JPH05242912A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池Info
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- JPH05242912A JPH05242912A JP4043350A JP4335092A JPH05242912A JP H05242912 A JPH05242912 A JP H05242912A JP 4043350 A JP4043350 A JP 4043350A JP 4335092 A JP4335092 A JP 4335092A JP H05242912 A JPH05242912 A JP H05242912A
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- lithium
- negative electrode
- secondary battery
- ion secondary
- positive electrode
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー密度を高めて、過放電特性を向上
する。負極のカーボンに簡単にリチウムを吸蔵させる。 【構成】 正極は、リチウム含有化合物を含み、負極は
カーボン材料を含む。負極容量は正極容量よりも大き
い。さらに、電解液に、電気分解により、負極側でリチ
ウムの析出が起こり、正極側で分解によるガス発生が起
こるリチウム塩溶液を添加している。 【効果】 充電時に、正極活物質から負極に移行するリ
チウム量は、放電するときに負極から正極に移行さるリ
チウム量にほぼ等しい。このため、正極から負極に移行
したリチウムは有効に利用されて電池のエネルギー密度
を向上させる。
する。負極のカーボンに簡単にリチウムを吸蔵させる。 【構成】 正極は、リチウム含有化合物を含み、負極は
カーボン材料を含む。負極容量は正極容量よりも大き
い。さらに、電解液に、電気分解により、負極側でリチ
ウムの析出が起こり、正極側で分解によるガス発生が起
こるリチウム塩溶液を添加している。 【効果】 充電時に、正極活物質から負極に移行するリ
チウム量は、放電するときに負極から正極に移行さるリ
チウム量にほぼ等しい。このため、正極から負極に移行
したリチウムは有効に利用されて電池のエネルギー密度
を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話、ＶＴＲカメ
ラ、ブック型パーソナルコンピュータ等の小型軽量化競
争の著しい、パーソナル機器の電源として注目されてい
る、リチウム二次電池の改良に関し、とくに、エネルギ
ー密度を向上できると共に、過放電特性に優れたリチウ
ムイオン二次電池に関する。
ラ、ブック型パーソナルコンピュータ等の小型軽量化競
争の著しい、パーソナル機器の電源として注目されてい
る、リチウム二次電池の改良に関し、とくに、エネルギ
ー密度を向上できると共に、過放電特性に優れたリチウ
ムイオン二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池は、高エネルギー電池
として早くから注目されている。しかしながら、リチウ
ム二次電池は、リチウム負極の可逆性に劣る特性によっ
て、実用化が遅れている。リチウムを合金化したり、カ
ーボン材料にリチウムイオンを吸蔵させることによっ
て、リチウム負極の可逆性を得る取り組みがなされてい
る。ただ、この構造によると、エネルギー密度が下がる
欠点がある。このため、コイン形等の一部のリチウム二
次電池で実用化されるのみに留まっていた。
として早くから注目されている。しかしながら、リチウ
ム二次電池は、リチウム負極の可逆性に劣る特性によっ
て、実用化が遅れている。リチウムを合金化したり、カ
ーボン材料にリチウムイオンを吸蔵させることによっ
て、リチウム負極の可逆性を得る取り組みがなされてい
る。ただ、この構造によると、エネルギー密度が下がる
欠点がある。このため、コイン形等の一部のリチウム二
次電池で実用化されるのみに留まっていた。
【０００３】最近になって、正極にＬｉＣｏＯ2 等のリ
チウム含有酸化物を使用し、負極にカーボンを使用する
ことによって、高電圧で、高エネルギー密度のリチウム
イオン二次電池が実用化された（特開昭６２−１２１６
０号公報、特開昭６３−１２１２６０号公報、第３２回
電池討論回予稿集ｐ３１〜３４）。
チウム含有酸化物を使用し、負極にカーボンを使用する
ことによって、高電圧で、高エネルギー密度のリチウム
イオン二次電池が実用化された（特開昭６２−１２１６
０号公報、特開昭６３−１２１２６０号公報、第３２回
電池討論回予稿集ｐ３１〜３４）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これ等
の刊行物に記載される二次電池は、金属リチウムを使用
した電池に比べるとエネルギー密度が低くなる欠点があ
る。それは、反応に関与しないカーボンを電池内に充填
するからである。さらに、この構造のリチウム二次電池
は、放電する時に、負極のカーボンに吸蔵されたリチウ
ムを１００％放出することができない特性がある。それ
は、負極のカーボンにリチウムが残存する状態で、電池
電圧が０Ｖに低下するからである。このため、負極のカ
ーボンに多量のリチウムを吸蔵させるために、正極活物
質であるＬｉＣｏＯ2 等のリチウム含有酸化物を多くす
る必要があり、このことがさらにエネルギー密度を下げ
る結果となっていた。
の刊行物に記載される二次電池は、金属リチウムを使用
した電池に比べるとエネルギー密度が低くなる欠点があ
る。それは、反応に関与しないカーボンを電池内に充填
するからである。さらに、この構造のリチウム二次電池
は、放電する時に、負極のカーボンに吸蔵されたリチウ
ムを１００％放出することができない特性がある。それ
は、負極のカーボンにリチウムが残存する状態で、電池
電圧が０Ｖに低下するからである。このため、負極のカ
ーボンに多量のリチウムを吸蔵させるために、正極活物
質であるＬｉＣｏＯ2 等のリチウム含有酸化物を多くす
る必要があり、このことがさらにエネルギー密度を下げ
る結果となっていた。
【０００５】負極を組み立てるときに、負極のカーボン
にリチウムを吸蔵させることによってこの欠点を解消で
きる。しかしながら、このことを実現すると、負極の製
造工程が複雑となり、試作レベルでは可能であっても実
用化することは困難であった。また、カーボン極とリチ
ウム箔とを接着して電池に組み込むものは、電極が薄い
ために、極めて薄いリチウム箔を使用する必要がある
が、このように薄いリチウム箔が得られず実用化は不可
能である。
にリチウムを吸蔵させることによってこの欠点を解消で
きる。しかしながら、このことを実現すると、負極の製
造工程が複雑となり、試作レベルでは可能であっても実
用化することは困難であった。また、カーボン極とリチ
ウム箔とを接着して電池に組み込むものは、電極が薄い
ために、極めて薄いリチウム箔を使用する必要がある
が、このように薄いリチウム箔が得られず実用化は不可
能である。
【０００６】このため、負極のカーボンに吸蔵させるリ
チウムは、一度目の充電工程において、正極活物質から
組み込む必要がある。したがって、正極活物質のリチウ
ム量は、負極のカーボンに吸蔵されて、放電しても放出
されない分を考慮して多く設計する必要があり、電池の
エネルギー密度が低下した。
チウムは、一度目の充電工程において、正極活物質から
組み込む必要がある。したがって、正極活物質のリチウ
ム量は、負極のカーボンに吸蔵されて、放電しても放出
されない分を考慮して多く設計する必要があり、電池の
エネルギー密度が低下した。
【０００７】また、この構造のリチウムイオン二次電池
は、過放電すると、正極の電位が下がるより先に、負極
の電位が上昇してしまう特性がある。このため、電池電
圧がゼロボルトに低下すると、負極の電位が極めて高く
なる。高電位の負極は、負極芯体として一般に用いられ
る銅を溶出することになる。したがって、この二次電池
は、耐過放電性能が劣っており、過放電しないように特
に注意して使用する必要があり、簡単には取り扱いでき
ない欠点があった。
は、過放電すると、正極の電位が下がるより先に、負極
の電位が上昇してしまう特性がある。このため、電池電
圧がゼロボルトに低下すると、負極の電位が極めて高く
なる。高電位の負極は、負極芯体として一般に用いられ
る銅を溶出することになる。したがって、この二次電池
は、耐過放電性能が劣っており、過放電しないように特
に注意して使用する必要があり、簡単には取り扱いでき
ない欠点があった。
【０００８】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、エ
ネルギー密度を高めると共に、過放電特性を向上させ、
さらに、一度目の充電量と、その後の放電量との差を少
なくできるリチウムイオン二次電池を提供するにある。
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、エ
ネルギー密度を高めると共に、過放電特性を向上させ、
さらに、一度目の充電量と、その後の放電量との差を少
なくできるリチウムイオン二次電池を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のリチウムイオン
二次電池は、前述の目的を達成するために、下記の構成
を備える。すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池
は、ＬｉＣｏＯ2 等の充電によりＬｉイオンを放出可能
なリチウム含有化物を含む正極と、グラファイト、コー
クス等のリチウムを吸蔵可能なカーボンを含む負極とを
備え、負極容量は正極容量よりも大きく設計したものを
さらに改良したものである。
二次電池は、前述の目的を達成するために、下記の構成
を備える。すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池
は、ＬｉＣｏＯ2 等の充電によりＬｉイオンを放出可能
なリチウム含有化物を含む正極と、グラファイト、コー
クス等のリチウムを吸蔵可能なカーボンを含む負極とを
備え、負極容量は正極容量よりも大きく設計したものを
さらに改良したものである。
【００１０】リチウムイオン二次電池は、電解液に、電
気分解すると、負極側でリチウムの吸蔵が起こり、正極
側で分解によるガス発生が起こるリチウム塩溶液を添加
していることを特徴とする。
気分解すると、負極側でリチウムの吸蔵が起こり、正極
側で分解によるガス発生が起こるリチウム塩溶液を添加
していることを特徴とする。
【００１１】
【作用】電解液にリチウム塩溶液を添加したリチウム二
次電池は、最初の一度目の充電をする時に、充電電圧が
３．５Ｖ付近になると電解液のリチウム塩が電気分解さ
れる。電気分解されたリチウムは、負極に吸蔵される。
この充電過程において、正極活物質に含まれるリチウム
も電離してイオンとなり、同時に負極のカーボンに吸蔵
される。
次電池は、最初の一度目の充電をする時に、充電電圧が
３．５Ｖ付近になると電解液のリチウム塩が電気分解さ
れる。電気分解されたリチウムは、負極に吸蔵される。
この充電過程において、正極活物質に含まれるリチウム
も電離してイオンとなり、同時に負極のカーボンに吸蔵
される。
【００１２】従来のリチウムイオン二次電池は、負極に
吸蔵させるリチウムを、正極活物質のリチウム含有化合
物から供給していた。これに対して、本発明のリチウム
イオン二次電池は、正極活物質のみでなく、電解液に添
加したリチウム塩溶液から負極にリチウムを供給するこ
とができる。一度目の充放電容量の差分のリチウムが、
電解液のリチウム塩溶液から負極に吸蔵されると、正極
活物質から負極に吸蔵されるリチウム量と、負極から正
極に移行するリチウム量とはほぼ等しくなる。このた
め、正極活物質と負極活物質のリチウム放出量の差分を
減少することができ、充放電容量損失を補てんできる。
吸蔵させるリチウムを、正極活物質のリチウム含有化合
物から供給していた。これに対して、本発明のリチウム
イオン二次電池は、正極活物質のみでなく、電解液に添
加したリチウム塩溶液から負極にリチウムを供給するこ
とができる。一度目の充放電容量の差分のリチウムが、
電解液のリチウム塩溶液から負極に吸蔵されると、正極
活物質から負極に吸蔵されるリチウム量と、負極から正
極に移行するリチウム量とはほぼ等しくなる。このた
め、正極活物質と負極活物質のリチウム放出量の差分を
減少することができ、充放電容量損失を補てんできる。
【００１３】なお、電解液に添加されたリチウム塩溶液
は、充電するときに電気分解されて、正極側でガスとな
る。このため、電池を封口した後にリチウム塩溶液を電
気分解する場合は、ガスを電池外に放出するように、電
池には復帰式の圧力開放弁を備える必要がある（図
３）。このガス発生により、リチウム塩溶液中の不要な
アニオンは電池外に放出される。また、水の添加量は少
ない方が良いが、リチウム塩溶液の溶媒に水を用いて
も、充電電圧が４．１Ｖ程度と高いので、水も電気分解
されて電池外に排出され、水が電池に悪影響をおよぼす
ことはない。封口前に電気分解して、リチウム塩溶液の
リチウムを負極に吸蔵させる場合、電池には、必ずしも
圧力開放弁を設ける必要はない。
は、充電するときに電気分解されて、正極側でガスとな
る。このため、電池を封口した後にリチウム塩溶液を電
気分解する場合は、ガスを電池外に放出するように、電
池には復帰式の圧力開放弁を備える必要がある（図
３）。このガス発生により、リチウム塩溶液中の不要な
アニオンは電池外に放出される。また、水の添加量は少
ない方が良いが、リチウム塩溶液の溶媒に水を用いて
も、充電電圧が４．１Ｖ程度と高いので、水も電気分解
されて電池外に排出され、水が電池に悪影響をおよぼす
ことはない。封口前に電気分解して、リチウム塩溶液の
リチウムを負極に吸蔵させる場合、電池には、必ずしも
圧力開放弁を設ける必要はない。
【００１４】本発明のリチウムイオン二次電池と、従来
のリチウムイオン二次電池の充放電特性を図１と図２に
示している。図１は従来のリチウムイオン二次電池の定
電流充放電曲線を示し、図２は本発明のリチウムイオン
二次電池の定電流特性を示している。充電終止電圧はＶ
1、放電終止電圧をＶ2に設定している。また、従来品の
充電容量をＣ3、放電容量をＣ1、発明実施品の充電容量
をＣ4、放電容量をＣ2としている。
のリチウムイオン二次電池の充放電特性を図１と図２に
示している。図１は従来のリチウムイオン二次電池の定
電流充放電曲線を示し、図２は本発明のリチウムイオン
二次電池の定電流特性を示している。充電終止電圧はＶ
1、放電終止電圧をＶ2に設定している。また、従来品の
充電容量をＣ3、放電容量をＣ1、発明実施品の充電容量
をＣ4、放電容量をＣ2としている。
【００１５】図１に示すように、従来のリチウムイオン
二次電池は、放電容量Ｃ1と充電容量Ｃ3の関係は、Ｃ1
＜Ｃ3となる。この容量の差が、一度目の充放電容量の
損失分となる。本発明のリチウムイオン二次電池は、放
電容量Ｃ1＜Ｃ2、充電容量Ｃ 3＜Ｃ4となり、放電容量と
充電容量の両方において従来電池よりも大きくなる。と
くに、本発明のリチウム塩溶液は、放電容量Ｃ2を従来
電池の充電容量Ｃ3にほぼ等しくすることができる。し
たがって、電解液のリチウム塩溶液によって充放電容量
損失の補てんが行われ、エネルギー密度を向上できる。
二次電池は、放電容量Ｃ1と充電容量Ｃ3の関係は、Ｃ1
＜Ｃ3となる。この容量の差が、一度目の充放電容量の
損失分となる。本発明のリチウムイオン二次電池は、放
電容量Ｃ1＜Ｃ2、充電容量Ｃ 3＜Ｃ4となり、放電容量と
充電容量の両方において従来電池よりも大きくなる。と
くに、本発明のリチウム塩溶液は、放電容量Ｃ2を従来
電池の充電容量Ｃ3にほぼ等しくすることができる。し
たがって、電解液のリチウム塩溶液によって充放電容量
損失の補てんが行われ、エネルギー密度を向上できる。
【００１６】さらにまた、本発明のリチウム塩溶液は、
完全放電後も、芯体の溶出を防止できる特長がある。そ
れは、完全放電した状態で、負極にリチウムが残ってい
るため、リチウムによって負極の電位が低くなり、高電
圧になって芯体の銅が溶出するのを防止できるからであ
る。このため、本発明のリチウムイオン二次電池は、過
放電後における特性の低下を防止でき、厳しい条件で使
用する必要がなく極めて便利に使用できる。すなわち、
過放電しても、充電すれば元の性能を示し、耐過放電特
性の優れた電池となる。
完全放電後も、芯体の溶出を防止できる特長がある。そ
れは、完全放電した状態で、負極にリチウムが残ってい
るため、リチウムによって負極の電位が低くなり、高電
圧になって芯体の銅が溶出するのを防止できるからであ
る。このため、本発明のリチウムイオン二次電池は、過
放電後における特性の低下を防止でき、厳しい条件で使
用する必要がなく極めて便利に使用できる。すなわち、
過放電しても、充電すれば元の性能を示し、耐過放電特
性の優れた電池となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。但し、以
下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するため
のリチウムイオン二次電池を例示するものであって、本
発明のリチウムイオン二次電池は、構成部品の材質、形
状、構造、配置を下記の構造に特定するものでない。本
発明のリチウムイオン二次電池は、特許請求の範囲に於
て、種々の変更を加えることができる。
下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するため
のリチウムイオン二次電池を例示するものであって、本
発明のリチウムイオン二次電池は、構成部品の材質、形
状、構造、配置を下記の構造に特定するものでない。本
発明のリチウムイオン二次電池は、特許請求の範囲に於
て、種々の変更を加えることができる。
【００１８】［従来例のリチウムイオン］リチウムイオ
ン二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液
と、ケーシングとを備える。正極は、コバルト酸リチウ
ム（ＬｉＣｏＯ2）合剤を、アルミニウム箔にコーティ
ングして製作される。負極は、ピッチコークスを結着剤
と共に銅箔にコーティングして製作される。セパレータ
には、ポリプロピレン製の微多孔膜を使用する。電解液
は、プロピレンカーボネートに六フッ化リン酸リチウム
を１モル溶解したものを用いる。これ等を使用して、単
３サイズのリチウムイオン二次電池を組み立てた。電極
はスパイラル状に捲回した。この電池は一度目の充電容
量が４５０ｍＡｈであり、２．７５Ｖまでの放電容量は
３４０ｍＡｈであった。なお、ビーカー系のセルで対極
リチウムとして正、負極の容量を測定し、それをもとに
したこの電池の正極容量は４６０ｍＡｈ、負極は５４０
ｍＡｈである。
ン二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液
と、ケーシングとを備える。正極は、コバルト酸リチウ
ム（ＬｉＣｏＯ2）合剤を、アルミニウム箔にコーティ
ングして製作される。負極は、ピッチコークスを結着剤
と共に銅箔にコーティングして製作される。セパレータ
には、ポリプロピレン製の微多孔膜を使用する。電解液
は、プロピレンカーボネートに六フッ化リン酸リチウム
を１モル溶解したものを用いる。これ等を使用して、単
３サイズのリチウムイオン二次電池を組み立てた。電極
はスパイラル状に捲回した。この電池は一度目の充電容
量が４５０ｍＡｈであり、２．７５Ｖまでの放電容量は
３４０ｍＡｈであった。なお、ビーカー系のセルで対極
リチウムとして正、負極の容量を測定し、それをもとに
したこの電池の正極容量は４６０ｍＡｈ、負極は５４０
ｍＡｈである。
【００１９】［実施例のリチウムイオン二次電池］従来
例の電池と全く同じ電極構成のものに、１００ｍｇの水
酸化リチウムを溶解した溶液を電解液中に添加してリチ
ウムイオン二次電池とした。１００ｍｇの水酸化リチウ
ムは、一度目の負極充放電容量の差である１１０ｍＡｈ
の９０％に相当する。このリチウムイオン二次電池は、
充電容量が５３０ｍＡｈ、放電容量が４１０ｍＡｈであ
った。
例の電池と全く同じ電極構成のものに、１００ｍｇの水
酸化リチウムを溶解した溶液を電解液中に添加してリチ
ウムイオン二次電池とした。１００ｍｇの水酸化リチウ
ムは、一度目の負極充放電容量の差である１１０ｍＡｈ
の９０％に相当する。このリチウムイオン二次電池は、
充電容量が５３０ｍＡｈ、放電容量が４１０ｍＡｈであ
った。
【００２０】本実施例で、電解液に添加する水酸化リチ
ウム溶液中のリチウム量を、負極充放電容量差の９０％
としたのは、リチウムを負極充放電容量差の１００％を
越えて添加すると負極表面上で、リチウム金属の析出が
起こるためである。
ウム溶液中のリチウム量を、負極充放電容量差の９０％
としたのは、リチウムを負極充放電容量差の１００％を
越えて添加すると負極表面上で、リチウム金属の析出が
起こるためである。
【００２１】電解液に添加された水酸化リチウムは、充
電すると下記の反応をして、リチウムを負極のカーボン
に吸蔵させる。 水酸化リチウムが電離する反応 ＬｉＯＨ→Ｌ
ｉ+＋ＯＨ- 負極にリチウムが吸蔵される反応 Ｌｉ+＋ｅ-→Ｌｉ 正極での反応 ４ＯＨ-→Ｏ2
↑＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ- ２Ｈ2Ｏ→２Ｈ2↑＋Ｏ2↑
電すると下記の反応をして、リチウムを負極のカーボン
に吸蔵させる。 水酸化リチウムが電離する反応 ＬｉＯＨ→Ｌ
ｉ+＋ＯＨ- 負極にリチウムが吸蔵される反応 Ｌｉ+＋ｅ-→Ｌｉ 正極での反応 ４ＯＨ-→Ｏ2
↑＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ- ２Ｈ2Ｏ→２Ｈ2↑＋Ｏ2↑
【００２２】このように、電解液に添加された水酸化ナ
トリウム溶液は、電気分解により負極側でリチウムの析
出が起こり、正極側で分解によるガス発生が起こる。し
たがって、封口して充電する場合、リチウムイオン二次
電池は図３に示すように、復帰式の圧力開放弁１を具備
させて、内部で発生するガスを電池外に放出させる。
トリウム溶液は、電気分解により負極側でリチウムの析
出が起こり、正極側で分解によるガス発生が起こる。し
たがって、封口して充電する場合、リチウムイオン二次
電池は図３に示すように、復帰式の圧力開放弁１を具備
させて、内部で発生するガスを電池外に放出させる。
【００２３】図３に示す圧力開放弁１は、外装缶２の上
端開口部にガスケット３を介して封口板４を挟着してい
る。封口板４には、中心に弁孔５を開口している。弁孔
５は、上面が弁板６で閉塞されている。弁板６は、スプ
リング７で弁孔５に弾性的に押圧されている。スプリン
グ７は、封口板４の上面に固定された陽極キャップ８の
下に配設されている。この構造の圧力開放弁は、外装缶
２の内圧が上昇すると、弁板６が押し上げられて弁孔５
が開口され、内部のガスが外装缶２の外に排出される。
内圧が低下すると、弁板６が弁孔５に押圧されて、弁孔
５は閉塞される。
端開口部にガスケット３を介して封口板４を挟着してい
る。封口板４には、中心に弁孔５を開口している。弁孔
５は、上面が弁板６で閉塞されている。弁板６は、スプ
リング７で弁孔５に弾性的に押圧されている。スプリン
グ７は、封口板４の上面に固定された陽極キャップ８の
下に配設されている。この構造の圧力開放弁は、外装缶
２の内圧が上昇すると、弁板６が押し上げられて弁孔５
が開口され、内部のガスが外装缶２の外に排出される。
内圧が低下すると、弁板６が弁孔５に押圧されて、弁孔
５は閉塞される。
【００２４】
【発明の効果】本発明のリチウムイオン二次電池は、電
解液にリチウム塩溶液を添加している。電解液に添加し
たリチウム塩溶液は、充電するとリチウムが負極のカー
ボンに吸蔵される。このようにして、カーボンにリチウ
ムを吸蔵することによって、本発明のリチウムイオン二
次電池は、エネルギー密度を高くできる特長がある。そ
れは、電解液にリチウム塩溶液を添加することによっ
て、放電しても負極から放出できないリチウムを正極活
物質から負極に組み込む必要がないからである。いいか
えると、充電工程において正極活物質から負極に移行し
たリチウムは、放電過程でほとんど残存することなく正
極に移行するからである。すなわち、正極のリチウム化
合物量が効率よく充放電に利用されることによって、エ
ネルギー密度を高くできる。また、正極活物質のリチウ
ム量を増加することなくエネルギー密度を高くできる。
解液にリチウム塩溶液を添加している。電解液に添加し
たリチウム塩溶液は、充電するとリチウムが負極のカー
ボンに吸蔵される。このようにして、カーボンにリチウ
ムを吸蔵することによって、本発明のリチウムイオン二
次電池は、エネルギー密度を高くできる特長がある。そ
れは、電解液にリチウム塩溶液を添加することによっ
て、放電しても負極から放出できないリチウムを正極活
物質から負極に組み込む必要がないからである。いいか
えると、充電工程において正極活物質から負極に移行し
たリチウムは、放電過程でほとんど残存することなく正
極に移行するからである。すなわち、正極のリチウム化
合物量が効率よく充放電に利用されることによって、エ
ネルギー密度を高くできる。また、正極活物質のリチウ
ム量を増加することなくエネルギー密度を高くできる。
【００２５】さらにまた、本発明のリチウムイオン二次
電池は、過放電状態における負極の電位を低くできる。
このため、負極の電位が上昇して、芯体である銅が溶解
されることがない。したがって、過放電した後の電池容
量の低下を少なくして、取り扱いを簡素化できる特長が
ある。従来のリチウムイオン二次電池は、電池電圧が０
Ｖに近づくと、負極電位が２Ｖにも達するため、芯体の
銅の溶出が始まり、長期間放置すると充電しても容量が
回復しなくなってしまう。これに対して本発明のリチウ
ムイオン二次電池は、電池電圧が０Ｖとなっても負極電
位は１．５Ｖ以下であり、銅の溶出は起こらない。した
がって、充電すれば容量は回復する。
電池は、過放電状態における負極の電位を低くできる。
このため、負極の電位が上昇して、芯体である銅が溶解
されることがない。したがって、過放電した後の電池容
量の低下を少なくして、取り扱いを簡素化できる特長が
ある。従来のリチウムイオン二次電池は、電池電圧が０
Ｖに近づくと、負極電位が２Ｖにも達するため、芯体の
銅の溶出が始まり、長期間放置すると充電しても容量が
回復しなくなってしまう。これに対して本発明のリチウ
ムイオン二次電池は、電池電圧が０Ｖとなっても負極電
位は１．５Ｖ以下であり、銅の溶出は起こらない。した
がって、充電すれば容量は回復する。
【００２６】さらにまた、本発明の特筆すべき特長は、
極めて簡単にしかも、均一にリチウムを負極に吸蔵でき
ることにある。それは、電解液にリチウム塩溶液を添加
し、充電反応によって、均一にリチウムを負極のカーボ
ンに吸蔵できるからである。
極めて簡単にしかも、均一にリチウムを負極に吸蔵でき
ることにある。それは、電解液にリチウム塩溶液を添加
し、充電反応によって、均一にリチウムを負極のカーボ
ンに吸蔵できるからである。
【図１】従来のリチウム二次電池の一度目の充放電にお
ける電圧変化を示すグラフ
ける電圧変化を示すグラフ
【図２】本発明のリチウムイオン二次電池の一度目の充
放電における電圧変化を示すグラフ
放電における電圧変化を示すグラフ
【図３】圧力開放弁を有するリチウムイオン二次電池の
上部を示す断面図
上部を示す断面図
１…圧力開放弁 ２…外装缶 ３…ガスケット ４…封口板 ５…弁孔 ６…弁板 ７…スプリング ８…陽極キャップ
Claims (1)
- 【請求項１】 正極が充電によりリチウムイオンを放出
可能なリチウム含有化合物を含み、負極がリチウムを吸
蔵可能なカーボンを含み、負極容量が正極容量よりも大
きいリチウムイオン二次電池において、 電解液に、電気分解により、負極側でリチウムの吸蔵が
起こり、正極側で分解によるガス発生が起こるリチウム
塩溶液を添加したことを特徴とするリチウムイオン二次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04335092A JP3157251B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04335092A JP3157251B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | リチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242912A true JPH05242912A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3157251B2 JP3157251B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=12661404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04335092A Expired - Fee Related JP3157251B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157251B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011076930A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | リチウムイオン二次電池の容量回復方法 |
| CN105731166A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 东莞市泽源机械有限公司 | 一种自动卷绕机极片移动送料切料装置 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP04335092A patent/JP3157251B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011076930A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | リチウムイオン二次電池の容量回復方法 |
| CN105731166A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 东莞市泽源机械有限公司 | 一种自动卷绕机极片移动送料切料装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3157251B2 (ja) | 2001-04-16 |
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Legal Events
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