JPH07142058A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH07142058A JPH07142058A JP5289000A JP28900093A JPH07142058A JP H07142058 A JPH07142058 A JP H07142058A JP 5289000 A JP5289000 A JP 5289000A JP 28900093 A JP28900093 A JP 28900093A JP H07142058 A JPH07142058 A JP H07142058A
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- lithium
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【構成】 正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭
素質材料からなる負極およびリチウムイオン伝導性電解
質とを備えるリチウム二次電池において、前記炭素質材
料が光学的異方性組織がランダムに展開した平均粒径１
〜１００μm のピッチ系粒子からなることを特徴とする
リチウム二次電池。 【効果】 高容量でかつ充放電サイクル寿命が長い。
素質材料からなる負極およびリチウムイオン伝導性電解
質とを備えるリチウム二次電池において、前記炭素質材
料が光学的異方性組織がランダムに展開した平均粒径１
〜１００μm のピッチ系粒子からなることを特徴とする
リチウム二次電池。 【効果】 高容量でかつ充放電サイクル寿命が長い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池に関
し、特に負極を改良したリチウム二次電池に関する。
し、特に負極を改良したリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、負極活物質としてリチウムを用い
た非水電解液電池は、高エネルギー密度電池として注目
されており、正極活物質に二酸化マンガン（ＭｎＯ2)、
フッ化炭素（ＣＦ2)n 、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2)等を
用いた一次電池は、既に電卓、時計の電源やメモリのバ
ックアップ電池として多用されている。更に、近年、Ｖ
ＴＲ、通信機器等の各種の電子機器の小形、軽量化に伴
い、それらの電源として高エネルギー密度の二次電池の
要求が高まり、リチウムを負極活物質とするリチウム二
次電池の研究が活発に行われている。
た非水電解液電池は、高エネルギー密度電池として注目
されており、正極活物質に二酸化マンガン（ＭｎＯ2)、
フッ化炭素（ＣＦ2)n 、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2)等を
用いた一次電池は、既に電卓、時計の電源やメモリのバ
ックアップ電池として多用されている。更に、近年、Ｖ
ＴＲ、通信機器等の各種の電子機器の小形、軽量化に伴
い、それらの電源として高エネルギー密度の二次電池の
要求が高まり、リチウムを負極活物質とするリチウム二
次電池の研究が活発に行われている。
【０００３】一般に、リチウム二次電池では、負極には
リチウムが用いられ、リチウムイオン伝導性電解液とし
て、炭酸プロピレン（ＰＣ）、１，２−ジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）等の非水溶媒中にＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 等のリチウム塩を溶解し
た非水電解液や、リチウムイオン伝導性固体電解質が用
いられ、正極活物質としては主にＴｉＳ2 、ＭｏＳ2 、
Ｖ2 Ｏ5 、Ｖ6 Ｏ13等のリチウムとの間でトポケミカル
反応にあずかる化合物が用いられる。
リチウムが用いられ、リチウムイオン伝導性電解液とし
て、炭酸プロピレン（ＰＣ）、１，２−ジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）等の非水溶媒中にＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 等のリチウム塩を溶解し
た非水電解液や、リチウムイオン伝導性固体電解質が用
いられ、正極活物質としては主にＴｉＳ2 、ＭｏＳ2 、
Ｖ2 Ｏ5 、Ｖ6 Ｏ13等のリチウムとの間でトポケミカル
反応にあずかる化合物が用いられる。
【０００４】しかしながら、上述した二次電池は現在、
未だ実用化されていない。その主な理由は、充放電効率
が低く、しかも充放電回数（サイクル）寿命が短いため
である。この原因は、負極リチウムと非水電解液との反
応によるリチウムの劣化によるところが大きいと考えら
れている。即ち、放電時にリチウムイオンとして非水電
解液中に溶解したリチウムは充電時に析出する際に溶媒
と反応し、その表面が一部不活性化される。このため、
充放電の繰返しが進むと、デンドライト状（樹枝状）の
リチウムの発生、小球状のリチウムの析出および集電体
からのリチウムの脱離など上記劣化原因となる現象が生
じる。
未だ実用化されていない。その主な理由は、充放電効率
が低く、しかも充放電回数（サイクル）寿命が短いため
である。この原因は、負極リチウムと非水電解液との反
応によるリチウムの劣化によるところが大きいと考えら
れている。即ち、放電時にリチウムイオンとして非水電
解液中に溶解したリチウムは充電時に析出する際に溶媒
と反応し、その表面が一部不活性化される。このため、
充放電の繰返しが進むと、デンドライト状（樹枝状）の
リチウムの発生、小球状のリチウムの析出および集電体
からのリチウムの脱離など上記劣化原因となる現象が生
じる。
【０００５】このようなことから、リチウム二次電池に
組込まれる負極として、リチウムを吸蔵・放出可能な炭
素質材料、例えばコークス、樹脂焼成体、炭素繊維、熱
分解気相炭素体等を用いることによって、リチウムと非
水電解液との反応やデンドライト析出による負極劣化を
防止することが提案されている。
組込まれる負極として、リチウムを吸蔵・放出可能な炭
素質材料、例えばコークス、樹脂焼成体、炭素繊維、熱
分解気相炭素体等を用いることによって、リチウムと非
水電解液との反応やデンドライト析出による負極劣化を
防止することが提案されている。
【０００６】しかしながら、このような負極は、リチウ
ムイオンの吸蔵・放出量が小さいため負極比容量も小さ
い。そこでリチウムイオンの吸蔵量を大きくする（充電
容量を大きくする）と、例えば炭素質材料の構造が劣化
したり、非水電解液中の溶媒を分解するなどの問題が生
じる。一方、充電電流密度を大きくすると、リチウムイ
オンの吸蔵量が低下してリチウム金属が析出する問題が
生じる。このように、前記負極を組込んだリチウム二次
電池は、サイクル寿命を向上させることが困難であっ
た。
ムイオンの吸蔵・放出量が小さいため負極比容量も小さ
い。そこでリチウムイオンの吸蔵量を大きくする（充電
容量を大きくする）と、例えば炭素質材料の構造が劣化
したり、非水電解液中の溶媒を分解するなどの問題が生
じる。一方、充電電流密度を大きくすると、リチウムイ
オンの吸蔵量が低下してリチウム金属が析出する問題が
生じる。このように、前記負極を組込んだリチウム二次
電池は、サイクル寿命を向上させることが困難であっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するためになされたもので、高容量かつサイクル寿
命の優れたリチウム二次電池を提供することを目的とす
る。
解決するためになされたもので、高容量かつサイクル寿
命の優れたリチウム二次電池を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は正極、リチウム
イオンを吸蔵・放出可能な炭素質材料からなる負極およ
びリチウムイオン伝導性電解質とを備えたリチウム二次
電池において、前記炭素質材料が光学的異方性組織がラ
ンダムに展開した平均粒径１〜１００μm のピッチ系粒
子からなることを特徴とするリチウム二次電池に関す
る。
イオンを吸蔵・放出可能な炭素質材料からなる負極およ
びリチウムイオン伝導性電解質とを備えたリチウム二次
電池において、前記炭素質材料が光学的異方性組織がラ
ンダムに展開した平均粒径１〜１００μm のピッチ系粒
子からなることを特徴とするリチウム二次電池に関す
る。
【０００９】本発明の負極には、光学的異方性組織がラ
ンダムに展開したピッチ系粒子（以下、「ランダム型粒
子」と記す）からなる炭素質材料を用いることができ
る。このランダム型粒子の黒鉛構造は、Ｘ線回折により
得られる（００２）面の面間隔（ｄ002)およびｃ軸方向
の結晶子の大きさ（Ｌc)によって規定され、面間隔（ｄ
002)の平均値が０．３３７〜０．３８０nm、結晶子の大
きさ（Ｌc)の平均値が１〜２５nmの黒鉛構造が好まし
い。ｄ002 およびＬc の値が前記範囲外では、負極のリ
チウムイオン吸蔵・放出量の減少、黒鉛構造の劣化、非
水電解液中の溶媒の還元分解によるガス発生等を招き、
二次電池の容量減少とサイクル寿命の低下を生じる。
ンダムに展開したピッチ系粒子（以下、「ランダム型粒
子」と記す）からなる炭素質材料を用いることができ
る。このランダム型粒子の黒鉛構造は、Ｘ線回折により
得られる（００２）面の面間隔（ｄ002)およびｃ軸方向
の結晶子の大きさ（Ｌc)によって規定され、面間隔（ｄ
002)の平均値が０．３３７〜０．３８０nm、結晶子の大
きさ（Ｌc)の平均値が１〜２５nmの黒鉛構造が好まし
い。ｄ002 およびＬc の値が前記範囲外では、負極のリ
チウムイオン吸蔵・放出量の減少、黒鉛構造の劣化、非
水電解液中の溶媒の還元分解によるガス発生等を招き、
二次電池の容量減少とサイクル寿命の低下を生じる。
【００１０】ランダム型粒子の平均粒径は、１〜１００
μm 、より好ましくは２〜４０μmの範囲であるのが好
ましい。平均粒径が１μm 未満では、粒子がセパレータ
の孔を通り易くなり、正極と負極の短絡が生じるためで
ある。平均粒径が１００μmを越えると粒子の比表面積
が小さくなって、リチウムイオンの吸蔵・放出量を増大
させることが困難となるからである。
μm 、より好ましくは２〜４０μmの範囲であるのが好
ましい。平均粒径が１μm 未満では、粒子がセパレータ
の孔を通り易くなり、正極と負極の短絡が生じるためで
ある。平均粒径が１００μmを越えると粒子の比表面積
が小さくなって、リチウムイオンの吸蔵・放出量を増大
させることが困難となるからである。
【００１１】ランダム型粒子の短径と長径の比は、１／
１０以上であることが好ましい。より好ましくは１／２
以上であり、真球状に近い形状程好ましい。真球状に近
い粒子を用いると、リチウムイオンの均一な吸蔵・放出
反応が生じ、炭素質材料の構造的、機械的な安定性が向
上し、さらに充填密度も高くなるため、サイクル寿命の
向上、高容量化を図ることが可能となる。
１０以上であることが好ましい。より好ましくは１／２
以上であり、真球状に近い形状程好ましい。真球状に近
い粒子を用いると、リチウムイオンの均一な吸蔵・放出
反応が生じ、炭素質材料の構造的、機械的な安定性が向
上し、さらに充填密度も高くなるため、サイクル寿命の
向上、高容量化を図ることが可能となる。
【００１２】一般に炭素質粒子は、以下のようにして得
ることができる。石油ピッチ、コールタール、重質油、
有機樹脂、または合成高分子材料等を原料として、これ
を窒素、アルゴン等の不活性ガス中で、８００〜１，０
００℃の温度および常圧もしくは加圧の条件下で炭素化
するか、あるいは更に不活性ガス中で、１，０００〜
３，０００℃の温度および常圧もしくは加圧の条件下で
黒鉛化するものである。
ることができる。石油ピッチ、コールタール、重質油、
有機樹脂、または合成高分子材料等を原料として、これ
を窒素、アルゴン等の不活性ガス中で、８００〜１，０
００℃の温度および常圧もしくは加圧の条件下で炭素化
するか、あるいは更に不活性ガス中で、１，０００〜
３，０００℃の温度および常圧もしくは加圧の条件下で
黒鉛化するものである。
【００１３】特に、石油ピッチ、コールタールまたは重
質油を原料に用いる場合には、前処理としてこれらを２
５０〜４００℃の温度で熱処理することにより、前記ラ
ンダム型粒子を得ることができる。すなわち、炭素粒子
の初期生成段階において、光学的異方性を有する晶質相
が一様に広がりつつ生成するのではなく、サブミクロン
レベルに至る微細組織がランダム状態に生成するもので
ある。したがって、このランダム型粒子（メソフェーズ
小球体）を他の生成体から分離捕集して、上記炭素化ま
たは黒鉛化することにより、上記ランダム状態が成長し
た真球状に近い炭素粒子を製造することができる。この
ようにして得られる真球状に近いランダム粒子を負極に
用いるのが好ましい。
質油を原料に用いる場合には、前処理としてこれらを２
５０〜４００℃の温度で熱処理することにより、前記ラ
ンダム型粒子を得ることができる。すなわち、炭素粒子
の初期生成段階において、光学的異方性を有する晶質相
が一様に広がりつつ生成するのではなく、サブミクロン
レベルに至る微細組織がランダム状態に生成するもので
ある。したがって、このランダム型粒子（メソフェーズ
小球体）を他の生成体から分離捕集して、上記炭素化ま
たは黒鉛化することにより、上記ランダム状態が成長し
た真球状に近い炭素粒子を製造することができる。この
ようにして得られる真球状に近いランダム粒子を負極に
用いるのが好ましい。
【００１４】炭素化または黒鉛化により生成する炭素粒
子の微細構造は前述の前処理条件によって異なり、本発
明に用いられるようなランダム型の他に、ブルックス・
テーラー型、放射型構造を示す粒子が得られる。なお、
これらの構造を表わす模式図を図２に示す。
子の微細構造は前述の前処理条件によって異なり、本発
明に用いられるようなランダム型の他に、ブルックス・
テーラー型、放射型構造を示す粒子が得られる。なお、
これらの構造を表わす模式図を図２に示す。
【００１５】本発明に用いることができる正極には、二
酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム
含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リ
チウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非
晶質五酸化バナジウム等の種々の酸化物；および二硫化
チタン、二硫化モリブデン等のカルコゲン化合物などを
挙げることができる。
酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム
含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リ
チウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非
晶質五酸化バナジウム等の種々の酸化物；および二硫化
チタン、二硫化モリブデン等のカルコゲン化合物などを
挙げることができる。
【００１６】また、本発明に用いることができるリチウ
ムイオン伝導性電解液としては、例えばエチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリ
ル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプ
ロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフランおよび
２−メチルテトラヒドロフランから選ばれる１種以上か
らなる非水溶媒に、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4)
、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6)、ホウフッ化
リチウム（ＬｉＢＦ4)、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡ
ｓＦ6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（Ｌｉ
ＣＦ3 ＳＯ3)等のリチウム塩（電解質）を溶解した非水
電解液を挙げることができる。
ムイオン伝導性電解液としては、例えばエチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリ
ル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプ
ロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフランおよび
２−メチルテトラヒドロフランから選ばれる１種以上か
らなる非水溶媒に、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4)
、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6)、ホウフッ化
リチウム（ＬｉＢＦ4)、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡ
ｓＦ6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（Ｌｉ
ＣＦ3 ＳＯ3)等のリチウム塩（電解質）を溶解した非水
電解液を挙げることができる。
【００１７】これらのリチウム塩の非水溶媒に対する溶
解量は、０．５〜１．５mol/L とすることが望ましい。
解量は、０．５〜１．５mol/L とすることが望ましい。
【００１８】また、リチウムイオン伝導性電解質として
リチウムイオン伝導性の固体電解質を用いることもで
き、例えば、高分子化合物にリチウム塩を複合した高分
子固体電解質を挙げることができる。
リチウムイオン伝導性の固体電解質を用いることもで
き、例えば、高分子化合物にリチウム塩を複合した高分
子固体電解質を挙げることができる。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【００２０】実施例１ （１）負極担持体の作製 石油ピッチを不活性ガス雰囲気中において、３５０℃の
温度および大気圧の条件下に３０分間熱処理して、ラン
ダム粒子を含有する生成物を得た。次いで、このランダ
ム粒子を生成物から分離捕集し、これを不活性ガス雰囲
気中において、１，０００℃の温度で加熱処理すること
によって炭素化して、平均粒径２０μm の球状炭素粒子
を得た。さらに、上記球状炭素粒子に結着剤として平均
粒径２μm のポリエチレンパウダーを該炭素粒子に対し
て５重量％添加混合し、厚さ０．８mmのペレット状に加
圧成形して、負極担持体を作製した。
温度および大気圧の条件下に３０分間熱処理して、ラン
ダム粒子を含有する生成物を得た。次いで、このランダ
ム粒子を生成物から分離捕集し、これを不活性ガス雰囲
気中において、１，０００℃の温度で加熱処理すること
によって炭素化して、平均粒径２０μm の球状炭素粒子
を得た。さらに、上記球状炭素粒子に結着剤として平均
粒径２μm のポリエチレンパウダーを該炭素粒子に対し
て５重量％添加混合し、厚さ０．８mmのペレット状に加
圧成形して、負極担持体を作製した。
【００２１】（２）負極の作製 図１は、コイン形リチウム二次電池の断面図であり、以
下同図にしたがって説明する。図１において、厚さ０．
３mmのステンレス鋼からなる負極容器（９）の内面に、
負極集電体（８）として厚さ０．１５mmのニッケル製エ
キスパンドメタルを配置し、スポット溶接により固定し
た。この負極集電体（８）を溶接した前記負極容器
（９）の内面に、負極供与体として厚さ０．２１mmのリ
チウム金属（７）を２kgf/cm2 の圧力で圧着して密着さ
せた。さらにリチウム金属（７）のセパレータ側に、上
記負極担持体（６）を設置して負極を作製した。
下同図にしたがって説明する。図１において、厚さ０．
３mmのステンレス鋼からなる負極容器（９）の内面に、
負極集電体（８）として厚さ０．１５mmのニッケル製エ
キスパンドメタルを配置し、スポット溶接により固定し
た。この負極集電体（８）を溶接した前記負極容器
（９）の内面に、負極供与体として厚さ０．２１mmのリ
チウム金属（７）を２kgf/cm2 の圧力で圧着して密着さ
せた。さらにリチウム金属（７）のセパレータ側に、上
記負極担持体（６）を設置して負極を作製した。
【００２２】（３）正極の作製 厚さ０．３mmのステンレス鋼からなる正極容器（１）の
内面に、ステンレス製の正極集電体（２）を内接して設
けた。Ｖ2 Ｏ5 粉末９０g と黒鉛粉末１０g を混合した
後、粉末状のポリテトラフルオロエチレン３g を添加し
て混練し、厚さ０．８mmのペレット状に加圧成形して正
極（３）とし、正極容器１に収納して正極を作製した。
内面に、ステンレス製の正極集電体（２）を内接して設
けた。Ｖ2 Ｏ5 粉末９０g と黒鉛粉末１０g を混合した
後、粉末状のポリテトラフルオロエチレン３g を添加し
て混練し、厚さ０．８mmのペレット状に加圧成形して正
極（３）とし、正極容器１に収納して正極を作製した。
【００２３】（４）電池の組立て まず、前記正極（３）の上に、ポリプロピレン不織布か
らなり、プロピレンカーボネートに過塩素酸リチウムを
０．７mol/L の濃度で溶解した電解液を保持させたセパ
レータ（４）を設置した。次に、前記正極容器（１）の
開口部に、絶縁ガスケット（５）を介して前記負極容器
（９）を嵌合し、該正極容器（１）をかしめ加工するこ
とにより、該正極容器（１）と該負極容器（９）の内部
に、前記の正極集電体（２）、正極（３）、セパレータ
（４）、負極担持体（６）、負極供与体（７）および負
極集電体（８）を密閉して電池を組立てた。
らなり、プロピレンカーボネートに過塩素酸リチウムを
０．７mol/L の濃度で溶解した電解液を保持させたセパ
レータ（４）を設置した。次に、前記正極容器（１）の
開口部に、絶縁ガスケット（５）を介して前記負極容器
（９）を嵌合し、該正極容器（１）をかしめ加工するこ
とにより、該正極容器（１）と該負極容器（９）の内部
に、前記の正極集電体（２）、正極（３）、セパレータ
（４）、負極担持体（６）、負極供与体（７）および負
極集電体（８）を密閉して電池を組立てた。
【００２４】（５）電池のエージング 上記のように電池を組立てた後に、２０℃の温度で１４
日間エージングを行い、炭素質材料にリチウムをドーピ
ングして充電状態とした。なお、エージング後の電池開
路電圧は３．４V であった。
日間エージングを行い、炭素質材料にリチウムをドーピ
ングして充電状態とした。なお、エージング後の電池開
路電圧は３．４V であった。
【００２５】（６）放電試験 上記のようにして得られた試験用電池を、２５０μA の
定電流で放電試験を行った。結果を図３に示す。
定電流で放電試験を行った。結果を図３に示す。
【００２６】（７）充放電サイクル試験 同じく上記試験用電池を１mAの定電流で２．０V まで放
電し、次いで２mAの定電流で３．４V になるまで充電
し、再び２mAの定電流で２．０V まで放電するという充
放電を５０サイクル繰り返した。各サイクルにおける放
電容量維持率を図４に示す。なお、放電容量維持率は次
の数式により算出した。
電し、次いで２mAの定電流で３．４V になるまで充電
し、再び２mAの定電流で２．０V まで放電するという充
放電を５０サイクル繰り返した。各サイクルにおける放
電容量維持率を図４に示す。なお、放電容量維持率は次
の数式により算出した。
【００２７】
【数１】
【００２８】比較例１ 実施例１の（１）負極担持体の作製において、石油ピッ
チを不活性ガス雰囲気中において、５５０℃の温度およ
び２MPa の圧力の条件下に１分間熱処理し、分離したメ
ソフェーズ小球体を不活性ガス雰囲気中において、１，
０００℃で加熱処理することによって炭素化して得た、
微細組織がブルックス・テーラー型に配向した平均粒径
２０μm の炭素粒子を用いた以外は、実施例１と同様に
して負極担持体、負極および正極を作製し、試験用電池
を組立て、同じく電池をエージングし、そして放電試験
および充放電サイクル試験を行った。放電試験の結果を
図３に、充放電サイクル試験の結果を図４にそれぞれ示
す。
チを不活性ガス雰囲気中において、５５０℃の温度およ
び２MPa の圧力の条件下に１分間熱処理し、分離したメ
ソフェーズ小球体を不活性ガス雰囲気中において、１，
０００℃で加熱処理することによって炭素化して得た、
微細組織がブルックス・テーラー型に配向した平均粒径
２０μm の炭素粒子を用いた以外は、実施例１と同様に
して負極担持体、負極および正極を作製し、試験用電池
を組立て、同じく電池をエージングし、そして放電試験
および充放電サイクル試験を行った。放電試験の結果を
図３に、充放電サイクル試験の結果を図４にそれぞれ示
す。
【００２９】比較例２ 実施例１の（１）負極担持体の作製において、ポリエチ
レンとポリ塩化ビニルの混合物を不活性ガス雰囲気中に
おいて、６００℃の温度および３０MPa の圧力の条件下
に熱処理し、分離したメソフェーズ小球体を不活性ガス
雰囲気中において、１，０００℃で加熱処理することに
よって炭素化して得た、微細組織が放射型に配向した平
均粒径３μm の炭素粒子を用いた以外は、実施例１と同
様にして負極担持体、負極および正極を作製し、試験用
電池を組立て、同じく電池をエージングし、そして放電
試験および充放電サイクル試験を行った。放電試験の結
果を図３に、充放電サイクル試験の結果を図４に、それ
ぞれ示す。
レンとポリ塩化ビニルの混合物を不活性ガス雰囲気中に
おいて、６００℃の温度および３０MPa の圧力の条件下
に熱処理し、分離したメソフェーズ小球体を不活性ガス
雰囲気中において、１，０００℃で加熱処理することに
よって炭素化して得た、微細組織が放射型に配向した平
均粒径３μm の炭素粒子を用いた以外は、実施例１と同
様にして負極担持体、負極および正極を作製し、試験用
電池を組立て、同じく電池をエージングし、そして放電
試験および充放電サイクル試験を行った。放電試験の結
果を図３に、充放電サイクル試験の結果を図４に、それ
ぞれ示す。
【００３０】比較例３ 実施例１の（１）負極担持体の作製において、原料とし
て石油ピッチの代わりにノボラック樹脂を用いることに
より、微細組織が無配向で、平均粒径が２０μm の炭素
粒子を用いた以外は実施例１と同様にして、負極担持
体、負極および正極を作製し、試験用電池を組立て、同
じく電池をエージングし、そして放電試験および充放電
サイクル試験を行った。放電試験の結果を図３に、充放
電サイクル試験の結果を図４にそれぞれ示す。
て石油ピッチの代わりにノボラック樹脂を用いることに
より、微細組織が無配向で、平均粒径が２０μm の炭素
粒子を用いた以外は実施例１と同様にして、負極担持
体、負極および正極を作製し、試験用電池を組立て、同
じく電池をエージングし、そして放電試験および充放電
サイクル試験を行った。放電試験の結果を図３に、充放
電サイクル試験の結果を図４にそれぞれ示す。
【００３１】上記実施例および比較例は、図１に示すコ
イン形構造を有するリチウム二次電池についての例であ
るが、円筒形、偏平形、角形等の形状のリチウム二次電
池においても同様の結果が得られた。
イン形構造を有するリチウム二次電池についての例であ
るが、円筒形、偏平形、角形等の形状のリチウム二次電
池においても同様の結果が得られた。
【００３２】
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池により、リ
チウムイオンの吸蔵・放出量の増大；充放電サイクル
時における構造形態の劣化抑制；および形状面の嵩密
度を高めることによる負極の比容量（mAh/ml）の向上を
図ることができ、その結果、高容量でかつ充放電サイク
ル寿命の長いリチウム二次電池が得られる。
チウムイオンの吸蔵・放出量の増大；充放電サイクル
時における構造形態の劣化抑制；および形状面の嵩密
度を高めることによる負極の比容量（mAh/ml）の向上を
図ることができ、その結果、高容量でかつ充放電サイク
ル寿命の長いリチウム二次電池が得られる。
【図１】本発明のリチウム二次電池の断面図である。
【図２】炭素質粒子の微細組織の配向を示す模式図であ
る。
る。
【図３】放電時間と電池電圧の関係を示す放電曲線図で
ある。
ある。
【図４】充放電サイクル数と放電容量維持率の関係を示
す充放電サイクル特性図である。
す充放電サイクル特性図である。
１……正極容器 ２……正極集電体 ３……正極 ４……セパレータ ５……絶縁ガスケット ６……負極担持体 ７……負極供与体 ８……負極集電体 ９……負極容器
Claims (1)
- 【請求項１】 正極、リチウムイオンを吸蔵・放出可能
な炭素質材料からなる負極およびリチウムイオン伝導性
電解質とを備えるリチウム二次電池において、 前記炭素質材料が、光学的異方性組織がランダムに展開
した平均粒径１〜１００μm のピッチ系粒子からなるこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP5289000A JPH07142058A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289000A JPH07142058A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142058A true JPH07142058A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17737549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289000A Pending JPH07142058A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142058A (ja) |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289000A patent/JPH07142058A/ja active Pending
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