JPH06215799A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH06215799A JPH06215799A JP5023241A JP2324193A JPH06215799A JP H06215799 A JPH06215799 A JP H06215799A JP 5023241 A JP5023241 A JP 5023241A JP 2324193 A JP2324193 A JP 2324193A JP H06215799 A JPH06215799 A JP H06215799A
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- battery
- lithium
- stainless steel
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- 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】高エネルギー密度でサイクル特性に優れ、安全
性の高く、安価な非水電解質二次電池を提供する。 【構成】電解液には過塩素酸リチウムが添加されてい
る。正極リードもしくは正極集電体などの正極電位とな
る金属部分の少なくとも一部分にはステンレス鋼が用い
られている。
性の高く、安価な非水電解質二次電池を提供する。 【構成】電解液には過塩素酸リチウムが添加されてい
る。正極リードもしくは正極集電体などの正極電位とな
る金属部分の少なくとも一部分にはステンレス鋼が用い
られている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源としての高エネルギー密度でか
つ過充電に対しても高い安全性を有する非水電解質二次
電池に関するものである。
もしくはメモリ保持電源としての高エネルギー密度でか
つ過充電に対しても高い安全性を有する非水電解質二次
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激なる小形軽量
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
【０００３】非水電解質二次電池の正極活物質には、二
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、リチウムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウム
マンガン酸化物、五酸化バナジウムおよび三酸化モリブ
デンなどの種々のものが検討されている。なかでも、リ
チウムコバルト複合酸化物（LixCoO2 ）、リチウムニッ
ケル複合酸化物、およびスピネル型リチウムマンガン酸
化物(LixMn2 O4 ) は、４Ｖ（vs.Li/Li+ ) 以上の貴な
電位で充放電を行うため、正極として用いることで高い
放電電圧を有する電池が実現できる。
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、リチウムニッケル複合酸化物、スピネル型リチウム
マンガン酸化物、五酸化バナジウムおよび三酸化モリブ
デンなどの種々のものが検討されている。なかでも、リ
チウムコバルト複合酸化物（LixCoO2 ）、リチウムニッ
ケル複合酸化物、およびスピネル型リチウムマンガン酸
化物(LixMn2 O4 ) は、４Ｖ（vs.Li/Li+ ) 以上の貴な
電位で充放電を行うため、正極として用いることで高い
放電電圧を有する電池が実現できる。
【０００４】非水電解質二次電池の負極活物質は、金属
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
【０００５】リチウム塩には、過塩素酸リチウム、三フ
ッ化トリメタンスルフォン酸リチウム、六フッ化燐酸リ
チウムなどが一般に用いられている。なかでも六フッ化
燐酸リチウムは、安全性が高くかつ溶解させた電解液の
イオン導電率が高いという理由から近年盛んに用いられ
るようになってきた。
ッ化トリメタンスルフォン酸リチウム、六フッ化燐酸リ
チウムなどが一般に用いられている。なかでも六フッ化
燐酸リチウムは、安全性が高くかつ溶解させた電解液の
イオン導電率が高いという理由から近年盛んに用いられ
るようになってきた。
【０００６】しかし正極に、貴な電位で作動するリチウ
ムコバルト複合酸化物（Lix CoO2），リチウムニッケ
ル複合酸化物（Lix NiO2 ）などを用い、電解質に六フ
ッ化燐酸リチウムなどのフッ素を含むリチウム塩を用い
た電池は、電極集電体や電池缶等の金属材料の腐食が進
行し、電池の保存性能が劣化するという問題があった。
ムコバルト複合酸化物（Lix CoO2），リチウムニッケ
ル複合酸化物（Lix NiO2 ）などを用い、電解質に六フ
ッ化燐酸リチウムなどのフッ素を含むリチウム塩を用い
た電池は、電極集電体や電池缶等の金属材料の腐食が進
行し、電池の保存性能が劣化するという問題があった。
【０００７】この対策として、例えば特開平３−４６７
７１号公報、特公昭平４−３２５０５号公報に開示され
ているようにチッ素含有不飽和環状化合物や硝酸リチウ
ムを電解質に添加する方法がある。しかし、チッ素含有
不飽和環状化合物は、４Ｖ系電池に用いた場合、正極で
分解されるとともに負極上で重合するため電池の内部抵
抗が上昇することがわかった。また、硝酸リチウムは正
極で分解された場合、窒素酸化物が生成する可能性があ
り、環境衛生上好ましくない。
７１号公報、特公昭平４−３２５０５号公報に開示され
ているようにチッ素含有不飽和環状化合物や硝酸リチウ
ムを電解質に添加する方法がある。しかし、チッ素含有
不飽和環状化合物は、４Ｖ系電池に用いた場合、正極で
分解されるとともに負極上で重合するため電池の内部抵
抗が上昇することがわかった。また、硝酸リチウムは正
極で分解された場合、窒素酸化物が生成する可能性があ
り、環境衛生上好ましくない。
【０００８】また、正極にリチウムコバルト複合酸化
物、リチウムニッケル複合酸化物などを用い負極に炭素
材料を用いた電池は、正極の充電容量が負極のリチウム
吸蔵量を越えないように充電を電池電圧で制限している
ため、通常の使用条件下では、負極上に電池の発火の原
因となる金属リチウムの電析は起こらない。しかし、充
電器の故障や、電池の誤使用などにより通常４．１〜
４．２Ｖである設定電圧を大きく越えて電池が過充電さ
れる場合がある。その際、正極の充電容量が負極の吸蔵
可能な容量を越えるため金属リチウムが負極上に電析
し、電池が発火に至る危険性が大きくなる。
物、リチウムニッケル複合酸化物などを用い負極に炭素
材料を用いた電池は、正極の充電容量が負極のリチウム
吸蔵量を越えないように充電を電池電圧で制限している
ため、通常の使用条件下では、負極上に電池の発火の原
因となる金属リチウムの電析は起こらない。しかし、充
電器の故障や、電池の誤使用などにより通常４．１〜
４．２Ｖである設定電圧を大きく越えて電池が過充電さ
れる場合がある。その際、正極の充電容量が負極の吸蔵
可能な容量を越えるため金属リチウムが負極上に電析
し、電池が発火に至る危険性が大きくなる。
【０００９】その対策として、特開平３−４９１５５号
公報記載のように活物質中に電解液の分解触媒を添加
し、電池電圧が４．５Ｖを越えるような過充電時に電解
液を分解させ、その発生ガスにより備え付けた安全弁が
充電電流を遮断するというものがある。しかし、その安
全弁の機構は複雑で製造コストが高くなることに加え、
添加した触媒による電解液の分解反応が通常の充電電圧
でも生じるため、電池の長期信頼性に問題があることが
わかった。
公報記載のように活物質中に電解液の分解触媒を添加
し、電池電圧が４．５Ｖを越えるような過充電時に電解
液を分解させ、その発生ガスにより備え付けた安全弁が
充電電流を遮断するというものがある。しかし、その安
全弁の機構は複雑で製造コストが高くなることに加え、
添加した触媒による電解液の分解反応が通常の充電電圧
でも生じるため、電池の長期信頼性に問題があることが
わかった。
【００１０】そこで、長期信頼性に優れかつ簡単な過充
電保護を有する非水電解質二次電池が望まれていた。
電保護を有する非水電解質二次電池が望まれていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵放出する物質からなる負極と、正極と、フッ素
を含むリチウム塩を電解質として備える電池であって、
該電解液には過塩素酸リチウムを添加しておりかつ正極
リードもしくは正極集電体などの正極電位となる金属部
分の少なくとも一部分にステンレス鋼を用いることで上
記課題を解決しようとするものである。
ンを吸蔵放出する物質からなる負極と、正極と、フッ素
を含むリチウム塩を電解質として備える電池であって、
該電解液には過塩素酸リチウムを添加しておりかつ正極
リードもしくは正極集電体などの正極電位となる金属部
分の少なくとも一部分にステンレス鋼を用いることで上
記課題を解決しようとするものである。
【００１２】
【作用】溶質に、フッ素を含む電解質としてＬｉＰＦ6
を用い過塩素酸リチウムを１００〜１００００ｐｐｍ添
加した電解液中でのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の溶
解電位を測定した。その結果、過塩素酸リチウムの添加
量に関わらず溶解電位は約４．４〜４．５Ｖ(vs. Li/Li
+ ) となることがわかった。このことから、溶質として
フッ素を含むリチウム塩を用いるとともに過塩素酸リチ
ウムを添加した電解液を用い、かつ正極リードもしくは
正極集電体などの正極電位となる金属部分の少なくとも
一部分にステンレス鋼を用いた電池は、通常の設定電圧
である４．１〜４．２Ｖを越えて過充電された場合で
も、電池電圧が４．４〜４．５Ｖとなった時点で充電電
流はステンレス鋼の溶解反応に消費されるため、正極は
本質的に充電されず負極上への金属リチウムの電析は起
こらない。特に、正極リードにステンレス鋼を用いた電
池は、過充電時にリードを溶失させることで充電電流を
遮断することができるため、より完全な過充電防止機能
を有するといえる。
を用い過塩素酸リチウムを１００〜１００００ｐｐｍ添
加した電解液中でのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の溶
解電位を測定した。その結果、過塩素酸リチウムの添加
量に関わらず溶解電位は約４．４〜４．５Ｖ(vs. Li/Li
+ ) となることがわかった。このことから、溶質として
フッ素を含むリチウム塩を用いるとともに過塩素酸リチ
ウムを添加した電解液を用い、かつ正極リードもしくは
正極集電体などの正極電位となる金属部分の少なくとも
一部分にステンレス鋼を用いた電池は、通常の設定電圧
である４．１〜４．２Ｖを越えて過充電された場合で
も、電池電圧が４．４〜４．５Ｖとなった時点で充電電
流はステンレス鋼の溶解反応に消費されるため、正極は
本質的に充電されず負極上への金属リチウムの電析は起
こらない。特に、正極リードにステンレス鋼を用いた電
池は、過充電時にリードを溶失させることで充電電流を
遮断することができるため、より完全な過充電防止機能
を有するといえる。
【００１３】ただし、溶質としてフッ素を含むリチウム
塩を用い過塩素酸リチウムを添加しない電解液を用いた
場合は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の溶解反応が約
４Ｖ(vs. Li/Li+ ) で生じる。ゆえに従来は、正極に貴
な電位で作動するリチウムコバルト複合酸化物、リチウ
ムニッケル複合酸化物などを用いた場合、正極電位とな
る正極端子、リードおよび集電体などにステンレス鋼を
用いることができなかった。
塩を用い過塩素酸リチウムを添加しない電解液を用いた
場合は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の溶解反応が約
４Ｖ(vs. Li/Li+ ) で生じる。ゆえに従来は、正極に貴
な電位で作動するリチウムコバルト複合酸化物、リチウ
ムニッケル複合酸化物などを用いた場合、正極電位とな
る正極端子、リードおよび集電体などにステンレス鋼を
用いることができなかった。
【００１４】ステンレス鋼の溶解の原因は、ステンレス
鋼表面に形成されている不働態のクロム酸化膜が充放電
反応時における物理的、化学的要因により破壊され、か
つフッ素を含むリチウム塩には酸素供給能力がないた
め、不働態膜の修復が行われず腐食が進行するものと考
えられる。しかしながら、本発明電池のように電解質に
過塩素酸リチウムを添加するとこの酸素供給能力によ
り、ステンレス鋼表面に新たな酸化皮膜が形成されるた
め、正極構成材料の腐食が抑制される。さらに、過塩素
酸リチウムは、酸化分解されても酸素と塩化リチウムに
なるため、負極上で重合して電池の内部抵抗を上昇させ
たり、有毒なガスを発生させることはない。
鋼表面に形成されている不働態のクロム酸化膜が充放電
反応時における物理的、化学的要因により破壊され、か
つフッ素を含むリチウム塩には酸素供給能力がないた
め、不働態膜の修復が行われず腐食が進行するものと考
えられる。しかしながら、本発明電池のように電解質に
過塩素酸リチウムを添加するとこの酸素供給能力によ
り、ステンレス鋼表面に新たな酸化皮膜が形成されるた
め、正極構成材料の腐食が抑制される。さらに、過塩素
酸リチウムは、酸化分解されても酸素と塩化リチウムに
なるため、負極上で重合して電池の内部抵抗を上昇させ
たり、有毒なガスを発生させることはない。
【００１５】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
する。
【００１６】負極は次のように作製した。重量比で、人
造黒鉛８８部と、結着剤のポリフッ化ビニリデン１２部
と溶剤のN-メチル-2- ピロリドン１００部を混練してペ
ースト状にし、厚さ２０μｍの銅箔に塗布した後、乾０
燥し、厚さ０．６ｍｍの電極基板を作製した。この電極
を、打ち抜いて、幅１４ｍｍ、長さ５２ｍｍの短冊状と
したのち、圧延して負極板を得た。負極１枚当たりの炭
素材料の重量は２００ｍｇであり、７０ｍＡｈのリチウ
ムの吸蔵が可能である。
造黒鉛８８部と、結着剤のポリフッ化ビニリデン１２部
と溶剤のN-メチル-2- ピロリドン１００部を混練してペ
ースト状にし、厚さ２０μｍの銅箔に塗布した後、乾０
燥し、厚さ０．６ｍｍの電極基板を作製した。この電極
を、打ち抜いて、幅１４ｍｍ、長さ５２ｍｍの短冊状と
したのち、圧延して負極板を得た。負極１枚当たりの炭
素材料の重量は２００ｍｇであり、７０ｍＡｈのリチウ
ムの吸蔵が可能である。
【００１７】正極は、次のように作製した。重量比で正
極活物質であるＬｉＣｏＯ2 を９２部と、導電助剤のケ
ッチェンブラック２部と、結着剤のポリフッ化ビニリデ
ン６部と溶剤のＮ−メチル−２−ピロリドン２５部とを
混練してペースト状にし、厚さ２０μｍのステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４）箔に塗布した後、乾燥、圧延を施し
て、厚さ０．４０ｍｍの正極基板を作製した。この基板
を打ち抜いて、幅１４ｍｍ、長さ５２ｍｍの短冊状の正
極を得た。４．２Ｖ(vs. Li/Li+ ) まで充電した場合、
正極１枚で７５ｍＡｈの放電が可能である。
極活物質であるＬｉＣｏＯ2 を９２部と、導電助剤のケ
ッチェンブラック２部と、結着剤のポリフッ化ビニリデ
ン６部と溶剤のＮ−メチル−２−ピロリドン２５部とを
混練してペースト状にし、厚さ２０μｍのステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４）箔に塗布した後、乾燥、圧延を施し
て、厚さ０．４０ｍｍの正極基板を作製した。この基板
を打ち抜いて、幅１４ｍｍ、長さ５２ｍｍの短冊状の正
極を得た。４．２Ｖ(vs. Li/Li+ ) まで充電した場合、
正極１枚で７５ｍＡｈの放電が可能である。
【００１８】正極６枚、負極７枚で、二次電池を構成し
た。セパレータとして、厚さ５０μｍのポリプロピレン
微多孔膜を用い、正極板を被覆し、周囲をヒートシール
した。有機電解液にはエチレンカーボネート（EC）とジ
メチルカーボネート（DMC ）とジエチルカーボネート
（DEC ）とを体積比２：２：１で混合した溶媒に、Ｌｉ
ＰＦ6 を１モル／リットルの濃度で溶解させたものを用
いた。さらに電解液に過塩素酸リチウムを５０００ｐｐ
ｍ添加した。
た。セパレータとして、厚さ５０μｍのポリプロピレン
微多孔膜を用い、正極板を被覆し、周囲をヒートシール
した。有機電解液にはエチレンカーボネート（EC）とジ
メチルカーボネート（DMC ）とジエチルカーボネート
（DEC ）とを体積比２：２：１で混合した溶媒に、Ｌｉ
ＰＦ6 を１モル／リットルの濃度で溶解させたものを用
いた。さらに電解液に過塩素酸リチウムを５０００ｐｐ
ｍ添加した。
【００１９】図１は、本発明の一実施例である角形電池
の要部断面図である。図中１はステンレス鋼製の角形容
器であり、その内部に負極２と、セパレータ３、正極４
を収納している。負極２は、電解液を含浸したセパレー
タ３を介して、正極４と交互に挿入されている。５は容
器蓋であり、容器１の開口部に周縁部で溶接されてい
る。容器蓋５の中央部にはガスケット６を介して中空リ
ベット７が固定されており、正極端子９が溶接されてい
る。８は正極端子９の内部に固定された安全弁であり、
中空リベット７の開口部を封止している。１０は、電池
の異常時に内部圧力が上昇し、安全弁８が作動した時の
排気口である。１１は、負極２の上部に設けた銅製の負
極リードであり、電池蓋５の内面に接続されている。１
２は、正極４の上部に設けたアルミニウム製の正極リー
ドであり、アルミニウム製の正極接続片１３を介して中
空リベット７と接続している。電池の寸法は、厚さ６ｍ
ｍ、幅１６ｍｍ、高さ６５ｍｍである。
の要部断面図である。図中１はステンレス鋼製の角形容
器であり、その内部に負極２と、セパレータ３、正極４
を収納している。負極２は、電解液を含浸したセパレー
タ３を介して、正極４と交互に挿入されている。５は容
器蓋であり、容器１の開口部に周縁部で溶接されてい
る。容器蓋５の中央部にはガスケット６を介して中空リ
ベット７が固定されており、正極端子９が溶接されてい
る。８は正極端子９の内部に固定された安全弁であり、
中空リベット７の開口部を封止している。１０は、電池
の異常時に内部圧力が上昇し、安全弁８が作動した時の
排気口である。１１は、負極２の上部に設けた銅製の負
極リードであり、電池蓋５の内面に接続されている。１
２は、正極４の上部に設けたアルミニウム製の正極リー
ドであり、アルミニウム製の正極接続片１３を介して中
空リベット７と接続している。電池の寸法は、厚さ６ｍ
ｍ、幅１６ｍｍ、高さ６５ｍｍである。
【００２０】上記の本発明の有機電解液二次電池を
（Ａ）と呼ぶ。また、正極集電体に厚み２０μｍのアル
ミニウム箔を用い、正極リードにステンレス鋼（SUS30
4）を用いることの他は本発明電池（Ａ）と同様の構成
とした本発明電池を（Ｂ）とよぶ。また、正極集電体に
厚み２０μｍのアルミニウム箔を用いることの他は、本
発明の有機電解液二次電池と同様の構成とした比較電池
を（ア）と呼ぶ。
（Ａ）と呼ぶ。また、正極集電体に厚み２０μｍのアル
ミニウム箔を用い、正極リードにステンレス鋼（SUS30
4）を用いることの他は本発明電池（Ａ）と同様の構成
とした本発明電池を（Ｂ）とよぶ。また、正極集電体に
厚み２０μｍのアルミニウム箔を用いることの他は、本
発明の有機電解液二次電池と同様の構成とした比較電池
を（ア）と呼ぶ。
【００２１】次に、上述の非水電解質二次電池（Ａ）、
（Ｂ）および（ア）を各々１０個ずつ作製した。これら
の電池を電流１００ｍＡで端子電圧が４．２Ｖになるま
で充電して満充電状態とした。その後、さらに電流１０
０ｍＡで２４時間過充電することによって、電池に急激
な発熱、破裂や発火が生じるといった電池の損傷品の発
生率を調べた。その結果を表１に示す。
（Ｂ）および（ア）を各々１０個ずつ作製した。これら
の電池を電流１００ｍＡで端子電圧が４．２Ｖになるま
で充電して満充電状態とした。その後、さらに電流１０
０ｍＡで２４時間過充電することによって、電池に急激
な発熱、破裂や発火が生じるといった電池の損傷品の発
生率を調べた。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】 本発明電池（Ａ）および（Ｂ）は全く損傷していないこ
とが明らかである。本発明電池（Ａ）は、過充電開始か
ら試験終了まで約４．５Ｖの端子電圧を示したものの、
異常は見られなかった。試験後電池を分解したところ、
試作電池１０個すべてにおいてステンレス鋼製の正極集
電体に多くの孔食がみられたが、負極カーボン上への金
属リチウムの電析は見られなかった。
とが明らかである。本発明電池（Ａ）は、過充電開始か
ら試験終了まで約４．５Ｖの端子電圧を示したものの、
異常は見られなかった。試験後電池を分解したところ、
試作電池１０個すべてにおいてステンレス鋼製の正極集
電体に多くの孔食がみられたが、負極カーボン上への金
属リチウムの電析は見られなかった。
【００２３】本発明電池（Ｂ）では、過充電開始後約
４．５Ｖの端子電圧を示したが、約１時間後に充電電流
が流れなくなり電池電圧が０Ｖとなった。試験後電池を
分解したところ、試作電池１０個すべてにおいて正極リ
ードが溶解しており、負極カーボン上への金属リチウム
の電析は見られなかった。
４．５Ｖの端子電圧を示したが、約１時間後に充電電流
が流れなくなり電池電圧が０Ｖとなった。試験後電池を
分解したところ、試作電池１０個すべてにおいて正極リ
ードが溶解しており、負極カーボン上への金属リチウム
の電析は見られなかった。
【００２４】比較電池（ア）は、過充電開始後電池電圧
が５Ｖを越えて上昇し、電池の膨れが見られた。そして
試験終了までに１０個中２個の電池が破裂に至った。残
り８個の電池を分解したところ、すべての電池において
負極カーボン上への粉末状の金属リチウムの電析がみら
れ、極めて危険な状態にあることがわかった。
が５Ｖを越えて上昇し、電池の膨れが見られた。そして
試験終了までに１０個中２個の電池が破裂に至った。残
り８個の電池を分解したところ、すべての電池において
負極カーボン上への粉末状の金属リチウムの電析がみら
れ、極めて危険な状態にあることがわかった。
【００２５】上記実施例において過塩素酸リチウムの添
加量として５０００ｐｐｍとする場合を説明したが、添
加量は１００〜１００００ｐｐｍの範囲であれば同様な
結果が得られる。電解質にフッ素を含むリチウム塩を使
用しても、電解液に過塩素酸リチウムを添加すれば、作
用で述べたとおり通常の電池の充電電圧である４．１〜
４．２Ｖでは、ステンレス鋼の溶解が起こらないため、
長期に渡って安定した電池特性が得られる。
加量として５０００ｐｐｍとする場合を説明したが、添
加量は１００〜１００００ｐｐｍの範囲であれば同様な
結果が得られる。電解質にフッ素を含むリチウム塩を使
用しても、電解液に過塩素酸リチウムを添加すれば、作
用で述べたとおり通常の電池の充電電圧である４．１〜
４．２Ｖでは、ステンレス鋼の溶解が起こらないため、
長期に渡って安定した電池特性が得られる。
【００２６】さらに、上記実施例ではＳＵＳ３０４ステ
ンレス鋼を用いる場合を説明したが、ニッケルを８〜１
８％、クロムを１８〜２０％含有する他のＳＵＳ３１６
などのオーステナイト系ステンレス鋼や、クロムを１６
〜１８％含有しニッケルを含有しないＳＵＳ４３０やＳ
ＵＳ４３４などのフェライト系ステンレス鋼を用いても
同様な効果が得られる。さらに、ニッケル、クロムの他
にモリブデンやマンガンなどを添加したステンレス鋼を
用いてもよい。
ンレス鋼を用いる場合を説明したが、ニッケルを８〜１
８％、クロムを１８〜２０％含有する他のＳＵＳ３１６
などのオーステナイト系ステンレス鋼や、クロムを１６
〜１８％含有しニッケルを含有しないＳＵＳ４３０やＳ
ＵＳ４３４などのフェライト系ステンレス鋼を用いても
同様な効果が得られる。さらに、ニッケル、クロムの他
にモリブデンやマンガンなどを添加したステンレス鋼を
用いてもよい。
【００２７】また、正極集電体にステンレス鋼単独では
なく、アルミニウムもしくはチタンとステンレス鋼との
張り合わせ材料や接合材を用いた場合や正極リードにア
ルミニウムもしくはチタンとステンレス鋼との接合材を
用いた場合にも、同様の作用により同じ効果が得られ
る。
なく、アルミニウムもしくはチタンとステンレス鋼との
張り合わせ材料や接合材を用いた場合や正極リードにア
ルミニウムもしくはチタンとステンレス鋼との接合材を
用いた場合にも、同様の作用により同じ効果が得られ
る。
【００２８】なお、上記実施例では正極活物質としてリ
チウムコバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、
リチウムニッケル複合酸化物やスピネル型リチウムマン
ガン酸化物(LixMn2 O4 ) などの種々のものを用いるこ
とができる。
チウムコバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、
リチウムニッケル複合酸化物やスピネル型リチウムマン
ガン酸化物(LixMn2 O4 ) などの種々のものを用いるこ
とができる。
【００２９】さらに、リチウムイオン伝導性物質である
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。
【００３０】また、フッ素を含有する電解質も基本的に
限定されるものではない。たとえば、 LiAsF6 ，LiP
F6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いることもでき
る。
限定されるものではない。たとえば、 LiAsF6 ，LiP
F6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いることもでき
る。
【００３１】
【発明の効果】上述したごとく、リチウムイオンを吸蔵
放出する物質からなる負極と、正極と、フッ素を含むリ
チウム塩を電解質として備える電池であって、該電解液
には過塩素酸リチウムを添加しており、かつ正極リード
もしくは正極集電体などの正極電位となる金属部分の少
なくとも一部分にステンレス鋼を用いたことで、過充電
状態においても電池の安全性が確保できる。したがっ
て、高エネルギー密度でサイクル特性に優れ、かつ安全
性の高い非水電解質二次電池が安価に供給でき、その工
業的価値は大である。
放出する物質からなる負極と、正極と、フッ素を含むリ
チウム塩を電解質として備える電池であって、該電解液
には過塩素酸リチウムを添加しており、かつ正極リード
もしくは正極集電体などの正極電位となる金属部分の少
なくとも一部分にステンレス鋼を用いたことで、過充電
状態においても電池の安全性が確保できる。したがっ
て、高エネルギー密度でサイクル特性に優れ、かつ安全
性の高い非水電解質二次電池が安価に供給でき、その工
業的価値は大である。
【図１】本発明の実施例における電池の構造を示す断面
図。
図。
１ 容器 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 正極 ５ 容器蓋 ６ ガスケット ７ 中空リベット ８ 安全弁 ９ 正極端子 １０ 排気孔 １１ 負極リード １２ 正極リード １３ 正極接続片
Claims (1)
- 【請求項１】リチウムイオンを吸蔵放出する物質からな
る負極と、正極と、フッ素を含むリチウム塩を電解質と
して備える非水電解質二次電池であって、 該電解液には過塩素酸リチウムが添加されており、正極
リードもしくは正極集電体などの正極電位となる金属部
分の少なくとも一部分にはステンレス鋼が用いられてい
ることを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023241A JPH06215799A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023241A JPH06215799A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215799A true JPH06215799A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12105114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5023241A Pending JPH06215799A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215799A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH117962A (ja) * | 1997-04-24 | 1999-01-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2000311707A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| JP2006222077A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5023241A patent/JPH06215799A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH117962A (ja) * | 1997-04-24 | 1999-01-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2000311707A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| JP2006222077A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
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