JPH04351862A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH04351862A JPH04351862A JP3127318A JP12731891A JPH04351862A JP H04351862 A JPH04351862 A JP H04351862A JP 3127318 A JP3127318 A JP 3127318A JP 12731891 A JP12731891 A JP 12731891A JP H04351862 A JPH04351862 A JP H04351862A
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- lithium
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Links
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- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
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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
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動用直流電源，バッ
クアップ電源などとして用いる、五酸化バナジウム正極
、リチウムと五酸化ニオブとの化合物による負極、有機
電解質から構成されるリチウム二次電池に関するもので
ある。
クアップ電源などとして用いる、五酸化バナジウム正極
、リチウムと五酸化ニオブとの化合物による負極、有機
電解質から構成されるリチウム二次電池に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】リチウムを負極に用いるリチウム二次電
池は、原理的に高エネルギー密度を有することから、近
年注目を集め、盛んに開発が進められている。
池は、原理的に高エネルギー密度を有することから、近
年注目を集め、盛んに開発が進められている。
【０００３】しかしながら、充放電の際リチウム負極に
発生する樹枝状，苔状のリチウムのデンドライトのため
、正極と負極が導通状態となり、いわゆる電池の内部シ
ョートを引き起こしてしまう。また、負極自身が元の形
状より次第に崩れて劣化していくため、長期に亘り充放
電サイクル寿命を保持することは非常に困難であった。
発生する樹枝状，苔状のリチウムのデンドライトのため
、正極と負極が導通状態となり、いわゆる電池の内部シ
ョートを引き起こしてしまう。また、負極自身が元の形
状より次第に崩れて劣化していくため、長期に亘り充放
電サイクル寿命を保持することは非常に困難であった。
【０００４】そこで、その解決策の一つとして、負極に
リチウムと五酸化ニオブとの化合物を用いることが試み
られており、充放電サイクル寿命が大幅に向上する電池
系として期待されている。
リチウムと五酸化ニオブとの化合物を用いることが試み
られており、充放電サイクル寿命が大幅に向上する電池
系として期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のリチウム二次電池では、本電池系を満充電の状態で
高温雰囲気中に保存した場合、リチウムをドープした五
酸化ニオブの負極が不安定な状態となり、自己放電によ
り部分的にニオブ酸リチウムとして電解液中に溶解する
。そのため、負極電位が高電位となり電池電圧が低下す
る。また、高温雰囲気中に保存後、電池を取り出し再充
電しても、電解液中に溶解したニオブ酸リチウムは、反
応活物質として回復できないので、その後放電を行って
も放電容量は保存前に比較して低下してしまうという問
題があった。
来のリチウム二次電池では、本電池系を満充電の状態で
高温雰囲気中に保存した場合、リチウムをドープした五
酸化ニオブの負極が不安定な状態となり、自己放電によ
り部分的にニオブ酸リチウムとして電解液中に溶解する
。そのため、負極電位が高電位となり電池電圧が低下す
る。また、高温雰囲気中に保存後、電池を取り出し再充
電しても、電解液中に溶解したニオブ酸リチウムは、反
応活物質として回復できないので、その後放電を行って
も放電容量は保存前に比較して低下してしまうという問
題があった。
【０００６】本発明は、この高温保存における充電容量
の劣化という課題を解決するもので、高温保存後の充放
電サイクル寿命の優れたリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とするものである。
の劣化という課題を解決するもので、高温保存後の充放
電サイクル寿命の優れたリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、電池を組み立てた後、あらかじめ予備放電
処理を施すものである。予備放電の深度は、電池のもつ
放電容量の５０％以上が効果的である。
に本発明は、電池を組み立てた後、あらかじめ予備放電
処理を施すものである。予備放電の深度は、電池のもつ
放電容量の５０％以上が効果的である。
【０００８】
【作用】本電池系を組み立てた後、あらかじめ予備放電
処理を施した後に高温雰囲気中に保存し、その後電池を
取り出して再充電を行い、放電容量を確認したところ、
放電容量の劣化率が大幅に抑制されることがわかった。
処理を施した後に高温雰囲気中に保存し、その後電池を
取り出して再充電を行い、放電容量を確認したところ、
放電容量の劣化率が大幅に抑制されることがわかった。
【０００９】本電池系の電池電圧は、満充電の状態で約
２．０Ｖの高電位を有するが、高温雰囲気中に保存した
場合は、五酸化ニオブにリチウムをドープした負極が不
安定な状態となり、活物質の一部がニオブ酸リチウムと
して電解液中に溶解することが原因で、放電容量の低下
を招く。
２．０Ｖの高電位を有するが、高温雰囲気中に保存した
場合は、五酸化ニオブにリチウムをドープした負極が不
安定な状態となり、活物質の一部がニオブ酸リチウムと
して電解液中に溶解することが原因で、放電容量の低下
を招く。
【００１０】ところが、あらかじめ予備放電処理を施し
、電池電圧を２．０Ｖ以下の低電位側にシフトさせた状
態において、高温雰囲気中に保存した場合は、五酸化ニ
オブ負極が非常に安定した状態に保たれ、負極活物質の
電解液中への溶解反応が抑制される。この効果により高
温保存後の放電容量の劣化率が大幅に抑制されるものと
考えられる。
、電池電圧を２．０Ｖ以下の低電位側にシフトさせた状
態において、高温雰囲気中に保存した場合は、五酸化ニ
オブ負極が非常に安定した状態に保たれ、負極活物質の
電解液中への溶解反応が抑制される。この効果により高
温保存後の放電容量の劣化率が大幅に抑制されるものと
考えられる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１に本発明のコイン形のリチウム
二次電池の構成を示す。図に示すように、正極端子を兼
ねたケース１と負極端子を兼ねた封口板２とがポリプロ
ピレン製ガスケット３で絶縁シールされている。正極４
は五酸化バナジウム９０ｗｔ％、導電剤であるカーボン
ブラック５ｗｔ％および結着剤であるフッ素樹脂を５ｗ
ｔ％の重量比になるように混練し、直径１５ｍｍ，厚み
０．５ｍｍの大きさのペレットに成形し、高温真空乾燥
して脱水処理して調整する。負極５はまず五酸化ニオブ
９０ｗｔ％、導電剤であるカーボンブラック７５ｗｔ％
および結着剤であるフッ素樹脂を５ｗｔ％の重量比とな
るように混練し、直径１５ｍｍ，厚み０．５ｍｍの大き
さになるようにペレット成形する。この合剤ペレットに
直径１３ｍｍ，厚み０．１ｍｍのリチウム箔を密着させ
、過塩素酸リチウムを１モル／１を含むプロピレンカー
ボネート液中に浸漬し、リチウムを五酸化ニオブ中にド
ーピングしたものである。 セパレータ６はプロピレン製微孔膜と不織布の２層ラミ
ネート体からなる。電解液はプロピレンカーボネートと
１，２ジメトキシエタンを１：１で混合した溶媒に過塩
素酸リチウムを１モル／１溶解したものである。電池の
大きさは、直径２０ｍｍ，厚さ２．０ｍｍの大きさであ
り、容量は２．０Ｖから１．０Ｖまでの電圧範囲で１５
ｍＡｈである。
しながら説明する。図１に本発明のコイン形のリチウム
二次電池の構成を示す。図に示すように、正極端子を兼
ねたケース１と負極端子を兼ねた封口板２とがポリプロ
ピレン製ガスケット３で絶縁シールされている。正極４
は五酸化バナジウム９０ｗｔ％、導電剤であるカーボン
ブラック５ｗｔ％および結着剤であるフッ素樹脂を５ｗ
ｔ％の重量比になるように混練し、直径１５ｍｍ，厚み
０．５ｍｍの大きさのペレットに成形し、高温真空乾燥
して脱水処理して調整する。負極５はまず五酸化ニオブ
９０ｗｔ％、導電剤であるカーボンブラック７５ｗｔ％
および結着剤であるフッ素樹脂を５ｗｔ％の重量比とな
るように混練し、直径１５ｍｍ，厚み０．５ｍｍの大き
さになるようにペレット成形する。この合剤ペレットに
直径１３ｍｍ，厚み０．１ｍｍのリチウム箔を密着させ
、過塩素酸リチウムを１モル／１を含むプロピレンカー
ボネート液中に浸漬し、リチウムを五酸化ニオブ中にド
ーピングしたものである。 セパレータ６はプロピレン製微孔膜と不織布の２層ラミ
ネート体からなる。電解液はプロピレンカーボネートと
１，２ジメトキシエタンを１：１で混合した溶媒に過塩
素酸リチウムを１モル／１溶解したものである。電池の
大きさは、直径２０ｍｍ，厚さ２．０ｍｍの大きさであ
り、容量は２．０Ｖから１．０Ｖまでの電圧範囲で１５
ｍＡｈである。
【００１２】この電池を用い、電池組み立て直後に５ｍ
Ａ定電流で放電深度が電池容量（１５ｍＡｈ）に対して
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，および１００％になるように予備放電を行った電池
と、予備放電を全く行わなかった電池とを６０℃雰囲気
中に３０日間保存した。その後、電池を取り出し、２．
２Ｖの定電圧、１００Ωの保護抵抗で１０時間満充電後
、２ｍＡの定電流で放電し１．０Ｖに至るまでの電気容
量を測定し、初期電気容量に対する保存試験後の容量回
復率を求めた。その結果を図２に示す。
Ａ定電流で放電深度が電池容量（１５ｍＡｈ）に対して
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，および１００％になるように予備放電を行った電池
と、予備放電を全く行わなかった電池とを６０℃雰囲気
中に３０日間保存した。その後、電池を取り出し、２．
２Ｖの定電圧、１００Ωの保護抵抗で１０時間満充電後
、２ｍＡの定電流で放電し１．０Ｖに至るまでの電気容
量を測定し、初期電気容量に対する保存試験後の容量回
復率を求めた。その結果を図２に示す。
【００１３】図２から明らかなように、予備放電を少し
でも行えば、電池の劣化は抑制され容量の回復率は上昇
する。とくに、放電深度が５０％を超えると、容量回復
率はほぼ１００％となり電池の劣化はほとんどみられな
い。したがって、予備放電深度の最適値としては電池容
量の５０％以上である。
でも行えば、電池の劣化は抑制され容量の回復率は上昇
する。とくに、放電深度が５０％を超えると、容量回復
率はほぼ１００％となり電池の劣化はほとんどみられな
い。したがって、予備放電深度の最適値としては電池容
量の５０％以上である。
【００１４】また４５％雰囲気中に電池を保存した場合
も前記本実施例の電池とまったく同様の効果が得られた
。
も前記本実施例の電池とまったく同様の効果が得られた
。
【００１５】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明の予備放電を行うことにより正極に五酸化バ
ナジウム、負極にリチウムと五酸化ニオブの化合物を用
いたリチウム二次電池の高温保存特性を向上することが
できる。この予備放電により、さらに充放電サイクル寿
命特性に優れたリチウム二次電池を実現できる。
に、本発明の予備放電を行うことにより正極に五酸化バ
ナジウム、負極にリチウムと五酸化ニオブの化合物を用
いたリチウム二次電池の高温保存特性を向上することが
できる。この予備放電により、さらに充放電サイクル寿
命特性に優れたリチウム二次電池を実現できる。
【図１】本発明の実施例のコイン形リチウム二次電池の
断面図
断面図
【図２】予備放電深度と高温保存後の容量回復率の関係
を示す図
を示す図
１ ケース
２ 封口板
３ ガスケット
４ 正極
５ 負極
６ セパレータ
Claims (2)
- 【請求項１】リチウム塩を溶解した有機溶媒を電解液と
し、充電状態で正極に五酸化バナジウム、負極にリチウ
ムと五酸化ニオブとの化合物を用いた構成であって、電
池を組み立て後、あらかじめ予備放電処理を施したリチ
ウム二次電池。 - 【請求項２】電池のもつ放電容量の５０％以上の放電容
量を予備放電する請求項１記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127318A JPH04351862A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127318A JPH04351862A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351862A true JPH04351862A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14956971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3127318A Pending JPH04351862A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04351862A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008098131A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
| JP2016062743A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127318A patent/JPH04351862A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008098131A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
| JP2016062743A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
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