JPH065277A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH065277A JPH065277A JP4181532A JP18153292A JPH065277A JP H065277 A JPH065277 A JP H065277A JP 4181532 A JP4181532 A JP 4181532A JP 18153292 A JP18153292 A JP 18153292A JP H065277 A JPH065277 A JP H065277A
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- JP
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- positive electrode
- carbon
- weight
- current collector
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- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池の重量が軽量化され、単位重量当たりの
エネルギー密度が大きく、またインピーダンスの小さい
電池を提供する。 【構成】 主にＶ2 Ｏ5 を正極活物とし、集電体として
炭素を用いたリチウム二次電池、および主にＶ2 Ｏ5 を
正極活物とし、バイポーラ電極を持つ電池において、正
極活物質と集電体との間に炭素を挟んだリチウム二次電
池。
エネルギー密度が大きく、またインピーダンスの小さい
電池を提供する。 【構成】 主にＶ2 Ｏ5 を正極活物とし、集電体として
炭素を用いたリチウム二次電池、および主にＶ2 Ｏ5 を
正極活物とし、バイポーラ電極を持つ電池において、正
極活物質と集電体との間に炭素を挟んだリチウム二次電
池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に五酸化バナジウム
を正極活物質としたリチウム二次電池に関する。
を正極活物質としたリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電池の集電体としては、ステンレ
スやニッケルのものを正極缶にスポット溶接し、そこに
正極を圧着したものが知られている。また、バイポーラ
電極と呼ばれる、ステンレスなどの導電性基体本体を隔
壁としてその両側に正極、負極用の活物質を塗った基板
を、電解質・セパレータを介して積層させてなるバイポ
ーラ型電池が提案されており、この場合は基体本体が集
電体となっている。
スやニッケルのものを正極缶にスポット溶接し、そこに
正極を圧着したものが知られている。また、バイポーラ
電極と呼ばれる、ステンレスなどの導電性基体本体を隔
壁としてその両側に正極、負極用の活物質を塗った基板
を、電解質・セパレータを介して積層させてなるバイポ
ーラ型電池が提案されており、この場合は基体本体が集
電体となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電池では、集電体の重量が重いために、単位
重量当たりのエネルギー密度が下がるという問題があっ
た。また、このような集電体は、電極との密着性が悪
く、接触抵抗が大きくなるため、インピーダンスが大き
くこれも問題であった。そこで、重量の軽い、しかも接
触抵抗の小さい集電体が望まれていた。本発明は、この
ような従来技術の課題を背景になされたもので、集電体
として重量が軽く、接触抵抗の小さいものを用いた、単
位重量当たりのエネルギー密度が大きく、接触抵抗が小
さく、しかもサイクル安定性などの性能も良い電池を提
供することを目的とする。
うな従来の電池では、集電体の重量が重いために、単位
重量当たりのエネルギー密度が下がるという問題があっ
た。また、このような集電体は、電極との密着性が悪
く、接触抵抗が大きくなるため、インピーダンスが大き
くこれも問題であった。そこで、重量の軽い、しかも接
触抵抗の小さい集電体が望まれていた。本発明は、この
ような従来技術の課題を背景になされたもので、集電体
として重量が軽く、接触抵抗の小さいものを用いた、単
位重量当たりのエネルギー密度が大きく、接触抵抗が小
さく、しかもサイクル安定性などの性能も良い電池を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、主に五酸化バ
ナジウムを正極活物質とし、集電体として炭素を用いた
ことを特徴とするリチウム二次電池を提供するものであ
る。
ナジウムを正極活物質とし、集電体として炭素を用いた
ことを特徴とするリチウム二次電池を提供するものであ
る。
【０００５】また、本発明は、主に五酸化バナジウムを
正極活物質とし、電極がバイポーラ電極であるリチウム
二次電池において、正極活物質と集電体との間に炭素を
配設したことを特徴とするリチウム二次電池を提供する
ものである。
正極活物質とし、電極がバイポーラ電極であるリチウム
二次電池において、正極活物質と集電体との間に炭素を
配設したことを特徴とするリチウム二次電池を提供する
ものである。
【０００６】本発明のリチウム二次電池においては、炭
素を集電体としてあるいは集電体と正極活物質との間に
挟んで用いる。炭素は、従来の集電体に用いられている
ＳＵＳやニッケルに比べ重量が軽いので、これを集電体
に用いることにより電池を軽量化することができ、その
結果、単位重量当たりのエネルギー密度を上げることが
できる。また、炭素は電極との密着性が非常に良いた
め、これからなる集電体を用いれば、接触抵抗を小さく
することができ、インピーダンスが低下する。この効果
は、電極と集電体との接触部での効果であるので、集電
体のすべてが炭素でなくともその一部でもよい。この場
合は、炭素を集電体と正極活物質との間に挟んで用いれ
ばよい。例えば、バイポーラ電極の場合には、電解液を
完全に分離する必要があるため集電体全てを炭素にする
ことが困難であり、重量軽減の効果は少なくなるが、集
電体と正極活物質の間に挟んで用いる。本発明におい
て、集電体としてあるいは集電体と正極活物質との間に
挟まれて用いられる炭素としては、カーボンファイバ
ー、カーボン粉末、カーボンシート、カーボン織布など
が挙げられる。中でも、カーボンファイバーは軽く、フ
ァイバー径が微細であり、カーボン表面積が大きいので
密着性がよく、好ましいものである。
素を集電体としてあるいは集電体と正極活物質との間に
挟んで用いる。炭素は、従来の集電体に用いられている
ＳＵＳやニッケルに比べ重量が軽いので、これを集電体
に用いることにより電池を軽量化することができ、その
結果、単位重量当たりのエネルギー密度を上げることが
できる。また、炭素は電極との密着性が非常に良いた
め、これからなる集電体を用いれば、接触抵抗を小さく
することができ、インピーダンスが低下する。この効果
は、電極と集電体との接触部での効果であるので、集電
体のすべてが炭素でなくともその一部でもよい。この場
合は、炭素を集電体と正極活物質との間に挟んで用いれ
ばよい。例えば、バイポーラ電極の場合には、電解液を
完全に分離する必要があるため集電体全てを炭素にする
ことが困難であり、重量軽減の効果は少なくなるが、集
電体と正極活物質の間に挟んで用いる。本発明におい
て、集電体としてあるいは集電体と正極活物質との間に
挟まれて用いられる炭素としては、カーボンファイバ
ー、カーボン粉末、カーボンシート、カーボン織布など
が挙げられる。中でも、カーボンファイバーは軽く、フ
ァイバー径が微細であり、カーボン表面積が大きいので
密着性がよく、好ましいものである。
【０００７】本発明において用いることのできる正極活
物質としては、五酸化バナジウムを主成分とし、これに
マンガン、コバルト、クロム、モリブデン、タングステ
ン、五酸化リン、酸化カルシウムなどの単独または複合
化した金属酸化物あるいは硫化物を混合してなるもので
ある。なお、正極活物質中の五酸化バナジウムの含有量
は、通常、６４モル％以上、好ましくは６５〜８０モル
％程度である。また、本発明において用いられる好適な
正極活物質の組成の具体例としては、例えば特願平３−
７４１８８号明細書において詳述されている。
物質としては、五酸化バナジウムを主成分とし、これに
マンガン、コバルト、クロム、モリブデン、タングステ
ン、五酸化リン、酸化カルシウムなどの単独または複合
化した金属酸化物あるいは硫化物を混合してなるもので
ある。なお、正極活物質中の五酸化バナジウムの含有量
は、通常、６４モル％以上、好ましくは６５〜８０モル
％程度である。また、本発明において用いられる好適な
正極活物質の組成の具体例としては、例えば特願平３−
７４１８８号明細書において詳述されている。
【０００８】この正極活物質は、例えばまず五酸化バナ
ジウムに、酸化コバルト、五酸化リン、ＭＯ（ただし、
Ｍはアルカリ土類金属元素を示す）などを混合してこれ
を２００〜８００℃、好ましくは５６０〜７４０℃で溶
融したのち、水中に投下するか、あるいは金属板でプレ
スすることによってアモルファスＶ2 Ｏ5 として得られ
る。溶融に際しては、２００〜５００℃で３０分〜６時
間保持し、さらに５６０〜７４０℃で５分〜１時間保持
することが好ましい。
ジウムに、酸化コバルト、五酸化リン、ＭＯ（ただし、
Ｍはアルカリ土類金属元素を示す）などを混合してこれ
を２００〜８００℃、好ましくは５６０〜７４０℃で溶
融したのち、水中に投下するか、あるいは金属板でプレ
スすることによってアモルファスＶ2 Ｏ5 として得られ
る。溶融に際しては、２００〜５００℃で３０分〜６時
間保持し、さらに５６０〜７４０℃で５分〜１時間保持
することが好ましい。
【０００９】このようにして得られた固溶体は、非晶質
（アモルファス）である。通常、非晶質体を得るために
は、急冷することが必要で、一般的には銅製の室温下の
双ローラーを用い、１０6 ℃／秒程度で急冷させる。本
発明においては、Ｖ2 Ｏ5 を主成分とする正極活物質を
溶融混合し、これを急冷速度が小さい水中投下（急冷速
度１０2 〜１０3 ℃／秒）や金属板プレス法（急冷速度
１０〜１０4 ℃／秒）によって非晶質体を得ることがで
きる。従って、大掛かりな急冷装置を必要とせず、簡便
に非晶質体を得ることができる。また、得られた非晶質
の固溶体は、非常に安定であり、この非晶質の固溶体を
機械的に粉砕し、優れた正極材料を得ることができる。
（アモルファス）である。通常、非晶質体を得るために
は、急冷することが必要で、一般的には銅製の室温下の
双ローラーを用い、１０6 ℃／秒程度で急冷させる。本
発明においては、Ｖ2 Ｏ5 を主成分とする正極活物質を
溶融混合し、これを急冷速度が小さい水中投下（急冷速
度１０2 〜１０3 ℃／秒）や金属板プレス法（急冷速度
１０〜１０4 ℃／秒）によって非晶質体を得ることがで
きる。従って、大掛かりな急冷装置を必要とせず、簡便
に非晶質体を得ることができる。また、得られた非晶質
の固溶体は、非常に安定であり、この非晶質の固溶体を
機械的に粉砕し、優れた正極材料を得ることができる。
【００１０】この正極材料を用いて正極を作製する場
合、正極材料の粒径は必ずしも制限されないが、平均粒
径が５μｍ以下のものを用いることにより高性能の正極
を作ることができる。この場合、これらの粉末に対し、
アセチレンブラックなどの導電剤やフッ素樹脂粉末など
の結着剤などを添加混合し、ロールで圧延し、乾燥する
などの方法により正極を作製することができる。なお、
導電剤の混合量は、正極材料１００重量部に対し５〜５
０重量部、特に７〜１０重量部とすることができ、本発
明にあってはその正極材料の導電性が良好であるため、
導電剤使用量を少なくすることができる。また、結着剤
の配合量は前記正極材料１００重量部に対して５〜１０
重量部とすることが好ましい。また、負極に使用される
負極材料としては、例えばリチウムまたはリチウムを吸
蔵、放出可能なリチウム合金や炭素が用いられる。この
場合、リチウム合金としては、リチウムを含むIIａ、II
ｂ、III ａ、IVａ、Ｖａ族の金属またはその２種以上の
合金が使用可能であるが、特にリチウムを含むＡｌ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｚｎまたはこれらの２種
以上の合金が好ましい。
合、正極材料の粒径は必ずしも制限されないが、平均粒
径が５μｍ以下のものを用いることにより高性能の正極
を作ることができる。この場合、これらの粉末に対し、
アセチレンブラックなどの導電剤やフッ素樹脂粉末など
の結着剤などを添加混合し、ロールで圧延し、乾燥する
などの方法により正極を作製することができる。なお、
導電剤の混合量は、正極材料１００重量部に対し５〜５
０重量部、特に７〜１０重量部とすることができ、本発
明にあってはその正極材料の導電性が良好であるため、
導電剤使用量を少なくすることができる。また、結着剤
の配合量は前記正極材料１００重量部に対して５〜１０
重量部とすることが好ましい。また、負極に使用される
負極材料としては、例えばリチウムまたはリチウムを吸
蔵、放出可能なリチウム合金や炭素が用いられる。この
場合、リチウム合金としては、リチウムを含むIIａ、II
ｂ、III ａ、IVａ、Ｖａ族の金属またはその２種以上の
合金が使用可能であるが、特にリチウムを含むＡｌ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｚｎまたはこれらの２種
以上の合金が好ましい。
【００１１】次に、本発明のリチウム二次電池に使用す
る非水系の電解質としては、正極材料および負極材料に
対して化学的に安定であり、かつリチウムイオンが正極
活物質と電気化学反応をするために移動できる非水物質
であればどのようなものでも使用でき、特にカチオンと
アニオンとの組み合わせによりなる化合物であって、カ
チオンとしてはＬｉ+ 、またアニオンの例としてはＰＦ
6 - 、ＡｓＦ6 - 、ＳｂＦ6 - のようなＶａ族元素のハ
ロゲン族元素のハロゲン化物アニオン、Ｉ
- （Ｉ3 - ）、Ｂｒ -、Ｃｌ- のようなハロゲンアニオ
ン、ＣｌＯ4 - のような過塩素酸アニオン、ＨＦ2 - 、
ＣＦ3 ＳＯ 3 - 、ＳＣＮ -などのアニオンを有する化合
物などを挙げることができるが、必ずしもこれらのアニ
オンに限定されるものではない。このようなカチオン、
アニオンをもつ電解質の具体例としては、ＬｉＰＦ6 、
ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ4 、Ｌ
ｉＨＦ2 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ3 ＣＦ3 などが挙げら
れる。これらのうちでは、特にＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓＦ
6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＳ
Ｏ3 ＣＦ3 が好ましい。
る非水系の電解質としては、正極材料および負極材料に
対して化学的に安定であり、かつリチウムイオンが正極
活物質と電気化学反応をするために移動できる非水物質
であればどのようなものでも使用でき、特にカチオンと
アニオンとの組み合わせによりなる化合物であって、カ
チオンとしてはＬｉ+ 、またアニオンの例としてはＰＦ
6 - 、ＡｓＦ6 - 、ＳｂＦ6 - のようなＶａ族元素のハ
ロゲン族元素のハロゲン化物アニオン、Ｉ
- （Ｉ3 - ）、Ｂｒ -、Ｃｌ- のようなハロゲンアニオ
ン、ＣｌＯ4 - のような過塩素酸アニオン、ＨＦ2 - 、
ＣＦ3 ＳＯ 3 - 、ＳＣＮ -などのアニオンを有する化合
物などを挙げることができるが、必ずしもこれらのアニ
オンに限定されるものではない。このようなカチオン、
アニオンをもつ電解質の具体例としては、ＬｉＰＦ6 、
ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ4 、Ｌ
ｉＨＦ2 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ3 ＣＦ3 などが挙げら
れる。これらのうちでは、特にＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓＦ
6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＳ
Ｏ3 ＣＦ3 が好ましい。
【００１２】なお、この非水電解質は、通常、溶媒によ
り溶解された状態で使用され、この場合、溶媒は特に限
定されないが、比較的極性の大きい溶媒が良好に用いら
れる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、ジメトキシ
エタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの
グライム類、ｒ−ブチロラクタンなどのラクトン類、ト
リエチルホスフェートなどのリン酸エステル類、ホウ酸
トリエチルなどのホウ酸エステル類、スルホラン、ジメ
チルスルホキシドなどの硫黄化合物、アセトニトリルな
どのニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミドなどのアミド類、硫酸ジメチル、ニトロメタ
ン、ニトロベンゼン、ジクロロエタンなどの１種または
２種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち
では、特にエチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、２
−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオ
キソランおよびγ−ブチロラクトンから選ばれた１種ま
たは２種以上の混合溶媒が好適である。
り溶解された状態で使用され、この場合、溶媒は特に限
定されないが、比較的極性の大きい溶媒が良好に用いら
れる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、ジメトキシ
エタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの
グライム類、ｒ−ブチロラクタンなどのラクトン類、ト
リエチルホスフェートなどのリン酸エステル類、ホウ酸
トリエチルなどのホウ酸エステル類、スルホラン、ジメ
チルスルホキシドなどの硫黄化合物、アセトニトリルな
どのニトリル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミドなどのアミド類、硫酸ジメチル、ニトロメタ
ン、ニトロベンゼン、ジクロロエタンなどの１種または
２種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち
では、特にエチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、２
−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオ
キソランおよびγ−ブチロラクトンから選ばれた１種ま
たは２種以上の混合溶媒が好適である。
【００１３】さらに、この非水電解質としては、上記非
水電解質を例えばポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリエチレンオキサイドのイソシアネ
ート架橋体、エチレンオキサイドオリゴマーを側鎖に持
つホスファゼンポリマーなどの重合体に含浸させた有機
固体電解質、Ｌｉ3 Ｎ、ＬｉＢＣｌ4 などの無機イオン
誘導体、Ｌｉ4 ＳｉＯ4 、Ｌｉ3 ＢＯ3 などのリチウム
ガラスなどの無機固体電解質を用いることもできる。
水電解質を例えばポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリエチレンオキサイドのイソシアネ
ート架橋体、エチレンオキサイドオリゴマーを側鎖に持
つホスファゼンポリマーなどの重合体に含浸させた有機
固体電解質、Ｌｉ3 Ｎ、ＬｉＢＣｌ4 などの無機イオン
誘導体、Ｌｉ4 ＳｉＯ4 、Ｌｉ3 ＢＯ3 などのリチウム
ガラスなどの無機固体電解質を用いることもできる。
【００１４】本発明の集電体に炭素を使用したリチウム
二次電池の一例を図面を参照してさらに詳細に説明す
る。すなわち、本発明の集電体に炭素を使用したリチウ
ム二次電池は、図１に示すように開口部１０ａが負極蓋
板２０で密封されたボタン形の正極ケース１０内を微細
孔を有するセパレータ３０で区画し、区画された正極側
空間内に炭素からなる正極集電体４０を正極ケース１０
側に配置した正極５０が収納される一方、負極側空間内
に炭素からなる負極集電体６０を負極蓋板２０側に配置
した負極７０が収納されたものである。前記セパレータ
３０としては、多孔質で電解液を通したり含んだりする
ことのできる、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポ
リプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂製の不織
布、織布および編布などを使用することができる。な
お、符号８０は、正極ケース１０の内周面に周設されて
負極蓋板２０を絶縁支持するポリエチレン製の絶縁パッ
キンである。本発明のリチウム二次電池はこのような電
池に限定されるものではなく、バイポーラ電池などでも
よい。
二次電池の一例を図面を参照してさらに詳細に説明す
る。すなわち、本発明の集電体に炭素を使用したリチウ
ム二次電池は、図１に示すように開口部１０ａが負極蓋
板２０で密封されたボタン形の正極ケース１０内を微細
孔を有するセパレータ３０で区画し、区画された正極側
空間内に炭素からなる正極集電体４０を正極ケース１０
側に配置した正極５０が収納される一方、負極側空間内
に炭素からなる負極集電体６０を負極蓋板２０側に配置
した負極７０が収納されたものである。前記セパレータ
３０としては、多孔質で電解液を通したり含んだりする
ことのできる、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポ
リプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂製の不織
布、織布および編布などを使用することができる。な
お、符号８０は、正極ケース１０の内周面に周設されて
負極蓋板２０を絶縁支持するポリエチレン製の絶縁パッ
キンである。本発明のリチウム二次電池はこのような電
池に限定されるものではなく、バイポーラ電池などでも
よい。
【００１５】
【作用】本発明においては、集電体としてステンレスや
ニッケルに代えて炭素を用いているために電池の重量を
軽減することができ、その結果、単位重量当たりのエネ
ルギー密度を上げることができる。また、集電体と電極
との間に炭素を挟むことにより集電体と電極の密着性が
よくなり、インピーダンスが低下する。
ニッケルに代えて炭素を用いているために電池の重量を
軽減することができ、その結果、単位重量当たりのエネ
ルギー密度を上げることができる。また、集電体と電極
との間に炭素を挟むことにより集電体と電極の密着性が
よくなり、インピーダンスが低下する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
は必ずしもこの実施例に限定されない。なお、実施例中
において電池の評価は、図２に示す評価用密閉セルで行
った。図２において、符号１は炭素、符号２はＳＵＳ
板、符号３は正極（アモルファスＶ2 Ｏ5 ）、符号４は
セパレータ（ガラスマット）、符号５は負極（Ｌｉメタ
ル）、符号６は参照極、符号７はＯ−リングである。電
解液にはプロピレンカーボネート／ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル（重量比＝１／１）の混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１モル／ｌの濃度で溶解したものを用い
た。また、正極（アモルファスＶ2 Ｏ5 ）は以下のよう
に製造した。すなわち、モル比でＶ2 Ｏ5 ：Ｐ2 Ｏ5 ：
ＣａＯ＝８４：８：８になるように、それぞれの化合物
を秤量し、乳鉢にて混合した。その後、アルミナのるつ
ぼ中で４００℃にて３０分間保持したのち、７４０℃で
１０分間保持してＶ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの溶融塩
を得た。これを室温にて銅板に挟むことによりにより、
Ｖ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの非晶質の固溶体からなる
粉末を得た。この粉末を８０重量％、導電剤としてアセ
チレンブラック１０重量％、および接着剤としてフッ素
樹脂粉末１０重量％を混合し、プレスし圧延することに
より厚さ４７０μｍのシートを作製し、これを４０ｍｍ
×４０ｍｍに切り出し正極とした。
は必ずしもこの実施例に限定されない。なお、実施例中
において電池の評価は、図２に示す評価用密閉セルで行
った。図２において、符号１は炭素、符号２はＳＵＳ
板、符号３は正極（アモルファスＶ2 Ｏ5 ）、符号４は
セパレータ（ガラスマット）、符号５は負極（Ｌｉメタ
ル）、符号６は参照極、符号７はＯ−リングである。電
解液にはプロピレンカーボネート／ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル（重量比＝１／１）の混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１モル／ｌの濃度で溶解したものを用い
た。また、正極（アモルファスＶ2 Ｏ5 ）は以下のよう
に製造した。すなわち、モル比でＶ2 Ｏ5 ：Ｐ2 Ｏ5 ：
ＣａＯ＝８４：８：８になるように、それぞれの化合物
を秤量し、乳鉢にて混合した。その後、アルミナのるつ
ぼ中で４００℃にて３０分間保持したのち、７４０℃で
１０分間保持してＶ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの溶融塩
を得た。これを室温にて銅板に挟むことによりにより、
Ｖ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの非晶質の固溶体からなる
粉末を得た。この粉末を８０重量％、導電剤としてアセ
チレンブラック１０重量％、および接着剤としてフッ素
樹脂粉末１０重量％を混合し、プレスし圧延することに
より厚さ４７０μｍのシートを作製し、これを４０ｍｍ
×４０ｍｍに切り出し正極とした。
【００１７】実施例１ モル比でＶ2 Ｏ5 ：Ｐ2 Ｏ5 ：ＣａＯ＝８４：８：８に
なるように、それぞれの化合物を秤量し、乳鉢にて混合
した。その後、アルミナのるつぼ中で４００℃にて３０
分間保持したのち、７４０℃で１０分間保持してＶ2 Ｏ
5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの溶融塩を得た。これを室温にて
銅板で挟むことにより、Ｖ2 Ｏ5 −Ｐ2Ｏ5 −ＣａＯの
非晶質の固溶体からなる粉末を得た。この粉末を８０重
量％、導電剤としてアセチレンブラック１０重量％、お
よび接着剤としてフッ素樹脂粉末１０重量％を混合し、
プレスし圧延することにより厚さ４７０μｍのシートを
作製し、これを４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出し正極とし
た。この正極シートに、炭素として、カーボンファイバ
ー、ＫＵＲＥＨＡ ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲ ＴＯＷ
Ｔ−１０１Ｓを圧着し、ＳＵＳ板との間に挟み、図２
に示す評価セルを組み立てた。図２において、符号１は
炭素、符号２はＳＵＳ板、符号３は正極、符号４はセパ
レータ（ガラスマット）、符号５は負極（Ｌｉメタ
ル）、符号６は参照極、符号７はＯ−リングである。電
解液にはプロピレンカーボネート／ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル（重量比＝１：１）の混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１モル／ｌの濃度で溶解したものを用い
た。この評価セルを用い、放電容量およびサイクル安定
性を測定した。結果を図３に示す。また、１３０ｍＡ、
１分放電時の分極を図４に示す。さらに、集電体の重量
と正極インピーダンスを測定した結果を表１に示す。
なるように、それぞれの化合物を秤量し、乳鉢にて混合
した。その後、アルミナのるつぼ中で４００℃にて３０
分間保持したのち、７４０℃で１０分間保持してＶ2 Ｏ
5 −Ｐ2 Ｏ5 −ＣａＯの溶融塩を得た。これを室温にて
銅板で挟むことにより、Ｖ2 Ｏ5 −Ｐ2Ｏ5 −ＣａＯの
非晶質の固溶体からなる粉末を得た。この粉末を８０重
量％、導電剤としてアセチレンブラック１０重量％、お
よび接着剤としてフッ素樹脂粉末１０重量％を混合し、
プレスし圧延することにより厚さ４７０μｍのシートを
作製し、これを４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出し正極とし
た。この正極シートに、炭素として、カーボンファイバ
ー、ＫＵＲＥＨＡ ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲ ＴＯＷ
Ｔ−１０１Ｓを圧着し、ＳＵＳ板との間に挟み、図２
に示す評価セルを組み立てた。図２において、符号１は
炭素、符号２はＳＵＳ板、符号３は正極、符号４はセパ
レータ（ガラスマット）、符号５は負極（Ｌｉメタ
ル）、符号６は参照極、符号７はＯ−リングである。電
解液にはプロピレンカーボネート／ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル（重量比＝１：１）の混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１モル／ｌの濃度で溶解したものを用い
た。この評価セルを用い、放電容量およびサイクル安定
性を測定した。結果を図３に示す。また、１３０ｍＡ、
１分放電時の分極を図４に示す。さらに、集電体の重量
と正極インピーダンスを測定した結果を表１に示す。
【００１８】実施例２ 実施例１のＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲを、ＫＵＲＥＨＡ
ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲ ＰＡＰＥＲ Ｅ−７０４
に代えた以外は、実施例１と同様にして評価セルを組立
て、同様に分極、集電体の重量およびインピーダンスを
測定した。結果を図４および表１に示す。
ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲ ＰＡＰＥＲ Ｅ−７０４
に代えた以外は、実施例１と同様にして評価セルを組立
て、同様に分極、集電体の重量およびインピーダンスを
測定した。結果を図４および表１に示す。
【００１９】比較例１ 正極とＳＵＳ板との間に炭素を入れない以外は実施例１
と同様にして評価セルを組立て、同様に分極を測定し
た。結果を図４に示す。
と同様にして評価セルを組立て、同様に分極を測定し
た。結果を図４に示す。
【００２０】比較例２ ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＢＥＲの代わりにニッケルメッシュ
０．２５φ ２０メッシュを用いた以外は実施例１と
同様に分極、集電体の重量およびインピーダンスを測定
した。結果を図４および表１に示す。
０．２５φ ２０メッシュを用いた以外は実施例１と
同様に分極、集電体の重量およびインピーダンスを測定
した。結果を図４および表１に示す。
【００２１】図４から明らかなように、炭素を集電体を
用いることにより、分極の大幅な低減ができる。そし
て、表１より明らかなように、集電体に炭素を用いた本
発明の電池は、重量が非常に小さく、単位重量当たりエ
ネルギー密度を上げることができ、インピーダンスも低
下する。さらに、サイクル安定性にも非常に優れてい
た。
用いることにより、分極の大幅な低減ができる。そし
て、表１より明らかなように、集電体に炭素を用いた本
発明の電池は、重量が非常に小さく、単位重量当たりエ
ネルギー密度を上げることができ、インピーダンスも低
下する。さらに、サイクル安定性にも非常に優れてい
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、集電体に炭素を用いる
ことにより、リチウム二次電池の重量を軽量化すること
ができ、そのエネルギー密度を大きくすることができ
る。また、集電体と電極との間の接触抵抗を小さくする
こともでき、インピーダンスの低下が図れる。
ことにより、リチウム二次電池の重量を軽量化すること
ができ、そのエネルギー密度を大きくすることができ
る。また、集電体と電極との間の接触抵抗を小さくする
こともでき、インピーダンスの低下が図れる。
【図１】本発明の炭素を集電体に使用したリチウム二次
電池の一例の一部断面図を含む正面図である。
電池の一例の一部断面図を含む正面図である。
【図２】放電容量を評価するための評価セルの構成図で
ある。
ある。
【図３】実施例１における放電容量およびサイクル安定
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図４】実施例１および２、比較例１および２における
分極状態を示す図である。
分極状態を示す図である。
【符号の説明】 １ 炭素 ２ ＳＵＳ板 ３ 正極 ４０、６０ 集電体 ５０ 正極 ７０ 負極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 健児 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 宮下 公一 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 主に五酸化バナジウムを正極活物質と
し、集電体として炭素を用いたことを特徴とするリチウ
ム二次電池。 - 【請求項２】 主に五酸化バナジウムを正極活物質と
し、電極がバイポーラ電極であるリチウム二次電池にお
いて、正極活物質と集電体との間に炭素を配設したこと
を特徴とするリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4181532A JPH065277A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4181532A JPH065277A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065277A true JPH065277A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16102423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4181532A Withdrawn JPH065277A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065277A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413486B2 (en) | 1998-06-05 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery, constituent elements of battery, and materials thereof |
| JP2005056827A (ja) * | 2003-07-23 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コイン型全固体電池 |
| JP2009181905A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Ohara Inc | 固体電池及びそれを用いた組電池 |
| WO2014024926A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池及びその製造方法 |
| JP2016173915A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 古河機械金属株式会社 | バイポーラ型リチウムイオン電池およびバイポーラ型リチウムイオン電池の製造方法 |
| EP3832775A4 (en) * | 2018-09-26 | 2021-12-08 | Maxell Holdings, Ltd. | SOLID ELECTROLYTE FLAT BATTERY AND ITS MANUFACTURING PROCESS |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4181532A patent/JPH065277A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413486B2 (en) | 1998-06-05 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery, constituent elements of battery, and materials thereof |
| JP2005056827A (ja) * | 2003-07-23 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コイン型全固体電池 |
| JP4617105B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2011-01-19 | パナソニック株式会社 | コイン型全固体電池 |
| JP2009181905A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Ohara Inc | 固体電池及びそれを用いた組電池 |
| WO2014024926A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池及びその製造方法 |
| JP2014035888A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Toyota Motor Corp | 全固体電池及びその製造方法 |
| JP2016173915A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 古河機械金属株式会社 | バイポーラ型リチウムイオン電池およびバイポーラ型リチウムイオン電池の製造方法 |
| EP3832775A4 (en) * | 2018-09-26 | 2021-12-08 | Maxell Holdings, Ltd. | SOLID ELECTROLYTE FLAT BATTERY AND ITS MANUFACTURING PROCESS |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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