JPH05325961A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
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- JPH05325961A JPH05325961A JP4124595A JP12459592A JPH05325961A JP H05325961 A JPH05325961 A JP H05325961A JP 4124595 A JP4124595 A JP 4124595A JP 12459592 A JP12459592 A JP 12459592A JP H05325961 A JPH05325961 A JP H05325961A
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- Japan
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- lithium battery
- lithium
- active material
- manganese
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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】
【目的】 高電気容量を有し、高起電力、高放電圧を発
生し、高エネルギー密度がえられるリチウム電池を提供
すること。 【構成】 金属リチウムまたはその合金よりなる負極体
と、正極体と、電解質とで構成されるリチウム電池であ
って、上記正極体の活物質が少なくともマンガンおよび
リンを含有する複合酸化物よりなることを特徴とする。 【効果】 正極体に取り込むLi+ 量を増加させることが
でき、正極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量が多くで
きるので、高電気容量を有し、高起電力、高放電電圧を
発生する高エネルギー密度のリチウム電池がえられる。
生し、高エネルギー密度がえられるリチウム電池を提供
すること。 【構成】 金属リチウムまたはその合金よりなる負極体
と、正極体と、電解質とで構成されるリチウム電池であ
って、上記正極体の活物質が少なくともマンガンおよび
リンを含有する複合酸化物よりなることを特徴とする。 【効果】 正極体に取り込むLi+ 量を増加させることが
でき、正極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量が多くで
きるので、高電気容量を有し、高起電力、高放電電圧を
発生する高エネルギー密度のリチウム電池がえられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池に関し、
詳しくは高容量の正極体を有し、高起電力、高放電電圧
を発生し、高エネルギー密度がえられるリチウム電池に
関する。
詳しくは高容量の正極体を有し、高起電力、高放電電圧
を発生し、高エネルギー密度がえられるリチウム電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム電池は、使用温度範囲が広く、
放電電圧が安定で、自己放電率が極めて小さいという数
々の長所を有する高エネルギー密度電池として知られて
いる。このような高エネルギー密度電池として、従来Ｍ
ｎＯ2 ，Ｌｉy ＭｎＯ2 ，Ｌｉ y Ｍｎ2 Ｏ4 ，Ｌｉy Ｍ
ｎＯ3 等を正極活物質とするLi+ 挿入型正極体を用いた
リチウム電池が知られている。
放電電圧が安定で、自己放電率が極めて小さいという数
々の長所を有する高エネルギー密度電池として知られて
いる。このような高エネルギー密度電池として、従来Ｍ
ｎＯ2 ，Ｌｉy ＭｎＯ2 ，Ｌｉ y Ｍｎ2 Ｏ4 ，Ｌｉy Ｍ
ｎＯ3 等を正極活物質とするLi+ 挿入型正極体を用いた
リチウム電池が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の活物
質を正極体に用いたリチウム電池では、負極に対して正
極体の容量が非常に小さく、また、放電電圧も３〜４Ｖ
である。市場では、より高エネルギー密度の電池が要望
され、エネルギー密度を高くするには電圧が高いほど有
利である。
質を正極体に用いたリチウム電池では、負極に対して正
極体の容量が非常に小さく、また、放電電圧も３〜４Ｖ
である。市場では、より高エネルギー密度の電池が要望
され、エネルギー密度を高くするには電圧が高いほど有
利である。
【０００４】本発明の目的は、上記の如き課題を解決
し、高容量の正極体を有し、高起電力、高放電電圧を発
生する高エネルギー密度のリチウム電池を提供すること
にある。
し、高容量の正極体を有し、高起電力、高放電電圧を発
生する高エネルギー密度のリチウム電池を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々研究を重ねた結果、正極活物質とし
てイオン半径が小さい物質を使用する程、起電力が高く
なる傾向があることを見出した。就中、リンが活物質材
として本来適した物性を備えていること、さらに起電力
をより高くし得ることが判明した。この理由は明らかで
はないが、本発明は上記知見に基づいて、従来のマンガ
ンの一部をリンと置換することで、上記目的を達成する
ことに成功し、本発明を完成した。
解決するために種々研究を重ねた結果、正極活物質とし
てイオン半径が小さい物質を使用する程、起電力が高く
なる傾向があることを見出した。就中、リンが活物質材
として本来適した物性を備えていること、さらに起電力
をより高くし得ることが判明した。この理由は明らかで
はないが、本発明は上記知見に基づいて、従来のマンガ
ンの一部をリンと置換することで、上記目的を達成する
ことに成功し、本発明を完成した。
【０００６】即ち、本発明のリチウム電池は、金属リチ
ウムまたはその合金よりなる負極体と、正極体と、電解
質とで構成されるリチウム電池であって、上記正極体の
活物質が少なくともマンガンおよびリンを含有する複合
酸化物よりなることを特徴とする。
ウムまたはその合金よりなる負極体と、正極体と、電解
質とで構成されるリチウム電池であって、上記正極体の
活物質が少なくともマンガンおよびリンを含有する複合
酸化物よりなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、マンガンの一部をリンと置
換した正極活物質を用いるので、リチウム電池の起電力
や、放電電圧を高くすることができる。また、式量が小
さいリンを複合させた正極活物質を用いるので、正極体
の質量を軽くできるため、正極体の単位重量当りに取り
込むLi+ 量が多くなり、正極体の容量を大きくできる。
したがって、リチウム電池の放電電圧、放電容量を高く
することができ、リチウム電池を高エネルギー密度のも
のとすることができる。
換した正極活物質を用いるので、リチウム電池の起電力
や、放電電圧を高くすることができる。また、式量が小
さいリンを複合させた正極活物質を用いるので、正極体
の質量を軽くできるため、正極体の単位重量当りに取り
込むLi+ 量が多くなり、正極体の容量を大きくできる。
したがって、リチウム電池の放電電圧、放電容量を高く
することができ、リチウム電池を高エネルギー密度のも
のとすることができる。
【０００８】以下、本発明を図面に基づき詳細に説明す
る。図１はリチウム電池の基本構成を示す模式図であ
る。同図において、Ｄはリチウム電池で、正極２と負極
１との間にセパレータ３を介在させ、上記正極２の外側
面に圧着した集電体５ａに接着する正極缶７と、負極１
の外側面に圧着した集電体５ｂに接着する負極キャップ
６とを絶縁体８で封止した構成としている。
る。図１はリチウム電池の基本構成を示す模式図であ
る。同図において、Ｄはリチウム電池で、正極２と負極
１との間にセパレータ３を介在させ、上記正極２の外側
面に圧着した集電体５ａに接着する正極缶７と、負極１
の外側面に圧着した集電体５ｂに接着する負極キャップ
６とを絶縁体８で封止した構成としている。
【０００９】上記正極体２は、正極活物質と、アセチレ
ンブラックやケッチェンブラック等の導電材料と、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の結着剤とか
ら形成される。
ンブラックやケッチェンブラック等の導電材料と、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の結着剤とか
ら形成される。
【００１０】本発明では、上記正極活物質として、少な
くともマンガンおよびリンを含有する複合酸化物からな
るもの、例えば、一般式、Ｍｎx Ｐ1-x Ｏ2 （０＜ｘ＜
１）で表されるマンガン・リン複合酸化物または一般
式、Ｌｉy ＭｎA ＰB ＯZ （ただし、ｙは正の数，０＜
Ａ＜２，０＜Ｂ＜２，１＜ｚ≦４である。）で表される
リチウム・マンガン・リン複合酸化物、具体的には、Ｌ
ｉy Ｍｎ2-k Ｐk Ｏ4 （ｙは正の数，０＜Ｋ＜２）また
はＬｉy Ｍｎ1-k Ｐk Ｏ2 （ｙは正の数，０＜Ｋ＜１）
あるいはＬｉy Ｍｎ1-k Ｐk Ｏ3 （ｙは正の数，０＜Ｋ
＜１）で表されるリチウム・マンガン・リン複合酸化物
を用いることを特徴とする。
くともマンガンおよびリンを含有する複合酸化物からな
るもの、例えば、一般式、Ｍｎx Ｐ1-x Ｏ2 （０＜ｘ＜
１）で表されるマンガン・リン複合酸化物または一般
式、Ｌｉy ＭｎA ＰB ＯZ （ただし、ｙは正の数，０＜
Ａ＜２，０＜Ｂ＜２，１＜ｚ≦４である。）で表される
リチウム・マンガン・リン複合酸化物、具体的には、Ｌ
ｉy Ｍｎ2-k Ｐk Ｏ4 （ｙは正の数，０＜Ｋ＜２）また
はＬｉy Ｍｎ1-k Ｐk Ｏ2 （ｙは正の数，０＜Ｋ＜１）
あるいはＬｉy Ｍｎ1-k Ｐk Ｏ3 （ｙは正の数，０＜Ｋ
＜１）で表されるリチウム・マンガン・リン複合酸化物
を用いることを特徴とする。
【００１１】上記、マンガン・リン複合酸化物として
は、例えばＭｎ0.5Ｐ0.5 Ｏ2，Ｍｎ0. 2Ｐ0.8 Ｏ2，Ｍｎ
0.8 Ｐ0.2Ｏ2などが挙げられる。また、リチウム・マン
ガン・リン複合酸化物としては、例えばＬｉＭｎＰ
Ｏ4，ＬｉＭｎ0.4Ｐ1.6Ｏ4，ＬｉＭｎ1.6Ｐ0.4Ｏ4，Ｌ
ｉ2Ｍｎ0.5Ｐ0.5Ｏ3，Ｌｉ5Ｍｎ0.2Ｐ0.8Ｏ3，Ｌｉ5Ｍ
ｎ0.8Ｐ0.2Ｏ3などが挙げられる。
は、例えばＭｎ0.5Ｐ0.5 Ｏ2，Ｍｎ0. 2Ｐ0.8 Ｏ2，Ｍｎ
0.8 Ｐ0.2Ｏ2などが挙げられる。また、リチウム・マン
ガン・リン複合酸化物としては、例えばＬｉＭｎＰ
Ｏ4，ＬｉＭｎ0.4Ｐ1.6Ｏ4，ＬｉＭｎ1.6Ｐ0.4Ｏ4，Ｌ
ｉ2Ｍｎ0.5Ｐ0.5Ｏ3，Ｌｉ5Ｍｎ0.2Ｐ0.8Ｏ3，Ｌｉ5Ｍ
ｎ0.8Ｐ0.2Ｏ3などが挙げられる。
【００１２】上記正極活物質は、従来のセラミック製造
法が用いられ、固相法、焼結法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ
法、ＰＶＤ法、溶射法、熱分解法等の方法で製造され
る。
法が用いられ、固相法、焼結法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ
法、ＰＶＤ法、溶射法、熱分解法等の方法で製造され
る。
【００１３】上記正極活物質では、従来の活物質に使用
されているマンガンの一部を、マンガンよりもイオン径
が小さいリンで置換したので、起電力を大きくでき、か
つ、正極体の容量を大きくできる。また、正極体２は上
記正極活物質を主体に含有するので、その質量が軽くな
って正極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量を増加させ
ることができる。
されているマンガンの一部を、マンガンよりもイオン径
が小さいリンで置換したので、起電力を大きくでき、か
つ、正極体の容量を大きくできる。また、正極体２は上
記正極活物質を主体に含有するので、その質量が軽くな
って正極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量を増加させ
ることができる。
【００１４】上記正極体２は、前記正極体用組成物を圧
縮成形、ロール成形等の公知の適当な方法で任意の形
状、大きさに成形される。
縮成形、ロール成形等の公知の適当な方法で任意の形
状、大きさに成形される。
【００１５】一方、上記負極体１は、金属リチウムまた
はＬｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｃ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｍｇ等のリチウ
ム合金を圧縮成形、ロール成形等の方法で任意の形状、
大きさに成形して使用される。
はＬｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｃ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｍｇ等のリチウ
ム合金を圧縮成形、ロール成形等の方法で任意の形状、
大きさに成形して使用される。
【００１６】本発明では、電解質として塩類を有機溶媒
に溶解させた電解液や固体電解質が使用できる。電解質
が電解液の場合、この塩類としては、ＬｉＣｌＯ4 ，Ｌ
ｉＢＦ4 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＡｓＦ6 ，ＬｉＡｌＣ
ｌ4 ，Ｌｉ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎ等が使用でき、エチレ
ンカーボネート，プロピレンカーボネート，ジメチルス
ルホキシド，スルホラン，γ−ブチロラクトン，１，２
−ジメトキシエタン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド，
テトラヒドロフラン，１，３−ジオキソラン，２−メチ
ルテトラヒドロフラン，ジエチルエーテルおよびこれら
の混合物等の有機溶媒に溶解させて濃度０．１〜３モル
／リットルに調製して使用される。
に溶解させた電解液や固体電解質が使用できる。電解質
が電解液の場合、この塩類としては、ＬｉＣｌＯ4 ，Ｌ
ｉＢＦ4 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＡｓＦ6 ，ＬｉＡｌＣ
ｌ4 ，Ｌｉ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎ等が使用でき、エチレ
ンカーボネート，プロピレンカーボネート，ジメチルス
ルホキシド，スルホラン，γ−ブチロラクトン，１，２
−ジメトキシエタン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド，
テトラヒドロフラン，１，３−ジオキソラン，２−メチ
ルテトラヒドロフラン，ジエチルエーテルおよびこれら
の混合物等の有機溶媒に溶解させて濃度０．１〜３モル
／リットルに調製して使用される。
【００１７】この電解液は、多孔性ポリマーやガラスフ
ィルタのようなセパレータ３に含浸あるいは充填させ
て、電解質として使用される。
ィルタのようなセパレータ３に含浸あるいは充填させ
て、電解質として使用される。
【００１８】電解質が固体電解質の場合、上記塩類をポ
リエチレンオキシド，ポリプロピレンオキシド，ポリホ
スファゼン，ポリアジリジン，ポリエチレンスルフィド
等やこれらの誘導体、混合物、複合体等に混合して使用
される。この固体電解質は、正極２と負極１とのセパレ
ータ３を兼ねる。
リエチレンオキシド，ポリプロピレンオキシド，ポリホ
スファゼン，ポリアジリジン，ポリエチレンスルフィド
等やこれらの誘導体、混合物、複合体等に混合して使用
される。この固体電解質は、正極２と負極１とのセパレ
ータ３を兼ねる。
【００１９】上記構成とすることにより、リチウム電池
は、高起電力、高放電電圧を発生するものとなる。ま
た、エネルギー密度が高いものとなる。なお、本発明で
は、正極，セパレータ（あるいは固体電解質），負極等
をロール状に巻く構成とすることにより、さらに高容量
のリチウム二次電池を製造できる。
は、高起電力、高放電電圧を発生するものとなる。ま
た、エネルギー密度が高いものとなる。なお、本発明で
は、正極，セパレータ（あるいは固体電解質），負極等
をロール状に巻く構成とすることにより、さらに高容量
のリチウム二次電池を製造できる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例を示し本発明をより具体的に説
明する。なお、本発明がこれに限定されるものでないこ
とは言うまでもない。 実施例１ （正極活物質の製造）電解二酸化マンガンとリン含有率
８５％のリン酸とを、原子比でＭｎ：Ｐ＝１：１となる
量をそれぞれ秤量して十分に混合した後、これをアルミ
ナ製るつぼに入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処
理を行い、マンガン・リン複合酸化物（正極活物質ａ）
を製造した。
明する。なお、本発明がこれに限定されるものでないこ
とは言うまでもない。 実施例１ （正極活物質の製造）電解二酸化マンガンとリン含有率
８５％のリン酸とを、原子比でＭｎ：Ｐ＝１：１となる
量をそれぞれ秤量して十分に混合した後、これをアルミ
ナ製るつぼに入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処
理を行い、マンガン・リン複合酸化物（正極活物質ａ）
を製造した。
【００２１】（正極体の作製）十分に粉砕し粒度約２０
μｍ以下とした上記正極活物質ａ８重量部、アセチレン
ブラック１重量部、テフロン粉末１重量部を十分に混合
して正極合剤を調製した。ついで、この正極合剤１００
mgをニッケルメッシュ上にプレス成形して、直径２０m
m、厚さ１．０mmの円板状正極体を作製した。
μｍ以下とした上記正極活物質ａ８重量部、アセチレン
ブラック１重量部、テフロン粉末１重量部を十分に混合
して正極合剤を調製した。ついで、この正極合剤１００
mgをニッケルメッシュ上にプレス成形して、直径２０m
m、厚さ１．０mmの円板状正極体を作製した。
【００２２】（負極体の作製）厚さ１．０mmの金属リチ
ウムシートを、直径２０．０mmに打ち抜き、片面にニッ
ケルメッシュ５を圧着して円板状負極体を作製した。
ウムシートを、直径２０．０mmに打ち抜き、片面にニッ
ケルメッシュ５を圧着して円板状負極体を作製した。
【００２３】（セパレータの作製）厚さ０．５mmの多孔
性ポリプロピレンフィルムを、直径２５．０mmに打ち抜
き、円板状セパレータを作製した。
性ポリプロピレンフィルムを、直径２５．０mmに打ち抜
き、円板状セパレータを作製した。
【００２４】（電解液の調製）含水量を５０ppm 以下に
調製したプロピレンカーボネートと１，２−ジメトキシ
エタンとの体積比１：１の混合物に、１モル／リットル
の過塩素酸リチウムを溶解して電解液を調製した。
調製したプロピレンカーボネートと１，２−ジメトキシ
エタンとの体積比１：１の混合物に、１モル／リットル
の過塩素酸リチウムを溶解して電解液を調製した。
【００２５】（リチウム電池の作製）上記作製した正極
体、負極体およびセパレータを、図１に示す構成に組立
て、正極体２にはステンレス製缶７を、負極体１にはス
テンレス製キャップ６をそれぞれ圧着させて取り付け、
前記電解液を上記正極缶７と負極キャップ６とで形成さ
れる容器内に注入した後、ガスケット８で封止してリチ
ウム電池Ｄを作製した。
体、負極体およびセパレータを、図１に示す構成に組立
て、正極体２にはステンレス製缶７を、負極体１にはス
テンレス製キャップ６をそれぞれ圧着させて取り付け、
前記電解液を上記正極缶７と負極キャップ６とで形成さ
れる容器内に注入した後、ガスケット８で封止してリチ
ウム電池Ｄを作製した。
【００２６】上記リチウム電池Ｄは充電状態にあるの
で、まず完全に放電させた後、０．５mAの定電流で充電
し、ついで、０．５mAの定電流で放電させて、その放電
電圧と放電容量との関係をグラフにプロットした結果、
図２で示す通りであった。
で、まず完全に放電させた後、０．５mAの定電流で充電
し、ついで、０．５mAの定電流で放電させて、その放電
電圧と放電容量との関係をグラフにプロットした結果、
図２で示す通りであった。
【００２７】比較例１ （正極活物質の製造）電解二酸化マンガンを、空気雰囲
気中で３６０℃、５時間加熱処理を行い、マンガン酸化
物（正極活物質ｂ）を製造した。
気中で３６０℃、５時間加熱処理を行い、マンガン酸化
物（正極活物質ｂ）を製造した。
【００２８】（リチウム電池の作製）正極体２として上
記で製造した正極活物質ｂを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池も、充電状態にあるので、まず完
全に放電させた後に、０．５mAの定電流で放電して、実
施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図２で
示す通りであった。
記で製造した正極活物質ｂを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池も、充電状態にあるので、まず完
全に放電させた後に、０．５mAの定電流で放電して、実
施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図２で
示す通りであった。
【００２９】図２から明らかなように、実施例１のリチ
ウム電池は、比較例１のものに比べて高放電電圧を発生
し、しかも放電容量に優れるものであった。
ウム電池は、比較例１のものに比べて高放電電圧を発生
し、しかも放電容量に優れるものであった。
【００３０】実施例２〜３ マンガン・リン複合酸化物のマンガンとリンの原子比を
表１に示すように変量させる以外はすべて実施例１と同
様にして、リチウム電池を作製した。それぞれのリチウ
ム電池を、実施例１と同様に充電してから、その放電特
性を測定したところ、表１に示す結果となった。
表１に示すように変量させる以外はすべて実施例１と同
様にして、リチウム電池を作製した。それぞれのリチウ
ム電池を、実施例１と同様に充電してから、その放電特
性を測定したところ、表１に示す結果となった。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、実施例１〜３で
えられるリチウム電池は、比較例１でえられるものに比
べていずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に優
れるものであった。
えられるリチウム電池は、比較例１でえられるものに比
べていずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に優
れるものであった。
【００３３】実施例４ （正極活物質の製造）炭酸リチウムと四酸化三マンガン
とリン含有率８５％のリン酸とを、原子比でＬｉ：Ｍ
ｎ：Ｐ＝１：１：１となる量をそれぞれ秤量して十分に
混合した後、これをアルミナ製るつぼに入れて電気炉で
９００℃、２４時間加熱処理を行い、リチウム・マンガ
ン・リン複合酸化物（正極活物質ｃ）を製造した。
とリン含有率８５％のリン酸とを、原子比でＬｉ：Ｍ
ｎ：Ｐ＝１：１：１となる量をそれぞれ秤量して十分に
混合した後、これをアルミナ製るつぼに入れて電気炉で
９００℃、２４時間加熱処理を行い、リチウム・マンガ
ン・リン複合酸化物（正極活物質ｃ）を製造した。
【００３４】（リチウム電池の作製）正極体２として上
記で製造した正極活物質ｃを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。
記で製造した正極活物質ｃを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。
【００３５】上記リチウム電池を、０．５mAの定電流で
充電を行った後、放電させてその放電電圧と放電容量と
の関係をグラフにプロットした結果、図３で示す通りで
あった。
充電を行った後、放電させてその放電電圧と放電容量と
の関係をグラフにプロットした結果、図３で示す通りで
あった。
【００３６】比較例２ （正極活物質の製造）炭酸リチウムと四酸化三マンガン
とを、原子比でＬｉ：Ｍｎ＝１：２となる量をそれぞれ
秤量して十分に混合した後、これをアルミナ製るつぼに
入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処理を行い、リ
チウム・マンガン複合酸化物（正極活物質ｄ）を製造し
た。
とを、原子比でＬｉ：Ｍｎ＝１：２となる量をそれぞれ
秤量して十分に混合した後、これをアルミナ製るつぼに
入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処理を行い、リ
チウム・マンガン複合酸化物（正極活物質ｄ）を製造し
た。
【００３７】（リチウム電池の作製）正極体２として上
記で製造した正極活物質ｄを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池は、充電状態にあるので、まず完
全に放電させた後に、０．５mAの定電流で充電して、実
施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図３で
示す通りであった。
記で製造した正極活物質ｄを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池は、充電状態にあるので、まず完
全に放電させた後に、０．５mAの定電流で充電して、実
施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図３で
示す通りであった。
【００３８】図３から明らかなように、実施例４のリチ
ウム電池は、比較例２のものに比べて高放電電圧を発生
し、しかも放電容量に優れるものであった。
ウム電池は、比較例２のものに比べて高放電電圧を発生
し、しかも放電容量に優れるものであった。
【００３９】実施例５〜６ リチウム・マンガン・リン複合酸化物のリチウムとマン
ガンとリンの原子比を表２に示すように変量させる以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。それぞれのリチウム電池を、実施例１と同様に充電
してから、その放電特性を測定したところ、表２に示す
結果となった。
ガンとリンの原子比を表２に示すように変量させる以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。それぞれのリチウム電池を、実施例１と同様に充電
してから、その放電特性を測定したところ、表２に示す
結果となった。
【００４０】
【表２】
【００４１】表２から明らかなように、実施例４〜６で
えられるリチウム電池は、比較例２でえられるものに比
べて、いずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に
優れるものであった。
えられるリチウム電池は、比較例２でえられるものに比
べて、いずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に
優れるものであった。
【００４２】実施例７ （正極活物質の製造）炭酸リチウムと電解二酸化マンガ
ンとリン含有率８５％のリン酸とを、原子比でＬｉ：Ｍ
ｎ：Ｐ＝２：１：１となる量をそれぞれ秤量して十分に
混合した後、これをアルミナ製るつぼに入れて電気炉で
９００℃、２４時間加熱処理を行い、リチウム・マンガ
ン・リン複合酸化物（正極活物質ｅ）を製造した。
ンとリン含有率８５％のリン酸とを、原子比でＬｉ：Ｍ
ｎ：Ｐ＝２：１：１となる量をそれぞれ秤量して十分に
混合した後、これをアルミナ製るつぼに入れて電気炉で
９００℃、２４時間加熱処理を行い、リチウム・マンガ
ン・リン複合酸化物（正極活物質ｅ）を製造した。
【００４３】（リチウム電池の作製）正極体２として上
記で製造した正極活物質ｅを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。上記リチウム電池を、０．５mAの定電流で充電を行
った後、放電させてその放電電圧と放電容量との関係を
グラフにプロットした結果、図２の実施例１のものとほ
ぼ同様であった。
記で製造した正極活物質ｅを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。上記リチウム電池を、０．５mAの定電流で充電を行
った後、放電させてその放電電圧と放電容量との関係を
グラフにプロットした結果、図２の実施例１のものとほ
ぼ同様であった。
【００４４】比較例３ （正極活物質の製造）炭酸リチウムと電解二酸化マンガ
ンとを、原子比でＬｉ：Ｍｎ＝１：１となる量をそれぞ
れ秤量して十分に混合した後、これをアルミナ製るつぼ
に入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処理を行い、
リチウム・マンガン複合酸化物（正極活物質ｆ）を製造
した。
ンとを、原子比でＬｉ：Ｍｎ＝１：１となる量をそれぞ
れ秤量して十分に混合した後、これをアルミナ製るつぼ
に入れて電気炉で９００℃、２４時間加熱処理を行い、
リチウム・マンガン複合酸化物（正極活物質ｆ）を製造
した。
【００４５】（リチウム電池の作製）正極体２として上
記で製造した正極活物質ｆを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池は充電状態にあるので、まず完全
に充電させた後に０．５mAの定電流で充電を行った後、
実施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図２
の比較例１のものとほぼ同様であった。
記で製造した正極活物質ｆを使用したものに替える以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。このリチウム電池は充電状態にあるので、まず完全
に充電させた後に０．５mAの定電流で充電を行った後、
実施例１と同様にその放電特性を測定したところ、図２
の比較例１のものとほぼ同様であった。
【００４６】このように、実施例７のリチウム電池は、
比較例３のものに比べていずれも高放電電圧を発生し、
しかも放電容量に優れるものであった。
比較例３のものに比べていずれも高放電電圧を発生し、
しかも放電容量に優れるものであった。
【００４７】実施例８〜９ リチウム・マンガン・リン複合酸化物のリチウムとマン
ガンとリンの原子比を表３に示すように変量させる以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。それぞれのリチウム電池を、実施例１と同様に充電
してから、その放電特性を測定したところ、表３に示す
結果となった。
ガンとリンの原子比を表３に示すように変量させる以外
はすべて実施例１と同様にして、リチウム電池を作製し
た。それぞれのリチウム電池を、実施例１と同様に充電
してから、その放電特性を測定したところ、表３に示す
結果となった。
【００４８】
【表３】
【００４９】表３から明らかなように、実施例７〜９で
えられるリチウム電池は、比較例３でえられるものに比
べていずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に優
れるものであった。
えられるリチウム電池は、比較例３でえられるものに比
べていずれも高放電電圧を発生し、しかも放電容量に優
れるものであった。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、正極
体に取り込むLi+ 量を増加させることができ、また、正
極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量が多くできるの
で、高電気容量を有し、高起電力、高放電電圧を発生す
る高エネルギー密度のリチウム電池がえられる。
体に取り込むLi+ 量を増加させることができ、また、正
極体の単位重量当りに取り込むLi+ 量が多くできるの
で、高電気容量を有し、高起電力、高放電電圧を発生す
る高エネルギー密度のリチウム電池がえられる。
【図１】本発明の一実施例を示すリチウム電池の模式図
である。
である。
【図２】本発明の一実施例によるリチウム電池の放電特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例によるリチウム電池の放電
特性を示す図である。
特性を示す図である。
１ 負極 ２ 正極 ３ セパレータ ５ａ，５ｂ 集電体 ６ 負極キャップ ７ 正極缶 ８ 絶縁体 Ｄ リチウム電池
Claims (3)
- 【請求項１】 金属リチウムまたはその合金よりなる負
極体と、正極体と、電解質とで構成されるリチウム電池
であって、上記正極体の活物質が少なくともマンガンお
よびリンを含有する複合酸化物よりなることを特徴とす
るリチウム電池。 - 【請求項２】 少なくともマンガンおよびリンを含有す
る複合酸化物が、一般式：Ｍｎx Ｐ1-x Ｏ2 （０＜ｘ＜
１）で表されるものである請求項１記載のリチウム電
池。 - 【請求項３】 少なくともマンガンおよびリンを含有す
る複合酸化物が、一般式：Ｌｉy ＭｎA ＰB Ｏz （ただ
し、ｙは正の数，０＜Ａ＜２，０＜Ｂ＜２，１＜ｚ≦４
である。）で表されるものである請求項１記載のリチウ
ム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124595A JPH05325961A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124595A JPH05325961A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325961A true JPH05325961A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14889345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124595A Pending JPH05325961A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05325961A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528033B1 (en) | 2000-01-18 | 2003-03-04 | Valence Technology, Inc. | Method of making lithium-containing materials |
| US6723470B2 (en) | 2000-01-18 | 2004-04-20 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US7955733B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-06-07 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US8501350B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-08-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Lithium manganese composite oxide |
| JP2014157835A (ja) * | 1996-04-23 | 2014-08-28 | Board Of Regents The Univ Of Texas System | ２次（再充電）リチウム電池用正極材料 |
| JP2015062169A (ja) * | 2013-07-15 | 2015-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 正極活物質、および二次電池 |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP4124595A patent/JPH05325961A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7964308B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-06-21 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US9362562B2 (en) | 1996-04-23 | 2016-06-07 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| JP2014157835A (ja) * | 1996-04-23 | 2014-08-28 | Board Of Regents The Univ Of Texas System | ２次（再充電）リチウム電池用正極材料 |
| US8785043B2 (en) | 1996-04-23 | 2014-07-22 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US8282691B2 (en) | 1996-04-23 | 2012-10-09 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US8067117B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-11-29 | HYDRO-QUéBEC | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US7998617B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-08-16 | HYDRO-QUéBEC | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US7972728B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-07-05 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US7955733B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-06-07 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US7960058B2 (en) | 1996-04-23 | 2011-06-14 | Hydro-Quebec | Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries |
| US7060206B2 (en) | 2000-01-18 | 2006-06-13 | Valence Technology, Inc. | Synthesis of metal compounds under carbothermal conditions |
| US7438992B2 (en) | 2000-01-18 | 2008-10-21 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US7276218B2 (en) | 2000-01-18 | 2007-10-02 | Valence Technology, Inc. | Methods of making transition metal compounds useful as cathode active materials |
| US6528033B1 (en) | 2000-01-18 | 2003-03-04 | Valence Technology, Inc. | Method of making lithium-containing materials |
| US7001690B2 (en) | 2000-01-18 | 2006-02-21 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US6884544B2 (en) | 2000-01-18 | 2005-04-26 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US6723470B2 (en) | 2000-01-18 | 2004-04-20 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US6716372B2 (en) | 2000-01-18 | 2004-04-06 | Valence Technology, Inc. | Lithium-containing materials |
| US8501350B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-08-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Lithium manganese composite oxide |
| JP2015062169A (ja) * | 2013-07-15 | 2015-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 正極活物質、および二次電池 |
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