＩのＬｉ量の多いＬｉｘＣｏｔで、サイクル特性が
向上したの（よ この邪魔をしているＬｉが多いためと
考えている。このサイクル特性向上の要因として、この
邪魔をしているＬｌが結晶の安定性に寄与していたため
と考えられる。
逆にＸ＜ｌのＬｉの少ないＬｉｘＣｏ○２を化学的に合
成して正極活物質とした場合に（よ サイクルＪ、ｊｒ
性が低下し／ら これ（上 結晶の安定性に寄与してい
る邪魔をしているＬｉが少ないためと思う。
成して正極活物質とした場合に（よ サイクルＪ、ｊｒ
性が低下し／ら これ（上 結晶の安定性に寄与してい
る邪魔をしているＬｉが少ないためと思う。
このこと（友 電池中でＬｉＣｏＯ２を充電して正拘ｌ
中で生成するＸ＜１のＬｉｘＣｏ○２と化学的に合成し
たＬｉｘＣｏＯａとでは電池特性が変わることを示して
いも 実施例 １− ｌ Ｃｏ Ｑａの製法 り、１２ｃＯ３か１モルに対しＣ０ＣＯ３を２モルの割
合でよく混合したのべ 混合物を人気中で９００℃でｌ
Ｏ時間加熱ＬＬｉＣｏ０２を作ッｆ−６Ｌｉ−Ｃｏ０２
の製法 Ｌｉ２ＣＯ５とＣ０ＣＯ３を所定のＬｉ原子分がＸモ４
．Ｃｏ原子分が１モルの割合でよく混合したのち、混合
物を大気中で９００℃で１０時間加塾し作っｔ：４ ここで（よ Ｘ＝ １．４，１．３，１．２，１．１５
，１．１．０，９５，０，９０，０．８５，０．８０の
ものを作り正極活物質としｆら 電池の製造 正極活物質としてＬｉＣｏＯ２やＬｉ２ＣＯ５を用いて
これを７重量、導電剤としてのアセチレンブラック２重
量餓 結着剤としてのポリ４弗化工チレン樹脂１重量部
を混合して正極合剤としｔ４正極合剤Ｏ１１グラムを直
径１７．５ｍｍに１トン／ｃｍ２でブレス底型して、正
極とした 製造した電池の断面図を第２図に示九 成型
した正極ｌをケース２に置く。正極１の上にセパレータ
３としての多孔性ポリプロピレンフィルムを置いた 負
極として直径１７．５ｍｍ厚さ０．３ｍｍのリチウム板
４を、ポリプロピレン製ガスケット６を付けた封口板５
に圧着した 非水電解質として、 １モル／ｌの過塩素
酸リチウムを溶解した 体積比で１対１のプロピレンカ
ーボネートとジメトキシエタンの混合溶液を用Ｌ＼ こ
れをセパレータ上および負極上に加え池 その後電池を
封口し九これら電池を、０．５ｍＡの定電流で４，５ボ
ルトまで充電Ｌ２ボルトまで放電し この充電放電を繰
り返した 第１図？よ 従来例としてのＬｉＣ００２と
本発明の一つであるＬ ｉ ＋、１６ＣＯ０２を正極活
物質とした電池の各サイクルでの放電容量をプロットし
たものである。図中Ａは本発明のＬｌｌ、１６ｃＯＯ２
を、 Ｂは従来例としてのＬｉＣｏ０ｚを正極活物質と
しまた電池であも これより、 Ｌ１＊ Ｃｏ Ｏａの
Ｘをｌより人にすることによりサイクル特性が向上する
ことがわかる。
中で生成するＸ＜１のＬｉｘＣｏ○２と化学的に合成し
たＬｉｘＣｏＯａとでは電池特性が変わることを示して
いも 実施例 １− ｌ Ｃｏ Ｑａの製法 り、１２ｃＯ３か１モルに対しＣ０ＣＯ３を２モルの割
合でよく混合したのべ 混合物を人気中で９００℃でｌ
Ｏ時間加熱ＬＬｉＣｏ０２を作ッｆ−６Ｌｉ−Ｃｏ０２
の製法 Ｌｉ２ＣＯ５とＣ０ＣＯ３を所定のＬｉ原子分がＸモ４
．Ｃｏ原子分が１モルの割合でよく混合したのち、混合
物を大気中で９００℃で１０時間加塾し作っｔ：４ ここで（よ Ｘ＝ １．４，１．３，１．２，１．１５
，１．１．０，９５，０，９０，０．８５，０．８０の
ものを作り正極活物質としｆら 電池の製造 正極活物質としてＬｉＣｏＯ２やＬｉ２ＣＯ５を用いて
これを７重量、導電剤としてのアセチレンブラック２重
量餓 結着剤としてのポリ４弗化工チレン樹脂１重量部
を混合して正極合剤としｔ４正極合剤Ｏ１１グラムを直
径１７．５ｍｍに１トン／ｃｍ２でブレス底型して、正
極とした 製造した電池の断面図を第２図に示九 成型
した正極ｌをケース２に置く。正極１の上にセパレータ
３としての多孔性ポリプロピレンフィルムを置いた 負
極として直径１７．５ｍｍ厚さ０．３ｍｍのリチウム板
４を、ポリプロピレン製ガスケット６を付けた封口板５
に圧着した 非水電解質として、 １モル／ｌの過塩素
酸リチウムを溶解した 体積比で１対１のプロピレンカ
ーボネートとジメトキシエタンの混合溶液を用Ｌ＼ こ
れをセパレータ上および負極上に加え池 その後電池を
封口し九これら電池を、０．５ｍＡの定電流で４，５ボ
ルトまで充電Ｌ２ボルトまで放電し この充電放電を繰
り返した 第１図？よ 従来例としてのＬｉＣ００２と
本発明の一つであるＬ ｉ ＋、１６ＣＯ０２を正極活
物質とした電池の各サイクルでの放電容量をプロットし
たものである。図中Ａは本発明のＬｌｌ、１６ｃＯＯ２
を、 Ｂは従来例としてのＬｉＣｏ０ｚを正極活物質と
しまた電池であも これより、 Ｌ１＊ Ｃｏ Ｏａの
Ｘをｌより人にすることによりサイクル特性が向上する
ことがわかる。
正極活物質のサイクル特性を表わす指数として、第２サ
イクル目の放電容量から第１０サイクル目の放電容量を
引き、それを第２サイクル目の放電容量で除した値を用
いることにしへ すなわち、サイクルによる劣化率であ
りこの値が小さいほど良いことになる。
イクル目の放電容量から第１０サイクル目の放電容量を
引き、それを第２サイクル目の放電容量で除した値を用
いることにしへ すなわち、サイクルによる劣化率であ
りこの値が小さいほど良いことになる。
第３図にＬＬ、 ＬｉＣ００のＸに対して上記で定撹
したサイクルによる劣化率をプロットし九Ｘが大きいほ
ど劣化率が小さくなっｔ：、 ＬかしＸ＞１．３で（
、ｔ、サイクル特性はむしろ悪くなもＸ練圓折で調べる
と Ｌ、１ｃｏＯａのピーク以外に他のピークが見られ別の
化合和か生成しているためと考えた発明の効果 以ト４述べたように 本発明ｉ：ｔ−，ＬｉｘＣｏＯ２
で表わされ １．０５≦Ｘ≦１．３である正極活物質を
正補に用いることにより、非水電解質二次電池のサイク
ル特性を向」ニさせることができる。
したサイクルによる劣化率をプロットし九Ｘが大きいほ
ど劣化率が小さくなっｔ：、 ＬかしＸ＞１．３で（
、ｔ、サイクル特性はむしろ悪くなもＸ練圓折で調べる
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化合和か生成しているためと考えた発明の効果 以ト４述べたように 本発明ｉ：ｔ−，ＬｉｘＣｏＯ２
で表わされ １．０５≦Ｘ≦１．３である正極活物質を
正補に用いることにより、非水電解質二次電池のサイク
ル特性を向」ニさせることができる。
１ｇ １図は本発明の一実施例の電池と、従来例の電、
也の放電容量特性＠ 第２図は試験に用いた電池の縦断
面は 第３図はＬｉｘＣｏ○２のＸに対してナイクルに
よる劣化率をプロットした図であもＡ・・本発明の電ｌ
ｌｉ！、 Ｂ・・従来？Ｌ １・・正風 ２・・ケ
ース、 ３・・セバレー久 ４・・リチウム板、 ５・
・１４Ｅ」板、 ６・・ガスケット。
也の放電容量特性＠ 第２図は試験に用いた電池の縦断
面は 第３図はＬｉｘＣｏ○２のＸに対してナイクルに
よる劣化率をプロットした図であもＡ・・本発明の電ｌ
ｌｉ！、 Ｂ・・従来？Ｌ １・・正風 ２・・ケ
ース、 ３・・セバレー久 ４・・リチウム板、 ５・
・１４Ｅ」板、 ６・・ガスケット。
Claims (1)
- リチウムまたはリチウム化合物を負極とし、リチウム塩
を含む非水電解質と、正極活物質を具備し、前記正極活
物質はＬｉ＿ｘＣｏＯ＿２（但し、１．０５≦Ｘ≦１．
３）であることを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1262429A JPH03127454A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1262429A JPH03127454A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03127454A true JPH03127454A (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=17375664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1262429A Pending JPH03127454A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03127454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992020112A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JP2008071622A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Sony Corp | 非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1262429A patent/JPH03127454A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992020112A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| US5427875A (en) * | 1991-04-26 | 1995-06-27 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| JP2008071622A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Sony Corp | 非水電解質二次電池用正極活物質およびその製造方法 |
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