JPH03149751A - リチウム電池正極用活物質並にその製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リチウム電池正極用活物質並にその製造法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、此−の活物質として、Ｍｏｂ、が公知である。こ
のＭＯへの結晶形態はフレーク状で、層状４１１造を有
し、三次元ネットワークをとるため、結晶格子内へのリ
チウムイオンのインターカレート、ディインターカレー
トが可能な活物質である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のＷｏｏ、は、その結晶梢遺が安定であるため
、放電時、結晶内部の不可逆なサイトまでリチウムイオ
ンを侵入するので、容易にディインターカレートし誼く
なる。その結果、抵抗が増加し、分極が大きくなり、更
には、充放電サイクルと共に電池容量が早期に減少する
等の問題がある。又、ＮＯへは、モリブデンの金属原子
１個に対し、酸素原子が３１１１結合しているため、著
しい導電性の向上は計りにくい問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来のＷｏｏ３から成るリチウム電池正極用
活物質の上記の不都合を解消し、これに比し、充放電サ
イクル毎の容量の低下が少なく、充放電特性に優れたリ
チウム電池用正極活物質を提供するもので、モリブデン
と酸素の２成分組成から成り、且つ酸素空格子点を有す
るモリブデン酸化物から成る。

又、本発明は、本発明の上記活物質の製造法を提供する
もので、Ｈａへ粉と、モリブデンがＭｏＯ３と異なる酸
化数をもつ少なくとも一種のモリブデン酸化物粉とを所
定の割合で混合し、次でその混合粉を加圧して一体化物
とし、次でこれを真空下で加熱焼成することを特徴とす
る特＊作　用〕 本発明のリチウム電池正極用活物質は、Ｍ　Ｏ４０，１
の如く、結晶内に酸素空格子点を有するので、充放電時
、結晶格子内のリチウムの拡散が進み易い柔軟な構造と
なっている。従って、リチウムイオンが移動する方向に
障壁がなく、いわゆる、異方性がなくなるので、リチウ
ムイオンのインターカレート及びディインターカレート
が容易となり、又格子内の移動が容易となり導電性が向
上する。その結果、Ｗｏｏ、活物質に比し、電池の充放
電特性、充放電サイクルの増大をもたらす。

該本発明の上記活物質の製造法によれば、ＨａＯ，粉と
、モリブデンがＮｏへとは酸化数が異なる少なくとも一
種のモリブデン酸化物粉とを、所定の割合で混合し、こ
れを加圧して一体化物とし、次でこれを真空下で焼成す
るようにしたので、酸素空格子点をもった構造のＭ　０
４０　．ｒなどのモリブデン酸化物が得られる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を詳述する。

Ｗｏｏ３粉とＨ００，粉をモル比で３：１になるように
混合する。得られた混合粉を加圧して一体化物とする。

即ち、圧粉成形体とし、これを石英容器内に入れ、好ま
しくは、１０トール以下の真空度となし、この真空封密
容器を電気炉内に入れ、６００℃、５時間加熱焼成する
。この焼成物は、ｘｍ回折により−Ｍ　Ｏａ　ＯＩＩで
あることを確認した。即ち、上記の製造法により金属モ
リブデンに対し酸素原子の不足した、酸素空格子点をも
つ結晶楕遺を有する複合酸化物が生成することが確認さ
れた。このモリブデン酸化物塊を粉砕し、このＭ　Ｏａ
　Ｏｌｌ粉をリチウム正極用活物質として用いるため、
これを主体とし、これにアセチレンブラック及びテフロ
ンディスパージョンを混ぜて、その混合物を乾燥、粉砕
し、これを集電体、例えば金網上に均一な厚さに集積し
、ブレスして直径３６腸、厚さ０．４ｍの正極板を得た
。

一方、厚さ０．７５−の【ｉフォイルを直径３６ｍに打
ち抜いて負極板を製遺し、前記の正極板と該負極板をセ
パレータを介して相対向せしめ、テフロン製電池容器内
に収納し、該両極板間の空間部には、ＩＭのＬＯＣＩＯ
ｎのプロピレンカーボネートＮ液から成る電解液を注入
し、第１図に示す気液密リチウム電池Ａを作製した。図
面で１は本発明の正極活物質から成る正極板、２は負極
板、３は容器、４は電解液、５及び６は正極板１及び負
極板２より夫々導出した正極端子及び負極端子番示す。

比較のため−、従来のリチウム電池正極用活物質として
用いられるＷｏｏ３粉を主体として前記と同様にしてそ
の正極板を作製し、これを負極板と共に前記と同様にし
た第１図と同じ＃１造のリチウム電池を作製した。

これらの比較用電池につき、放電特性曲線と充放電サイ
クル試験を行った。その夫々の試験結果の比較グラフを
第２図及び第３図に示す。

ａ及びｄは、本発明の活物質を正極１とした電池Ａの放
電特性曲線及び充放電サイクル特性曲線、ｂ及びｄは、
比較電池の放電特性曲線と充放電サイクル特性曲線を示
す。

これから明らかなように、本発明の活物質Ｍ０４０目は
、従来のＨＯへを活物質とした場合に比し、著しく電池
容量が増大し、且つ電池の充放電サイクル寿命を著しく
延長できることが分かる。従って又、本発明の正極活物
質により高エネルギー密度のリチウム二次電池を構成す
ることができることが分かる。

上記から明らかなように−Ｍ　ｏｓ　Ｏ＋　＋の始き酸
素空格子点をもつ金属モリブデン単独の複合酸化物は、
Ｍ　ｏｓ　Ｏ＋　Ｉと同様にリチウム電池正極用活物質
として有効である。即ち、か１る複合酸化物の製造法は
、Ｍ　ｏａ　Ｏ、ｒの製造法と同様であり、その配合＃
Ｉ料はＮｏへ粉と、モリブデンがＭｏＯ３と異なる酸化
数をもつ少なくとも一種のモリブデン酸化物粉、例えば
、ＨｎＯ，、ＨｎＯ、Ｍ　ｎｔ　Ｏｘなどの少なくとも
一種とを−所定の割合で混合し、次でその混合物を加圧
してその一体化物、即ち、圧粉成形体とした後、これを
真空下で加熱焼成することにより、具体的には、上記の
ようにその固波物を密封容器に入れ、１０）−ル以下に
減圧真空とし、該真空下で、焼成炉で６００℃、５時間
加熱焼成することにより本発明の上記のモリブデン酸化
物が！！！遺できる。而して、これを粉砕し、リチウム
電池正極用活物質として使用することにより一上記のＭ
　ｏａ　Ｏｒ　＋を用いたと同様の優れた正極をもたら
ず。

〔発明の効果〕

このようｔこ本発明によれば、モリブデンと酸素の２成
分から成り、且つ酸素空格子点を有する＃Ｉ造から成る
Ｍ　Ｏａ　Ｏ１１の如きモリブデン酸化物をリチウム正
極用活物質とするので、従来のＮｏへを活物質とするに
比し、著しく容量が増大し、且つ充放電特性が向上し、
寿命並に高エネルギー密度の改善されたリチウム電池を
もたらずなどの効果を有する。

又、本発明のＭ　ｏｓ　Ｏ＋　＋その他の上記活物質は
、ＭＯへ粉と、モリブデンがＮＯへと異なる酸化数をも
つ少なくとも一種のモリブデン酸化物とを混合し、その
混合物を加圧して一体化物としたものを、真空下で加熱
焼成することにより製造することができる効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１例の活物質を使用した正極を具備
したリチウム電池の断面図、第２図は、該リチウム電池
と比較リチウム電池との放電特性の比較グラフ、第３図
は、両電池の充放電サイクル特性の比較グラフを示す。 １・・一本発明の正極活物質を用いた正極板Ａ・・・本
発明の正極板を使用したリチウム電池ａ・・・同電池の
放電特性曲線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モリブデンと酸素の２成分組成から成り、且つ酸素
   空格子点を有するモリブデン酸化物から成るリチウム電
   池正極用活物質。 ２、該モリデブン酸化物は、Ｍｏ＿４Ｏ＿１＿１である
   リチウム電池正極用活物質。 ３、ＭｏＯ＿３粉と、モリブデンがＭｏＯ＿３と異なる
   酸化数をもつ少なくとも一種のモリブデン酸化物粉とを
   所定の割合で混合し、次でその混合粉を加圧して一体化
   物とし、次でこれを真空下で加熱焼成することを特徴と
   するリチウム電池正極用活物質の製造法。 ４、モリブデンがＭｏＯ＿３と異なる酸化数をもつ少な
   くとも一種のモリブデン酸化物は、ＭｏＯ＿２である請
   求項２記載のリチウム電池正極用活物質の製造法。