JPH04215251A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JPH04215251A
JPH04215251A JP2410032A JP41003290A JPH04215251A JP H04215251 A JPH04215251 A JP H04215251A JP 2410032 A JP2410032 A JP 2410032A JP 41003290 A JP41003290 A JP 41003290A JP H04215251 A JPH04215251 A JP H04215251A
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JP
Japan
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lithium
positive electrode
secondary battery
electrolyte secondary
nonaqueous electrolyte
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Application number
JP2410032A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Ogino
隆夫 荻野
Tadaaki Miyazaki
忠昭 宮崎
Masao Ogawa
雅男 小川
Hiroko Maeda
裕子 前田
Mitsuharu Takagi
光治 高木
Shigeru Kijima
来嶋 茂
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
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Publication date
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Publication of JPH04215251A publication Critical patent/JPH04215251A/en
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    • 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 nonaqueous electrolyte secondary battery with a high discharge capacity, high voltage and excellent charge/discharge cycle characteristics. CONSTITUTION:In a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode which can adsorb or desorb lithium, and a nonaqueous electrolyte containing lithium ions, a lithium-vanadium composite oxide expressed by LixV2O5 (0.03<=x<=0.15) and having main peaks at 2theta=17.0 deg.+ or -0.5 deg., 20.2+ or -0.5 deg., 21.7 deg.+ or -0.5 deg. respectively in the X-ray diffraction by CrKalpha rays as shown by C-E in the figure.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧で、かつ優れた
充放電サイクル特性を有し、安定性、信頼性に優れた非
水電解質二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery that is high voltage, has excellent charge/discharge cycle characteristics, and is highly stable and reliable.

【0002】0002

【従来の技術】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、正極活物質として金属の酸化物、ハロゲン化物
或いは硫化物を使用することが提案され、現在、一次電
池に関しては、主に二酸化マンガンやフッ化炭素を正極
活物質としたものが実用化されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, it has been proposed to use metal oxides, halides, or sulfides as positive electrode active materials in non-aqueous electrolyte batteries using alkali light metals such as lithium and sodium as negative electrode active materials. Currently, primary batteries that mainly use manganese dioxide or carbon fluoride as positive electrode active materials are in practical use.

【0003】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、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
物質に関してはリチウムとリチウムと容易に合金化し得
るアルミニウムのような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
絡問題を抑制するなどの方法が種々提案され、これらの
正極と負極を組み合わせた二次電池の商品化が一部開始
されている。
In addition, for rechargeable and dischargeable secondary batteries, such as lithium secondary batteries, positive electrode active materials include titanium, sulfides such as molybdenum, and oxides such as vanadium, which have good cycle characteristics for occluding and releasing lithium ions. , or use a conductive polymer material such as polyaniline, or use an alloy of lithium and a metal such as aluminum that can be easily alloyed with lithium for the negative electrode active material. Various methods have been proposed to suppress short circuit problems caused by dendrite growth, and some secondary batteries that combine these positive and negative electrodes have begun to be commercialized.

【0004】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が、これらのうちで五酸化バナジウ
ムを正極活物質とした電池は、比較的高電圧で、化学的
安定性に優れ、及びサイクル特性が比較的良好である等
の観点から二次電池への適用が大いに期待されている。
Under these circumstances, there are various materials suitable for the positive electrode active material, but among these, batteries using vanadium pentoxide as the positive electrode active material have relatively high voltage, excellent chemical stability, and It is highly anticipated that it will be applied to secondary batteries because of its relatively good cycle characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極に
五酸化バナジウムを用いる非水電解質電池は、従来、文
献(W.B.Ehner  and  W.C.Mer
z,28th  PowerSources  Sym
p.June  1978  p214)等に示される
ように、多くの適用例があるものの、種々の問題点があ
る。  例えば、Li金属を負極として放電挙動を調べ
ると、2V以上において約3.3V及び約2.4Vに平
坦部分があり、そして両部分で各々約1モルのリチウム
原子が五酸化バナジウムと電気化学的に反応する。しか
し、その両者間における電位のギャップは1Vと非常に
大きく、かつ、電位変化は急激に起こり、上記の両平坦
部を通しての充放電サイクルを繰り返すと結晶構造の破
壊を招き、放電容量の低下が著しくなる傾向がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, non-aqueous electrolyte batteries using vanadium pentoxide for the positive electrode have been described in the literature (W.B. Ehner and W.C. Mer).
z, 28th Power Sources Sym
p. June 1978, p. 214), there are many application examples, but there are various problems. For example, when we examine the discharge behavior using Li metal as a negative electrode, we find that there are flat parts at about 3.3 V and about 2.4 V above 2 V, and in both parts, about 1 mole of lithium atoms interact with vanadium pentoxide electrochemically. react to. However, the potential gap between the two is very large, 1V, and the potential changes occur rapidly. Repeating the charge/discharge cycle through both flat areas causes destruction of the crystal structure, resulting in a decrease in discharge capacity. It tends to become more pronounced.

【0006】それを解決する一つの方法として、五酸化
バナジウムを溶融して急冷することによりアモルファス
化したものを正極活物質として用いることが提案されて
いる(例えば、Solid  State  Ioni
cs  9  &  10  649−657(198
3))が、可逆性は改良されるものの、全般的に放電電
圧の低下をもたらし、高電圧という長所を失うものであ
る。
As one method to solve this problem, it has been proposed to melt vanadium pentoxide and rapidly cool it to make it amorphous and use it as a positive electrode active material (for example, Solid State Ioni
cs 9 & 10 649-657 (198
3)) Although the reversibility is improved, the discharge voltage generally decreases, and the advantage of high voltage is lost.

【0007】このような観点から、五酸化バナジウムは
Liを対極とし、2.5V以上の第1段目の平坦部を活
用するのが好ましく、このようにすることにより約15
0mAH/gの放電容量の実現が可能となり、従って、
二次電池の正極活物質として十分に使用し得るものであ
る。
From this point of view, it is preferable to use vanadium pentoxide with Li as the counter electrode and to utilize the flat part of the first stage where the voltage is 2.5 V or more.
It is possible to realize a discharge capacity of 0 mAH/g, and therefore,
It can be fully used as a positive electrode active material for secondary batteries.

【0008】ところが、このような用法においても問題
点があり、例えば3.8〜2.5Vの間で充放電を行う
と、2サイクル以降は初期容量に対して80〜90%の
容量しか得られず、また、電圧も若干低くなってしまう
という短所が見受けられる。
However, there is a problem with this usage, for example, when charging and discharging between 3.8 and 2.5V, the capacity is only 80 to 90% of the initial capacity after the second cycle. However, the disadvantage is that the voltage is slightly lower.

【0009】即ち、この五酸化バナジウム正極は放電に
伴いその層間にリチウムイオンを吸蔵してLixV2O
5なる物質に変化し、3.8〜2.5Vの電位において
、V2O51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
ムイオン原子を放出する反応が引き起こされるが、その
反応において吸蔵したリチウム原子を完全に放出するこ
とができず、吸蔵したリチウムの10〜20%が残留す
ると共に、五酸化バナジウム層内の拡散抵抗も大きく、
放電電圧の低下をもたらすものである。また、サイクル
特性は比較的良好であるものの、約100サイクル程度
までが限界であり、ニッカド電池のような従来主流の蓄
電池に比較して性能が劣るものである。
That is, this vanadium pentoxide positive electrode absorbs lithium ions between its layers as it discharges, forming LixV2O.
5, and at a potential of 3.8 to 2.5 V, it is possible to incorporate up to 1 mole of lithium ions per 1 mole of V2O5. During charging, a reaction is triggered to release lithium ion atoms, but the occluded lithium atoms cannot be completely released in this reaction, and 10 to 20% of the occluded lithium remains, and a vanadium pentoxide layer is formed. The diffusion resistance inside is also large,
This results in a decrease in discharge voltage. In addition, although the cycle characteristics are relatively good, the limit is about 100 cycles, and the performance is inferior to conventional storage batteries such as NiCd batteries.

【0010】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
五酸化バナジウムに少量のリチウムを含有させ、五酸化
バナジウムの層状構造を強固にしたリチウムバナジウム
複合酸化物を正極活物質として用いることにより、高電
圧で、かつ優れた充放電サイクル特性を有し、安定性、
信頼性に優れた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
By using a lithium-vanadium composite oxide, which contains vanadium pentoxide with a small amount of lithium to strengthen the layered structure of vanadium pentoxide, as the positive electrode active material, it has high voltage and excellent charge-discharge cycle characteristics. Stability,
The purpose is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery with excellent reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、LixV
2O5(0.03≦x≦0.15、好ましくは0.07
≦x≦0.12)で表され、CuKα線によるX線回折
で2θ=17.0°±0.5°,20.2°±0.5°
及び21.7°±0.5°にそれぞれメインピークを有
するリチウムバナジウム複合酸化物が安定な構造を有し
、これを正極活物質とした二次電池は良好な充放電サイ
クル性を示し、従って、非水電解質二次電池の正極活物
質として非常に好ましい特性を有することを見い出した
[Means and effects for solving the problem] As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventor has discovered that LixV
2O5 (0.03≦x≦0.15, preferably 0.07
≦x≦0.12), and 2θ=17.0°±0.5°, 20.2°±0.5° in X-ray diffraction using CuKα rays.
The lithium vanadium composite oxide, which has main peaks at 21.7°±0.5°, has a stable structure, and a secondary battery using this as a positive electrode active material exhibits good charge-discharge cyclability. It was discovered that the material has very favorable properties as a positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries.

【0012】この点につき更に説明すると、本発明者の
検討によれば、五酸化バナジウムをLi対極において2
.5Vまで放電した後、更に3.7〜3.8Vまで充電
し、Liを脱離させても、X線回折による解析の結果で
は明らかに低角側へのピークシフトが見られ、これは五
酸化バナジウム内にLiイオンが残留し、格子が膨脹し
たままの状態にあることを示している。一方、予めLi
を少量添加したLixV2O5なる物質では、上述のX
線回折ピークの充放電後のシフトは全く認められず、結
晶構造中のLiイオンの拡散性及び可逆性が非常に高い
ことを表しており、その結果として、平均電圧に約0.
1Vの上昇が見られ、また、400〜500回の充放電
サイクルに対しても高い耐久性が得られることを知見し
た。
To further explain this point, according to the study of the present inventor, vanadium pentoxide is used as a Li counter electrode.
.. Even after discharging to 5 V and further charging to 3.7 to 3.8 V to desorb Li, the peak shift to the lower angle side is clearly seen in the results of X-ray diffraction analysis, which is due to the This shows that Li ions remain in vanadium oxide and the lattice remains expanded. On the other hand, Li
In the substance LixV2O5 to which a small amount of
No shift of the line diffraction peak was observed after charging and discharging, indicating that the diffusivity and reversibility of Li ions in the crystal structure are very high, and as a result, the average voltage changes by approximately 0.
An increase of 1 V was observed, and it was also found that high durability was obtained even after 400 to 500 charge/discharge cycles.

【0013】そして、本発明者は、上記のリチウムバナ
ジウム複合酸化物を活物質とする正極を構成し、これに
リチウムを吸蔵・放出可能な材料を活物質とする負極と
、リチウムイオンを含む非水電解質とを組み合わせるこ
とにより、高放電容量、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が得られることを
知見し、本発明を完成したものである。
[0013] The present inventor constructed a positive electrode using the above lithium vanadium composite oxide as an active material, a negative electrode using a material capable of intercalating and releasing lithium as an active material, and a non-containing material containing lithium ions. The present invention was completed based on the finding that a nonaqueous electrolyte secondary battery having high discharge capacity, high voltage, and excellent charge/discharge cycle characteristics can be obtained by combining the present invention with an aqueous electrolyte.

【0014】従って、本発明は、正極と、リチウムを吸
蔵・放出可能な負極と、リチウムイオンを含む非水電解
質とを具備してなる非水電解質二次電池において、前記
正極の活物質として、LixV2O5(0.03≦x≦
0.15)で表され、CuKα線によるX線回折で2θ
=17.0°±0.5°,20.2°±0.5°及び2
1.7°±0.5°にそれぞれメインピークを有するリ
チウムバナジウム複合酸化物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。
Therefore, the present invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode capable of intercalating and deintercalating lithium, and a non-aqueous electrolyte containing lithium ions, in which, as the active material of the positive electrode, LixV2O5(0.03≦x≦
0.15) and 2θ by X-ray diffraction using CuKα rays.
=17.0°±0.5°, 20.2°±0.5° and 2
Provided is a nonaqueous electrolyte secondary battery characterized in that it uses a lithium vanadium composite oxide having main peaks at 1.7°±0.5°.

【0015】以下、本発明につき更に詳しく説明すると
、本発明の非水電解質二次電池の正極は、上述のように
LixV2O5(0.03≦x≦0.15)で表され、
図1のC〜Eに示すように、CuKα線によるX線回折
で2θ=17.0°±0.5°,20.2°±0.5°
及び21.7°±0.5°にそれぞれメインピークを有
するリチウムバナジウム複合酸化物を活物質としたもの
である。
[0015] To explain the present invention in more detail below, the positive electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is represented by LixV2O5 (0.03≦x≦0.15) as described above,
As shown in C to E in Figure 1, 2θ = 17.0° ± 0.5°, 20.2° ± 0.5° in X-ray diffraction using CuKα rays.
The active material is a lithium vanadium composite oxide having main peaks at 21.7°±0.5°.

【0016】ここで、LixV2O5におけるxは0.
03〜0.15、特に0.07〜0.12とすることが
好ましい。xが0.03未満の場合は上述した構造には
なり得ず、一方、0.15を越えるとサイクル特性は良
好なものの放電容量が少なくなり、正極活物質としての
実用性が乏しくなる。
Here, x in LixV2O5 is 0.
03 to 0.15, particularly preferably 0.07 to 0.12. When x is less than 0.03, the above-mentioned structure cannot be achieved, while when x exceeds 0.15, although the cycle characteristics are good, the discharge capacity is reduced and the practicality as a positive electrode active material is poor.

【0017】上記のリチウムバナジウム複合酸化物を得
るには、五酸化バナジウム1モルに対してリチウム原子
が0.03〜0.15モル、好ましくは0.07〜0.
12モルとなるような量の低融点を持つリチウム塩を添
加・混合し、リチウム塩の融点付近の温度(300〜5
00℃)で焼成処理を施すことが有効である。この場合
、リチウム塩としては、ヨウ化リチウム、シュウ酸リチ
ウム、硝酸リチウム等が挙げられる。また、電気化学的
方法として、五酸化バナジウムに対しLi対極において
2.2〜2.0Vまで放電した後(この場合、五酸化バ
ナジウム中に1.7〜2モルのリチウム原子が挿入され
る)、引き続き充電処理を行うことにより最適構造を有
するリチウムバナジウム複合酸化物を得ることもできる
In order to obtain the above lithium vanadium composite oxide, the amount of lithium atoms is 0.03 to 0.15 mol, preferably 0.07 to 0.15 mol, per 1 mol of vanadium pentoxide.
Add and mix a lithium salt with a low melting point in an amount of 12 moles, and heat at a temperature near the melting point of the lithium salt (300 to 5
It is effective to perform the firing treatment at a temperature of 00°C. In this case, examples of the lithium salt include lithium iodide, lithium oxalate, lithium nitrate, and the like. In addition, as an electrochemical method, after discharging vanadium pentoxide to 2.2 to 2.0 V at a Li counter electrode (in this case, 1.7 to 2 moles of lithium atoms are inserted into vanadium pentoxide). A lithium vanadium composite oxide having an optimal structure can also be obtained by subsequently performing a charging treatment.

【0018】上記のリチウムバナジウム酸化物を正極活
物質として用いて正極を作製する場合、その粒径は必ず
しも制限されないが、平均粒径が5〜10μmのものを
用いることがより好ましい。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、有機溶
媒で混練し、ロールで圧延するなどの方法により正極を
作製することができる。なお、導電剤の混合量は正極活
物質100部(重量部、以下同じ)に対し3〜25部、
特に5〜15部とすることが好ましい。また、結着剤の
混合量は正極活物質100部に対し5〜15部とするこ
とが好ましい。
When producing a positive electrode using the above lithium vanadium oxide as a positive electrode active material, the particle size is not necessarily limited, but it is more preferable to use one having an average particle size of 5 to 10 μm. In this case, conductive agents such as graphite and acetylene black,
A positive electrode can be produced by a method such as adding and mixing a binder such as fluororesin powder, kneading with an organic solvent, and rolling with a roll. The amount of the conductive agent mixed is 3 to 25 parts per 100 parts (parts by weight, same hereinafter) of the positive electrode active material.
In particular, it is preferably 5 to 15 parts. Further, the amount of the binder mixed is preferably 5 to 15 parts with respect to 100 parts of the positive electrode active material.

【0019】本発明の電池に用いるリチウムを吸蔵・放
出可能な負極活物質としては、リチウム金属、アルミニ
ウムや低融点合金等のリチウムと容易に合金化し得る金
属とリチウムとの合金、炭素質材料、特に黒鉛化層状化
合物にリチウムをドープした材料を使用することができ
る。
The negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium used in the battery of the present invention includes lithium metal, alloys of lithium and metals that can be easily alloyed with lithium such as aluminum and low melting point alloys, carbonaceous materials, In particular, a material in which a graphitized layered compound is doped with lithium can be used.

【0020】また、本発明二次電池に用いられる非水電
解質は、リチウムイオンを含むものが使用され、具体的
には、リチウム塩、特にLiClO4,LiBF4,L
iPF6,LiCF3SO3,及びLiAsF6から選
ばれた1種又は2種以上が好適である。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る。この
場合溶媒としては、特に限定されるものではないが、プ
ロピレンカーボネート、2−メチルテトラヒドロフラン
、テトラヒドロフラン、エチレンカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクト
ン、ジオキソラン、ブチレンカーボネート、アセトニト
リル及びジメチルホルムアミドから選ばれた1種又は2
種以上の混合溶媒が好適である。
[0020] The non-aqueous electrolyte used in the secondary battery of the present invention is one containing lithium ions, and specifically, lithium salts, particularly LiClO4, LiBF4, L
One or more selected from iPF6, LiCF3SO3, and LiAsF6 are preferred. These electrolytes are usually used in a state dissolved in a solvent. In this case, the solvent is not particularly limited, but is selected from propylene carbonate, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, dioxolane, butylene carbonate, acetonitrile, and dimethylformamide. Type 1 or 2
A mixed solvent of more than one species is suitable.

【0021】本発明の非水二次電池は、通常正負極間に
電解液を介在させることにより構成されるが、この場合
正負極間に両極の接触による電流の短絡を防ぐためセパ
レーターを介在させることができる。セパレーターとし
ては、両極の接触を確実に防止し得、かつ電解液を通し
たり含んだりできる材料、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等の合成樹脂製
の不織布、織布多孔体や網などを挙げることができるが
、特に厚さ20〜50μm程度のポリプロピレン又はポ
リエチレン製の微孔性フィルムが好ましく用いられる。
The nonaqueous secondary battery of the present invention is usually constructed by interposing an electrolyte between the positive and negative electrodes, but in this case, a separator is interposed between the positive and negative electrodes in order to prevent current short-circuiting due to contact between the two electrodes. be able to. As a separator, use a material that can reliably prevent contact between the two electrodes and allow the electrolyte to pass through or contain it, such as nonwoven fabrics made of synthetic resins such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, and polyethylene, porous woven fabrics, and nets. Among these, a microporous film made of polypropylene or polyethylene having a thickness of about 20 to 50 μm is particularly preferably used.

【0022】また、本発明の電地には、固体電解質とし
て、上記電解質溶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、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、Li3N、LiBCl4、L
i4SiO4、Li3BO3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なお、本発明の
非水電解質二次電池のその他の構成部材としては、通常
使用されているものを支障なく用いることができる。ま
た、電池の形態は特に制限されず、コインタイプ、ボタ
ンタイプ、ペーパータイプ又はスパイラル構造の筒型電
池など、種々の形態をとることができる。
[0022] Furthermore, in the electrolyte of the present invention, the above electrolyte solution may be used as a solid electrolyte, such as polyethylene oxide,
Organic solid electrolytes impregnated with polymers such as polypropylene oxide and phosphazene polymers having ethylene oxide oligomers in their side chains, Li3N, LiBCl4, L
An inorganic solid electrolyte such as lithium glass such as i4SiO4 or Li3BO3 may also be used.As for other constituent members of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, commonly used materials can be used without any problem. . Further, the form of the battery is not particularly limited, and can take various forms such as a coin type, button type, paper type, or spiral-structured cylindrical battery.

【0023】[0023]

【実施例】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、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
[Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0024】〔実施例〕 五酸化バナジウム粉末にヨウ化リチウム粉末を添加後、
十分に混合し、300℃の温度で約10時間の焼成を行
い、リチウムバナジウム酸化物を得た。このとき、ヨウ
化リチウムの量により添加リチウム濃度、即ちLixV
2O5中のx値を変化させ、表1に示したようなA〜E
の5種の酸化物を作製した。
[Example] After adding lithium iodide powder to vanadium pentoxide powder,
The mixture was thoroughly mixed and fired at a temperature of 300° C. for about 10 hours to obtain lithium vanadium oxide. At this time, depending on the amount of lithium iodide, the added lithium concentration, that is, LixV
By changing the x value in 2O5, A to E as shown in Table 1
Five types of oxides were prepared.

【0025】得られたリチウムバナジウム酸化物A〜E
についてCuKα線によるX線回折を行った。そのチャ
ートを図1に示す。図1よりリチウム添加量の増加と共
に17°付近のピークが顕著になっていくのが認められ
る。
Obtained lithium vanadium oxides A to E
X-ray diffraction using CuKα rays was performed on the sample. The chart is shown in Figure 1. It can be seen from FIG. 1 that the peak around 17° becomes more prominent as the amount of lithium added increases.

【0026】次に、上記の各正極活物質100部に導電
剤としてアセチレンブラック15部及び結着剤としてフ
ッ素樹脂粉末10部を加え、十分混合した後、有機溶媒
により混練し、ロールで約500μmに圧延し、150
℃で真空乾燥後、直径15mmに打ち抜いて正極を作製
した。
Next, 15 parts of acetylene black as a conductive agent and 10 parts of fluororesin powder as a binder were added to 100 parts of each of the above positive electrode active materials, and after thorough mixing, kneaded with an organic solvent and rolled to a thickness of about 500 μm. Rolled to 150
After vacuum drying at °C, a positive electrode was produced by punching out a piece with a diameter of 15 mm.

【0027】一方、負極として正極と同様の径寸法に打
ち抜いた厚さ300μmのリチウム金属シートを使用し
、電解液としてプロピレンカーボネートにLiPF6を
1モル/lで溶解したものを使用し、図2に示すコイン
型電池を組み立てた。
On the other hand, a 300 μm thick lithium metal sheet punched to the same diameter as the positive electrode was used as the negative electrode, and as the electrolyte, LiPF6 dissolved in propylene carbonate at 1 mol/l was used. The coin cell battery shown was assembled.

【0028】ここで、図2において、正極1とアルミニ
ウム製の正極集電体2は正極缶3の内面にスポット溶接
されており、負極4は負極缶6の内面に固着した負極集
電体5に圧入されている。更に、ポリプロピレン製不織
布よりなるセパレーター7に上記電解質が含浸されてい
る。なお、8は絶縁パッキングである。また、電池寸法
は直径20.0mm,厚さ1.6mmである。
Here, in FIG. 2, the positive electrode 1 and the positive electrode current collector 2 made of aluminum are spot welded to the inner surface of the positive electrode can 3, and the negative electrode 4 is spot welded to the inner surface of the negative electrode can 6. is press-fitted into the Further, a separator 7 made of a nonwoven polypropylene fabric is impregnated with the electrolyte. Note that 8 is an insulating packing. Further, the battery dimensions are 20.0 mm in diameter and 1.6 mm in thickness.

【0029】以上のように作製した5個の電池について
、それぞれ充放電電流1mAにおいて、放電終止電圧2
.5V、充電終始電圧3.8Vの条件で充放電を繰り返
し、200サイクルまでのサイクル特性を測定した。
For each of the five batteries manufactured as described above, at a charge/discharge current of 1 mA, the discharge end voltage was 2.
.. Charging and discharging were repeated under the conditions of 5V and a charging end voltage of 3.8V, and the cycle characteristics were measured up to 200 cycles.

【0030】表1に平均放電電圧、及び活物質1g当た
りの初期放電容量と第2サイクルでの放電容量を示す。 また、図3に200サイクルまでの活物質1g当たりの
容量の変化を示す。
Table 1 shows the average discharge voltage, the initial discharge capacity per gram of active material, and the discharge capacity in the second cycle. Further, FIG. 3 shows the change in capacity per gram of active material up to 200 cycles.

【0031】[0031]

【表1】[Table 1]

【0032】表1に示した結果より、本発明の電池は無
処理の五酸化バナジウムと比べて初期放電容量は若干低
いものの、第2サイクルでの容量の低下は少なく、また
平均放電電圧の向上がみられた。
From the results shown in Table 1, although the initial discharge capacity of the battery of the present invention is slightly lower than that of untreated vanadium pentoxide, the decrease in capacity in the second cycle is small, and the average discharge voltage is improved. was seen.

【0033】また、図3に示した結果より、本発明の正
極活物質を用いた電池は良好なサイクル特性を持つこと
が確認された。
Furthermore, from the results shown in FIG. 3, it was confirmed that the battery using the positive electrode active material of the present invention had good cycle characteristics.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の非水電解
質二次電池は、正極活物質として最適な構造を持つリチ
ウムバナジウム酸化物を使用しているので、高放電容量
、高電圧でかつ優れた充放電サイクル特性を有する。
[Effects of the Invention] As explained above, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention uses lithium vanadium oxide, which has an optimal structure as a positive electrode active material, and therefore has a high discharge capacity, high voltage, and Has excellent charge/discharge cycle characteristics.

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

【図1】本発明の実施例と比較例のリチウムバナジウム
酸化物のCuKα線によるX線回折チャートである。
FIG. 1 is an X-ray diffraction chart using CuKα rays of lithium vanadium oxides of Examples of the present invention and Comparative Examples.

【図2】本発明の一実施例のコイン型電池を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing a coin-type battery according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例及び比較例に係る電池サイクル
の特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing characteristics of battery cycles according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    正極 2    正極集電体 3    正極缶 4    負極 5    負極集電体 6    負極缶 7    セパレーター 8    絶縁パッキング 1 Positive electrode 2 Positive electrode current collector 3    Positive electrode can 4 Negative electrode 5 Negative electrode current collector 6 Negative electrode can 7 Separator 8 Insulating packing

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  正極と、リチウムを吸蔵・放出可能な
負極と、リチウムイオンを含む非水電解質とを具備して
なる非水電解質二次電池において、前記正極の活物質と
して、LixV2O5(0.03≦x≦0.15)で表
され、CuKα線によるX線回折で2θ=17.0°±
0.5°,20.2°±0.5°及び21.7°±0.
5°にそれぞれメインピークを有するリチウムバナジウ
ム複合酸化物を使用したことを特徴とする非水電解質二
次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode capable of intercalating and deintercalating lithium, and a non-aqueous electrolyte containing lithium ions, wherein LixV2O5 (0. 03≦x≦0.15), and 2θ=17.0°± by X-ray diffraction using CuKα rays.
0.5°, 20.2°±0.5° and 21.7°±0.
A nonaqueous electrolyte secondary battery characterized by using a lithium vanadium composite oxide having main peaks at 5 degrees.
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