JPH07226201A - 非水電解質電池 - Google Patents

非水電解質電池

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JPH07226201A
JPH07226201A JP6037727A JP3772794A JPH07226201A JP H07226201 A JPH07226201 A JP H07226201A JP 6037727 A JP6037727 A JP 6037727A JP 3772794 A JP3772794 A JP 3772794A JP H07226201 A JPH07226201 A JP H07226201A
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lithium
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battery
cobalt
magnesium
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Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Akira Shibata
亮 柴田
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
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    • 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】 【目的】高率放電時の放電容量の低下が少ない非水電解
質電池を得る。 【構成】Li1+X MgX Co1-X O2 (0.02≦x ≦0.15) を正
極活物質に用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解質二次電池に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激な小形軽量化
に伴い、小形で軽量かつ高エネルギー密度の電池が求め
られている。これら要求を満たす電池として、非水電解
質電池が有望である。なかでも正極活物質にα-NaCrO2
タイプの層状 LiCoO2 を用いた非水電解質電池は、４Ｖ
級のきわめて高い電圧を示すので高エネルギー密度の電
池として期待されている。
【０００３】しかし、 LiCoO2 は電気絶縁性の物質（J.
van Elp らPhysi.Rev.B.,44,6090(1991)）なので放電終
期に電池の内部抵抗が増大し、特に高率放電において放
電容量が低下するという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Li1+X MgX Co
1-X O2 (0.02≦x ≦0.15) を正極活物質に用いた電解
質電池により前記問題を解決するものである。
【０００５】
【作用】発明者らは、 LiCoO2 のコバルトをリチウムと
マグネシウムとで置換すると電伝導性が数100 倍に著し
く向上することを見いだした。この置換反応は、Co3+→
Li+ ＋Mg2+ であり、新物質の化学式は、Li1+X MgX Co
1-X O2 と書け、リチウムとマグネシウムの添加量を種
々変えて検討した結果、Li1+X MgX Co1-X O2 のx ≧0.
02の場合に電子伝導度が LiCoO2 よりも高く、x＞0.15
では絶縁性物MgO の混入の影響が大きくなり電導度が低
下することがわかった。
【０００６】このように活物質そのものの電子伝導性が
向上した結果、本発明のリチウムコバルトマグネシウム
複合酸化物Li1+X MgX Co1-X O2 (0.02 ≦x ≦0.15) 用
いた非水電解液電池は、実施例で示すように優れた高率
放電特性が得られる。また、正極への導電助剤の添加量
を少なくして電池のエネルギー密度を向上することもで
きる。
【０００７】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
【０００８】正極活物質を次のようにして合成した。炭
酸リチウム、四三酸化コバルトおよび炭酸マグネシウム
をリチウム：コバルト：マグネシウム原子比が1+x:(1-
x):xになるように混合(x=0.02 、0.05、0.15) し、空気
中で800 ℃で加熱して本発明の非水電解質電池に用いる
活物質リチウムコバルトマグネシウム複合酸化物Li1+X
MgX Co1-X O2 を合成した。また、炭酸リチウムと四三
酸化コバルトとをリチウム：コバルト原子比で1:1 にな
るように混合し、空気中で加熱して従来の非水電解質電
池に用いる活物質であるα-NaCrO2 タイプの層状リチウ
ムコバルト複合酸化物（ LiCoO2 ）を合成した。
【０００９】上記二種類の活物質と、導電剤としてのア
セチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デン粉末とを88：5 ：7 の重量比で混合し、溶剤のN-メ
チルピロリドンを添加してペースト状にしさらに250 ℃
で熱処理した後粉砕したものを、0.165g採集して電極成
形金型に投入して直径が16mmで厚さが約0.2mm の円板状
に成形した。この成形体を直径16mm、100 メッシュのス
テンレス板に圧着したのち再度250 ℃で真空乾燥処理し
て正極板とした。
【００１０】負極板は、黒鉛と結着剤としてのポリフッ
化ビニリデン粉末とを88:12 の重量比で混合し、溶剤の
N-メチルピロリドンを添加してペースト状にしさらに25
0 ℃で熱処理した後粉砕したものを0.8g採集し金型を用
いて直径18mm，厚さ0.3mm に加圧成形したのち温度250
℃で真空乾燥処理して得た。
【００１１】上記の正極板と負極板を用いて図１に示す
ようなボタン形電池を試作した。図は、電池の縦断面図
である。図中１は、ステンレス(SUS304)鋼板を打ち抜き
加工した正極端子を兼ねるケース、２はステンレス(SUS
U304) 鋼板を打ち抜き加工した負極端子を兼ねる封口板
であり、その内壁には負極板３が当接されている。５は
有機電解液を含浸したポリプロピレンからなるセパレー
ター、６は正極板であり正極端子を兼ねるケース１の開
口端部を内方へかしめ、ガスケット４を介して負極端子
を兼ねる封口板２の外周を締め付けることにより密閉封
口している。
【００１２】有機電解液にはエチレンカーボネート（E
C）とジメチルカーボネート（DMC ）とジエチルカーボ
ネート（DEC ）とを体積比２：１：２で混合した溶媒
に、６フッ化燐酸リチウムを１モル／リットルの濃度で
溶解させたものを用いた。さらに電解液に過塩素酸リチ
ウムを１０ｐｐｍ添加した。
【００１３】正極活物質にLi1+X MgX Co1-X O2 を用い
た本発明の非水電解質電池の内、x=0.05のものを電池
Ａ、x=0.10のものを電池Ｂ、x=0.15のものを電池Ｃとよ
ぶ。また、正極活物質に LiCoO2 を用いたことの他は、
本発明の非水電解質電池と同様の構成とした比較電池を
電池アと呼ぶ。
【００１４】次に、これらの４種類の電池を電流0.5mA
で、端子電圧が4.1Vに至るまで充電して、つづいて、続
いて0.5mA ，1mA ，2mA で端子電圧が2.75V に達するま
で放電する各率放電試験をおこなった。各電池の0.5mA
放電時の放電容量を１としたときの高率放電時の放電容
量を表１に示す。
【００１５】
【表１】 表から本発明の電池Ａ，Ｂ，Ｃは、比較のための電池ア
に比べて優れた高率放電性能を有していることがわか
る。
【００１６】なお、上記実施例では、負極として炭素材
料を用い、電解液に有機電解液を用いたが、本発明の非
水電解質電池においては、Li1+X MgX Co1-X O2 (0.02<
x<0.15) を正極活物質に用いておれば負極活物質や電解
液は基本的に限定されない。すなわち、従来の非水電解
質電池の負極に用いられている各種カーボン材料や純リ
チウムもしくはリチウム合金などを用いることができ
る。また、電解液に他の有機溶媒を用いても良い。ある
いは、有機固体電解質や無機固体電解質を電解質に用い
てもよい。同様に、支持電解質、セパレーター、電極基
体、電池ケースの材質なども基本的に限定されない。
【００１７】なお、前記の実施例に係る電池はボタン電
池であるが、円筒形、角形またはペーパー形電池に本発
明を適用しても同様の効果が得られる。また、高率放電
性能を向上させる効果は実施例の二次電池だけでなくLi
1+X MgX Co1-X O2 (0.02 ≦x ≦0.15) を用いた非水電
解質一次電池においても同様に得られる。
【００１８】
【発明の効果】上述のごとく、本発明の非水電解質電池
は、高率放電時の放電容量の低下が少ないという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】非水電解質二次電池の一例であるボタン電池の
内部構造を示した図。
【符号の説明】
１ 電池ケース ２ 封口板 ３ 負極 ４ ガスケット ５ セパレーター ６ 正極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Li1+X MgX Co1-X O2 (0.02≦x ≦0.15)
    を正極活物質に用いた非水電解質電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003038931A1 (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
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JP2009120480A (ja) * 2001-08-03 2009-06-04 Toda Kogyo Corp コバルト酸化物粒子粉末及びその製造法、非水電解質二次電池用正極活物質及びその製造法並びに非水電解質二次電池
JP2014049205A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Ulvac Japan Ltd 薄膜リチウム二次電池製造方法、マスク、薄膜リチウム二次電池製造装置

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