JPH076764A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
- Publication number
- JPH076764A JPH076764A JP5149111A JP14911193A JPH076764A JP H076764 A JPH076764 A JP H076764A JP 5149111 A JP5149111 A JP 5149111A JP 14911193 A JP14911193 A JP 14911193A JP H076764 A JPH076764 A JP H076764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- secondary battery
- lithium secondary
- spherical shell
- cathode
- 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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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー密度が高く、自己放電が少なく、
サイクル特性の良好なリチウム二次電池を提供する。 【構成】 陰極で使用する炭素として５角形と６角形の
炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用いる。
サイクル特性の良好なリチウム二次電池を提供する。 【構成】 陰極で使用する炭素として５角形と６角形の
炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池用に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電池の高エネルギー密度化がますます要
求されており、かかる要求に答えるべく二次電池とし
て、陰極にリチウム／黒鉛層間化合物を用いた非水電解
液二次電池の研究が活発に行われている。
求されており、かかる要求に答えるべく二次電池とし
て、陰極にリチウム／黒鉛層間化合物を用いた非水電解
液二次電池の研究が活発に行われている。
【０００３】この電池は、高エネルギー密度であるとと
もに、セル当たりの電圧が3.6 Ｖと、Ｎｉ−Ｃｄ電池
や、Ｎｉ−Ｈ電池の３倍程度高いという特徴がある。ま
た、陰極に金属リチウムを用いたものに比べて、急速充
電が可能なことや、サイクル寿命が長いなどの特徴もあ
る。
もに、セル当たりの電圧が3.6 Ｖと、Ｎｉ−Ｃｄ電池
や、Ｎｉ−Ｈ電池の３倍程度高いという特徴がある。ま
た、陰極に金属リチウムを用いたものに比べて、急速充
電が可能なことや、サイクル寿命が長いなどの特徴もあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の電池は、陰極に金属リチウムを用いた電池に比べて次
のような問題点がある。
の電池は、陰極に金属リチウムを用いた電池に比べて次
のような問題点がある。
【０００５】（１）エネルギー密度が低いこと。
【０００６】（２）自己放電率が10〜15％／月と多いこ
と。
と。
【０００７】電池のエネルギー密度を高くする方法とし
て、陰極に使用されている炭素中に、ホウ素化合物を添
加する方法（特開平３−２４５４５８号）、リン化合物
を添加する方法（特開平３−１３７０１０号）等が提案
されている。
て、陰極に使用されている炭素中に、ホウ素化合物を添
加する方法（特開平３−２４５４５８号）、リン化合物
を添加する方法（特開平３−１３７０１０号）等が提案
されている。
【０００８】しかしながら、これらの方法で作製した炭
素を用いても、たかだか炭素６個に、リチウムが１個程
度、ドーピング，脱ドーピングするものである。なお、
これらの方法で使用されている炭素の構造は、グラファ
イト構造である。
素を用いても、たかだか炭素６個に、リチウムが１個程
度、ドーピング，脱ドーピングするものである。なお、
これらの方法で使用されている炭素の構造は、グラファ
イト構造である。
【０００９】本発明の目的は、エネルギー密度が高く、
自己放電が少なく、サイクル特性の良好なリチウム二次
電池を提供することである。
自己放電が少なく、サイクル特性の良好なリチウム二次
電池を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成を説明すると、次の通りである。
明の構成を説明すると、次の通りである。
【００１１】請求項１に記載のリチウム二次電池は、陰
極で使用する炭素として５角形と６角形の炭素骨格から
なる中空の球殻状炭素分子を用いていることを特徴とす
る。請求項２に記載のリチウム二次電池は、請求項１に
おいて、前記球殻状炭素分子が、炭素数が６０，７０，
７６，７８，８２，９０，９６を含むものであることを
特徴とする。
極で使用する炭素として５角形と６角形の炭素骨格から
なる中空の球殻状炭素分子を用いていることを特徴とす
る。請求項２に記載のリチウム二次電池は、請求項１に
おいて、前記球殻状炭素分子が、炭素数が６０，７０，
７６，７８，８２，９０，９６を含むものであることを
特徴とする。
【００１２】
【作用】このように陰極で使用する炭素として５角形と
６角形の炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用い
ると、エネルギー密度が高く、自己放電が少なく、サイ
クル特性の良好なリチウム二次電池が得られる。
６角形の炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用い
ると、エネルギー密度が高く、自己放電が少なく、サイ
クル特性の良好なリチウム二次電池が得られる。
【００１３】
【実施例】実施例 本発明の実施例を説明する。日本黒鉛工業株式会社製の
天然黒鉛20ｇを、石英ガラス製の赤外線イメージ炉（真
空理工株式会社製）に入れ、99.99 ％のヘリウムガスで
置換し、100 トールに減圧した後、400 ℃で20時間加熱
する。加熱後、25℃まで冷却し、空気を入れた後、取り
出す。原材料である天然黒鉛はグラファイト構造をして
いるが、このような処理をすると、５角形と６角形の炭
素骨格からなる中空の球殻状炭素分子になる。なお、こ
れらの炭素は、質量分析の結果、炭素数が６０，７０，
７６，７８，８２，９０，９６を含むものであることを
確認した。このようにして作製した中空の球殻状炭素分
子１ｇに、テトラフルオロエチレンの微粉末を20mg含む
水溶液を加えて混練してペースト状とし、それをステン
レス製のエキスパンドメタルに塗着し、１ｔ／cm2 の圧
力で整形後、適当な形に打ち抜いて負極とした。
天然黒鉛20ｇを、石英ガラス製の赤外線イメージ炉（真
空理工株式会社製）に入れ、99.99 ％のヘリウムガスで
置換し、100 トールに減圧した後、400 ℃で20時間加熱
する。加熱後、25℃まで冷却し、空気を入れた後、取り
出す。原材料である天然黒鉛はグラファイト構造をして
いるが、このような処理をすると、５角形と６角形の炭
素骨格からなる中空の球殻状炭素分子になる。なお、こ
れらの炭素は、質量分析の結果、炭素数が６０，７０，
７６，７８，８２，９０，９６を含むものであることを
確認した。このようにして作製した中空の球殻状炭素分
子１ｇに、テトラフルオロエチレンの微粉末を20mg含む
水溶液を加えて混練してペースト状とし、それをステン
レス製のエキスパンドメタルに塗着し、１ｔ／cm2 の圧
力で整形後、適当な形に打ち抜いて負極とした。
【００１４】ＬｉＮｉ0.2 Ｃｏ0.8 Ｏｘを５ｇに、日本
黒鉛工業株式会社製の天然黒鉛を100 ｇ加え、テトラフ
ルオロエチレンの微粉末を100 mg含む水溶液を加えて混
練してペースト状とし、それをステンレス製のエキスパ
ンドメタルに塗着し、１ｔ／cm2 の圧力で整形後、適当
な形に打ち抜いて正極とした。
黒鉛工業株式会社製の天然黒鉛を100 ｇ加え、テトラフ
ルオロエチレンの微粉末を100 mg含む水溶液を加えて混
練してペースト状とし、それをステンレス製のエキスパ
ンドメタルに塗着し、１ｔ／cm2 の圧力で整形後、適当
な形に打ち抜いて正極とした。
【００１５】電解液として、プロピレン・カーボネイト
と1.2 ジメトキシエタンの混合溶媒（体積比で１：１）
にＬｉＣｌＯ4 を１モル／ｌ溶解させた溶液を用い、セ
パレータとしてポリプロピレン不織布を用いて、コイン
形電池を作製した。なお、活物質の使用量は、負極規制
になるように、正極の容量を負極の容量に比べて充分大
きくなるように設計した。このような電池を本発明品と
称する。
と1.2 ジメトキシエタンの混合溶媒（体積比で１：１）
にＬｉＣｌＯ4 を１モル／ｌ溶解させた溶液を用い、セ
パレータとしてポリプロピレン不織布を用いて、コイン
形電池を作製した。なお、活物質の使用量は、負極規制
になるように、正極の容量を負極の容量に比べて充分大
きくなるように設計した。このような電池を本発明品と
称する。
【００１６】比較例 比較例として、特開平３−１３７０１０号で提案されて
いるリンを添加する方法で作製したグラファイト構造を
有する炭素を用い、実施例と同様の電池を作製した。こ
のような電池を比較例品と称する。
いるリンを添加する方法で作製したグラファイト構造を
有する炭素を用い、実施例と同様の電池を作製した。こ
のような電池を比較例品と称する。
【００１７】本発明品及び、比較例品として作製した電
池について、サイクル試験をし、放電容量の変化を測定
した結果を図１に示す。なお、充放電は0.6 mA／cm2 の
定電流とし、充電量を炭素１ｇ当たり430 mAh とし、放
電終止電圧を1.8 Ｖとした。図１に示す結果から明らか
なように、本発明品は、グラファイトを負極とした場合
の理論容量（372 mAh ／ｇ）を超えており、比較例品よ
りも15％程度容量が高い。また、100 サイクルを超えて
も安定した特性を示している。
池について、サイクル試験をし、放電容量の変化を測定
した結果を図１に示す。なお、充放電は0.6 mA／cm2 の
定電流とし、充電量を炭素１ｇ当たり430 mAh とし、放
電終止電圧を1.8 Ｖとした。図１に示す結果から明らか
なように、本発明品は、グラファイトを負極とした場合
の理論容量（372 mAh ／ｇ）を超えており、比較例品よ
りも15％程度容量が高い。また、100 サイクルを超えて
も安定した特性を示している。
【００１８】次に、60℃で15日間放置した場合の自己放
電率を表１に示す。
電率を表１に示す。
【００１９】
【表１】 本発明品は比較例品に比べて、自己放電率が１／４程度
であり、優れていることが認められた。
であり、優れていることが認められた。
【００２０】これらの理由として、比較例品では陰極に
グラファイト構造をした炭素を用いているのに対し、本
発明品では陰極に５角形と６角形の炭素骨格からなる中
空の球殻状炭素分子を用いており、この構造因子が大き
く異なるためによると考えられる。
グラファイト構造をした炭素を用いているのに対し、本
発明品では陰極に５角形と６角形の炭素骨格からなる中
空の球殻状炭素分子を用いており、この構造因子が大き
く異なるためによると考えられる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るリチ
ウム二次電池は、陰極で使用する炭素として５角形と６
角形の炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用いて
いるので、エネルギー密度が高く、自己放電が少なく、
サイクル特性の良好なものとなる利点がある。
ウム二次電池は、陰極で使用する炭素として５角形と６
角形の炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用いて
いるので、エネルギー密度が高く、自己放電が少なく、
サイクル特性の良好なものとなる利点がある。
【図１】本発明品と比較例品のサイクル試験結果を示す
線図である。
線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 陰極で使用する炭素として５角形と６角
形の炭素骨格からなる中空の球殻状炭素分子を用いてい
ることを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 前記球殻状炭素分子は、炭素数が６０，
７０，７６，７８，８２，９０，９６を含むものである
ことを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5149111A JPH076764A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5149111A JPH076764A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076764A true JPH076764A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15467952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5149111A Pending JPH076764A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076764A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0827223A1 (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US6270926B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-08-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US6270924B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-08-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US6409984B1 (en) | 1996-06-17 | 2002-06-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Spinel-type lithium manganese complex oxide for a cathode active material of a lithium secondary battery |
| US7129003B2 (en) * | 2001-05-29 | 2006-10-31 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Fullerene-based secondary cell electrodes |
| US7531273B2 (en) | 2001-05-29 | 2009-05-12 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Fullerene-based secondary cell electrodes |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5149111A patent/JPH076764A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6409984B1 (en) | 1996-06-17 | 2002-06-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Spinel-type lithium manganese complex oxide for a cathode active material of a lithium secondary battery |
| US6270926B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-08-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US6270924B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-08-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| EP0827223A1 (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US6255020B1 (en) | 1996-08-29 | 2001-07-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| US7129003B2 (en) * | 2001-05-29 | 2006-10-31 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Fullerene-based secondary cell electrodes |
| US7531273B2 (en) | 2001-05-29 | 2009-05-12 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Fullerene-based secondary cell electrodes |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020806 |