JPH06295725A - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- JPH06295725A JPH06295725A JP5100522A JP10052293A JPH06295725A JP H06295725 A JPH06295725 A JP H06295725A JP 5100522 A JP5100522 A JP 5100522A JP 10052293 A JP10052293 A JP 10052293A JP H06295725 A JPH06295725 A JP H06295725A
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- powder
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- graphite powder
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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
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ＢＥＴ法による比表面積が１〜１０ｍ2 ／ｇで
あり、平均粒径が１０〜３０μｍであり、且つ、粒径１
０μｍ以下の粉末の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末
の含有率の少なくとも一方が１０％以下である黒鉛粉末
が負極材料として使用されてなる。 【効果】粒径１０μｍ以下の粉末の含有率が１０％以下
である黒鉛粉末を使用した場合には、初期充放電効率及
び保存特性に優れ、また粒径３０μｍ以上の粉末の含有
率が１０％以下である黒鉛粉末を使用した場合には、急
速充電特性及び高率放電特性に優れ、さらに粒径１０μ
ｍ以下の粉末の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含
有率がいずれも１０％以下である黒鉛粉末を使用した場
合には、初期充放電効率、保存特性、急速充電特性及び
高率放電特性の全ての特性に優れる。
あり、平均粒径が１０〜３０μｍであり、且つ、粒径１
０μｍ以下の粉末の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末
の含有率の少なくとも一方が１０％以下である黒鉛粉末
が負極材料として使用されてなる。 【効果】粒径１０μｍ以下の粉末の含有率が１０％以下
である黒鉛粉末を使用した場合には、初期充放電効率及
び保存特性に優れ、また粒径３０μｍ以上の粉末の含有
率が１０％以下である黒鉛粉末を使用した場合には、急
速充電特性及び高率放電特性に優れ、さらに粒径１０μ
ｍ以下の粉末の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含
有率がいずれも１０％以下である黒鉛粉末を使用した場
合には、初期充放電効率、保存特性、急速充電特性及び
高率放電特性の全ての特性に優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水系二次電池に係わ
り、詳しくは負極材料として黒鉛粉末を使用した非水系
二次電池の当該黒鉛粉末の改良に関する。
り、詳しくは負極材料として黒鉛粉末を使用した非水系
二次電池の当該黒鉛粉末の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
黒鉛粉末が、可撓性に優れること、樹枝状の電析リチウ
ムの成長に因る内部短絡の虞れが無いことなどの理由か
ら、従前の金属リチウムに代わる非水系二次電池用負極
材料として提案されている。
黒鉛粉末が、可撓性に優れること、樹枝状の電析リチウ
ムの成長に因る内部短絡の虞れが無いことなどの理由か
ら、従前の金属リチウムに代わる非水系二次電池用負極
材料として提案されている。
【０００３】而して、従来、平均粒径１０〜３０μｍ程
度に粉砕された黒鉛粉末が使用されているが、この黒鉛
粉末には、粒径１０μｍ以下のかなり小さな粉末や、粒
径３０μｍ以上のかなり大きな粉末が多量に含まれてい
る。
度に粉砕された黒鉛粉末が使用されているが、この黒鉛
粉末には、粒径１０μｍ以下のかなり小さな粉末や、粒
径３０μｍ以上のかなり大きな粉末が多量に含まれてい
る。
【０００４】しかしながら、このような黒鉛粉末を使用
した従来電池には、初期充放電効率、保存特性、急速充
電特性及び高率放電特性などの電池特性があまり良くな
いという問題があった。
した従来電池には、初期充放電効率、保存特性、急速充
電特性及び高率放電特性などの電池特性があまり良くな
いという問題があった。
【０００５】これらの問題を解決するべく鋭意研究した
結果、本発明者らは、粒径の小さい粉末を多量に含む黒
鉛粉末を使用した場合は初期充放電効率及び保存特性が
悪くなり、一方粒径の大きい粉末を多量に含む黒鉛粉末
を使用した場合は急速充電特性及び高率放電特性が悪く
なるという、黒鉛粉末の粒径と電池特性との間に密接な
関連があることを見出した。
結果、本発明者らは、粒径の小さい粉末を多量に含む黒
鉛粉末を使用した場合は初期充放電効率及び保存特性が
悪くなり、一方粒径の大きい粉末を多量に含む黒鉛粉末
を使用した場合は急速充電特性及び高率放電特性が悪く
なるという、黒鉛粉末の粒径と電池特性との間に密接な
関連があることを見出した。
【０００６】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであって、その目的とするところは、従来電池に比し
電池特性に優れた非水系二次電池を提供するにある。
のであって、その目的とするところは、従来電池に比し
電池特性に優れた非水系二次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
の請求項１記載の発明に係る非水系二次電池（以下「第
１電池」と称する。）は、ＢＥＴ法による比表面積が１
〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであ
り、且つ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有率が１０％以
下である黒鉛粉末が負極材料として使用されてなる。
の請求項１記載の発明に係る非水系二次電池（以下「第
１電池」と称する。）は、ＢＥＴ法による比表面積が１
〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであ
り、且つ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有率が１０％以
下である黒鉛粉末が負極材料として使用されてなる。
【０００８】また、請求項２記載の発明に係る非水系二
次電池（以下「第２電池」と称する。）は、ＢＥＴ法に
よる比表面積が１〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１
０〜３０μｍであり、且つ、粒径３０μｍ以上の粉末の
含有率が１０％以下である黒鉛粉末が負極材料として使
用されてなる。
次電池（以下「第２電池」と称する。）は、ＢＥＴ法に
よる比表面積が１〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１
０〜３０μｍであり、且つ、粒径３０μｍ以上の粉末の
含有率が１０％以下である黒鉛粉末が負極材料として使
用されてなる。
【０００９】さらに、請求項３記載の発明に係る非水系
二次電池（以下「第３電池」と称する。）は、ＢＥＴ法
による比表面積が１〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が
１０〜３０μｍであり、且つ、粒径１０μｍ以下の粉末
の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれ
も１０％以下である黒鉛粉末が負極材料として使用され
てなる。ここに、ＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）法
とは、吸着等温線上で単分子層吸着量を求め、吸着分子
の断面積から表面積を決定して比表面積を算出する方法
である。以下において、上記の第１電池〜第３電池を総
称して、本発明電池と称することがある。
二次電池（以下「第３電池」と称する。）は、ＢＥＴ法
による比表面積が１〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が
１０〜３０μｍであり、且つ、粒径１０μｍ以下の粉末
の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれ
も１０％以下である黒鉛粉末が負極材料として使用され
てなる。ここに、ＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）法
とは、吸着等温線上で単分子層吸着量を求め、吸着分子
の断面積から表面積を決定して比表面積を算出する方法
である。以下において、上記の第１電池〜第３電池を総
称して、本発明電池と称することがある。
【００１０】本発明電池では、いずれもＢＥＴ法による
比表面積（以下、「ＢＥＴ比表面積」と称する。）が１
〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであ
る黒鉛粉末が使用される。これは、ＢＥＴ比表面積が１
ｍ2 ／ｇ未満の場合は、電解液との接触面積が過小なた
め急速充電特性及び高率放電特性が低下し、一方ＢＥＴ
比表面積が１０ｍ2 ／ｇを越えた場合は、電解液との接
触面積が過大なため保存特性及び初期充放電効率が低下
するとともに、活物質と銅箔等の芯体（負極集電体）と
の密着性が低下して充放電容量が低下するからであり、
また平均粒径が１０μｍ未満の場合は、初期充放電効率
が著しく低下し、一方平均粒径が３０μｍを越えた場合
は、高率放電特性が著しく低下するからである。
比表面積（以下、「ＢＥＴ比表面積」と称する。）が１
〜１０ｍ2 ／ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであ
る黒鉛粉末が使用される。これは、ＢＥＴ比表面積が１
ｍ2 ／ｇ未満の場合は、電解液との接触面積が過小なた
め急速充電特性及び高率放電特性が低下し、一方ＢＥＴ
比表面積が１０ｍ2 ／ｇを越えた場合は、電解液との接
触面積が過大なため保存特性及び初期充放電効率が低下
するとともに、活物質と銅箔等の芯体（負極集電体）と
の密着性が低下して充放電容量が低下するからであり、
また平均粒径が１０μｍ未満の場合は、初期充放電効率
が著しく低下し、一方平均粒径が３０μｍを越えた場合
は、高率放電特性が著しく低下するからである。
【００１１】そして、第１電池では、上記比表面積及び
平均粒径についての規制のほか、さらに粒径１０μｍ以
下の粉末の含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が
使用される。これは、粒径１０μｍ以下の小さい粉末の
含有率が１０％を越えると、電解液との接触面積が大き
くなるため自己放電し易くなり、初期充放電効率及び保
存特性が低下するからである。
平均粒径についての規制のほか、さらに粒径１０μｍ以
下の粉末の含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が
使用される。これは、粒径１０μｍ以下の小さい粉末の
含有率が１０％を越えると、電解液との接触面積が大き
くなるため自己放電し易くなり、初期充放電効率及び保
存特性が低下するからである。
【００１２】第２電池では、上記比表面積及び平均粒径
についての規制のほか、さらに粒径３０μｍ以上の粉末
の含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用され
る。これは、粒径３０μｍ以上の大きな粉末の含有率が
１０％を越えると、充放電時の反応面積が小さくなると
ともに、充電時に大きな粉末の中心部までリチウムイオ
ン等の金属イオンを吸蔵したり放電時にその中心部から
金属イオンを放出したりするのに時間がかかるため、急
速充電特性及び高率放電特性が低下するからである。
についての規制のほか、さらに粒径３０μｍ以上の粉末
の含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用され
る。これは、粒径３０μｍ以上の大きな粉末の含有率が
１０％を越えると、充放電時の反応面積が小さくなると
ともに、充電時に大きな粉末の中心部までリチウムイオ
ン等の金属イオンを吸蔵したり放電時にその中心部から
金属イオンを放出したりするのに時間がかかるため、急
速充電特性及び高率放電特性が低下するからである。
【００１３】第３電池では、上記比表面積及び平均粒径
についての規制のほか、さらに粒径１０μｍ以下の粉末
の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれ
も１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用される。この
第３電池は、第１電池及び第２電池をさらに改良した電
池であり、従来電池と比較して、初期充放電効率、保存
特性、急速充電特性及び高率放電特性のいずれの点にお
いても優れる電池である。
についての規制のほか、さらに粒径１０μｍ以下の粉末
の含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれ
も１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用される。この
第３電池は、第１電池及び第２電池をさらに改良した電
池であり、従来電池と比較して、初期充放電効率、保存
特性、急速充電特性及び高率放電特性のいずれの点にお
いても優れる電池である。
【００１４】本発明における黒鉛粉末は、上記した比表
面積及び粒径に関する規制以外は特に限定されないが、
電池特性に優れた非水系二次電池を得る上で、格子面
（００２）面におけるｄ値（ｄ002 ）が３．３５０〜
３．３６５Å、就中３．３５５〜３．３６０Å、またｃ
軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が２００Å以上、就中
５００Å以上の黒鉛粉末を使用することが好ましい。
面積及び粒径に関する規制以外は特に限定されないが、
電池特性に優れた非水系二次電池を得る上で、格子面
（００２）面におけるｄ値（ｄ002 ）が３．３５０〜
３．３６５Å、就中３．３５５〜３．３６０Å、またｃ
軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が２００Å以上、就中
５００Å以上の黒鉛粉末を使用することが好ましい。
【００１５】上述したように、本発明電池は、粒度調整
された黒鉛粉末を負極材料として使用した点に最大の特
徴を有するものであり、正極材料、非水系電解質、セパ
レータ（液体電解質を使用する場合）などの電池を構成
する他の部材については、従来非水系二次電池用として
実用され、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。
された黒鉛粉末を負極材料として使用した点に最大の特
徴を有するものであり、正極材料、非水系電解質、セパ
レータ（液体電解質を使用する場合）などの電池を構成
する他の部材については、従来非水系二次電池用として
実用され、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。
【００１６】例えば、正極材料（活物質）としては、Ｌ
ｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎＯ2 、ＬｉＦｅＯ
2 が好適なものとして挙げられる。
ｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎＯ2 、ＬｉＦｅＯ
2 が好適なものとして挙げられる。
【００１７】また、非水系電解液としては、エチレンカ
ーボネート、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボ
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−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、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に、ＬｉＰＦ6 、Ｌｉ
ＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 などの電解液溶質を０．７
〜１．５Ｍ（モル／リットル）、就中１Ｍの割合で溶か
した溶液が例示される。液漏れの無いポジションフリー
の電池を得るために固体電解質を使用してもよい。
ーボネート、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボ
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−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、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に、ＬｉＰＦ6 、Ｌｉ
ＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 などの電解液溶質を０．７
〜１．５Ｍ（モル／リットル）、就中１Ｍの割合で溶か
した溶液が例示される。液漏れの無いポジションフリー
の電池を得るために固体電解質を使用してもよい。
【００１８】
【作用】第１電池では、粒径１０μｍ以下の粉末の含有
率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されている
ので、電解液との接触面積が小さく、自己放電し難い。
率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されている
ので、電解液との接触面積が小さく、自己放電し難い。
【００１９】第２電池では、粒径３０μｍ以上の粉末の
含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されて
いるので、反応面積が大きいとともに、充放電時の金属
イオンの吸蔵放出が速やかに行われる。
含有率が１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されて
いるので、反応面積が大きいとともに、充放電時の金属
イオンの吸蔵放出が速やかに行われる。
【００２０】第３電池では、粒径１０μｍ以下の粉末の
含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれも
１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されているの
で、自己放電し難く、また充放電時の金属イオンの吸蔵
放出が速やかに行われる。
含有率及び粒径３０μｍ以上の粉末の含有率がいずれも
１０％以下に規制された黒鉛粉末が使用されているの
で、自己放電し難く、また充放電時の金属イオンの吸蔵
放出が速やかに行われる。
【００２１】
【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。
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
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。
【００２２】（実施例１）単３型（ＡＡ）の非水系二次
電池（本発明電池）を作製した。
電池（本発明電池）を作製した。
【００２３】〔正極〕正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2
と導電剤としての人造黒鉛とを重量比９：１で混合して
得た混合物を、ポリフッ化ビニリデンの５重量％Ｎ−メ
チルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に分散させてスラリーを
調製し、このスラリーをドクターブレード法にて正極集
電体としてのアルミニウム箔の両面に塗布した後、１５
０°Ｃで２時間真空乾燥して正極を作製した。
と導電剤としての人造黒鉛とを重量比９：１で混合して
得た混合物を、ポリフッ化ビニリデンの５重量％Ｎ−メ
チルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に分散させてスラリーを
調製し、このスラリーをドクターブレード法にて正極集
電体としてのアルミニウム箔の両面に塗布した後、１５
０°Ｃで２時間真空乾燥して正極を作製した。
【００２４】〔負極〕黒鉛塊（ｄ002 ＝３．３５６、Ｌ
ｃ＞１０００Å）に空気流を噴射して粉砕（ジェット粉
砕）した後、篩にかけて、ＢＥＴ比表面積３．６ｍ2 ／
ｇ、平均粒径１４μｍ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有
率３％、粒径３０μｍ以上の粉末の含有率２１％の負極
材料としての黒鉛粉末を得た。次いで、この黒鉛粉末を
結着剤としてのポリフッ化ビニリデンの５重量％ＮＭＰ
溶液に分散させてスラリーを調製し、このスラリーをド
クターブレード法にて負極集電体としての銅箔の両面に
塗布した後、１５０°Ｃで２時間真空乾燥して負極を作
製した。
ｃ＞１０００Å）に空気流を噴射して粉砕（ジェット粉
砕）した後、篩にかけて、ＢＥＴ比表面積３．６ｍ2 ／
ｇ、平均粒径１４μｍ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有
率３％、粒径３０μｍ以上の粉末の含有率２１％の負極
材料としての黒鉛粉末を得た。次いで、この黒鉛粉末を
結着剤としてのポリフッ化ビニリデンの５重量％ＮＭＰ
溶液に分散させてスラリーを調製し、このスラリーをド
クターブレード法にて負極集電体としての銅箔の両面に
塗布した後、１５０°Ｃで２時間真空乾燥して負極を作
製した。
【００２５】〔電解液〕エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１
Ｍの割合で溶かして電解液を調製した。
ルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１
Ｍの割合で溶かして電解液を調製した。
【００２６】〔電池の作製〕以上の正負両極及び電解液
を用いて単３型の本発明電池ＢＡ１（第１電池）を作製
した。なお、セパレータとしては、ポリプロピレン製の
微多孔膜（セラニーズ社製、商品名「セルガード」）を
使用し、これに先の電解液を含浸させた。
を用いて単３型の本発明電池ＢＡ１（第１電池）を作製
した。なお、セパレータとしては、ポリプロピレン製の
微多孔膜（セラニーズ社製、商品名「セルガード」）を
使用し、これに先の電解液を含浸させた。
【００２７】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、図示の電池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、正極リー
ド４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７などか
らなる。正極１及び負極２は、非水系電解液を注入され
たセパレータ３を介して渦巻き状に巻き取られた状態で
負極缶７内に収容されており、正極１は正極リード４を
介して正極外部端子６に、また負極２は負極リード５を
介して負極缶７に接続され、電池内部で生じた化学エネ
ルギーを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。
に示す断面図であり、図示の電池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、正極リー
ド４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７などか
らなる。正極１及び負極２は、非水系電解液を注入され
たセパレータ３を介して渦巻き状に巻き取られた状態で
負極缶７内に収容されており、正極１は正極リード４を
介して正極外部端子６に、また負極２は負極リード５を
介して負極缶７に接続され、電池内部で生じた化学エネ
ルギーを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。
【００２８】（実施例２）負極材料として、ＢＥＴ比表
面積９．４ｍ2 ／ｇ、平均粒径１０μｍ、粒径１０μｍ
以下の粉末の含有率２４％、粒径３０μｍ以上の粉末の
含有率４％の黒鉛粉末を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（第２電池）を作製し
た。
面積９．４ｍ2 ／ｇ、平均粒径１０μｍ、粒径１０μｍ
以下の粉末の含有率２４％、粒径３０μｍ以上の粉末の
含有率４％の黒鉛粉末を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（第２電池）を作製し
た。
【００２９】（実施例３）負極材料として、ＢＥＴ比表
面積６．９ｍ2 ／ｇ、平均粒径１２μｍ、粒径１０μｍ
以下の粉末の含有率３％、粒径３０μｍ以上の粉末の含
有率５％の黒鉛粉末を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（第３電池）を作製した。
面積６．９ｍ2 ／ｇ、平均粒径１２μｍ、粒径１０μｍ
以下の粉末の含有率３％、粒径３０μｍ以上の粉末の含
有率５％の黒鉛粉末を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（第３電池）を作製した。
【００３０】（比較例）負極材料として、黒鉛塊に空気
流を噴射して粉砕した黒鉛粉末を粒度選別せずにそのま
ま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。因みに、このとき使用した黒鉛粉末
は、ＢＥＴ比表面積７．５ｍ2 ／ｇ、平均粒径１２μ
ｍ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有率２０％、粒径３０
μｍ以上の粉末の含有率１７％のものであった。
流を噴射して粉砕した黒鉛粉末を粒度選別せずにそのま
ま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。因みに、このとき使用した黒鉛粉末
は、ＢＥＴ比表面積７．５ｍ2 ／ｇ、平均粒径１２μ
ｍ、粒径１０μｍ以下の粉末の含有率２０％、粒径３０
μｍ以上の粉末の含有率１７％のものであった。
【００３１】〔初期充放電効率〕本発明電池ＢＡ１、Ｂ
Ａ３及び比較電池ＢＣ１について、２００ｍＡで充電終
止電圧５Ｖまで充電した後、２００ｍＡで放電終止電圧
２Ｖまで放電して、各電池の初期充放電効率を調べた。
結果を図２に示す。
Ａ３及び比較電池ＢＣ１について、２００ｍＡで充電終
止電圧５Ｖまで充電した後、２００ｍＡで放電終止電圧
２Ｖまで放電して、各電池の初期充放電効率を調べた。
結果を図２に示す。
【００３２】図２は、各電池の初期充放電効率を、縦軸
に電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの
充電容量又は放電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグ
ラフである。同図より、粒径の小さい粉末の含有量が少
ない本発明電池ＢＡ１及びＢＡ３は、微粉末を多く含む
比較電池ＢＣ１に比し、初期充放電効率が高いことが分
かる。なお、本発明電池ＢＡ１とＢＡ３とを比較した場
合、本発明電池ＢＡ３の方が初期充放電効率が高くなっ
ているが、これは本発明電池ＢＡ３の黒鉛粉末は反応性
が低い粒径の大きい粒子の含有量が少ないためリチウム
イオンの放出が速やかになされるからである。
に電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの
充電容量又は放電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグ
ラフである。同図より、粒径の小さい粉末の含有量が少
ない本発明電池ＢＡ１及びＢＡ３は、微粉末を多く含む
比較電池ＢＣ１に比し、初期充放電効率が高いことが分
かる。なお、本発明電池ＢＡ１とＢＡ３とを比較した場
合、本発明電池ＢＡ３の方が初期充放電効率が高くなっ
ているが、これは本発明電池ＢＡ３の黒鉛粉末は反応性
が低い粒径の大きい粒子の含有量が少ないためリチウム
イオンの放出が速やかになされるからである。
【００３３】〔保存特性〕本発明電池ＢＡ１、ＢＡ３及
び比較電池ＢＣ１について、２００ｍＡで充電終止電圧
５Ｖまで充電した後、室温（２５°Ｃ）にて３日間保存
し、次いで２００ｍＡで放電終止電圧２Ｖまで放電し
て、各電池の保存特性を調べた。結果を図３に示す。
び比較電池ＢＣ１について、２００ｍＡで充電終止電圧
５Ｖまで充電した後、室温（２５°Ｃ）にて３日間保存
し、次いで２００ｍＡで放電終止電圧２Ｖまで放電し
て、各電池の保存特性を調べた。結果を図３に示す。
【００３４】図３は、各電池の保存特性を、縦軸に電池
電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの充電容
量又は放電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフで
ある。同図より、粒径の小さい粉末の含有量が少ない本
発明電池ＢＡ１及びＢＡ３は、微粉末を多く含む比較電
池ＢＣ１に比し、保存後の放電容量の減少が小さく保存
特性に優れていることが分かる。なお、本発明電池ＢＡ
１とＢＡ３とを比較した場合、保存特性の点でも、本発
明電池ＢＡ３の方が優れていることが分かる。
電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの充電容
量又は放電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフで
ある。同図より、粒径の小さい粉末の含有量が少ない本
発明電池ＢＡ１及びＢＡ３は、微粉末を多く含む比較電
池ＢＣ１に比し、保存後の放電容量の減少が小さく保存
特性に優れていることが分かる。なお、本発明電池ＢＡ
１とＢＡ３とを比較した場合、保存特性の点でも、本発
明電池ＢＡ３の方が優れていることが分かる。
【００３５】〔急速充電特性〕本発明電池ＢＡ２、ＢＡ
３及び比較電池ＢＣ１について、５００ｍＡで充電終止
電圧５Ｖまで充電して、各電池の急速充電特性を調べ
た。結果を図４に示す。
３及び比較電池ＢＣ１について、５００ｍＡで充電終止
電圧５Ｖまで充電して、各電池の急速充電特性を調べ
た。結果を図４に示す。
【００３６】図４は、各電池の急速充電特性を、縦軸に
電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの充
電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフである。な
お、図中には、比較のために、２００ｍＡで充電したと
きの充電特性も示してある。図４より、粒径の大きい粉
末の含有量が少ない本発明電池ＢＡ２及びＢＡ３は、大
きな粉末を多く含む比較電池ＢＣ１に比し、２００ｍＡ
充電時の充電容量と５００ｍＡ充電時の充電容量との差
が小さく急速充電特性に優れていることが分かる。な
お、本発明電池ＢＡ２とＢＡ３とを比較した場合、本発
明電池ＢＡ３の方が急速充電特性に若干優れる傾向が認
められるが、これは本発明電池ＢＡ３の黒鉛粉末は充電
時に副反応を起こし易い粒径の小さい粒子の含有量が少
ないためリチウムイオンの吸蔵が速やかになされるため
と推察される。
電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの充
電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフである。な
お、図中には、比較のために、２００ｍＡで充電したと
きの充電特性も示してある。図４より、粒径の大きい粉
末の含有量が少ない本発明電池ＢＡ２及びＢＡ３は、大
きな粉末を多く含む比較電池ＢＣ１に比し、２００ｍＡ
充電時の充電容量と５００ｍＡ充電時の充電容量との差
が小さく急速充電特性に優れていることが分かる。な
お、本発明電池ＢＡ２とＢＡ３とを比較した場合、本発
明電池ＢＡ３の方が急速充電特性に若干優れる傾向が認
められるが、これは本発明電池ＢＡ３の黒鉛粉末は充電
時に副反応を起こし易い粒径の小さい粒子の含有量が少
ないためリチウムイオンの吸蔵が速やかになされるため
と推察される。
【００３７】〔高率放電特性〕本発明電池ＢＡ２、ＢＡ
３及び比較電池ＢＣ１について、５００ｍＡで放電終止
電圧２Ｖまで放電して、各電池の高率放電特性を調べ
た。結果を図５に示す。
３及び比較電池ＢＣ１について、５００ｍＡで放電終止
電圧２Ｖまで放電して、各電池の高率放電特性を調べ
た。結果を図５に示す。
【００３８】図５は、各電池の高率放電特性を、縦軸に
電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの放
電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフである。な
お、図中には、比較のために、２００ｍＡで放電したと
きの放電特性も示してある。図５より、本発明電池ＢＡ
２及びＢＡ３は、比較電池ＢＣ１に比し、２００ｍＡ放
電時の放電容量と５００ｍＡ放電時の放電容量との差が
小さく高率放電特性に優れていることが分かる。なお、
本発明電池ＢＡ２とＢＡ３とを比較した場合、高率放電
特性についても、本発明電池ＢＡ３の方が若干優れてい
ることが分かる。
電池電圧（Ｖ）を、また横軸に黒鉛粉末１ｇ当たりの放
電容量（ｍＡｈ／ｇ）をとって示したグラフである。な
お、図中には、比較のために、２００ｍＡで放電したと
きの放電特性も示してある。図５より、本発明電池ＢＡ
２及びＢＡ３は、比較電池ＢＣ１に比し、２００ｍＡ放
電時の放電容量と５００ｍＡ放電時の放電容量との差が
小さく高率放電特性に優れていることが分かる。なお、
本発明電池ＢＡ２とＢＡ３とを比較した場合、高率放電
特性についても、本発明電池ＢＡ３の方が若干優れてい
ることが分かる。
【００３９】叙上の実施例では、本発明を単３型電池に
適用する場合について説明したが、本発明電池はその形
状に特に制限はなく、扁平型、角型など、他の種々の形
状の非水系二次電池に適用し得るものである。
適用する場合について説明したが、本発明電池はその形
状に特に制限はなく、扁平型、角型など、他の種々の形
状の非水系二次電池に適用し得るものである。
【００４０】また、実施例では液体電解質を使用した非
水系二次電池を例に挙げて説明したが、本発明は固体電
解質電池にも適用し得るものである。
水系二次電池を例に挙げて説明したが、本発明は固体電
解質電池にも適用し得るものである。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように、いずれの本発明電
池においても、粒度調整された黒鉛粉末が負極材料とし
て使用されており、特に第１電池は、初期充放電効率及
び保存特性に優れ、また第２電池は急速充電特性及び高
率放電特性に優れ、さらに第３電池は初期充放電効率、
保存特性、急速充電特性及び高率放電特性の全ての特性
に優れるなど、本発明は優れた特有の効果を奏する。
池においても、粒度調整された黒鉛粉末が負極材料とし
て使用されており、特に第１電池は、初期充放電効率及
び保存特性に優れ、また第２電池は急速充電特性及び高
率放電特性に優れ、さらに第３電池は初期充放電効率、
保存特性、急速充電特性及び高率放電特性の全ての特性
に優れるなど、本発明は優れた特有の効果を奏する。
【図１】単３型の本発明電池の断面図である。
【図２】実施例及び比較例で作製した各電池の初期充放
電効率を示すグラフである。
電効率を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例で作製した各電池の保存特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】実施例及び比較例で作製した各電池の急速充電
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例で作製した各電池の高率放電
特性を示すグラフである。
特性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 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 (3)
- 【請求項１】ＢＥＴ法による比表面積が１〜１０ｍ2 ／
ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであり、且つ、粒
径１０μｍ以下の粉末の含有率が１０％以下である黒鉛
粉末が負極材料として使用されていることを特徴とする
非水系二次電池。 - 【請求項２】ＢＥＴ法による比表面積が１〜１０ｍ2 ／
ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであり、且つ、粒
径３０μｍ以上の粉末の含有率が１０％以下である黒鉛
粉末が負極材料として使用されていることを特徴とする
非水系二次電池。 - 【請求項３】ＢＥＴ法による比表面積が１〜１０ｍ2 ／
ｇであり、平均粒径が１０〜３０μｍであり、且つ、粒
径１０μｍ以下の粉末の含有率及び粒径３０μｍ以上の
粉末の含有率がいずれも１０％以下である黒鉛粉末が負
極材料として使用されていることを特徴とする非水系二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052293A JP3188033B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052293A JP3188033B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 非水系二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295725A true JPH06295725A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3188033B2 JP3188033B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=14276295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10052293A Expired - Lifetime JP3188033B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 非水系二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188033B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997012409A1 (en) * | 1995-09-26 | 1997-04-03 | Valence Technology, Inc. | Lithium ion electrochemical cell |
| WO1998054778A1 (fr) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Accumulateur electrolytique non aqueux |
| WO1998054779A1 (fr) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Batterie secondaire electrolytique non aqueuse |
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| US6759169B1 (en) | 1997-07-04 | 2004-07-06 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Graphite powder for negative electrode of lithium ion secondary cell and method of production thereof |
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| WO2004075319A1 (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | リチウム二次電池用負極活物質、リチウム二次電池負極及びリチウム二次電池 |
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| JP2014067732A (ja) * | 1996-12-04 | 2014-04-17 | Hitachi Chemical Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 |
| US10651458B2 (en) | 2004-01-16 | 2020-05-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP10052293A patent/JP3188033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5660948A (en) * | 1995-09-26 | 1997-08-26 | Valence Technology, Inc. | Lithium ion electrochemical cell |
| WO1997012409A1 (en) * | 1995-09-26 | 1997-04-03 | Valence Technology, Inc. | Lithium ion electrochemical cell |
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| US7378191B2 (en) | 1996-08-08 | 2008-05-27 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7399553B2 (en) | 1996-08-08 | 2008-07-15 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US9508980B2 (en) | 1996-08-08 | 2016-11-29 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative |
| US8802297B2 (en) | 1996-08-08 | 2014-08-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7335447B2 (en) | 1996-08-08 | 2008-02-26 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7410727B2 (en) | 1996-08-08 | 2008-08-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7288342B2 (en) | 1996-08-08 | 2007-10-30 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7700239B2 (en) | 1996-08-08 | 2010-04-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US8580437B2 (en) | 1996-08-08 | 2013-11-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US8129051B2 (en) | 1996-08-08 | 2012-03-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7947395B2 (en) | 1996-08-08 | 2011-05-24 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
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