JPH06338324A - 非水系電解質二次電池 - Google Patents
非水系電解質二次電池Info
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
りなる群から選ばれた2種以上の金属の複酸化物が負極
材料として使用されてなる。 【効果】充放電サイクル時の膨張収縮の繰り返しにより
崩壊し難い2種以上の特定の金属の複酸化物が負極材料
として使用されているので、サイクル特性に優れる。
Description
に係わり、詳しくはサイクル特性に優れた非水系電解質
二次電池を得ることを目的とした負極材料の改良に関す
る。
充電時に樹枝状の電析リチウムが析出する虞れがないた
め内部短絡の心配が無い、リチウム合金(特公昭60−
23433号公報参照)、炭素材料(特開昭62−90
863号公報参照)、酸化鉄、酸化モリブデン等の金属
酸化物などが、従前の金属リチウムに代わる非水系電解
質二次電池の負極材料として提案されている。なかでも
金属酸化物は、リチウムなどの吸蔵放出量(充放電容
量)が他の負極材料に比べて多いとともに、電位が卑で
あることから、最も有望視されている負極材料の一つで
ある。
料として使用した非水系電解質二次電池には、充放電サ
イクル時の膨張収縮の繰り返しにより負極が崩壊するこ
とに起因して短サイクル裡に充放電容量が低下するとい
う問題があった。
たものであって、その目的とするところは、サイクル特
性に優れた非水系電解質二次電池を提供するにある。
の本発明に係る非水系電解質二次電池(以下、「本発明
電池」と称する。)は、鉄、ニオブ、タングステン及び
ジルコニウムよりなる群から選ばれた2種以上の金属の
複酸化物が負極材料として使用されてなる。
充放電サイクルを重ねた後の容量低下が極めて少ない鉄
とニオブとの複酸化物が最も好ましい。
繰り返しても崩壊劣化し難い特定の金属の複酸化物を負
極材料として使用した点に特徴を有する。それゆえ、正
極活物質、非水系電解質などの負極材料以外の電池部材
については特に制限されず、非水系電解質二次電池用と
して従来使用され、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。
ガン、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三酸
化モリブデン、五酸化バナジウム、硫化チタンなどが挙
げられる。
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が例示さ
れ、溶質としてはLiPF6 、LiBF4 、LiClO
4 、LiCF3 SO3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べく、上記した非水系電解液
(液体電解質)に代えてポリエチレンオキシド(PE
O)等の固体電解質を使用してもよい。
して使用されているので、充放電サイクルを重ねても充
放電容量が低下し難い。この理由は現在のところ定かで
ないが、本発明においてはリチウムイオンなどを吸蔵
(膨張)するためのサイトに2種以上の金属が作用して
おり、このためリチウムイオンなどを放出(収縮)して
も崩壊し難いからであると推察される。
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。
(本発明電池)を作製した。
二酸化マンガンと、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とを重量比率80:1
0:10で混合して正極合剤とし、この正極合剤を加圧
成形した後、250°Cで2時間真空乾燥して、円板状
の正極を作製した。正極集電体として、ステンレス鋼板
を使用した。
合物を空気中にて400〜500°Cで5時間焼成して
得た負極材料としての複酸化物と、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とを重量
比率80:10:10で混合して負極合剤とし、この負
極合剤を加圧成形した後、250°Cで2時間真空乾燥
して、円板状の負極を作製した。負極集電体として、ス
テンレス鋼板を使用した。
ートとジメチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、過
塩素酸リチウム(LiClO4 )を1モル/リットルの
割合で溶かして非水系電解液を調製した。
電解液を用いて本発明電池BA1〜BA8を作製した
(電池寸法:直径25mm;厚み3.0mm)。セパレ
ータとして、イオン透過性を有するポリプロピレン製の
微多孔膜(ヘキストセラニーズ社製、商品名「セルガー
ド3401」)を用い、これに先に述べた非水系電解液
を含浸させた。
断面図であり(BA2〜BA8も同じ構造の電池であ
る。)、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、非水系電解液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、電池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。
正極活物質として使用したこと以外は実施例と同様にし
て、比較電池BC1〜BC5を作製した。
した後、12mAで2.0Vまで放電する工程を1サイ
クルとするサイクル試験を行い、負極材料1g当たりの
初期充放電容量及び100サイクル目の充放電容量を調
べた。初期充放電容量、100サイクル目の充放電容量
及び100サイクル目の容量残存率を先の表1に示す。
属酸化物を混合焼成してなる複酸化物を負極材料とする
本発明電池BA1〜BA8は、対応する金属酸化物一種
単独を負極材料とする比較電池BC1〜BC5に比し、
それぞれ容量残存率が大きく、サイクル特性に優れてい
ることが分かる。
ンを電荷担体とする非水系電解質二次電池に適用する場
合の具体例について説明したが、本発明電池における電
荷担体はリチウムイオンに限定されず、アルカリ金属イ
オンやアルカリ土類イオンなど、種々のイオンを電荷担
体とする非水系電解質二次電池に適用可能なものであ
る。
使用する場合を例に挙げて説明したが、酸化バナジウ
ム、酸化コバルト、バナジウムやコバルトとリチウムと
の複酸化物など、他の材料を正極活物質として使用した
場合にも同様の優れた効果が得られる。
レンブラックを使用したが、グラファイト、カーボンブ
ラック、コークス、さらにはポリアクリロニトリルなど
の高分子化合物の熱分解生成物などを導電剤として使用
することも可能である。
収縮の繰り返しにより崩壊し難い2種以上の特定の金属
の複酸化物が負極材料として使用されているので、サイ
クル特性に優れるなど、本発明は優れた特有の効果を奏
する。
Claims (2)
- 【請求項1】鉄、ニオブ、タングステン及びジルコニウ
ムよりなる群から選ばれた2種以上の金属の複酸化物が
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
電解質二次電池。 - 【請求項2】鉄とニオブとの複酸化物が負極材料として
使用されていることを特徴とする非水系電解質二次電
池。
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- 1993-05-28 JP JP15124293A patent/JP3188052B2/ja not_active Expired - Fee Related
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