JPH06111820A - 非水系電池 - Google Patents

非水系電池

Info

Publication number
JPH06111820A
JPH06111820A JP4280470A JP28047092A JPH06111820A JP H06111820 A JPH06111820 A JP H06111820A JP 4280470 A JP4280470 A JP 4280470A JP 28047092 A JP28047092 A JP 28047092A JP H06111820 A JPH06111820 A JP H06111820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
battery
positive electrode
linio
electrode active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4280470A
Other languages
English (en)
Inventor
Mayumi Uehara
真弓 上原
Toshiyuki Noma
俊之 能間
Yuji Yamamoto
祐司 山本
Hiroshi Kurokawa
宏史 黒河
Koji Nishio
晃治 西尾
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP4280470A priority Critical patent/JPH06111820A/ja
Publication of JPH06111820A publication Critical patent/JPH06111820A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

(57)【要約】 【構成】LiNiO2 を正極活物質とし、金属リチウム
又はリチウムを吸蔵放出可能な物質を負極材料とする非
水系電池において、前記LiNiO2 のリチウム含有水
溶性不純物の含有率が、リチウム原子換算で10%以下
に規制されている。 【効果】リチウム含有水溶性不純物の含有量が所定量以
下に規制されたLiNiO2 が正極活物質として使用さ
れているので、高率、低率を問わず放電容量が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LiNiO2 を正極活
物質とする非水系電池に係わり、特に放電容量及び高率
放電特性の向上を目的とした当該LiNiO2 の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
金属リチウム又はリチウムを吸蔵放出可能な炭素材料を
負極材料とする非水系電池の正極活物質として、高電圧
を取り出すことが可能であることから、LiNiO2
注目を集めている。
【0003】従来、このLiNiO2 は、水酸化リチウ
ム(LiOH)などのリチウム化合物と水酸化ニッケル
(Ni(OH)2 )などのニッケル化合物とを混合した
後、加熱処理することにより作製されている。
【0004】しかしながら、加熱処理後のLiNiO2
には、副生した炭酸リチウム(Li 2 CO3 )や未反応
の水酸化リチウムなど、リチウム含有水溶性不純物が少
なからず(通常、リチウム原子換算で20%程度以上)
含まれている。
【0005】このため、加熱処理後のLiNiO2 をそ
のまま正極活物質として使用していた従来の非水系電池
には、放電容量、特に高率放電時の放電容量が小さいと
いう問題があった。
【0006】本発明は、この問題を解決するべくなされ
たものであって、その目的とするところは、低率、高率
を問わず放電容量が従来の非水系電池に比し大きい非水
系電池を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水系電池(以下、「本発明電池」と称
する。)は、LiNiO2 を正極活物質とし、金属リチ
ウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質を負極材料とす
る非水系電池において、前記LiNiO2 のリチウム含
有水溶性不純物の含有率が、リチウム原子換算で10%
以下であることを特徴とする。
【0008】本発明においては、正極活物質として、リ
チウム含有水溶性不純物の含有量(以下、「不純物含有
量」と称する。)がリチウム原子換算で10%以下であ
るLiNiO2 が使用される。このように不純物含有量
が10%以下に規制されるのは、後述する実施例に示す
ように、不純物含有量が10%を越えると、放電容量、
特に高率放電時の放電容量が極端に低下するからであ
る。ここに、不純物含有量がX%であるとは、リチウム
含有水溶性不純物を含有するLiNiO2 中に含まれる
リチウムの総量を100%としたときの、リチウム含有
水溶性不純物のリチウム原子換算比率がX%であること
を意味する。
【0009】かかる不純物含有量の少ないLiNiO2
は、加熱処理して得たLiNiO2を水又は弱酸により
適宜の時間洗浄することにより容易に得ることができ
る。
【0010】本発明におけるLiNiO2 は、通常、ポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデ
ンフルオライド(PVDF)等の結着剤及び要すればア
セチレンブラック、カーボンブラック等の導電剤と混練
されて正極合剤として使用される。
【0011】本発明においては、負極材料として、金属
リチウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質が使用され
る。リチウムを吸蔵放出可能な物質としては、リチウム
合金、酸化物、炭素材料(コークスや黒鉛など)が例示
される。炭素材料等の粉末材料は、通常、結着剤及び要
すれば導電剤と混練されて負極合剤として使用される。
【0012】本発明は、上述したように、従来のLiN
iO2 を正極活物質とする非水系電池が有していた、放
電容量が小さいという問題を、不純物含有量の少ないL
iNiO2 を正極活物質として使用することにより解消
したものであり、それゆえ電池を構成する他の部材、た
とえば非水系電解質、セパレータ(液体電解質を使用す
る場合)などについては、従来非水系電池用として使用
され、或いは提案されている種々の材料を使用すること
が可能である。
【0013】たとえば、非水系電解液の溶媒としては、
プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,
2−ブチレンカーボネートなどの有機溶媒や、これらと
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、1,2
−ジメトキエタン、1,2−ジエトキエタン、エトキシ
メトキシエタンなどの低沸点溶媒との混合溶媒が例示さ
れ、また溶質としてはLiPF6 、LiClO4 、Li
CF3 SO3 が例示される。
【0014】
【作用】本発明電池は、正極活物質として不純物含有量
が所定量以下に規制されたLiNiO2 が使用されてい
るので、従来のこの系の電池に比し、放電容量が大き
い。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
【0016】(実施例1)扁平型の非水系電池(本発明
電池)を作製した。
【0017】〔正極の作製〕水酸化リチウムと水酸化ニ
ッケルとの等モル混合物を、750°Cで20時間加熱
処理してLiNiO2 粉末を得た。このLiNiO2
末を、120分間水洗して不純物含有量がリチウム原子
換算で5%のLiNiO2 粉末を得た。上記水洗は、L
iNiO2 粉末50gに対して25°Cの洗浄水を50
0mlの割合で使用して洗浄した後、空気中にて120
°Cで乾燥することにより行った。以下の実施例におけ
る水洗も、この条件で行った。上記不純物含有量は、水
洗後の濾液をICP発光分析法により定量分析して求め
た。以下の実施例における不純物含有量も、同じ方法に
より求めた。
【0018】このようにして得た不純物含有量5%のL
iNiO2 粉末と、導電剤としてのアセチレンブラック
と、結着剤としてのフッ素樹脂粉末とを、重量比率9
0:6:4で混合して正極合剤を得た。この正極合剤を
成形圧2トン/cm2 で加圧成形した後、250°Cで
加熱処理して、直径20mmの円板状の正極を作製し
た。なお、正極集電体として、ステンレス鋼板(SUS
304)を使用した。
【0019】〔負極の作製〕圧延後、所定寸法に打ち抜
いて、金属リチウムからなる円板状の負極を作製した。
なお、負極集電体として、ステンレス鋼板(SUS30
4)を使用した。
【0020】〔非水系電解液の調製〕プロピレンカーボ
ネート(PC)と1,2−ジメトキシエタン(DME)
との等体積混合溶媒にLiClO4 (過塩素酸リチウ
ム)を1モル/リットル溶かして非水系電解液を調製し
た。
【0021】〔電池の作製〕以上の正負両極及び非水系
電解液を用いて扁平型の本発明電池BA1(電池寸法:
直径24mm、厚み:3.0mm)を作製した。セパレ
ータとしては、ポリプロピレン製の微孔性薄膜を用い、
これに先に述べた非水系電解液を含浸させた。
【0022】図1は作製した本発明電池BA1を模式的
に示す断面図であり、同図に示す本発明電池BA1は、
正極1、負極2、これら両電極を離間するセパレータ
3、正極缶4、負極缶5、正極集電体6、負極集電体7
及びポリプロピレン製の絶縁パッキング8などからな
る。正極1及び負極2は、非水系電解質を含浸したセパ
レータ3を介して対向して正負両極缶4、5が形成する
電池ケース内に収容されており、正極1は正極集電体6
を介して正極缶4に、また負極2は負極集電体7を介し
て負極缶5に接続され、本発明電池BA1内部で生じた
化学エネルギーを正極缶4及び負極缶5の両端子から電
気エネルギーとして外部へ取り出し得るようになってい
る。
【0023】(実施例2)水洗時間を60分間としたこ
と以外は実施例1と同様にして、不純物含有量がリチウ
ム原子換算で8%のLiNiO2 粉末を得た。次いで、
このようにして得た不純物含有量8%のLiNiO2
末を正極活物質として使用したこと以外は実施例1と同
様にして、本発明電池BA2を作製した。
【0024】(実施例3)水洗時間を40分間としたこ
と以外は実施例1と同様にして、不純物含有量がリチウ
ム原子換算で10%のLiNiO2 粉末を得た。次い
で、このようにして得た不純物含有量10%のLiNi
2 粉末を正極活物質として使用したこと以外は実施例
1と同様にして、本発明電池BA3を作製した。
【0025】(比較例1)水洗時間を20分間としたこ
と以外は実施例1と同様にして、不純物含有量がリチウ
ム原子換算で11%のLiNiO2 粉末を得た。次い
で、このようにして得た不純物含有量11%のLiNi
2 粉末を正極活物質として使用したこと以外は実施例
1と同様にして、比較電池BC1を作製した。
【0026】(比較例2)水洗時間を10分間としたこ
と以外は実施例1と同様にして、不純物含有量がリチウ
ム原子換算で15%のLiNiO2 粉末を得た。次い
で、このようにして得た不純物含有量15%のLiNi
2 粉末を正極活物質として使用したこと以外は実施例
1と同様にして、比較電池BC2を作製した。
【0027】(比較例3)水洗時間を5分間としたこと
以外は実施例1と同様にして、不純物含有量がリチウム
原子換算で18%のLiNiO2 粉末を得た。次いで、
このようにして得た不純物含有量18%のLiNiO2
粉末を正極活物質として使用したこと以外は実施例1と
同様にして、比較電池BC3を作製した。
【0028】(比較例4)加熱処理後のLiNiO2
末を水洗せずにそのまま正極活物質として使用したこと
以外は実施例1と同様にして、比較電池BC4を作製し
た。このLiNiO2 粉末の不純物含有量は、リチウム
原子換算で20%であった。
【0029】(各電池の放電特性)本発明電池BA1〜
BA3及び比較電池BC1〜BC4について、室温(2
5°C)下、電流密度0.75mA/cm2 で充電終止
電圧4.3Vまで充電した後、電流密度0.75mA/
cm2 又は7.5mA/cm2 で放電終止電圧2.0V
まで放電したときの放電容量を調べた。結果を図2に示
す。
【0030】図2は、各電池の電流密度0.75mA/
cm2 又は7.5mA/cm2 で放電したときの放電容
量を、縦軸に正極活物質の単位重量当たりの放電容量
(mAh/g)を、横軸に不純物含有量(リチウム原子
換算%)をとって示したグラフである。
【0031】同図より、リチウム原子換算での不純物含
有量が10%以下の本発明電池BA1〜BA3は、同不
純物含有量が10%を越える比較電池BC1〜BC4に
比し、低率放電(0.75mA/cm2 )及び高率放電
(7.5mA/cm2 )のいずれにおいても、大きな放
電容量を有していることが分かる。特に、高率放電にお
いては、不純物含有量が10%を越えると急激に放電容
量が低下することが分かる。
【0032】叙上の実施例では本発明を扁平型電池に適
用する場合の具体例について説明したが、電池の形状に
特に制限はなく、円筒型、角型など、本発明は種々の形
状の非水系電池に適用することができる。
【0033】
【発明の効果】本発明電池においては、リチウム含有水
溶性不純物の含有量が所定量以下に規制されたLiNi
2 が正極活物質として使用されているので、高率、低
率を問わず放電容量が大きいなど、本発明は優れた特有
の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】扁平型の本発明電池の模式的断面図である。
【図2】本発明電池及び比較電池の低率放電時及び高率
放電時の各放電容量を示すグラフである。
【符号の説明】
BA1 本発明電池 1 正極 2 負極 3 セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒河 宏史 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】LiNiO2 を正極活物質とし、金属リチ
    ウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質を負極材料とす
    る非水系電池において、前記LiNiO2 のリチウム含
    有水溶性不純物の含有率が、リチウム原子換算で10%
    以下であることを特徴とする非水系電池。
  2. 【請求項2】LiNiO2 を正極活物質とし、金属リチ
    ウム又はリチウムを吸蔵放出可能な物質を負極材料とす
    る非水系電池において、前記LiNiO2 のリチウム含
    有水溶性不純物の含有量が、水洗又は酸洗により、リチ
    ウム原子換算で10%以下に抑えられていることを特徴
    とする非水系電池。
JP4280470A 1992-09-25 1992-09-25 非水系電池 Pending JPH06111820A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4280470A JPH06111820A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 非水系電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4280470A JPH06111820A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 非水系電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06111820A true JPH06111820A (ja) 1994-04-22

Family

ID=17625525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4280470A Pending JPH06111820A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 非水系電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06111820A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019713A1 (fr) * 2001-08-24 2003-03-06 Sony Corporation Batterie
JP2007053116A (ja) * 2006-10-30 2007-03-01 Gs Yuasa Corporation:Kk 非水電解質電池
JP2009289448A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Toyota Central R&D Labs Inc 水系リチウムイオン二次電池及びその製法
US8771876B2 (en) 2009-04-22 2014-07-08 Sony Corporation Positive electrode active material, method for manufacturing positive electrode active material and nonaqueous electrolyte battery
WO2016181927A1 (ja) * 2015-05-11 2016-11-17 日本電気株式会社 リチウムイオン電池
US10516159B2 (en) 2014-05-28 2019-12-24 Nichia Corporation Positive electrode active material for nonaqueous secondary battery
WO2023276757A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 リチウム二次電池

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946947B1 (ko) * 2001-08-24 2010-03-15 소니 주식회사 전지
JPWO2003019713A1 (ja) * 2001-08-24 2004-12-16 ソニー株式会社 電池
CN1314159C (zh) * 2001-08-24 2007-05-02 索尼株式会社 电池
US7510803B2 (en) 2001-08-24 2009-03-31 Sony Corporation Battery
WO2003019713A1 (fr) * 2001-08-24 2003-03-06 Sony Corporation Batterie
JP4963777B2 (ja) * 2001-08-24 2012-06-27 ソニー株式会社 電池
JP2007053116A (ja) * 2006-10-30 2007-03-01 Gs Yuasa Corporation:Kk 非水電解質電池
JP2009289448A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Toyota Central R&D Labs Inc 水系リチウムイオン二次電池及びその製法
US8771876B2 (en) 2009-04-22 2014-07-08 Sony Corporation Positive electrode active material, method for manufacturing positive electrode active material and nonaqueous electrolyte battery
US10516159B2 (en) 2014-05-28 2019-12-24 Nichia Corporation Positive electrode active material for nonaqueous secondary battery
WO2016181927A1 (ja) * 2015-05-11 2016-11-17 日本電気株式会社 リチウムイオン電池
JPWO2016181927A1 (ja) * 2015-05-11 2018-03-01 日本電気株式会社 リチウムイオン電池
WO2023276757A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 リチウム二次電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5443929A (en) Nonaqueous secondary battery
JP2000195516A (ja) リチウム二次電池
JPH0660887A (ja) 非水系電池
JPH07320779A (ja) 非水電解液電池
JPH06243871A (ja) 非水系二次電池
JP3717544B2 (ja) リチウム二次電池
JPH08264179A (ja) リチウム電池
JPH0864240A (ja) 非水電解液電池
JPH09147863A (ja) 非水電解質電池
JPH07122297A (ja) 非水電解液電池
JP3197684B2 (ja) 非水系電解質二次電池
JPH06111820A (ja) 非水系電池
JPH0864246A (ja) 密閉型の非水電解液二次電池
JPH08171936A (ja) リチウム二次電池
JP3268924B2 (ja) 非水電解質電池
JP3519766B2 (ja) 非水系二次電池
JP3054511B2 (ja) 非水系二次電池
JP3670895B2 (ja) リチウム二次電池
JPH06243869A (ja) 非水系二次電池
JP2002110152A (ja) 非水電解質二次電池
JPH06275275A (ja) 非水系電池
JP3167577B2 (ja) リチウム電池
JPH07122303A (ja) 非水電解液二次電池
JPH1125973A (ja) 非水電解質二次電池用負極材料とその負極材料を用いた負極を備えた非水電解質二次電池
JPH05290851A (ja) 非水系電解質電池