JPH04206264A - 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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- JPH04206264A JPH04206264A JP2339861A JP33986190A JPH04206264A JP H04206264 A JPH04206264 A JP H04206264A JP 2339861 A JP2339861 A JP 2339861A JP 33986190 A JP33986190 A JP 33986190A JP H04206264 A JPH04206264 A JP H04206264A
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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)
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。
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、非水電解質二次電池の負極の電極劣化の改善
に関する。
に関する。
（発明の概要）
本発明は、非水電解質二次電池において均一分散した析
出物の、結晶粒径が５μｍ以下であるアルミニウム合金
とリチウム金属を合金化して構成した負極を用いること
により、充放電に伴う負極の劣化を抑制し、充放電サイ
クル特性の優れた非水電解質二次電池を提供することを
目的としている。
出物の、結晶粒径が５μｍ以下であるアルミニウム合金
とリチウム金属を合金化して構成した負極を用いること
により、充放電に伴う負極の劣化を抑制し、充放電サイ
クル特性の優れた非水電解質二次電池を提供することを
目的としている。
（従来の技術）
リチウム金属を負極活物質とする二次電池は高電圧、高
エネルギー密度であるため非水溶液を電解液として実用
に供されているが、サイクル特性向上のためにリチウム
をアルミニウムと合金化させて使用している。
エネルギー密度であるため非水溶液を電解液として実用
に供されているが、サイクル特性向上のためにリチウム
をアルミニウムと合金化させて使用している。
（発明が解決しようとする課！り
リチウム−アルミニウム合金を負極に用いたとしても、
充放電に伴い負極に亀裂が発生しやがて崩壊に至るとい
う問題があり、この現象は特に放ｔｔｉが大きいときに
、起こりやすかった。
充放電に伴い負極に亀裂が発生しやがて崩壊に至るとい
う問題があり、この現象は特に放ｔｔｉが大きいときに
、起こりやすかった。
（課題を解決するための手段）
本発明では上記問題点を解決するために、析出物の結晶
粒径が５μｍ以下であるアルミニウム合金とリチウム金
属を合金化して構成した負極を用いる。
粒径が５μｍ以下であるアルミニウム合金とリチウム金
属を合金化して構成した負極を用いる。
（作用〕
ｍｓな析出物がアルミニウムに均一に分散析出し、アル
ミニウムの結晶粒を微結化することにより、亀裂の発生
、成長が抑制される。
ミニウムの結晶粒を微結化することにより、亀裂の発生
、成長が抑制される。
（実施例）
以下本発明の実施例について述べる。
第１図は本発明の一実施例による偏平形非水電解質二次
電池の断面図を示す。
電池の断面図を示す。
負極１はＳＵＳ製の負極臼２の内側底面に溶接したＳＵ
Ｓ金網製の負極集電体３に固着されおり、正極４も同様
にＳＵＳ製の正極缶５の内側底面に固着したＳＵＳ金網
製の正極集電体６に圧接されている。ポリプロピレンを
主体とするセパレータフには非水電解液が含浸され、電
池はポリプロピレンを主体とする絶縁パツキン８により
封止がなされており、電池寸法は直径２４．０ｍｍ、高
さ３、Ｑｍｍである。
Ｓ金網製の負極集電体３に固着されおり、正極４も同様
にＳＵＳ製の正極缶５の内側底面に固着したＳＵＳ金網
製の正極集電体６に圧接されている。ポリプロピレンを
主体とするセパレータフには非水電解液が含浸され、電
池はポリプロピレンを主体とする絶縁パツキン８により
封止がなされており、電池寸法は直径２４．０ｍｍ、高
さ３、Ｑｍｍである。
正極としてはＭｎ０ｔ ％ Ｖ！○ｓ 、Ｖ６０１３、
Ｍｏ５ｓ 、Ｃｒｓ Ｏｓなどの酸化物やＴｉ５ｚ、Ｍ
ｏ Ｓ ｚなどの遷移金属ジカルコゲナイト、ＮｂＳ
ｅｘ 、Ｍｏ Ｓｓなどの遷移金属トリカルコゲナイ
ド、更にＮ１ＰＳ、 、Ｆｅ０Ｃ１などの化合物、炭素
およびポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリチオフ
ェン、ポリアニリン等の導電性高分子が使用でき、非水
電解液は、溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、Ｔ−ブチロラクトン、ジメチルスルフ
オキシド、スルフオラン、１．３−ジオキソラン、４−
メチル−１゜３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、
２−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジメトキンエ
タンなどを単独または混合したものが使用できる。
Ｍｏ５ｓ 、Ｃｒｓ Ｏｓなどの酸化物やＴｉ５ｚ、Ｍ
ｏ Ｓ ｚなどの遷移金属ジカルコゲナイト、ＮｂＳ
ｅｘ 、Ｍｏ Ｓｓなどの遷移金属トリカルコゲナイ
ド、更にＮ１ＰＳ、 、Ｆｅ０Ｃ１などの化合物、炭素
およびポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリチオフ
ェン、ポリアニリン等の導電性高分子が使用でき、非水
電解液は、溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、Ｔ−ブチロラクトン、ジメチルスルフ
オキシド、スルフオラン、１．３−ジオキソラン、４−
メチル−１゜３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、
２−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジメトキンエ
タンなどを単独または混合したものが使用できる。
溶質としてはＬｉＡｓＦ、 、ＬｉＣＩＯ４、ＬｉＢＦ
ｎ 、ＬｉＰＦｉ 、ＬｉＣＦｓ ＳＯ３、Ｌｉ５ＣＮ
ＳＬｉＡＩＣＩ、などを０．５から３モル／ｌ程度添加
する。
ｎ 、ＬｉＰＦｉ 、ＬｉＣＦｓ ＳＯ３、Ｌｉ５ＣＮ
ＳＬｉＡＩＣＩ、などを０．５から３モル／ｌ程度添加
する。
その他に２−メチルフラン、チオフェン・ビロール、ヘ
キサメチルフォスフォリツクトリアミド、クラウンエー
テル類などを微量添加して用いても。
キサメチルフォスフォリツクトリアミド、クラウンエー
テル類などを微量添加して用いても。
よい。
本実施例では以下電解液としてプロピレンカーボネート
、エチレンカーボネートおよび２−メチルテトラヒドロ
フランを体積で１＝ｌ：２の割合で混合したものにＬｉ
ＰＦ４を１モル／ｌ添加したものを用いた。
、エチレンカーボネートおよび２−メチルテトラヒドロ
フランを体積で１＝ｌ：２の割合で混合したものにＬｉ
ＰＦ４を１モル／ｌ添加したものを用いた。
正極としてＭｎＯ，とアセチレンブラックとフッ素樹脂
を重量で８５：１０：５の割合で混合し加圧成形したも
のを使用した。
を重量で８５：１０：５の割合で混合し加圧成形したも
のを使用した。
負極は上記電解液中で厚さ０．５ｍｍのアルミニウム合
金基体と、添加元素のないアルミニウム基体をリチウム
金属を対極として電気化学的に合金化したリチウム−ア
ルミニウム合金であり、リチウムとアルミニウムは原子
比でおよそ４０：６０である。
金基体と、添加元素のないアルミニウム基体をリチウム
金属を対極として電気化学的に合金化したリチウム−ア
ルミニウム合金であり、リチウムとアルミニウムは原子
比でおよそ４０：６０である。
以下述べる例はリチウムとアルミニウムは原子比でおよ
そ４０：６０であるがそれ以外の原子比についても同様
である。
そ４０：６０であるがそれ以外の原子比についても同様
である。
アルミニウム合金はおよそ０．０１〜２．０重量％のＭ
ｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗを添加し加工と熱処理で
析出物の結晶粒径を制御した。
ｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗを添加し加工と熱処理で
析出物の結晶粒径を制御した。
表 １
表２
上記表１、表２は添加元素と析出物の結晶粒径と充放電
のサイクル特性曲線の関係を示すもので、第２図および
第３図は充放電のサイクル特性図である。
のサイクル特性曲線の関係を示すもので、第２図および
第３図は充放電のサイクル特性図である。
充放電条件は電流２．５ｍＡで充放電時間おのおの６時
間で、放電時に電池電圧２．Ｏｖに達した時点を寿命と
した。
間で、放電時に電池電圧２．Ｏｖに達した時点を寿命と
した。
比較例である添加元素のないものに比べて析出物の結晶
粒径が５μｍ以下のものはサイクル特性が向上し、５μ
ｍ以上のものを含む場合はサイクル特性が低下すること
がわかる。
粒径が５μｍ以下のものはサイクル特性が向上し、５μ
ｍ以上のものを含む場合はサイクル特性が低下すること
がわかる。
これらについてアルミニウム合金の組織を調べたところ
、添加元素のあるものはアルミニウム基体の結晶粒径が
小さくなっていることが確認された。しかし析出物の結
晶粒径が５μｍ以下のものは析出物が比較的均一に分散
していたが、５μｍ以上のものを含むものは偏在してい
た。
、添加元素のあるものはアルミニウム基体の結晶粒径が
小さくなっていることが確認された。しかし析出物の結
晶粒径が５μｍ以下のものは析出物が比較的均一に分散
していたが、５μｍ以上のものを含むものは偏在してい
た。
これより、微細な析出物がアルミニウムに均一に分散析
出し、アルミニウムの結晶粒を微細化することにより、
亀裂の発生、成長が抑制されるが、大きな析出物は、か
えって亀裂の発生源となると考えられる。
出し、アルミニウムの結晶粒を微細化することにより、
亀裂の発生、成長が抑制されるが、大きな析出物は、か
えって亀裂の発生源となると考えられる。
また本実施例では偏平形二次電池をのべたが、本発明ア
ルミニウム合金は柔軟性があるので、震極をスパイラル
に巻回する円筒形などの二次電池にも利用できる。この
場合、リチウム金属とアルミニウム合金をあらかしめ所
定の形状にした後、電池に組み込み電気化学的に合金化
するなどの手段を構すればよい。
ルミニウム合金は柔軟性があるので、震極をスパイラル
に巻回する円筒形などの二次電池にも利用できる。この
場合、リチウム金属とアルミニウム合金をあらかしめ所
定の形状にした後、電池に組み込み電気化学的に合金化
するなどの手段を構すればよい。
本発明は固体電解質にももちろん適用できる。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば非水電解質二次電池に
おいて析出物の結晶粒径が５μｍ以下であるアルミニウ
ム合金とリチウム金属を合金化して構成した負極を用い
ることにより充放電サイクル特性の優れた非水電解質二
次電池を得ることができる。
おいて析出物の結晶粒径が５μｍ以下であるアルミニウ
ム合金とリチウム金属を合金化して構成した負極を用い
ることにより充放電サイクル特性の優れた非水電解質二
次電池を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例による偏平形非水電解質二次
電池の断面図であり、第２図、第３図は充放電のサイク
ル特性図である。 ｉ−−一負極 ２−一一負極缶 ３−ｍ−負極集電体 ４−ｍ−正極 ５−ｍ−正極缶 ６−ｍ−正極集電体 ７−ｍ−セパレータ ８−ｍ−絶縁パッキン １１〜２６−−−サイクル特性曲線 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助
電池の断面図であり、第２図、第３図は充放電のサイク
ル特性図である。 ｉ−−一負極 ２−一一負極缶 ３−ｍ−負極集電体 ４−ｍ−正極 ５−ｍ−正極缶 ６−ｍ−正極集電体 ７−ｍ−セパレータ ８−ｍ−絶縁パッキン １１〜２６−−−サイクル特性曲線 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 析出物の結晶粒径が５μｍ以下であるアルミニウム
合金と、リチウム金属を合金化して構成されている負極
をもつことを特徴とする非水電解質二次電池。 ２ アルミニウム合金がＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｏ、
Ｗのうちの一種以上をふくむ特許請求の範囲第１項記載
の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339861A JPH04206264A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339861A JPH04206264A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206264A true JPH04206264A (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=18331521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339861A Pending JPH04206264A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04206264A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003444A1 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electrode material and compositions including same |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2339861A patent/JPH04206264A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003444A1 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electrode material and compositions including same |
| US6255017B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-07-03 | 3M Innovative Properties Co. | Electrode material and compositions including same |
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