JPH07142092A - 非水溶媒二次電池 - Google Patents
非水溶媒二次電池Info
- Publication number
- JPH07142092A JPH07142092A JP5289002A JP28900293A JPH07142092A JP H07142092 A JPH07142092 A JP H07142092A JP 5289002 A JP5289002 A JP 5289002A JP 28900293 A JP28900293 A JP 28900293A JP H07142092 A JPH07142092 A JP H07142092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- battery
- lithium
- container
- negative electrode
- 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.)
- Pending
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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
Abstract
(57)【要約】
【構成】 五酸化バナジウムを含む正極、リチウムおよ
びその担持体として炭素質材料からなる負極を含む非水
溶媒二次電池であって、電池を組み立て後、あらかじめ
前記正極容量の１〜２０％が予備放電処理されている非
水溶媒二次電池。 【効果】 内部抵抗の上昇および放電容量の劣化を抑制
することができ、その結果、充放電サイクル寿命が長
い。
びその担持体として炭素質材料からなる負極を含む非水
溶媒二次電池であって、電池を組み立て後、あらかじめ
前記正極容量の１〜２０％が予備放電処理されている非
水溶媒二次電池。 【効果】 内部抵抗の上昇および放電容量の劣化を抑制
することができ、その結果、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、正極に五酸化バナジウ
ム、負極にリチウムとその担持体として炭素質材料を含
む非水溶媒二次電池に関する。
ム、負極にリチウムとその担持体として炭素質材料を含
む非水溶媒二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い、小型で軽
量、かつ、エネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放
電可能な二次電池の開発が要望されている。
量、かつ、エネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放
電可能な二次電池の開発が要望されている。
【０００３】この種の二次電池としては、負極活物質と
してリチウムまたはリチウム合金を用い、正極活物質と
してモリブデン、バナジウム、チタン、ニオブなどの酸
化物、これらの硫化物もしくはこれらのセレン化物など
を用いたものが知られている。
してリチウムまたはリチウム合金を用い、正極活物質と
してモリブデン、バナジウム、チタン、ニオブなどの酸
化物、これらの硫化物もしくはこれらのセレン化物など
を用いたものが知られている。
【０００４】しかし、負極活物質にリチウムまたはリチ
ウム合金を用いた電池系では、充放電を繰り返すと負極
上にリチウムのデンドライトが発生するため、充放電サ
イクル寿命が短いという問題があった。
ウム合金を用いた電池系では、充放電を繰り返すと負極
上にリチウムのデンドライトが発生するため、充放電サ
イクル寿命が短いという問題があった。
【０００５】これに対しては、負極にリチウムとその担
持体として炭素質材料を用いるとことにより解決が図ら
れている。特に、正極に五酸化バナジウム、負極にリチ
ウムとその担持体として炭素質材料を用いた非水溶媒二
次電池は、作動電圧が高く、充放電サイクル寿命を大幅
に向上することが可能な電池として注目されている。
持体として炭素質材料を用いるとことにより解決が図ら
れている。特に、正極に五酸化バナジウム、負極にリチ
ウムとその担持体として炭素質材料を用いた非水溶媒二
次電池は、作動電圧が高く、充放電サイクル寿命を大幅
に向上することが可能な電池として注目されている。
【０００６】しかし、この正極に五酸化バナジウム、負
極にリチウムとその担持体として炭素質材料を用いた非
水溶媒二次電池では、満充電状態において、正極に用い
た五酸化バナジウムの電位が高いため、電解液の分解等
が生じる。このため、高温雰囲気中に貯蔵した場合に電
池の内部抵抗が上昇したり、高温雰囲気中に貯蔵後の放
電容量が、貯蔵前の容量と比較して低下してしまうとい
う問題が残されていた。
極にリチウムとその担持体として炭素質材料を用いた非
水溶媒二次電池では、満充電状態において、正極に用い
た五酸化バナジウムの電位が高いため、電解液の分解等
が生じる。このため、高温雰囲気中に貯蔵した場合に電
池の内部抵抗が上昇したり、高温雰囲気中に貯蔵後の放
電容量が、貯蔵前の容量と比較して低下してしまうとい
う問題が残されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解決して、充放電サイクル寿命の優れた非水溶媒
二次電池を提供することである。
問題を解決して、充放電サイクル寿命の優れた非水溶媒
二次電池を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、五酸化バナジ
ウムを含む正極、リチウムとその担持体として炭素質材
料からなる負極を含む非水溶媒二次電池であって、電池
を組み立て後、あらかじめ前記正極容量の１〜２０％が
予備放電処理されていることを特徴とする非水溶媒二次
電池である。
ウムを含む正極、リチウムとその担持体として炭素質材
料からなる負極を含む非水溶媒二次電池であって、電池
を組み立て後、あらかじめ前記正極容量の１〜２０％が
予備放電処理されていることを特徴とする非水溶媒二次
電池である。
【０００９】本発明は、前記正極容量の１〜２０％予備
放電することにより、高温貯蔵時における電池の内部抵
抗の上昇、及び放電容量の劣化を抑制できることに基づ
いてなされたものである。
放電することにより、高温貯蔵時における電池の内部抵
抗の上昇、及び放電容量の劣化を抑制できることに基づ
いてなされたものである。
【００１０】本発明に用いる正極としては、五酸化バナ
ジウムを活物質とし、これにアセチレンブラックをはじ
めとするカーボンブラック、ニッケル粉末等の導電性材
料およびポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メ
タ）アクリル酸塩、ポリ（メタ）アクリル酸エステルな
らびに（メタ）アクリル酸および／または（メタ）アク
リル酸エステル他のコポリマーとの共重合体等の結着剤
を配合し、例えばペレット状等に成形したものを用いる
ことができる。
ジウムを活物質とし、これにアセチレンブラックをはじ
めとするカーボンブラック、ニッケル粉末等の導電性材
料およびポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メ
タ）アクリル酸塩、ポリ（メタ）アクリル酸エステルな
らびに（メタ）アクリル酸および／または（メタ）アク
リル酸エステル他のコポリマーとの共重合体等の結着剤
を配合し、例えばペレット状等に成形したものを用いる
ことができる。
【００１１】本発明の負極に用いるリチウム担持体とし
ては、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロ
ース等の有機高分子化合物を焼成して得られる炭素質材
料；コークス、ピッチ等を焼成して得られる炭素質材
料；および人造グラファイト、天然ダラファイト等の炭
素質材料を挙げることができる。
ては、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロ
ース等の有機高分子化合物を焼成して得られる炭素質材
料；コークス、ピッチ等を焼成して得られる炭素質材
料；および人造グラファイト、天然ダラファイト等の炭
素質材料を挙げることができる。
【００１２】負極の作製は以下のように行う。例えば、
前記高分子化合物をアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲
気中において、５００〜３，０００℃の温度および常圧
もしくは減圧下の条件に焼成した炭素質材料に、正極に
用いたのと同じ上記結着剤を添加・混合し、例えばペレ
ット状等に成形した成形体に、電解含浸法等の方法によ
りリチウムを含有させるものである。
前記高分子化合物をアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲
気中において、５００〜３，０００℃の温度および常圧
もしくは減圧下の条件に焼成した炭素質材料に、正極に
用いたのと同じ上記結着剤を添加・混合し、例えばペレ
ット状等に成形した成形体に、電解含浸法等の方法によ
りリチウムを含有させるものである。
【００１３】セパレータには、ポリオレフィン系樹脂の
不織布等に、ＬｉＣｌＯ4 等の電解質を非水有機溶媒に
溶解させた電解液を含浸させて用いることができる。
不織布等に、ＬｉＣｌＯ4 等の電解質を非水有機溶媒に
溶解させた電解液を含浸させて用いることができる。
【００１４】上記の電池構成要素を含む試験用電池を組
み立て、以下に示す予備放電を含む処理を行う。
み立て、以下に示す予備放電を含む処理を行う。
【００１５】（１）室温において７〜１４日間貯蔵後、
正極容量に対して所定の放電深度が得られるまで、２mA
の定電流で予備放電を行う。（２）次いで、室温におい
て３〜２０日間貯蔵する。（３）さらに２０〜６０℃の
温度で２０〜６０日間貯蔵する。
正極容量に対して所定の放電深度が得られるまで、２mA
の定電流で予備放電を行う。（２）次いで、室温におい
て３〜２０日間貯蔵する。（３）さらに２０〜６０℃の
温度で２０〜６０日間貯蔵する。
【００１６】なお、あらかじめ予備放電処理する容量
（放電深度）は正極容量に対して１〜２０％、好ましく
は２〜２０％の範囲である。正極容量に対する放電深度
の割合が１％未満では高温における貯蔵特性が改善され
ず、２０％を越えると初期の放電容量が大きく減少して
しまうので好ましくない。
（放電深度）は正極容量に対して１〜２０％、好ましく
は２〜２０％の範囲である。正極容量に対する放電深度
の割合が１％未満では高温における貯蔵特性が改善され
ず、２０％を越えると初期の放電容量が大きく減少して
しまうので好ましくない。
【００１７】
【発明の効果】本発明により、高温貯蔵に伴う電池の内
部抵抗の上昇および放電容量の劣化を抑制することがで
き、その結果、充放電サイクル寿命の長い非水溶媒二次
電池を提供することができる。
部抵抗の上昇および放電容量の劣化を抑制することがで
き、その結果、充放電サイクル寿命の長い非水溶媒二次
電池を提供することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本願発明を実施例に基いてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】実施例１ （１）正極の作製 活物質として五酸化バナジウム、導電性材料としてカー
ボンブラックおよび結着剤としてポリテトラフルオロエ
チレンを、活物質、導電性材料および結着剤の重量比が
９０：１０：５になるように混合・混練し、直径１５m
m、厚さ０．７７mmのペレット状に加圧成形して正極と
した。
ボンブラックおよび結着剤としてポリテトラフルオロエ
チレンを、活物質、導電性材料および結着剤の重量比が
９０：１０：５になるように混合・混練し、直径１５m
m、厚さ０．７７mmのペレット状に加圧成形して正極と
した。
【００２０】（２）負極の作製 フェノール樹脂粉末を空気中において、１０００℃の温
度で３時間焼成して、炭素質粉末を得た。この粉末に結
着剤としてメタクリル酸アルキルエステル−ブタジエン
共重合体を９０：５の重量比で混合・混練し、直径１
５．７mm、厚さ０．９０mmのペレット状に加圧成形し
た。次いで、このペレット成形体に、電解含浸法によっ
てリチウムを含有させて負極とした。
度で３時間焼成して、炭素質粉末を得た。この粉末に結
着剤としてメタクリル酸アルキルエステル−ブタジエン
共重合体を９０：５の重量比で混合・混練し、直径１
５．７mm、厚さ０．９０mmのペレット状に加圧成形し
た。次いで、このペレット成形体に、電解含浸法によっ
てリチウムを含有させて負極とした。
【００２１】（３）電池の組み立て 図１は、本発明にかかる非水溶媒二次電池の断面図であ
る。該非水溶媒二次電池を、以下のようにして組み立て
た。まず、ステンレス鋼からなる正極容器（１）の内面
に直径１２mm、厚さ０．０５mmのステンレス製エキスパ
ンドメタルからなる負極集電体（３）を介して正極
（２）を収納した。プロピレンカーボネートに過塩素酸
リチウムを０．７mol/L の濃度になるように溶解した電
解液を、ポリプロピレン不織布に含浸させたセパレータ
（４）を、前記正極（２）上に載置した。ステンレス鋼
からなる負極容器（５）の内面に、直径１２mm、厚さ
０．１０mmのニッケル製エキスパンドメタルからなる負
極集電体（６）を介して負極（７）を着設した。最後
に、前記正極容器（１）の開口部に、絶縁ガスケット
（８）を介して前記負極容器（５）を嵌合し、正極容器
（１）をかしめ加工して正極容器（１）と負極容器
（５）内に、正極（２）、セパレータ（４）および負極
（７）を密閉して、外径２０mm、厚さ２．５mmのコイン
形非水溶媒二次電池を組み立てた。
る。該非水溶媒二次電池を、以下のようにして組み立て
た。まず、ステンレス鋼からなる正極容器（１）の内面
に直径１２mm、厚さ０．０５mmのステンレス製エキスパ
ンドメタルからなる負極集電体（３）を介して正極
（２）を収納した。プロピレンカーボネートに過塩素酸
リチウムを０．７mol/L の濃度になるように溶解した電
解液を、ポリプロピレン不織布に含浸させたセパレータ
（４）を、前記正極（２）上に載置した。ステンレス鋼
からなる負極容器（５）の内面に、直径１２mm、厚さ
０．１０mmのニッケル製エキスパンドメタルからなる負
極集電体（６）を介して負極（７）を着設した。最後
に、前記正極容器（１）の開口部に、絶縁ガスケット
（８）を介して前記負極容器（５）を嵌合し、正極容器
（１）をかしめ加工して正極容器（１）と負極容器
（５）内に、正極（２）、セパレータ（４）および負極
（７）を密閉して、外径２０mm、厚さ２．５mmのコイン
形非水溶媒二次電池を組み立てた。
【００２２】（４）予備放電処理と電池特性の測定 上記のようにして電池を組み立てた、室温で７〜１４日
間貯蔵した後、２mAの定電流で、放電深度が正極容量
（３６．６mAh ）に対して１，２，５ １０，及び２０
％になるように予備放電を行い、それぞれの電池をＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとした。予備放電後、４日間室温に貯蔵
後、電池電圧を測定した。その結果を図２に示す。その
後、電池Ａ〜Ｅを６０℃雰囲気中に２０，４０，６０日
間それぞれ貯蔵した。貯蔵後、電池を取り出し、電池の
内部抵抗を測定した。その結果を図３に示す。その後、
１５ＫΩで定抵抗放電を行って２．０Ｖまでの放電容量
を測定し、初期放電容量に対する貯蔵後の容量維持率を
求めた。その結果を図４に示す。
間貯蔵した後、２mAの定電流で、放電深度が正極容量
（３６．６mAh ）に対して１，２，５ １０，及び２０
％になるように予備放電を行い、それぞれの電池をＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとした。予備放電後、４日間室温に貯蔵
後、電池電圧を測定した。その結果を図２に示す。その
後、電池Ａ〜Ｅを６０℃雰囲気中に２０，４０，６０日
間それぞれ貯蔵した。貯蔵後、電池を取り出し、電池の
内部抵抗を測定した。その結果を図３に示す。その後、
１５ＫΩで定抵抗放電を行って２．０Ｖまでの放電容量
を測定し、初期放電容量に対する貯蔵後の容量維持率を
求めた。その結果を図４に示す。
【００２３】比較例１ 予備放電処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の
電池を組み立てこれを電池Ｆとして、同様の電池特性を
測定した。結果を図２〜４に示す。
電池を組み立てこれを電池Ｆとして、同様の電池特性を
測定した。結果を図２〜４に示す。
【図１】本発明の実施例のコイン形非水溶媒二次電池の
断面図である。
断面図である。
【図２】予備放電深度と電池電圧の関係を示す図であ
る。
る。
【図３】予備放電深度と高温貯蔵後の内部抵抗の関係を
示す図である。
示す図である。
【図４】予備放電深度と高温貯蔵後の放電容量維持率の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
１……正極容器 ２……正極 ３……正極集電体 ４……セパレータ ５……負極容器 ６……負極集電体 ７……負極 Ａ……予備放電深度１％の電池Ａ Ｂ……予備放電深度２％の電池Ｂ Ｃ……予備放電深度５％の電池Ｃ Ｄ……予備放電深度１０％の電池Ｄ Ｅ……予備放電深度２０％の電池Ｅ Ｆ……予備放電深度をしていない電池Ｆ
Claims (1)
- 【請求項１】 五酸化バナジウムを含む正極、リチウム
およびその担持体として炭素質材料からなる負極を含む
非水溶媒二次電池であって、電池を組み立て後、あらか
じめ前記正極容量の１〜２０％が予備放電処理されてい
ることを特徴とする非水溶媒二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289002A JPH07142092A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 非水溶媒二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289002A JPH07142092A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 非水溶媒二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142092A true JPH07142092A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17737575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289002A Pending JPH07142092A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 非水溶媒二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142092A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056791A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulateur lithium-ion |
| JP2015514296A (ja) * | 2012-03-21 | 2015-05-18 | ザ ジレット カンパニー | 金属ドープされた酸化ニッケル活性材料 |
| CN113481656A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-08 | 攀钢集团研究院有限公司 | 高纯五氧化二钒纳米纤维无纺布的制备方法 |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289002A patent/JPH07142092A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056791A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulateur lithium-ion |
| JP2015514296A (ja) * | 2012-03-21 | 2015-05-18 | ザ ジレット カンパニー | 金属ドープされた酸化ニッケル活性材料 |
| CN113481656A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-08 | 攀钢集团研究院有限公司 | 高纯五氧化二钒纳米纤维无纺布的制备方法 |
| CN113481656B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-09-20 | 攀钢集团研究院有限公司 | 高纯五氧化二钒纳米纤维无纺布的制备方法 |
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