JPH0690925B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPH0690925B2 JPH0690925B2 JP59136953A JP13695384A JPH0690925B2 JP H0690925 B2 JPH0690925 B2 JP H0690925B2 JP 59136953 A JP59136953 A JP 59136953A JP 13695384 A JP13695384 A JP 13695384A JP H0690925 B2 JPH0690925 B2 JP H0690925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- electrode active
- manganese dioxide
- negative electrode
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はリチウム、ナトリウムなどの軽金属を負極活物
質とし、非水電解液を用いる非水電解液電池に係り、特
に正極活物質の改良に関するものである。
質とし、非水電解液を用いる非水電解液電池に係り、特
に正極活物質の改良に関するものである。
（ロ）従来の技術 この種電池の正極活物質としては金属の酸化物、ハロゲ
ン化物など種々のものが提案されているが、その中でも
例えば特公昭57−4064号公報に開示されている二酸化マ
ンガンは資源的に豊富であり、且安価であることから有
望視されている。
ン化物など種々のものが提案されているが、その中でも
例えば特公昭57−4064号公報に開示されている二酸化マ
ンガンは資源的に豊富であり、且安価であることから有
望視されている。
ここで、例えば二酸化マンガン−リチウム系の電池を例
にとるとその反応式は次式の如く提唱されている（社団
法人、電気化学協会電池技術委員会発行の電池技術委員
会30周年記念、「電池技術」の第58頁乃至第59頁参
照）。
にとるとその反応式は次式の如く提唱されている（社団
法人、電気化学協会電池技術委員会発行の電池技術委員
会30周年記念、「電池技術」の第58頁乃至第59頁参
照）。
Mn(V)O2＋Li→Mn(III)O2(Li+) 即ち、Li+イオンがMnO2の結晶格子中に固相拡散により
侵入し、４価のMnを３価に還元する反応である。
侵入し、４価のMnを３価に還元する反応である。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は正極活物質として二
酸化マンガンを用いる非水電解液電池の電池特性を向上
させることにある。
酸化マンガンを用いる非水電解液電池の電池特性を向上
させることにある。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は正極と、リチウム、ナトリウムなどの軽金属を
活物質とする負極と、非水電解液とを備えるものであっ
て、正極活物質として、オートクレーブ内の加圧下で、
負極活物質の塩水溶液と二酸化マンガンとを、二酸化マ
ンガン中の水分との置換によって負極活物質がドープさ
る条件で熱処理して得た二酸化マンガンを用いることを
特徴とする非水電解液電池にある。
活物質とする負極と、非水電解液とを備えるものであっ
て、正極活物質として、オートクレーブ内の加圧下で、
負極活物質の塩水溶液と二酸化マンガンとを、二酸化マ
ンガン中の水分との置換によって負極活物質がドープさ
る条件で熱処理して得た二酸化マンガンを用いることを
特徴とする非水電解液電池にある。
（ホ）作用 本発明によれば、正極活物質としての二酸化マンガンに
負極活物質がドープされているため、放電時、本来の負
極の活物質に加えて予めドープされている負極活物質が
正極中へ拡散することになり拡散量が増大する。
負極活物質がドープされているため、放電時、本来の負
極の活物質に加えて予めドープされている負極活物質が
正極中へ拡散することになり拡散量が増大する。
又、負極活物質を二酸化マンガンにドープするに際し
て、二酸化マンガンを負極活物質の塩水溶液中において
加圧下で熱処理することによって行っているため、大気
圧下で行う場合に比して塩水溶液の沸点を高めることが
でき、二酸化マンガン中の水分と置換によって負極活物
質がドープされる際に二酸化マンガン中の除去し難い水
分の除去も計れる。
て、二酸化マンガンを負極活物質の塩水溶液中において
加圧下で熱処理することによって行っているため、大気
圧下で行う場合に比して塩水溶液の沸点を高めることが
でき、二酸化マンガン中の水分と置換によって負極活物
質がドープされる際に二酸化マンガン中の除去し難い水
分の除去も計れる。
（ヘ）実施例 以下本発明の実施例を負極活物質としてリチウムを例に
とり詳述する。
とり詳述する。
正極の作成； 電解二酸化マンガン40gを、１モル/lの水酸化リチウム
水溶液を300ccを入れたオートクレーブ中に投入し、オ
ートクレーブ内を15気圧にして電気加熱により180℃に
昇温し30分間熱処理する。ここで大気圧下の場合、周知
のように水の沸点は100℃であるが15気圧下においては
水の沸点は約200℃となり、依って15気圧下において180
℃まで昇温させても水は沸騰しないため実質的には二酸
化マンガンを180℃で熱処理したことになり100℃では除
去し得なかった水分を取除くことができることになる。
水溶液を300ccを入れたオートクレーブ中に投入し、オ
ートクレーブ内を15気圧にして電気加熱により180℃に
昇温し30分間熱処理する。ここで大気圧下の場合、周知
のように水の沸点は100℃であるが15気圧下においては
水の沸点は約200℃となり、依って15気圧下において180
℃まで昇温させても水は沸騰しないため実質的には二酸
化マンガンを180℃で熱処理したことになり100℃では除
去し得なかった水分を取除くことができることになる。
その後、処理済の二酸化マンガンを取出し、１の水で
洗浄したのち350〜430℃で20時間熱処理したるものを活
物質とする。
洗浄したのち350〜430℃で20時間熱処理したるものを活
物質とする。
この活物質85重量部と、導電剤としてのグラファイト10
重量部及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末５重量部を混
合して正極合剤とし、この合剤を成型圧５トン／cm2で
直径20.0mmφに加圧成型した後、更に250〜350℃の温度
で真空乾燥して正極とする。
重量部及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末５重量部を混
合して正極合剤とし、この合剤を成型圧５トン／cm2で
直径20.0mmφに加圧成型した後、更に250〜350℃の温度
で真空乾燥して正極とする。
電池の作成； 負極はリチウム圧延板を直径20.0mmφに打抜いたものを
用い、又電解液はプロピレンカーボネートと1,2ジメト
キシエタンとの等体積混合溶媒に過塩素酸リチウムを１
モル/l溶解したものであり、ポリプロピレン不織布より
なるセパレータに含浸して用い、上記正極と組合せて外
径25.0mmφ、厚み2.8mmのボタン型非水電解液電池を作
成した。この電池を（Ａ）とする。
用い、又電解液はプロピレンカーボネートと1,2ジメト
キシエタンとの等体積混合溶媒に過塩素酸リチウムを１
モル/l溶解したものであり、ポリプロピレン不織布より
なるセパレータに含浸して用い、上記正極と組合せて外
径25.0mmφ、厚み2.8mmのボタン型非水電解液電池を作
成した。この電池を（Ａ）とする。
次に本発明電池の優位性を調べるために二種の比較電池
を作成した。
を作成した。
比較例１ 本発明の実施例による正極の作成において水酸化リチウ
ム水溶液に代えて蒸留水を用いることを除いて他は本発
明の実施例と同様である。この比較電池を（Ｂ）とす
る。
ム水溶液に代えて蒸留水を用いることを除いて他は本発
明の実施例と同様である。この比較電池を（Ｂ）とす
る。
比較例２ 加圧下での熱処理を行なわず、電解二酸化マンガンを35
0〜430℃の温度で熱処理したるものを正極活物質とする
ことを除いて他は本発明の実施例と同様である。この比
較電池を（Ｃ）とする。
0〜430℃の温度で熱処理したるものを正極活物質とする
ことを除いて他は本発明の実施例と同様である。この比
較電池を（Ｃ）とする。
図面はこれらの電池を−20℃において10KΩ定負荷で放
電した時の放電特性比較図を示す。
電した時の放電特性比較図を示す。
（ト）発明の効果 図面より本発明電池（Ａ）は比較電池（Ｂ）（Ｃ）に比
して放電特性が向上しているのがわかる。
して放電特性が向上しているのがわかる。
この理由を考察するに、本発明電池（Ａ）における正極
活物質としての二酸化マンガンは負極活物質がドープさ
れているため、放電時、本来の負極における活物質に加
えて上記の予じめドープされている負極活物質がイオン
となって正極中に拡散されることになり拡散量が増大す
るため放電特性が向上したと考えられる。
活物質としての二酸化マンガンは負極活物質がドープさ
れているため、放電時、本来の負極における活物質に加
えて上記の予じめドープされている負極活物質がイオン
となって正極中に拡散されることになり拡散量が増大す
るため放電特性が向上したと考えられる。
又、図面より二種の比較電池（Ｂ）（Ｃ）において、比
較電池（Ｂ）の方が特に放電未期において優れた特性を
示すことが伺えるが、この理由は比較電池（Ｂ）におけ
る正極活物質（二酸化マンガン）は加圧下において蒸留
水中で熱処理されているため、この処理によって二酸化
マンガン中の除去し難い水分が除去し得たため残存水分
量が比較電池（Ｃ）に比して減じられたことに起因する
と考えられる。
較電池（Ｂ）の方が特に放電未期において優れた特性を
示すことが伺えるが、この理由は比較電池（Ｂ）におけ
る正極活物質（二酸化マンガン）は加圧下において蒸留
水中で熱処理されているため、この処理によって二酸化
マンガン中の除去し難い水分が除去し得たため残存水分
量が比較電池（Ｃ）に比して減じられたことに起因する
と考えられる。
従って、本発明電池における正極活物質としての二酸化
マンガンのように負極活物質をドープするに際し、負極
活物質の塩水溶液中で加圧下において熱処理によって行
えば、二酸化マンガン中の除去し難い水分の除去が計れ
残存水分量を減じることができるという利点も備えるた
め極めて有益である。
マンガンのように負極活物質をドープするに際し、負極
活物質の塩水溶液中で加圧下において熱処理によって行
えば、二酸化マンガン中の除去し難い水分の除去が計れ
残存水分量を減じることができるという利点も備えるた
め極めて有益である。
尚、本発明を開示するに際して、負極活物質としてリチ
ウムの場合を例示したが、リチウムに限定されずナトリ
ウムの場合も適用でき、その際には負極活物質の塩水溶
液として例えば水酸化ナトリウム水溶液を用いれば良
く、又電池用電解液を構成する溶質として過塩素酸ナト
リウムを用いれば良い。
ウムの場合を例示したが、リチウムに限定されずナトリ
ウムの場合も適用でき、その際には負極活物質の塩水溶
液として例えば水酸化ナトリウム水溶液を用いれば良
く、又電池用電解液を構成する溶質として過塩素酸ナト
リウムを用いれば良い。
図面は本発明電池と比較電池との放電特性比較図であ
る。 （Ａ）……本発明電池、（Ｂ）（Ｃ）……比較電池。
る。 （Ａ）……本発明電池、（Ｂ）（Ｃ）……比較電池。
Claims (1)
- 【請求項１】正極と、リチウム、ナトリウムなどの軽金
属を活物質とする負極と、非水電解液とを備えるのもで
あって、正極活物質として、オートクレーブ内の加圧下
で、前記負極活物質の塩水溶液と二酸化マンガンとを、
前記二酸化マンガン中の水分との置換によって負極活物
質がドープさる条件で熱処理して得た二酸化マンガンを
用いることを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59136953A JPH0690925B2 (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59136953A JPH0690925B2 (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6116473A JPS6116473A (ja) | 1986-01-24 |
| JPH0690925B2 true JPH0690925B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=15187362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59136953A Expired - Lifetime JPH0690925B2 (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690925B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07114864B2 (ja) * | 1988-01-29 | 1995-12-13 | ペガサスミシン製造株式会社 | ミシンの上送り機構 |
| JPH01234330A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 二酸化マンガンおよびその製造法 |
| JP2601303B2 (ja) * | 1988-03-16 | 1997-04-16 | 三井金属鉱業株式会社 | 三・二酸化マンガンおよびその製造法 |
| US4959282A (en) * | 1988-07-11 | 1990-09-25 | Moli Energy Limited | Cathode active materials, methods of making same and electrochemical cells incorporating the same |
| FR2644295A1 (fr) * | 1989-03-09 | 1990-09-14 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique rechargeable a anode de lithium |
| US5698176A (en) * | 1995-06-07 | 1997-12-16 | Duracell, Inc. | Manganese dioxide for lithium batteries |
| US6468410B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-10-22 | Eveready Battery Company, Inc. | Method for synthesis and characterization of electrode materials |
| KR100417251B1 (ko) * | 1999-12-15 | 2004-02-05 | 주식회사 엘지화학 | 전기화학적 성능이 향상된 리튬망간 스피넬 산화물의 제조방법 |
| WO2017057486A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Jsr株式会社 | 電極材料、電池、及びキャパシタの製造方法、並びに電極材料の製造装置 |
-
1984
- 1984-07-02 JP JP59136953A patent/JPH0690925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6116473A (ja) | 1986-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |