JPH04332472A - 非水電解質二次電池用負極 - Google Patents

非水電解質二次電池用負極

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JPH04332472A
JPH04332472A JP3101288A JP10128891A JPH04332472A JP H04332472 A JPH04332472 A JP H04332472A JP 3101288 A JP3101288 A JP 3101288A JP 10128891 A JP10128891 A JP 10128891A JP H04332472 A JPH04332472 A JP H04332472A
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negative electrode
secondary battery
electrolyte secondary
battery
negative pole
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Masaki Hasegawa
正樹 長谷川
Shuji Ito
修二 伊藤
Yasuhiko Mifuji
靖彦 美藤
Yoshinori Toyoguchi
豊口 ▲よし▼徳
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解質二次電池に関
する。
【0002】
【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
が期待され、多くの研究が行われている。
【0003】これまで非水電解質二次電池の正極活物質
には、LiCoO2,V2O5,Cr2O5,MnO2
,TiS2,MoS2などの遷移金属の酸化物およびカ
ルコゲン化合物が知られており、これらは層状もしくは
トンネル構造を有し、リチウムイオンが出入りできる結
晶構造を持つ。一方、負極活物質としては金属リチウム
が多く検討されてきた。しかしながら充電時にリチウム
表面に樹枝状にリチウムが析出し、充放電効率の低下も
しくは正極と接して内部短絡を生じるという問題点を有
していた。このような問題を解決する手段として、リチ
ウムの樹枝状成長を抑制しリチウムを吸蔵,放出するこ
とのできるアルミニウムやアルミニウム合金などのリチ
ウムを吸蔵,放出することのできる金属および合金の板
もしくは粉末を負極活物質に用いる検討がなされている
【0004】
【発明が解決しようとする課題】負極活物質としてリチ
ウムを吸蔵,放出することのできる金属もしくは合金を
用いた場合、充電時にリチウムの樹枝状成長が抑えられ
るものの、充放電を繰り返すとともに活物質の微細化が
生じ、サイクル特性が良くないという欠点を有しており
、末だ充分な特性が得られていない。
【0005】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、リチウムを可逆的に吸蔵,放出でき、優れたサイ
クル特性を有する非水電解質二次電池用負極の提供を目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の非水電解質二次電池用負極は、正極,負極,非
水電解質からなる非水電解質二次電池において、負極活
物質としてAl−A−B(AはY,La,Ceより選ば
れる少なくとも1種の希土類金属、BはFe,Co,N
i,Cuより選ばれる少なくとも1種の遷移金属)系ア
モルファス合金を用いるものである。
【0007】
【作用】この構成により本発明の非水電解質二次電池用
負極は、一般にAl系合金は脆く壊れ易い性質をもつが
、Al−Y−B(BはFe,Co,Ni,Cuより選ば
れる少なくとも1種の元素、2%≦Y≦22%、3%≦
B≦33%),Al−La−B(BはFe,Co,Ni
,Cuより選ばれる少なくとも1種の元素、2%≦La
≦18%、4%≦B≦25%)、およびAl−Ce−B
(BはFe,Co,Ni,Cuより選ばれる少なくとも
1種の元素、2%≦Ce≦22%、3%≦B≦33%)
で表されるアモルファス合金は、非常に粘り強く、高強
度を有している。このAl−A−B系アモルファス合金
について非水電解質二次電池の電極活物質として特性を
調べたところ、リチウム極に対して0.3V付近でリチ
ウムを可逆的に吸蔵,放出した。また充放電を繰り返し
たところ、良好なサイクル特性を示すことがわかった。 これは、上記合金が粘り強く高強度をもつため、充放電
によるリチウムの吸蔵,放出にともない膨脹,収縮が生
じても微細化することなく初期の形状が保持されるため
であると考えられる。上記合金を非水電解質二次電池の
負極活物質に用いることで、高エネルギー密度で、優れ
たサイクル特性を有する非水電解質二次電池を得ること
ができることとなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例の非水電解質二次電
池用負極について図面に基づいて詳細に説明する。本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0009】(実施例1)本実施例では、LiCoO2
を正極活物質に用いて、負極活物質にAl85Y10N
i5を用いた場合について説明する。
【0010】Al85Y10Ni5の作製は、まず、A
l,YおよびNiのそれぞれのインゴットをモル比で8
5:10:5となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
【0011】電池の作製は以下のように行った。まず、
正極の作製は、正極活物質としてのLiCoO2を7重
量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラック2重
量部、結着剤としてポリ4フッカエチレン樹脂1重量部
を混合し、この正極合剤0.1gを直径17.5mmに
2トン/cm2でプレス成型することでおこなった。負
極の作製は、負極活物質としてのAl85Y10Ni5
を7重量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラッ
クを2重量部、結着剤としてアクリル樹脂エマルジョン
1重量部を混合乾燥し、この負極合剤0.05gを直径
17.5mmに2トン/cm2でプレス成型して、負極
とした。実施例1の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極を同様方法で作製した。製造した電池の断
面図を図1に示す。図1において、成型した正極1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
ンフィルムを置き、さらにその上に負極4を置き、非水
電解質として、1モル/1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解媒を注液後、ポリプロピレン製ガ
スケット5を付けた封口板6を置き、電池を封口した。 Al85Y10Ni5を負極に用いた実施例1の電池を
A、従来例として負極にアルミニウム粉末を用いた実施
例1の比較電池をBとする。
【0012】これらの電池を1mAの定電流で3.7V
から2.8Vの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Al85Y10Ni5を用いた場合の電池
Aが3.5Vで、アルミニウム粉末を用いた電池Bの3
.4Vと比較して高い値となった。図2に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図2において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である。従来例の電池Bは、充放電を繰り返すとともに
容量が低下し100サイクル目で初期容量に対して40
%から50%とも低下するのに対して、電池Aは、10
0サイクル目で10%程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
【0013】以上のようにAl85Y10Ni5を負極
活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性に
優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認した
【0014】本実施例では、負極活物質としてAl85
Y10Ni5を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてFe,Co,Cuを用い請求項2に示した組成
範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる。
【0015】(実施例2)本実施例では、LiCoO2
を正極活物質に用い、負極活物質にAl87La8Ni
5を用いた場合について説明する。
【0016】Al87La8Ni5の作製は、まず、A
l,LaおよびNiのそれぞれのインゴットをモル比で
87:8:5となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
【0017】以上のようにして得られたAl87La8
Ni5を負極活物質とし実施例1と同様にして電池を作
製した。実施例2の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極も実施例1の比較電池Bと同様の方法で作
製した。Al87La8Ni5を負極に用いた実施例2
の電池をC、従来例として負極にアルミニウム粉末を用
いた実施例2の比較電池をDとする。
【0018】これらの電池を1mAの定電流で3.7V
から2.8Vの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Al87La8Ni5を用いた場合の電池
Cが3.5Vで、アルミニウム粉末を用いた電池Dの3
.4Vと比較して高い値となった。図3に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図3において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である従来例の電池Dは、充放電を繰り返すとともに容
量が低下し100サイクル目で初期容量に対して40%
から50%も低下するのに対して、電池Cは、100サ
イクル目で10%程度しか低下せず、優れたサイクル特
性を示すことを確認した。
【0019】以上のように、Al87La8Ni5を負
極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性
に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認し
た。
【0020】本実施例では、負極活物質としてAl87
La8Ni5を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてFe,Co,Ni,Cuを用い請求項3に示し
た組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる
【0021】(実施例3)本実施例では、LiCoO2
を正極活物質に用い、負極活物質にAl85Ce5Ni
10を用いた場合について説明する。
【0022】Al85Ce5Ni10作製は、まず、A
l,CeおよびNiのそれぞれのインゴットをモル比で
85:5:10となるように水冷銅るつぼに入れ、アル
ゴン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合
金を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法により
アモルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモ
ルファス合金粉末とした。
【0023】以上のようにして得られたAl85Ce5
Ni10を負極活物質とし実施例1と同様にして電池を
作製した。実施例3の比較電池用としてアルミニウム粉
末を用いた負極も実施例1の比較電池Bと同様の方法で
作製した。Al85Ce5Ni10を負極に用いた実施
例3の電池をE、従来例として負極にアルミニウム粉末
を用いた実施例3の比較電池をFとする。
【0024】これらの電池を1mAの定電流で3.7V
から2.8Vの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Al85Ce5Ni10を用いた場合の電
池Eが3.5Vで、アルミニウム粉末を用いた電池Fの
3.4Vと比較して高い値となった。図4に充放電サイ
クル数と容量維持率の関係を示す。図4において、容量
維持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した
値である。従来例の電池Fは、充放電を繰り返すととも
に容量が低下し100サイクル目で初期容量に対して4
0%から50%も低下するのに対して、電池Eは、10
0サイクル目で10%程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
【0025】以上のように、Al85Ce5Ni10を
負極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特
性に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認
した。
【0026】本実施例では、負極活物質としてAl85
Ce5Ni10を用いた場合について説明したが、遷移
金属としてFe,Co,Ni,Cuを用い請求項4に示
した組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られ
る。
【0027】以上、実施例として正極活物質にLiCo
O2を用いた場合を例に説明したが、V2O5,Cr2
O5,MnO2,TiS2,MoS2などの遷移金属の
酸化物およびカルコゲン化合物を正極活物質として用い
た場合にも同様の結果を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】以上の実施例の説明で明らかなように本
発明の非水電解質二次電池用負極によれば、正極,負極
,非水電解質を主体とする非水電解質二次電池において
、負極活物質としてAl−A−B(AはY,La,Ce
より選ばれる少なくとも1種の希土類金属、BはFe,
Co,Ni,Cuより選ばれる少なくとも1種の遷移金
属)系アモルファス合金を用いることで、放電電圧の高
い、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が可能と
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の非水電解質二次電池用負極を
用いた電池の構成を示す縦断面図
【図2】本発明の実施例1における電池Aと比較電池B
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
【図3】本発明の実施例2における電池Cと比較電池D
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
【図4】本発明の実施例3における電池Eと比較電池F
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
【符号の説明】
1    正極 2    ケース 3    セパレータ 4    負極 5    ガスケット 6    封口板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  正極,負極,非水電解質を主体とする
    非水電解質二次電池において、負極活物質としてAl−
    A−B(AはY,La,Ceより選ばれる少なくとも1
    種の希土類金属、BはFe,Co,Ni,Cuより選ば
    れる少なくとも1種の遷移金属)系アモルファス合金を
    用いる非水電解質二次電池用負極。
  2. 【請求項2】  Al−A−B(AはY,La,Ceよ
    り選ばれる少なくとも1種の遷移金属、BはFe,Co
    ,Ni,Cuより選ばれる少なくとも1種の遷移金属)
    系アモルファス合金として、Al−Y−B(BはFe,
    Co,Ni,Cuより選ばれる少なくとも一種の元素、
    2%≦Y≦22%、3%≦B≦33%)で表されるアモ
    ルファス合金を用いる請求項1記載の非水電解質二次電
    池用負極。
  3. 【請求項3】  Al−A−B(AはY,La,Ceよ
    り選ばれる少なくとも1種の希土類金属、BはFe,C
    o,Ni,Cuより選ばれる少なくとも1種の遷移金属
    )系アモルファス合金として、Al−La−B(BはF
    e,Co,Ni,Cuより選ばれる少なくとも一種の元
    素、2%≦La≦18%、4%≦B≦25%)で表され
    るアモルファス合金を用いる請求項1記載の非水電解質
    二次電池用負極。
  4. 【請求項4】  Al−A−B(AはY,La,Ceよ
    り選ばれる少なくとも1種の希土類金属、BはFe,C
    o,Ni,Cuより選ばれる少なくとも1種の遷移金属
    )系アモルファス合金として、Al−Ce−B(BはF
    e,Co,Ni,Cuより選ばれる少なくとも一種の元
    素、2%≦Ce≦22%、3%≦B≦33%)で表され
    るアモルファス合金を用いる請求項1記載の非水電解質
    二次電池用負極。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095363A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Sony Corp 電池用電極材料及び電池用電極材料の製造方法
US7537862B2 (en) 2004-11-15 2009-05-26 Panasonic Corporation Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same
US7858232B2 (en) 2004-11-15 2010-12-28 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
CN114420914A (zh) * 2021-12-15 2022-04-29 深圳先进技术研究院 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池
WO2023108458A1 (zh) * 2021-12-15 2023-06-22 深圳先进技术研究院 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7537862B2 (en) 2004-11-15 2009-05-26 Panasonic Corporation Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same
US7635540B2 (en) 2004-11-15 2009-12-22 Panasonic Corporation Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same
US7858232B2 (en) 2004-11-15 2010-12-28 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
US7955735B2 (en) 2004-11-15 2011-06-07 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2007095363A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Sony Corp 電池用電極材料及び電池用電極材料の製造方法
CN114420914A (zh) * 2021-12-15 2022-04-29 深圳先进技术研究院 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池
WO2023108458A1 (zh) * 2021-12-15 2023-06-22 深圳先进技术研究院 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池

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