JPH07192720A - 非水系電池 - Google Patents
非水系電池Info
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- JPH07192720A JPH07192720A JP5347812A JP34781293A JPH07192720A JP H07192720 A JPH07192720 A JP H07192720A JP 5347812 A JP5347812 A JP 5347812A JP 34781293 A JP34781293 A JP 34781293A JP H07192720 A JPH07192720 A JP H07192720A
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- Japan
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- battery
- transition metal
- composite oxide
- temperature
- positive electrode
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】組成式Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏz Ｏa （但し、０＜ｘ
＜１．３、ｙ＋ｚ＝１、ｙ＞ｚ、１．８≦ａ≦２．２）
で表される遷移金属複合酸化物粉末を正極活物質とし、
金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出するこ
とが可能な物質を負極材料とする非水系電池において、
前記遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表面部
に、ホウ素、リン又は窒素を含有する層が形成されてい
る。 【効果】短絡などにより電池温度が多少上昇した場合で
も、電解液の分解（発熱反応）が起こりにくく、電池温
度が異常上昇しにくいので、信頼性が高い。
＜１．３、ｙ＋ｚ＝１、ｙ＞ｚ、１．８≦ａ≦２．２）
で表される遷移金属複合酸化物粉末を正極活物質とし、
金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出するこ
とが可能な物質を負極材料とする非水系電池において、
前記遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表面部
に、ホウ素、リン又は窒素を含有する層が形成されてい
る。 【効果】短絡などにより電池温度が多少上昇した場合で
も、電解液の分解（発熱反応）が起こりにくく、電池温
度が異常上昇しにくいので、信頼性が高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遷移金属複合酸化物を
正極活物質とする非水系電池に係わり、詳しくは充電状
態で電池温度が多少上昇した場合でも電解液が分解しに
くいため、電池温度が異常上昇しにくい、信頼性の高い
非水系電池を得ることを目的とした、正極の改良に関す
る。
正極活物質とする非水系電池に係わり、詳しくは充電状
態で電池温度が多少上昇した場合でも電解液が分解しに
くいため、電池温度が異常上昇しにくい、信頼性の高い
非水系電池を得ることを目的とした、正極の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
非水系電池が、エネルギー密度が高く、しかも水の分解
電圧を考慮する必要が無いため高電圧化が可能であるな
どの利点を有することから、脚光を浴びつつある。
非水系電池が、エネルギー密度が高く、しかも水の分解
電圧を考慮する必要が無いため高電圧化が可能であるな
どの利点を有することから、脚光を浴びつつある。
【０００３】而して、高電圧型の非水系電池の正極活物
質として、充放電領域において２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ
+ ）以上の電位を示すＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 等の
遷移金属複合酸化物が、また同電池の負極材料として、
金属リチウム又はリチウムを吸蔵及び放出することが可
能な物質（コークス、黒鉛など）が、それぞれ提案され
ている。
質として、充放電領域において２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ
+ ）以上の電位を示すＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 等の
遷移金属複合酸化物が、また同電池の負極材料として、
金属リチウム又はリチウムを吸蔵及び放出することが可
能な物質（コークス、黒鉛など）が、それぞれ提案され
ている。
【０００４】しかしながら、この種の電池には、正極電
位が貴となる充電状態にあるときに、短絡などにより電
池温度が上昇すると、電解液が正極表面で容易に分解
（発熱反応）するため、電池温度が異常に上昇する虞れ
があった。
位が貴となる充電状態にあるときに、短絡などにより電
池温度が上昇すると、電解液が正極表面で容易に分解
（発熱反応）するため、電池温度が異常に上昇する虞れ
があった。
【０００５】本発明は、この問題を解決するべくなされ
たものであって、その目的とするところは、正極による
電解液の分解反応の開始温度が高いため、短絡などによ
り電池温度が上昇した場合でも電解液の分解（発熱反
応）が起こりにくく、電池温度が異常に上昇しにくい、
信頼性の高い非水系電池を提供するにある。
たものであって、その目的とするところは、正極による
電解液の分解反応の開始温度が高いため、短絡などによ
り電池温度が上昇した場合でも電解液の分解（発熱反
応）が起こりにくく、電池温度が異常に上昇しにくい、
信頼性の高い非水系電池を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水系電池（以下、「本発明電池」と称
する。）は、組成式Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏz Ｏa （但し、０
＜ｘ＜１．３、ｙ＋ｚ＝１、ｙ＞ｚ、１．８≦ａ≦２．
２）で表される遷移金属複合酸化物粉末を正極活物質と
し、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出す
ることが可能な物質を負極材料とする非水系電池におい
て、前記遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表
面部に、ほう素、リン又は窒素を含有する層が形成され
ていることを特徴とする。
の本発明に係る非水系電池（以下、「本発明電池」と称
する。）は、組成式Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏz Ｏa （但し、０
＜ｘ＜１．３、ｙ＋ｚ＝１、ｙ＞ｚ、１．８≦ａ≦２．
２）で表される遷移金属複合酸化物粉末を正極活物質と
し、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出す
ることが可能な物質を負極材料とする非水系電池におい
て、前記遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表
面部に、ほう素、リン又は窒素を含有する層が形成され
ていることを特徴とする。
【０００７】本発明が、特定の遷移金属複合酸化物粉末
を正極活物質とする正極を備えた非水系電池を対象とす
るのは、充電状態において４Ｖ（vs. Ｌｉ／Ｌｉ+ ）程
度の貴な電位を有するこの種の正極活物質を用いた場合
に、電解液の分解（発熱反応）に起因する電池温度の異
常上昇が特に起こり易いからである。
を正極活物質とする正極を備えた非水系電池を対象とす
るのは、充電状態において４Ｖ（vs. Ｌｉ／Ｌｉ+ ）程
度の貴な電位を有するこの種の正極活物質を用いた場合
に、電解液の分解（発熱反応）に起因する電池温度の異
常上昇が特に起こり易いからである。
【０００８】本発明における負極材料としては、金属リ
チウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可
能な物質が用いられる。リチウムイオンを吸蔵及び放出
することが可能な物質としては、コークス、黒鉛、有機
物焼成体等の炭素材料が例示される。
チウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可
能な物質が用いられる。リチウムイオンを吸蔵及び放出
することが可能な物質としては、コークス、黒鉛、有機
物焼成体等の炭素材料が例示される。
【０００９】
【作用】本発明電池においては、遷移金属複合酸化物粉
末の各粒子表面にほう素、リン又は窒素を含有する層が
形成され、この層がこの種の遷移金属複合酸化物が電解
液分解反応に対して示す触媒活性を低減する触媒毒とし
て働くため、電解液が分解し始める温度（反応開始温
度）が上昇する。このため、短絡などにより電池温度が
多少上昇した場合でも、電解液の分解（発熱反応）が起
こりにくくなり、電池温度が異常上昇しにくくなる。
末の各粒子表面にほう素、リン又は窒素を含有する層が
形成され、この層がこの種の遷移金属複合酸化物が電解
液分解反応に対して示す触媒活性を低減する触媒毒とし
て働くため、電解液が分解し始める温度（反応開始温
度）が上昇する。このため、短絡などにより電池温度が
多少上昇した場合でも、電解液の分解（発熱反応）が起
こりにくくなり、電池温度が異常上昇しにくくなる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
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。
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。
【００１１】（製造例１〜９）ＬｉＯＨとＮｉ（ＯＨ）
2 とＣｏ（ＯＨ）2 とを乳鉢中にてモル比５：４：１で
混合した後、乾燥空気雰囲気下にて、７５０°Ｃで２０
時間熱処理し、次いで石川式らいかい乳鉢中で平均粒径
約５μｍの粉末に粉砕し、組成式ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2 で表される遷移金属複合酸化物粉末を得た。このよ
うにして得た遷移金属複合酸化物粉末１００重量部に、
添加剤としての酸化ほう素、トリメチルホスフィン又は
アニリンを、表１に示す割合で添加混合し、乾燥空気雰
囲気下にて３００°Ｃで１時間熱処理した後、加圧成形
してペレットＡ１〜Ａ９を作製した。
2 とＣｏ（ＯＨ）2 とを乳鉢中にてモル比５：４：１で
混合した後、乾燥空気雰囲気下にて、７５０°Ｃで２０
時間熱処理し、次いで石川式らいかい乳鉢中で平均粒径
約５μｍの粉末に粉砕し、組成式ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2 で表される遷移金属複合酸化物粉末を得た。このよ
うにして得た遷移金属複合酸化物粉末１００重量部に、
添加剤としての酸化ほう素、トリメチルホスフィン又は
アニリンを、表１に示す割合で添加混合し、乾燥空気雰
囲気下にて３００°Ｃで１時間熱処理した後、加圧成形
してペレットＡ１〜Ａ９を作製した。
【００１２】
【表１】
【００１３】各ペレットについて、ＸＰＳ（X-ray Phot
o-Electron Spectroscopy ；Ｘ線光電子分光法）により
元素分析したところ、Ｂ、Ｐ及びＮの存在が確認され
た。なお、各ペレットにＡｒをスパッタした後でＸＰＳ
による元素分析を行ったところ、Ｂ、Ｐ及びＮの急激な
減少が認められた。このことから、Ｂ、Ｐ及びＮはペレ
ットの表面部に集中的に存在することが分かった。
o-Electron Spectroscopy ；Ｘ線光電子分光法）により
元素分析したところ、Ｂ、Ｐ及びＮの存在が確認され
た。なお、各ペレットにＡｒをスパッタした後でＸＰＳ
による元素分析を行ったところ、Ｂ、Ｐ及びＮの急激な
減少が認められた。このことから、Ｂ、Ｐ及びＮはペレ
ットの表面部に集中的に存在することが分かった。
【００１４】（比較製造例）酸化ほう素等の添加剤を一
切添加しなったこと以外は製造例１〜９と同様にして、
ペレットＢを作製した。
切添加しなったこと以外は製造例１〜９と同様にして、
ペレットＢを作製した。
【００１５】〔反応開始温度の測定〕ペレットＡ１〜Ａ
９及びＢを用いて電極を作製し（導電剤としてアセチレ
ンブラックを、また結着剤としてフッ素樹脂を用い
た。）、これを正極に、また金属リチウム板を負極に用
いて扁平型の非水系電池（電解液：ＬｉＰＦ6 を１モル
／リットルの割合でエチレンカーボネートに溶かした溶
液）を組み立て、これを１Ｃで１時間充電した。その
後、電池を分解して、正極を取り出した。
９及びＢを用いて電極を作製し（導電剤としてアセチレ
ンブラックを、また結着剤としてフッ素樹脂を用い
た。）、これを正極に、また金属リチウム板を負極に用
いて扁平型の非水系電池（電解液：ＬｉＰＦ6 を１モル
／リットルの割合でエチレンカーボネートに溶かした溶
液）を組み立て、これを１Ｃで１時間充電した。その
後、電池を分解して、正極を取り出した。
【００１６】次いで、この充電した正極を電解液（Ｌｉ
ＰＦ6 を１モル／リットルの割合でエチレンカーボネー
トに溶かした溶液）中に浸漬し、電解液を外部加熱し、
電解液が分解して発熱し始める温度を熱測定により測定
した。結果を先の表１及び図１に示す。図１は、表１に
示す結果を、縦軸に反応開始温度（°Ｃ）を、また横軸
に遷移金属複合酸化物１００重量部に対する添加剤の添
加量（重量部）をとってグラフ化したものである。
ＰＦ6 を１モル／リットルの割合でエチレンカーボネー
トに溶かした溶液）中に浸漬し、電解液を外部加熱し、
電解液が分解して発熱し始める温度を熱測定により測定
した。結果を先の表１及び図１に示す。図１は、表１に
示す結果を、縦軸に反応開始温度（°Ｃ）を、また横軸
に遷移金属複合酸化物１００重量部に対する添加剤の添
加量（重量部）をとってグラフ化したものである。
【００１７】表１及び図１に示すように、正極にペレッ
トＡ１〜Ａ９を用いた場合は、ペレットＢを用いた場合
に比し、電解液の反応開始温度が高い。このことから、
粒子表面に、ほう素、リン又は窒素が含有せしめること
により、信頼性の高い非水系電池が得られることが分か
る。
トＡ１〜Ａ９を用いた場合は、ペレットＢを用いた場合
に比し、電解液の反応開始温度が高い。このことから、
粒子表面に、ほう素、リン又は窒素が含有せしめること
により、信頼性の高い非水系電池が得られることが分か
る。
【００１８】叙上の実施例では添加剤として酸化ほう
素、トリメチルホスフィン又はアニリンを用いる場合を
例に挙げて説明したが、この他、例えば、有機化合物と
しては、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、脂肪族アミンなど
を、また無機化合物としては、Ｂ2 Ｏ3 、Ｈ3 ＢＯ3 、
Ｂ2 Ｓ3 、ＢＰ、Ｐ3 Ｎ5 、Ｐ2 Ｏ5 、ＰＢｒ3 、ＰＯ
Ｂｒ3 などを用いることができる。
素、トリメチルホスフィン又はアニリンを用いる場合を
例に挙げて説明したが、この他、例えば、有機化合物と
しては、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、脂肪族アミンなど
を、また無機化合物としては、Ｂ2 Ｏ3 、Ｈ3 ＢＯ3 、
Ｂ2 Ｓ3 、ＢＰ、Ｐ3 Ｎ5 、Ｐ2 Ｏ5 、ＰＢｒ3 、ＰＯ
Ｂｒ3 などを用いることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明電池は、短絡などにより電池温度
が多少上昇した場合でも、電解液の分解（発熱反応）が
起こりにくく、電池温度が異常上昇しにくいので、信頼
性が高い。
が多少上昇した場合でも、電解液の分解（発熱反応）が
起こりにくく、電池温度が異常上昇しにくいので、信頼
性が高い。
【図１】遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表
面部に、ほう素、リン又は窒素を含有する層を形成する
ために遷移金属複合酸化物に添加される添加剤の添加量
と反応開始温度との関係を示すグラフである。
面部に、ほう素、リン又は窒素を含有する層を形成する
ために遷移金属複合酸化物に添加される添加剤の添加量
と反応開始温度との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末森 敦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】組成式Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏz Ｏa （但し、０
＜ｘ＜１．３、ｙ＋ｚ＝１、ｙ＞ｚ、１．８≦ａ≦２．
２）で表される遷移金属複合酸化物粉末を正極活物質と
し、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出す
ることが可能な物質を負極材料とする非水系電池におい
て、前記遷移金属複合酸化物粉末を構成する各粒子の表
面部に、ほう素、リン又は窒素を含有する層が形成され
ていることを特徴とする非水系電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34781293A JP3192855B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 非水系電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34781293A JP3192855B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 非水系電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192720A true JPH07192720A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3192855B2 JP3192855B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=18392758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34781293A Expired - Lifetime JP3192855B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 非水系電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192855B2 (ja) |
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| US5705291A (en) * | 1996-04-10 | 1998-01-06 | Bell Communications Research, Inc. | Rechargeable battery cell having surface-treated lithiated intercalation positive electrode |
| JP2001196063A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | 非水二次電池用活物質およびこれを用いた非水二次電池 |
| JP2003146662A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-21 | Nikki Chemcal Co Ltd | リチウム・ニッケル・マンガン複合酸化物、その製造方法および用途 |
| JP2006196433A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正極活物質およびその製造法ならびに非水電解質二次電池 |
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| US8318343B2 (en) | 2006-07-21 | 2012-11-27 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte cell and positive electrode for same |
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| JP2019145308A (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4710916B2 (ja) | 2008-02-13 | 2011-06-29 | ソニー株式会社 | 非水電解質二次電池用正極活物質、これを用いた非水電解質二次電池用正極および非水電解質二次電池 |
| KR101623963B1 (ko) | 2008-08-04 | 2016-05-24 | 소니 가부시끼가이샤 | 정극 활물질 및 그것을 이용한 정극과 비수 전해질 2차 전지 |
| JP5029540B2 (ja) | 2008-09-01 | 2012-09-19 | ソニー株式会社 | 正極活物質、これを用いた正極および非水電解質二次電池 |
| WO2019044770A1 (ja) | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 株式会社村田製作所 | 正極活物質、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP34781293A patent/JP3192855B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3192855B2 (ja) | 2001-07-30 |
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