JPH03225756A - Nonaqueous electrolytic secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolytic secondary battery

Info

Publication number
JPH03225756A
JPH03225756A JP2021132A JP2113290A JPH03225756A JP H03225756 A JPH03225756 A JP H03225756A JP 2021132 A JP2021132 A JP 2021132A JP 2113290 A JP2113290 A JP 2113290A JP H03225756 A JPH03225756 A JP H03225756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
positive electrode
secondary battery
active material
manganese oxide
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.)
Pending
Application number
JP2021132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Ogino
隆夫 荻野
Hiroaki Wada
宏明 和田
Yoshitomo Masuda
善友 増田
Tadaaki Miyazaki
忠昭 宮崎
Takahiro Kawagoe
隆博 川越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP2021132A priority Critical patent/JPH03225756A/en
Publication of JPH03225756A publication Critical patent/JPH03225756A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To obtain a high discharge capacity and excellent charge and discharge characteristic by using a lithium manganese oxide having main peaks at specified angles in X-ray diffraction by FeKalpha ray and a maximum strength peak within a specified range as a positive electrode active material. CONSTITUTION:As a positive electrode active material, a lithium manganese oxide obtained by mixing manganese dioxide with a lithium compound followed by baking is used. Further, this compound has main peaks at 2theta=23 deg.+ or -1 deg., 27.5 deg.+ or -1 deg., 40 deg.+ or -1 deg., 47 deg.+ or -1 deg., 53 deg.+ or -1 deg., 68 deg.+ or -1 deg., respectively, in X-ray diffraction by FeKalpha ray and a value in which the main peak strength of 2theta=23 deg. is divided by the main peak strength at 2theta=27.5 deg. is within the range of 0.5 to 1.2. By optimizing the maximum strength peak of the lithium manganese oxide in which trivalent and tetravalent manganese atoms are included, a nonaqueous electrolytic secondary battery having a high discharge capacity and excellent charge and discharge cycle characteristic can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産呈上立■度立夏 本発明は、高放電電気容量、高電圧でかつ優れた充放電
サイクル特性を有する非水電解質二次電池に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery having high discharge capacity, high voltage, and excellent charge/discharge cycle characteristics.

来の   び  が  しようとする 従来より、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ軽金属
を負極活物質とする非水電解質電池においては、正極活
物質に金属の酸化物、ハロゲン化物あるいは硫化物など
を使用することが提案され、現在−次電池に関しては主
に二酸化マンガンやフン化炭素を正極活物質としたもの
が実用化されている。
Conventionally, in nonaqueous electrolyte batteries that use alkaline light metals such as lithium and sodium as negative electrode active materials, metal oxides, halides, or sulfides can be used as positive electrode active materials. This has been proposed, and currently, batteries using manganese dioxide or fluorinated carbon as positive electrode active materials are mainly put into practical use.

また、充放電可能な二次電池、例えばリチウム二次電池
については、正極活物質にリチウムイオンの吸蔵・放出
のサイクル特性の良好なチタン。
In addition, for rechargeable and dischargeable secondary batteries, such as lithium secondary batteries, titanium, which has good cycle characteristics for intercalating and deintercalating lithium ions, is used as the positive electrode active material.

モリブデンなどの硫化物やバナジウムなどの酸化物、又
はポリアニリンなどの導電性高分子物質を用いたり、ま
た負極活物質としてリチウムとアルミニウムや可融合金
のようなリチウムと容易に合金化し得る金属との合金を
使用し、金属リチウムを単独に用いたときのデンドライ
ト成長による短絡問題を抑制する方法等が種々提案され
、それらの正極と負極の組合せを採用した二次電池も一
部商品化が開始されている。
Sulfides such as molybdenum, oxides such as vanadium, or conductive polymer materials such as polyaniline are used, and lithium and metals that can be easily alloyed with lithium such as aluminum and fusible metals are used as negative electrode active materials. Various methods have been proposed using alloys to suppress the short-circuit problem caused by dendrite growth when metallic lithium is used alone, and some secondary batteries that adopt these positive and negative electrode combinations have also begun to be commercialized. ing.

このような現状において、正極活物質に適する材料は種
々あるものの、これらのうちで二酸化マンガンは、正極
活物質として経済性、化学的安定性、高電圧等の観点よ
り非水電解質−次電池はもちろんのこと、二次電池への
適用も期待されている。
Under these circumstances, there are various materials suitable for positive electrode active materials, but among these, manganese dioxide is not suitable for non-aqueous electrolyte secondary batteries due to economic efficiency, chemical stability, high voltage, etc. as a positive electrode active material. Of course, it is also expected to be applied to secondary batteries.

しかし、二酸化マンガンは、二次電池の正極活物質とし
た場合、下記のような問題点を有する。
However, manganese dioxide has the following problems when used as a positive electrode active material of a secondary battery.

即ち、リチウム二次電池において、二酸化マンガン正極
は放電に伴いリチウムイオンをその層間に吸蔵してL 
izMnoz (0≦X≦1)なる物質に変化し、Mn
0.1モルに対し最大1モルのリチウムイオンを取り込
むことが可能である。そして、充電時にはリチウム原子
を放出する反応が引き起こされるが、その反応において
二酸化マンガン中から放電により吸蔵したリチウム原子
を完全に放出できず、0.3〜0.5モルのリチウムが
残留してしまう、即ち、電気化学的に充電できない死ん
だ状態のリチウム原子が0.3〜0.5モル存在するこ
とになり、サイクル特性において、初期に対する第2サ
イクル目の容量保持率が大きく低下する。また、第2サ
イクル目以降においても、不活性なリチウムが次第に増
加し、いわゆるクーロン効率が悪くなり、更に容量低下
が進行していくため、二次電池としての適正が問題しさ
れている。
In other words, in a lithium secondary battery, the manganese dioxide positive electrode absorbs lithium ions between its layers as it discharges, resulting in L
It changes into a substance called izMnoz (0≦X≦1), and Mn
It is possible to incorporate up to 1 mole of lithium ions per 0.1 mole. During charging, a reaction occurs that releases lithium atoms, but in this reaction, the lithium atoms occluded by discharge cannot be completely released from manganese dioxide, and 0.3 to 0.5 moles of lithium remain. That is, 0.3 to 0.5 moles of dead lithium atoms that cannot be electrochemically charged are present, and in terms of cycle characteristics, the capacity retention rate in the second cycle compared to the initial stage is greatly reduced. Furthermore, in the second cycle and beyond, inactive lithium gradually increases, so-called coulombic efficiency deteriorates, and the capacity decreases further, which raises questions about its suitability as a secondary battery.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高放電電気
容量、高電圧でかつ優九た充放電サイクル特性を有する
非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having high discharge capacity, high voltage, and excellent charge/discharge cycle characteristics.

る めの   び 本発明は、上記目的を達成するため、正極と、リチウム
金属又はリチウムを含む合金を活物質とする負極と、ア
ルカリ金属イオンを含む非水電解質とを具備する非水電
解質二次電池において、上記正極の活物質として、二酸
化マンガンとリチウム化合物とを混合、焼成して得たリ
チウム−マンガン酸化物であって、FeKa線によるX
線回折で、2θ=23゜±1’  27.5”±1s4
0’+1@、47”+1’   53”fl’68°±
1°にそれぞれメインピークを有し、かつ2θ=23°
±1″のメインピーク強度を2θ=27.51±1°の
メインピーク強度で除した値が0.5〜1.2の範囲の
ものを使用したことを特徴とする非水電解質二次電池を
提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a non-aqueous electrolyte secondary comprising a positive electrode, a negative electrode using lithium metal or an alloy containing lithium as an active material, and a non-aqueous electrolyte containing alkali metal ions. In the battery, as the active material of the positive electrode, a lithium-manganese oxide obtained by mixing and firing manganese dioxide and a lithium compound is used, which is
By line diffraction, 2θ=23°±1'27.5"±1s4
0'+1@,47"+1'53"fl'68°±
Each has a main peak at 1°, and 2θ = 23°
A nonaqueous electrolyte secondary battery characterized in that the value obtained by dividing the main peak intensity of ±1″ by the main peak intensity of 2θ=27.51±1° is in the range of 0.5 to 1.2. I will provide a.

即ち、本出願人は、先に比表面積の大きな二酸化マンガ
ンに硝酸リチウム又は水酸化リチウムを粉末状で混合し
た後、焼成することにより、予めリチウムが二酸化マン
ガン中に結合されており、かつ結晶構造として二酸化マ
ンガンの眉間を拡大してリチウムイオンの充放電時にお
ける拡散抵抗を減じる機能を有するリチウム−マンガン
酸化物を得ることができ、これをリチウム二次電池用正
極活物質として使用することを提案した(特願昭63−
103366号、特願昭63−127359号)。
That is, the present applicant first mixed lithium nitrate or lithium hydroxide in powder form with manganese dioxide having a large specific surface area, and then fired it, thereby bonding lithium in manganese dioxide in advance and forming a crystal structure. By expanding the glabella of manganese dioxide, we can obtain lithium-manganese oxide that has the function of reducing diffusion resistance during charging and discharging of lithium ions, and we propose to use this as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. (Special application 1986-
No. 103366, Japanese Patent Application No. 127359/1983).

本発明者は、このようなリチウム−マンガン酸化物につ
いて種々分析し、電極活物質としての特性について更に
検討を行なったところ、FeKa線によるX線回折で2
θ=23”付近に現れるピークがサイクル特性及び放電
容量に重要な意味を持ち、このピークの存在は、MnO
,中のリチウムイオンの拡散性、即ちサイクル耐久性を
得るためには不可欠なものであるが、逆にこのピークが
極端に顕著なものはむしろ放電容量が減少する傾向があ
ることを見い出した。そこで、リチウム二次電池用正極
活物質として好適なりチウム−マンガン酸化物につきF
eKa線によるX線回折によるピーク特性と電極特性と
の関係について更に検討を進めた結果、2θ=23°±
1″27.5”±1” 、40”±1”、47°±1′
53″±1’ 、68°±1′、にそれぞれメインピー
クを有し、かつ2θ=23” ±1°のメインピーク強
度を2θ=27.5°±1°のメインピーク強度で除し
た値が0.5〜1.2の範囲にあるものが高放電容量で
充放電サイクル特性に優れ、リチウム二次電池用正極活
物質として特に好適であることを見い出し、本発明を完
成したものである。
The present inventor conducted various analyzes on such lithium-manganese oxide and further investigated its characteristics as an electrode active material, and found that 2
The peak that appears near θ=23'' has important meaning for cycle characteristics and discharge capacity, and the existence of this peak indicates that MnO
, the diffusivity of lithium ions in the lithium ions, that is, is essential for obtaining cycle durability, but on the contrary, it has been found that in cases where this peak is extremely prominent, the discharge capacity tends to decrease. Therefore, lithium-manganese oxide is suitable as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.
As a result of further investigation into the relationship between peak characteristics by X-ray diffraction using eKa rays and electrode characteristics, we found that 2θ=23°±
1″27.5″±1″, 40″±1″, 47°±1′
It has main peaks at 53"±1' and 68°±1', and the value obtained by dividing the main peak intensity at 2θ=23"±1° by the main peak intensity at 2θ=27.5°±1°. The present invention was completed based on the discovery that a material having a value in the range of 0.5 to 1.2 has a high discharge capacity and excellent charge/discharge cycle characteristics, and is particularly suitable as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. .

上記ピーク特性を有するリチウム−マンガン酸化物が優
れた放電容量及びサイクル特性を示す理由は明らかでは
ないが2本発明者の推定によれば、FeKa線によるX
線回折における2θ=23゜±1@のピークは存在する
マンガン原子の酸化状態に相関し、このピークが高いと
焼成物中の3価のマンガン(Mn 3 + )が多いと
考えられ、またこの回折角(2θ)の位置はMn”、M
n’+が混在するLiMn1lO,の最大強度ピークと
一致しており、その量が増大していると考えられる。こ
こで、リチウム電池における二酸化マンガンの3v付近
という高電位における放電反応は、下記式(A)で表わ
されるように、マンガン原子が4価から3価に変化する
還元反応に基づくものであり、このため高放電容量を得
るためには、活物質中に4価の価数をもつマンガン原子
をどれだけ存在させることができるかが重要なポイント
になる。従って、3価のマンガン原子の量を示し、かっ
Mn■Mn’+が混在するLiMn、○、の最大強度ピ
ークである2θ=23°±1°のピークを上記規定によ
り適正化することにより、このリチウム−マンガン酸化
物正極を有する二次電池が優れた放電容量及びサイクル
特性を示すものと考えられる。
It is not clear why the lithium-manganese oxide having the above-mentioned peak characteristics exhibits excellent discharge capacity and cycle characteristics, but according to the inventor's estimation,
The peak at 2θ=23°±1@ in linear diffraction correlates with the oxidation state of existing manganese atoms, and if this peak is high, it is thought that there is a lot of trivalent manganese (Mn 3 + ) in the fired product, and this The position of the diffraction angle (2θ) is Mn”, M
This coincides with the maximum intensity peak of LiMn11O, in which n'+ is mixed, and it is thought that the amount thereof is increasing. Here, the discharge reaction of manganese dioxide in a lithium battery at a high potential of around 3V is based on a reduction reaction in which the manganese atom changes from tetravalent to trivalent, as expressed by the following formula (A). Therefore, in order to obtain a high discharge capacity, an important point is how many manganese atoms having a valence of four can be present in the active material. Therefore, by optimizing the peak at 2θ = 23° ± 1°, which indicates the amount of trivalent manganese atoms and is the maximum intensity peak of LiMn, ○, where Mn■Mn'+ is mixed, according to the above regulations, It is believed that a secondary battery having this lithium-manganese oxide positive electrode exhibits excellent discharge capacity and cycle characteristics.

以下、本発明につき更に詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明の非水電解質二次電池は、上述したように、二酸
化マンガンとリチウム化合物とを混合。
As described above, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention mixes manganese dioxide and a lithium compound.

焼成して得たリチウム−マンガン酸化物であって、Fe
Ka線によるX線回折で、2θ=23’±1″27.5
’ ±1’ 、40゜±1”、47” ±1″53°±
1” 、68°±1′にそれぞれメインピークを有し、
かつ2θ=23°±1°のメインピーク強度を2θ=2
7.5°±1″のメインピーク強度で除した値が0.5
〜1.2の範囲のものを正極活物質としたものである。
A lithium-manganese oxide obtained by firing, which contains Fe
By X-ray diffraction using Ka rays, 2θ=23'±1''27.5
'±1',40°±1",47"±1"53°±
1”, with main peaks at 68°±1′, respectively,
And the main peak intensity of 2θ=23°±1° is 2θ=2
The value divided by the main peak intensity of 7.5°±1″ is 0.5
The positive electrode active material has a molecular weight in the range of 1.2 to 1.2.

ここで、上記二酸化マンガンとしては、特に制限されな
いが、より高い放電容量が得られることから焼成処理時
に反応表面積の広いものが好ましい。特に、BET法で
測定した比表面積が601/g以上のものを使用するこ
とが好ましく、具体的には化学合成二酸化マンガンが好
適である。
Here, the above-mentioned manganese dioxide is not particularly limited, but it is preferable to use a manganese dioxide which has a large reaction surface area during the firing process because a higher discharge capacity can be obtained. In particular, it is preferable to use a material having a specific surface area of 601/g or more as measured by the BET method, and specifically, chemically synthesized manganese dioxide is suitable.

また、リチウム化合物としては、特に限定されるもので
はないが、硝酸リチウム、水酸化リチウム又は炭酸リチ
ウムが好ましく用いられる。
Further, the lithium compound is not particularly limited, but lithium nitrate, lithium hydroxide, or lithium carbonate is preferably used.

上記二酸化マンガンとリチウム化合物とからリチウム−
マンガン酸化物を得る方法としては、特に限定されない
が、両者を混合、焼成する際に過酸化水素水などの酸化
剤を添加するか、あるいは酸素雰囲気中で両者を処理す
る方法が好ましく採用される。
Lithium from the above manganese dioxide and lithium compound
The method for obtaining manganese oxide is not particularly limited, but it is preferable to add an oxidizing agent such as hydrogen peroxide when mixing and firing the two, or to treat both in an oxygen atmosphere. .

なお、二酸化マンガンとリチウム化合物との混合比は、
リチウム化合物をモル比で0.3〜0.8とすることが
好ましい。
The mixing ratio of manganese dioxide and lithium compound is
It is preferable that the molar ratio of the lithium compound is 0.3 to 0.8.

上記のリチウムマンガン酸化物を正極活物質として用い
、正極を作成する場合、リチウムマンガン酸化物の粒径
は必ずしも制限されないが、平均粒径が3−以下のもの
を用いるとより高性能の正極を作ることができる。この
場合、これらの粉末に対し、グラファイトやアセチレン
ブラック等の導電剤、フッ素樹脂粉末等の結着剤などを
添加混合し、プレスし、有機溶剤で混練し、ロールで圧
延し、乾燥する等の方法により正極を作成することがで
きる。なお、導電剤の混合量は正極材料100重量部に
対し3〜25重量部、特に5〜15重量部とすることが
好ましい。
When creating a positive electrode using the above lithium manganese oxide as a positive electrode active material, the particle size of the lithium manganese oxide is not necessarily limited, but if the average particle size is 3 or less, a higher performance positive electrode can be obtained. can be made. In this case, conductive agents such as graphite or acetylene black, binders such as fluororesin powder, etc. are added and mixed to these powders, pressed, kneaded with an organic solvent, rolled with rolls, and dried. A positive electrode can be created by the method. The amount of the conductive agent mixed is preferably 3 to 25 parts by weight, particularly 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the positive electrode material.

本発明の非水電解質二次電池の負極としては、高電圧、
高エネルギー容量を発揮するリチウム金属、あるいは充
放電特性の良好なリチウム−アルミニウム合金等のリチ
ウム合金を用いる。なお、リチウム合金としてはりチウ
ム−アルミニウム合金に制限されるものではなく、例え
ばリチウムとマグネシウム、インジウム、水銀、亜鉛、
カドミウム、マンガン、鉛、ビスマス、錫、アンチモン
等の1種又は2種以上との合金などが好適に用いられる
As the negative electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, high voltage,
A lithium metal that exhibits high energy capacity or a lithium alloy such as a lithium-aluminum alloy that has good charge and discharge characteristics is used. Note that lithium alloys are not limited to lithium-aluminum alloys, and include, for example, lithium and magnesium, indium, mercury, zinc,
An alloy of one or more of cadmium, manganese, lead, bismuth, tin, antimony, etc. is preferably used.

更に、本発明の電池を構成する電解質も適宜選定され、
通常の電池用電解質がいずれも使用できるが、負極とし
てリチウムやリチウム合金を用いる本発明電池にあって
は、LiCΩO,、LiBF4tLiAsF、、Li5
O,CF、、LiPF、などの1種又は2種以上が好適
に用いられる。
Furthermore, the electrolyte constituting the battery of the present invention is also appropriately selected,
Any ordinary battery electrolyte can be used, but in the battery of the present invention using lithium or lithium alloy as the negative electrode, LiCΩO, LiBF4tLiAsF, Li5
One or more of O, CF, LiPF, etc. are preferably used.

これらの電解質は通常溶媒により溶解された状態で使用
され、この場合溶媒としては、比較的極性の大きい溶媒
が好適に用いられる。具体的には、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート。
These electrolytes are usually used in a state dissolved in a solvent, and in this case, a relatively polar solvent is preferably used as the solvent. Specifically, propylene carbonate and ethylene carbonate.

ジエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチ
ルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、ジ
メトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル等のグライム類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類
、トリエチルフォスフェート等のリン酸エステル類、ホ
ウ酸トリエチル等のホウ酸エステル類、スルホラン、ジ
メチルスルホキシド等の硫黄化合物、アセトニトリル等
のニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド等のアミド類、硫酸ジメチル、ニトロメタン、ニ
トロベンゼン、ジクロロエタンなどの1種又は2種以上
の混合物を挙げることができる。
Glymes such as diethyl carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, lactones such as γ-butyrolactone, phosphoric acid esters such as triethyl phosphate, boric acid esters such as triethyl borate Examples include sulfur compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide, nitriles such as acetonitrile, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, dimethyl sulfate, nitromethane, nitrobenzene, and dichloroethane, or a mixture of two or more thereof. .

これらのうちでは、特にエチレンカーボネート。Among these, especially ethylene carbonate.

プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート。Propylene carbonate, diethyl carbonate.

ブチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチ
ルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン。
Butylene carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane.

ジオキソラン及びγ−ブチロラクトンから選ばれた1種
又は2種以上の混合溶媒が好適である。
One or more mixed solvents selected from dioxolane and γ-butyrolactone are suitable.

また、本発明の電池には、固体電解質として。Further, in the battery of the present invention, as a solid electrolyte.

上記電解質溶解液を例えばポリエチレンオキサイド、ポ
リプロピレンオキサイド、ポリエチレンオキサイドのイ
ソシアネート架橋体、エチレンオキサイドオリゴマーを
側鎖に持つホスファゼンポリマー等の重合体に含浸させ
た有機固体電解質。
An organic solid electrolyte obtained by impregnating a polymer such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, an isocyanate crosslinked product of polyethylene oxide, or a phosphazene polymer having an ethylene oxide oligomer in its side chain with the above electrolyte solution.

LL、N、LiBCQ4.LL、5in4.Li、BO
,等のリチウムガラスなどの無機固体電解質を使用する
こともできる。
LL, N, LiBCQ4. LL, 5in4. Li, B.O.
An inorganic solid electrolyte such as lithium glass such as , etc. can also be used.

本発明の電池は、正負極間に電解質を介在させることに
より構成されるが、この場合、正負両極間に両極の接触
による電流の短絡を防ぐためセパレーターを介装するこ
とができる。セパレーターとしては多孔質で電解液を通
したり含んだりすることのできる材料、例えばポリテト
ラフルオロエチレン、ポリプロピレンやポリエチレンな
どの合成樹脂製の不織布、織布、多孔質体及び網等を使
用することができる。
The battery of the present invention is constructed by interposing an electrolyte between the positive and negative electrodes, but in this case, a separator can be interposed between the positive and negative electrodes to prevent short circuiting of current due to contact between the two electrodes. As the separator, it is possible to use porous materials that allow the electrolyte to pass through or contain them, such as nonwoven fabrics, woven fabrics, porous bodies, and nets made of synthetic resins such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, and polyethylene. can.

見匪災羞果 本発明の非水電解質二次電池は、高放電電気容量、高電
圧でかつ優れた充放電サイクル特性を有するものである
Summary of the Invention The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has high discharge capacity, high voltage, and excellent charge/discharge cycle characteristics.

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained by showing examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例、比較例〕[Example, comparative example]

BET法による比表面積が7Onf/gの二酸化マンガ
ン粉末に硝蝋リチウム粉末を二酸化マンガンに対して0
.4モル添加し、混合、焼成してリチウム−マンガン酸
化物を得た。このとき、第1表に示した焼成雰囲気、焼
成温度条件でそれぞれA−Dの4種のリチウム−マンガ
ン醸化物を得た。
Adding lithium glass wax powder to manganese dioxide powder with a specific surface area of 7 Onf/g by the BET method relative to manganese dioxide
.. 4 mol was added, mixed and fired to obtain lithium-manganese oxide. At this time, four types of lithium-manganese compounds A to D were obtained under the firing atmosphere and firing temperature conditions shown in Table 1.

第 表 これらA−Dのリチウム−マンガン酸化物についてFe
Ka線によるX線回折を行なった。そのチャートを第2
図に示す。
Table 1: Fe for these A-D lithium-manganese oxides
X-ray diffraction using Ka rays was performed. The second chart
As shown in the figure.

次に、上記各正極活物質100重量部に導電剤としてア
セチレンブラック15重量部及び結着剤としてフッ素樹
脂粉末10重量部を加え、十分混合した後、有機溶媒に
て混練し、ロールで約400−に圧延し、150℃で真
空乾燥後、所定の径に打ち抜いて正極を作製した。
Next, 15 parts by weight of acetylene black as a conductive agent and 10 parts by weight of fluororesin powder as a binder were added to 100 parts by weight of each of the above positive electrode active materials, and after thorough mixing, the mixture was kneaded with an organic solvent and rolled to about 400 parts by weight. After vacuum drying at 150° C., the positive electrode was punched out to a predetermined diameter.

一方、所定寸法に打ち抜いたアルミニウム板にリチウム
を圧着し、リチウム塩を含む電解液中でリチウム−アル
ミニウム合金化した厚み約400−のもの(リチウム含
有量30原子%)を負極として、プロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンとの混合溶媒(容量比1:1)に
リチウムバークロレート(LiCQO4)を1モル/Q
で溶解したものを電解液としてそれぞれ使用し、第1図
に示す二次電池を組み立てた。
On the other hand, lithium was pressed onto an aluminum plate punched to a predetermined size, and a lithium-aluminum alloy with a thickness of about 400mm (lithium content 30 at%) was made into an electrolyte containing lithium salt, and used as a negative electrode. 1 mol/Q of lithium barchlorate (LiCQO4) in a mixed solvent with dimethoxyethane (volume ratio 1:1)
Using each solution dissolved in the above as an electrolyte, the secondary battery shown in FIG. 1 was assembled.

ここで、第1図において、1は正極、2はステンレスス
チール製の正極集電体で、正極1と集電体2とは一体化
されており、集電体2は正極缶3の内面にスポット溶接
されている。また、4は負極、5は負極集電体で、負極
4は負極缶6の内面に固着した集電体5にスポット溶接
されている。
Here, in FIG. 1, 1 is a positive electrode, 2 is a positive electrode current collector made of stainless steel, and the positive electrode 1 and current collector 2 are integrated, and the current collector 2 is attached to the inner surface of the positive electrode can 3. Spot welded. Further, 4 is a negative electrode, 5 is a negative electrode current collector, and the negative electrode 4 is spot-welded to the current collector 5 fixed to the inner surface of the negative electrode can 6.

更に、7はポリプロピレン製不織布よりなるセパレータ
ーであり、これに前記電解液が含浸されている、なお、
8は絶縁バッキングである。また、電池寸法は直径20
.0閣、厚さ1.6mmである。
Furthermore, 7 is a separator made of a polypropylene nonwoven fabric, which is impregnated with the electrolytic solution.
8 is an insulating backing. Also, the battery dimensions are 20mm in diameter.
.. The thickness is 1.6 mm.

以上の如く作製した電池を用いて、それぞれ充放電電流
1mAにおいて放電終止電圧1.5v、充電終止電圧3
.2■で充放電を繰り返し、100サイクルまでの充放
電特性を確認した。
Using the batteries prepared as described above, the end-of-discharge voltage was 1.5 V and the end-of-charge voltage was 3 at a charge/discharge current of 1 mA.
.. Charging and discharging was repeated at 2 ■, and the charging and discharging characteristics up to 100 cycles were confirmed.

第2表に活物質1g当りの初期放電容量を、第3図に1
00サイクルまでの容量変化を示した。
Table 2 shows the initial discharge capacity per gram of active material, and Figure 3 shows the initial discharge capacity per gram of active material.
The capacity change up to 00 cycles is shown.

第2表 第2表に示した結果より、本発明の電池はいずれも高い
初期放電容量を示すことが確認された。
From the results shown in Table 2, it was confirmed that all the batteries of the present invention exhibited high initial discharge capacity.

また、第3図に示した結果より、本発明の電池は良好な
サイクル特性を示すことが確認された。
Further, from the results shown in FIG. 3, it was confirmed that the battery of the present invention exhibited good cycle characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は各リ
チウム−マンガン酸化物のFaKa線によるX線回折チ
ャート、第3図は実施例及び比較例に係る電池のサイク
ル特性を示すグラフである。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing an example of the present invention, Fig. 2 is an X-ray diffraction chart using FaKa rays of each lithium-manganese oxide, and Fig. 3 shows the cycle characteristics of batteries according to the example and comparative example. This is a graph showing.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、正極と、リチウム金属又はリチウムを含む合金を活
物質とする負極と、アルカリ金属イオンを含む非水電解
質とを具備する非水電解質二次電池において、上記正極
の活物質として、二酸化マンガンとリチウム化合物とを
混合、焼成して得たリチウム−マンガン酸化物であって
、FeKα線によるX線回折で、2θ=23゜±1゜、
27.5゜±1゜、40゜±1゜、47゜±1゜、53
゜±1゜、68゜±1゜にそれぞれメインピークを有し
、かつ2θ:23゜±1゜のメインピーク強度を2θ=
27.5゜±1゜のメインピーク強度で除した値が0.
5〜1.2の範囲のものを使用したことを特徴とする非
水電解質二次電池。
1. In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode using lithium metal or an alloy containing lithium as an active material, and a non-aqueous electrolyte containing alkali metal ions, manganese dioxide and manganese dioxide are used as the active material of the positive electrode. A lithium-manganese oxide obtained by mixing with a lithium compound and firing it, and according to X-ray diffraction using FeKα rays, 2θ = 23° ± 1°,
27.5°±1°, 40°±1°, 47°±1°, 53
It has main peaks at ゜±1゜ and 68゜±1゜, and the main peak intensity at 2θ: 23゜±1゜ is 2θ=
The value divided by the main peak intensity of 27.5°±1° is 0.
A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that a non-aqueous electrolyte secondary battery having an electrolyte in the range of 5 to 1.2 is used.
JP2021132A 1990-01-30 1990-01-30 Nonaqueous electrolytic secondary battery Pending JPH03225756A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132A JPH03225756A (en) 1990-01-30 1990-01-30 Nonaqueous electrolytic secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132A JPH03225756A (en) 1990-01-30 1990-01-30 Nonaqueous electrolytic secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03225756A true JPH03225756A (en) 1991-10-04

Family

ID=12046370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021132A Pending JPH03225756A (en) 1990-01-30 1990-01-30 Nonaqueous electrolytic secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03225756A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0870339B1 (en) Electrode material for electrochemical lithium intercalation
JP5232631B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JPH1040921A (en) Nonaqueous secondary battery
US4956247A (en) Nonaqueous electrolyte secondary cell
JP3291750B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
JP3819940B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3079382B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP3422119B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4746846B2 (en) Negative electrode active material for lithium ion battery, method for producing the same, and lithium ion battery
JPH09245771A (en) Non-aqueous secondary battery
JP3236317B2 (en) Non-aqueous battery
JPH01274359A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4753690B2 (en) Organic electrolyte battery
JP3354611B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
JPH01109662A (en) Nonaqueous electrolytic secondary cell
JPH03225756A (en) Nonaqueous electrolytic secondary battery
JPH09134719A (en) Non-aqueous secondary battery
JPH03108262A (en) Positive electrode material for lithium secondary battery
JP2975727B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JPS63307663A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3071897B2 (en) Battery
JPH0355770A (en) Lithium secondary battery
JPH0398262A (en) Nonaqueous electrolytic secondary battery
JP3056293B2 (en) Non-aqueous battery
JP3008627B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery