JPH06176794A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH06176794A JPH06176794A JP4327653A JP32765392A JPH06176794A JP H06176794 A JPH06176794 A JP H06176794A JP 4327653 A JP4327653 A JP 4327653A JP 32765392 A JP32765392 A JP 32765392A JP H06176794 A JPH06176794 A JP H06176794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- secondary battery
- electrolyte secondary
- aqueous electrolyte
- positive electrode
- Prior art date
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- Pending
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】高エネルギー密度非水電解液二次電池を提供す
ることを目的とする。 【構成】充放電可能な正極１と、非水電解液と、充放電
可能な負極４を具備する非水電解液二次電池において、
前記正極１にＢＣ3 電極を用いる構成とする。 【効果】前記ＢＣ3 正極を用いることで、高電圧、高容
量ならびに保存性に優れた非水電解液二次電池を得るこ
とができる。
ることを目的とする。 【構成】充放電可能な正極１と、非水電解液と、充放電
可能な負極４を具備する非水電解液二次電池において、
前記正極１にＢＣ3 電極を用いる構成とする。 【効果】前記ＢＣ3 正極を用いることで、高電圧、高容
量ならびに保存性に優れた非水電解液二次電池を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高エネルギー密度にする
正極をもつ非水電解液二次電池に関する。
正極をもつ非水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでに、ポリアニリン、ポリアセ
ン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンな
どの導電性高分子ならびに炭素材料は、酸化還元挙動を
有することから、非水電解液二次電池の電極材料として
注目をあつめてきた。これら電極材料は、軽量かつ可と
う性に優れ、特に負極に金属リチウムを用いた場合、高
電圧、高エネルギー密度電池となりうることが知られて
いる。これら材料を正極に用いた場合、充電時に電解液
中のアニオンを取り込み、逆に放電時にアニオンを放出
する。単位重量当りの電気量で示すと、最高２００ｍＡ
ｈ／ｇに達する材料も存在する。特にポリアニリンを正
極としたと非水電解液二次電池は商品化されている。
ン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンな
どの導電性高分子ならびに炭素材料は、酸化還元挙動を
有することから、非水電解液二次電池の電極材料として
注目をあつめてきた。これら電極材料は、軽量かつ可と
う性に優れ、特に負極に金属リチウムを用いた場合、高
電圧、高エネルギー密度電池となりうることが知られて
いる。これら材料を正極に用いた場合、充電時に電解液
中のアニオンを取り込み、逆に放電時にアニオンを放出
する。単位重量当りの電気量で示すと、最高２００ｍＡ
ｈ／ｇに達する材料も存在する。特にポリアニリンを正
極としたと非水電解液二次電池は商品化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら材料だ
けで非水電解液二次電池は構成されるのではなく、電解
液などその他の材料を考慮すると、必ずしも高エネルギ
ー密度ではなくなる。またこれら材料の比重の低いこと
は、逆に体積当りのエネルギー密度を大幅に低下させる
ことになる。またサイクル寿命を考慮した場合、理論容
量よりもかなり低い部分で充放電する必要があった。こ
のため高エネルギー密度の非水電解液二次電池を得るた
めにはさらに高容量な正極が必要となる。
けで非水電解液二次電池は構成されるのではなく、電解
液などその他の材料を考慮すると、必ずしも高エネルギ
ー密度ではなくなる。またこれら材料の比重の低いこと
は、逆に体積当りのエネルギー密度を大幅に低下させる
ことになる。またサイクル寿命を考慮した場合、理論容
量よりもかなり低い部分で充放電する必要があった。こ
のため高エネルギー密度の非水電解液二次電池を得るた
めにはさらに高容量な正極が必要となる。
【０００４】本発明は前記従来の問題に留意し正極を改
良して高エネルギー密度の非水電解液二次電池を提供す
ることを目的とする。
良して高エネルギー密度の非水電解液二次電池を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、充放電可能な正極と、非水電解液と、充
放電可能な負極を具備する非水電解液二次電池におい
て、前記正極にＢＣ3 を用いた構成とする。
成するために、充放電可能な正極と、非水電解液と、充
放電可能な負極を具備する非水電解液二次電池におい
て、前記正極にＢＣ3 を用いた構成とする。
【０００６】
【作用】前記ＢＣ3 の電気伝導度は、黒鉛より１０％高
い。したがってＢＣ3 を非水電解液二次電池の正極に用
いた場合、導電剤は不要になる。また比重は２．２で黒
鉛と同じである。ＢＣ3 を構成するほう素（Ｂ）は、２
Ｓ軌道に２個、２Ｐ軌道に１個の電子を持ち、炭素は２
Ｓ軌道に２個、２Ｐ軌道に２個の電子を持つ。したがっ
て炭素に比べて電子が１個欠乏している。
い。したがってＢＣ3 を非水電解液二次電池の正極に用
いた場合、導電剤は不要になる。また比重は２．２で黒
鉛と同じである。ＢＣ3 を構成するほう素（Ｂ）は、２
Ｓ軌道に２個、２Ｐ軌道に１個の電子を持ち、炭素は２
Ｓ軌道に２個、２Ｐ軌道に２個の電子を持つ。したがっ
て炭素に比べて電子が１個欠乏している。
【０００７】ここでＢＣ3 正極を非水電解液中で充電す
ると導電性高分子ならびに炭素材料同様に、正極中にア
ニオンが吸蔵され、放電すると、吸蔵されたアニオンが
電解液中に放出される。そしてそのときの平均放電電圧
は、Ｌｉ極に対して４．５Ｖで放電容量も２１０ｍＡｈ
／ｇとなる。このように正極にＢＣ3 を用いることで、
高容量で高電圧な非水電解液二次電池を提供できること
となる。
ると導電性高分子ならびに炭素材料同様に、正極中にア
ニオンが吸蔵され、放電すると、吸蔵されたアニオンが
電解液中に放出される。そしてそのときの平均放電電圧
は、Ｌｉ極に対して４．５Ｖで放電容量も２１０ｍＡｈ
／ｇとなる。このように正極にＢＣ3 を用いることで、
高容量で高電圧な非水電解液二次電池を提供できること
となる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 （実施例１）ＢＣ3 の電極としての特性を検討するた
め、図１に示すコイン型の非水電解液二次電池を作っ
た。
め、図１に示すコイン型の非水電解液二次電池を作っ
た。
【０００９】まずＢＣ3 １０ｇに対して結着剤としてポ
リ４フッ化エチレン１ｇを混合して合剤とした。この合
剤０．１ｇを直径１７．５ｍｍに加圧成型してＢＣ3 極
１とし、ケース２の中に置いた。微孔性ポリプロピレン
セパレータ３をＢＣ3 極１上に置いた。１モル／１の過
塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）を溶解したプロピレン
カーボネート（ＰＣ）を非水電解質としてセパレータ３
上に注液した。この上に、内側に直径１７．５ｍｍの金
属Ｌｉ４を張り付け、外周部にポリプロピレンガスケッ
ト５を付けた封口板６を置いて封口し、コイン型の非水
電解液二次電池を作製した。
リ４フッ化エチレン１ｇを混合して合剤とした。この合
剤０．１ｇを直径１７．５ｍｍに加圧成型してＢＣ3 極
１とし、ケース２の中に置いた。微孔性ポリプロピレン
セパレータ３をＢＣ3 極１上に置いた。１モル／１の過
塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）を溶解したプロピレン
カーボネート（ＰＣ）を非水電解質としてセパレータ３
上に注液した。この上に、内側に直径１７．５ｍｍの金
属Ｌｉ４を張り付け、外周部にポリプロピレンガスケッ
ト５を付けた封口板６を置いて封口し、コイン型の非水
電解液二次電池を作製した。
【００１０】つぎに２ｍＡの定電流で、ＢＣ3 電極１が
Ｌｉ対極４に対して４．７Ｖになるまでアノード分極
（ＢＣ3 電極を正極として見る場合には充電に相当）
し、次にＢＣ3 電極１が３．０Ｖになるまでカソード分
極（放電に相当）した。そしてこのアノード分極、カソ
ード分極を繰り返し行なった。
Ｌｉ対極４に対して４．７Ｖになるまでアノード分極
（ＢＣ3 電極を正極として見る場合には充電に相当）
し、次にＢＣ3 電極１が３．０Ｖになるまでカソード分
極（放電に相当）した。そしてこのアノード分極、カソ
ード分極を繰り返し行なった。
【００１１】従来例として、気相成長法炭素材料ならび
にポリアニリンを用いて、ＢＣ3 電極と同様に電極を作
製し、次に同じように試験セルを作りアノード分極、カ
ソード分極を繰り返し行なった。以後気相成長法炭素材
料ならびにポリアニリンを用いた電極をＣ電極、Ｐ電極
と略す。なおＰ電極に関しては、Ｌｉ対極に対して４．
０Ｖになるまでアノード分極（正極として見る場合には
充電に相当）し、次にＰ電極が３．０Ｖになるまでカソ
ード分極（放電に相当）した。そしてこのアノード分
極、カソード分極を繰り返し行なった。
にポリアニリンを用いて、ＢＣ3 電極と同様に電極を作
製し、次に同じように試験セルを作りアノード分極、カ
ソード分極を繰り返し行なった。以後気相成長法炭素材
料ならびにポリアニリンを用いた電極をＣ電極、Ｐ電極
と略す。なおＰ電極に関しては、Ｌｉ対極に対して４．
０Ｖになるまでアノード分極（正極として見る場合には
充電に相当）し、次にＰ電極が３．０Ｖになるまでカソ
ード分極（放電に相当）した。そしてこのアノード分
極、カソード分極を繰り返し行なった。
【００１２】正極にＢＣ3 電極、Ｃ電極、Ｐ電極を用い
た非水電解液二次電池の１サイクル目の充放電曲線を図
２に示す。また（表１）に初期放電容量、初期放電容量
に対する１００サイクル目の非水電解液二次電池の放電
容量の容量維持率を示す。
た非水電解液二次電池の１サイクル目の充放電曲線を図
２に示す。また（表１）に初期放電容量、初期放電容量
に対する１００サイクル目の非水電解液二次電池の放電
容量の容量維持率を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】放電電圧はＢＣ3 電極を正極として用いた
ものが、Ｃ電極ならびにＰ電極を用いたものより高く、
また電気容量も本実施例のＢＣ3 電極を用いたものが２
１０ｍＡｈ／ｇと大きいことがわかった。また１００サ
イクル目の放電容量維持率もＢＣ3 電極を用いたものが
最も高い値を示した。 （実施例２）本実施例では、高温保存特性について調べ
た。
ものが、Ｃ電極ならびにＰ電極を用いたものより高く、
また電気容量も本実施例のＢＣ3 電極を用いたものが２
１０ｍＡｈ／ｇと大きいことがわかった。また１００サ
イクル目の放電容量維持率もＢＣ3 電極を用いたものが
最も高い値を示した。 （実施例２）本実施例では、高温保存特性について調べ
た。
【００１５】ＢＣ3 を正極とする図１に示すコイン型の
非水電解液二次電池を構成した。また従来例として、気
相成長法炭素材料ならびにポリアニリンを用いて、ＢＣ
3 電極と同様にＣ電極、Ｐ電極を正極としたコイン型の
非水電解二次電池を作製した。前記電池の作製法は実施
例１と同様の方法で行った。
非水電解液二次電池を構成した。また従来例として、気
相成長法炭素材料ならびにポリアニリンを用いて、ＢＣ
3 電極と同様にＣ電極、Ｐ電極を正極としたコイン型の
非水電解二次電池を作製した。前記電池の作製法は実施
例１と同様の方法で行った。
【００１６】非水電解液二次電池の高温保存試験は、次
の方法で行った。２０℃、２ｍＡの定電流でＢＣ3 電
極、Ｃ電極を用いたものに関しては、４．７Ｖまで、Ｐ
電極を用いたものに関しては、４．０Ｖまで充電し、次
にいずれの非水電解液二次電池も３．０Ｖまで放電し、
この充放電を５サイクル行い、６サイクル目の充電が終
わった後、６０℃で３週間保存した。保存後２０℃に戻
して、同条件で放電した。ここで容量維持率は次のよう
に定義した。
の方法で行った。２０℃、２ｍＡの定電流でＢＣ3 電
極、Ｃ電極を用いたものに関しては、４．７Ｖまで、Ｐ
電極を用いたものに関しては、４．０Ｖまで充電し、次
にいずれの非水電解液二次電池も３．０Ｖまで放電し、
この充放電を５サイクル行い、６サイクル目の充電が終
わった後、６０℃で３週間保存した。保存後２０℃に戻
して、同条件で放電した。ここで容量維持率は次のよう
に定義した。
【００１７】容量維持率＝１００×６サイクル目の放電
容量／５サイクル目の放電容量 また保存終了後に充電を行い、その後の放電容量を評価
した。ここで容量回復率を次のように定義した。
容量／５サイクル目の放電容量 また保存終了後に充電を行い、その後の放電容量を評価
した。ここで容量回復率を次のように定義した。
【００１８】容量回復率＝１００×７サイクル目の放電
容量／５サイクル目の放電容量 （表２）に各非水電解液二次電池の３週間後の容量維持
率、容量回復率を示す。
容量／５サイクル目の放電容量 （表２）に各非水電解液二次電池の３週間後の容量維持
率、容量回復率を示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】ＢＣ3 電極を用いた非水電解液二次電池
が、容量維持率ならびに容量回復率がＣ電極、Ｐ電極を
用いた非水電解液二次電池に比べて最も大きい。このよ
うに、本実施例の非水電解液二次電池は、ＢＣ3 電極を
正極として用いたことにより、高い放電電圧、高容量、
優れた保存特性を兼ね備えたことがわかった。
が、容量維持率ならびに容量回復率がＣ電極、Ｐ電極を
用いた非水電解液二次電池に比べて最も大きい。このよ
うに、本実施例の非水電解液二次電池は、ＢＣ3 電極を
正極として用いたことにより、高い放電電圧、高容量、
優れた保存特性を兼ね備えたことがわかった。
【００２１】なお各実施例ではコイン型の非水電解液二
次電池で説明したが、円筒型、角型などの形状によって
変わるものではない。
次電池で説明したが、円筒型、角型などの形状によって
変わるものではない。
【００２２】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は充放電可能な正極と、非水電解液と、充放
電可能な負極を具備する非水電解液二次電池において、
前記正極にＢＣ3 を用いたため、高エネルギー密度で、
保存性に優れた二次電池を得ることができ、産業上の意
義は大きい。
に、本発明は充放電可能な正極と、非水電解液と、充放
電可能な負極を具備する非水電解液二次電池において、
前記正極にＢＣ3 を用いたため、高エネルギー密度で、
保存性に優れた二次電池を得ることができ、産業上の意
義は大きい。
【図１】本発明の正極を使ったコイン型の非水電解液二
次電池の断面図
次電池の断面図
【図２】従来例と比較した本発明の正極を用いたコイン
型の非水電解液二次電池での充放電曲線図
型の非水電解液二次電池での充放電曲線図
１ 電極（正極） ２ ケース ３ セパレータ ４ 金属Ｌｉ ５ ガスケット ６ 封口板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美藤 靖彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 豊口 吉徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 充放電可能な正極と、非水電解液と、充
放電可能な負極を具備する非水電解液二次電池であっ
て、前記正極がＢＣ3 電極よりなる非水電解液二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327653A JPH06176794A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327653A JPH06176794A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06176794A true JPH06176794A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18201466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4327653A Pending JPH06176794A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06176794A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002093666A1 (fr) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Fdk Corporation | Batterie electrolytique secondaire non aqueuse et procede de production d'un materiau d'anode associe |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP4327653A patent/JPH06176794A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002093666A1 (fr) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Fdk Corporation | Batterie electrolytique secondaire non aqueuse et procede de production d'un materiau d'anode associe |
| US7238449B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
| US7608366B2 (en) | 2001-05-15 | 2009-10-27 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
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