JPH0785890A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
- Publication number
- JPH0785890A JPH0785890A JP5230668A JP23066893A JPH0785890A JP H0785890 A JPH0785890 A JP H0785890A JP 5230668 A JP5230668 A JP 5230668A JP 23066893 A JP23066893 A JP 23066893A JP H0785890 A JPH0785890 A JP H0785890A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- lithium secondary
- secondary battery
- positive electrode
- nitrate
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチウム二次電池の電池特性（容量、サイク
ル性、耐高電流密度、耐高作動電圧）を改善する。 【構成】 リチウム二次電池の正極として、リチウム−
金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸塩を１％以下の
重量比で添加したものを用いた。 【効果】 リチウム−金属複合酸化物中に硝酸塩又は硫
酸塩の陰イオン（ＮＯ3 - 又はＳＯ4 2-）が残存し、界
面を隔てる。それにより活物質と電解液との接触が妨げ
られ、電解液の分解を防げることにより、電池特性が向
上する。
ル性、耐高電流密度、耐高作動電圧）を改善する。 【構成】 リチウム二次電池の正極として、リチウム−
金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸塩を１％以下の
重量比で添加したものを用いた。 【効果】 リチウム−金属複合酸化物中に硝酸塩又は硫
酸塩の陰イオン（ＮＯ3 - 又はＳＯ4 2-）が残存し、界
面を隔てる。それにより活物質と電解液との接触が妨げ
られ、電解液の分解を防げることにより、電池特性が向
上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正極と負極との間で一
方の電極が放出したリチウムを他方の電極が吸蔵すると
いう可逆反応によって充放電を行なうリチウム二次電池
に関するものである。
方の電極が放出したリチウムを他方の電極が吸蔵すると
いう可逆反応によって充放電を行なうリチウム二次電池
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のリチウム二次電池を構成
する正極の材料としては、リチウム−金属複合酸化物Ｌ
ｉｘＭＯｙ（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎなど、０＜ｘ、０＜
ｙ）が広く用いられていた。
する正極の材料としては、リチウム−金属複合酸化物Ｌ
ｉｘＭＯｙ（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎなど、０＜ｘ、０＜
ｙ）が広く用いられていた。
【０００３】そして、これらの活物質を使用したリチウ
ム二次電池を充電すると、リチウムが抜けていき、リチ
ウムに対して４Ｖ以上の電位を示す。
ム二次電池を充電すると、リチウムが抜けていき、リチ
ウムに対して４Ｖ以上の電位を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エレク
トロニクス機器が急速に高性能化、多様化しつつある昨
今においては、リチウム−金属複合酸化物ＬｉｘＭＯｙ
を正極とするリチウム二次電池の電池特性（容量、サイ
クル性、耐高電流密度、耐高作動電圧）がそれに追随で
きず、必ずしも十分な電池特性を発現しない場合があっ
た。
トロニクス機器が急速に高性能化、多様化しつつある昨
今においては、リチウム−金属複合酸化物ＬｉｘＭＯｙ
を正極とするリチウム二次電池の電池特性（容量、サイ
クル性、耐高電流密度、耐高作動電圧）がそれに追随で
きず、必ずしも十分な電池特性を発現しない場合があっ
た。
【０００５】特に、充電時にリチウムに対して４Ｖ以上
の電位を示すこれらの活物質の界面では、電池に使用し
ている有機電解液が分解される。それによって、リチウ
ム二次電池の電池特性は悪影響を受け劣化する。
の電位を示すこれらの活物質の界面では、電池に使用し
ている有機電解液が分解される。それによって、リチウ
ム二次電池の電池特性は悪影響を受け劣化する。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、正極の材料を
改良することにより、従来のリチウム二次電池より更に
優れた電池特性を有するリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とする。
改良することにより、従来のリチウム二次電池より更に
優れた電池特性を有するリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、正極
（１）にセパレータ（３）を介して負極（２）を配し、
非水電解液を注入して構成されるリチウム二次電池（１
０）において、リチウム−金属複合酸化物に対して硝酸
塩又は硫酸塩を１％以下の重量比で添加したものを前記
正極として用いて構成される。
（１）にセパレータ（３）を介して負極（２）を配し、
非水電解液を注入して構成されるリチウム二次電池（１
０）において、リチウム−金属複合酸化物に対して硝酸
塩又は硫酸塩を１％以下の重量比で添加したものを前記
正極として用いて構成される。
【０００８】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を表わす便宜的なものであり、従って、本発
明は図面上の記載に限定拘束されるものではない。この
ことは、「特許請求の範囲」の欄についても同様であ
る。
応する要素を表わす便宜的なものであり、従って、本発
明は図面上の記載に限定拘束されるものではない。この
ことは、「特許請求の範囲」の欄についても同様であ
る。
【０００９】
【作用】上記した構成により、本発明は、リチウム−金
属複合酸化物中に硝酸塩又は硫酸塩の陰イオン（ＮＯ3
- 又はＳＯ4 2-）が残存し、界面を隔てる。それにより
活物質と電解液との接触が妨げられ、電解液の分解を防
ぐように作用する。
属複合酸化物中に硝酸塩又は硫酸塩の陰イオン（ＮＯ3
- 又はＳＯ4 2-）が残存し、界面を隔てる。それにより
活物質と電解液との接触が妨げられ、電解液の分解を防
ぐように作用する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明に係るリチウム二次電池の一実
施例を示す断面図、図２はアンモニウム塩の添加率と電
池特性（容量）の向上率との関係を示すグラフである。
施例を示す断面図、図２はアンモニウム塩の添加率と電
池特性（容量）の向上率との関係を示すグラフである。
【００１１】本発明によるリチウム二次電池１０は、図
１に示すように、負極缶６を有しており、負極缶６内に
は、シート状の正極１と負極２とをポリプロピレン製多
孔質フィルムからなるセパレータ３を介して積層し、こ
れを渦巻き状に巻回してなる発電要素１２が収納されて
いる。発電要素１２と負極缶６の底部との間には、ポリ
プロピレン製の絶縁底板９が挿設されており、所定の非
水電解液（例えば、プロピレンカーボネートとジエチル
カーボネートとの１：１の混合溶媒に１molの過塩素酸
リチウムを溶解したもの）が負極缶６内に注入されてい
る。
１に示すように、負極缶６を有しており、負極缶６内に
は、シート状の正極１と負極２とをポリプロピレン製多
孔質フィルムからなるセパレータ３を介して積層し、こ
れを渦巻き状に巻回してなる発電要素１２が収納されて
いる。発電要素１２と負極缶６の底部との間には、ポリ
プロピレン製の絶縁底板９が挿設されており、所定の非
水電解液（例えば、プロピレンカーボネートとジエチル
カーボネートとの１：１の混合溶媒に１molの過塩素酸
リチウムを溶解したもの）が負極缶６内に注入されてい
る。
【００１２】一方、負極缶６の開口部には、鉄にニッケ
ルメッキした正極端子板７と防爆用安全弁１３とを挟持
したステンレス製の封口板１５がポリプロピレン製の絶
縁ガスケット８を介して嵌着されている。また、前記発
電要素１２の正極１から導出されたチタン製の正極リー
ド板４は封口板１５にスポット溶接されており、前記発
電要素１２の負極２から導出された負極リード板５は負
極缶６の底部の中心にスポット溶接されている。
ルメッキした正極端子板７と防爆用安全弁１３とを挟持
したステンレス製の封口板１５がポリプロピレン製の絶
縁ガスケット８を介して嵌着されている。また、前記発
電要素１２の正極１から導出されたチタン製の正極リー
ド板４は封口板１５にスポット溶接されており、前記発
電要素１２の負極２から導出された負極リード板５は負
極缶６の底部の中心にスポット溶接されている。
【００１３】ところで、前記正極１としては、リチウム
−金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸塩を１％以下
の重量比で添加したものが用いられている。ここで、硝
酸塩又は硫酸塩の添加率を１重量％以下に限定したの
は、１重量％を越えると溶解しなくなるからである。
−金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸塩を１％以下
の重量比で添加したものが用いられている。ここで、硝
酸塩又は硫酸塩の添加率を１重量％以下に限定したの
は、１重量％を越えると溶解しなくなるからである。
【００１４】実施例１ まず、リチウム−金属複合酸化物として、炭酸リチウム
と酸化コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１
２時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2
に硝酸アンモニウム塩をＬｉＣｏＯ2 に対して１％以下
の各種の重量比で添加して混合した後、６００℃で加熱
してアンモニアを除去し、これを正極とした。ここで、
アンモニウム塩を使用したのは、低温での分解が可能で
あり、ＬｉＣｏＯ2 の合成温度以下で処理ができるから
である。
と酸化コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１
２時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2
に硝酸アンモニウム塩をＬｉＣｏＯ2 に対して１％以下
の各種の重量比で添加して混合した後、６００℃で加熱
してアンモニアを除去し、これを正極とした。ここで、
アンモニウム塩を使用したのは、低温での分解が可能で
あり、ＬｉＣｏＯ2 の合成温度以下で処理ができるから
である。
【００１５】こうして得られた正極を用いてリチウム二
次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３型）を製造した。
次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３型）を製造した。
【００１６】実施例２ まず、リチウム−金属複合酸化物として、炭酸リチウム
と酸化コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１
２時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2
に硫酸アンモニウム塩をＬｉＣｏＯ2 に対して１％以下
の各種の重量比で添加して混合した後、６００℃で加熱
してアンモニアを除去し、これを正極とした。ここで、
アンモニウム塩を使用したのは、上述の実施例１と同じ
理由による。
と酸化コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１
２時間焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2
に硫酸アンモニウム塩をＬｉＣｏＯ2 に対して１％以下
の各種の重量比で添加して混合した後、６００℃で加熱
してアンモニアを除去し、これを正極とした。ここで、
アンモニウム塩を使用したのは、上述の実施例１と同じ
理由による。
【００１７】こうして得られた正極を用いてリチウム二
次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３型）を製造した。
次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３型）を製造した。
【００１８】比較例 リチウム−金属複合酸化物として、炭酸リチウムと酸化
コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１２時間
焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2 を正極
としてリチウム二次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３
型）を製造した。
コバルトをモル比１：１で混合し、９００℃で１２時間
焼成してＬｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2 を正極
としてリチウム二次電池（直径14.5mm、高さ50mmの単３
型）を製造した。
【００１９】これらのリチウム二次電池（実施例１、
２、比較例）について、それぞれ電流密度別（２００ｍ
Ａ、４００ｍＡ）にサイクル特性試験（充電終止電圧を
４．２Ｖ、放電終止電圧を３．０Ｖとする充放電試験）
を行なった。これらの結果を表１（２００ｍＡの場合）
及び表２（４００ｍＡの場合）に示す。
２、比較例）について、それぞれ電流密度別（２００ｍ
Ａ、４００ｍＡ）にサイクル特性試験（充電終止電圧を
４．２Ｖ、放電終止電圧を３．０Ｖとする充放電試験）
を行なった。これらの結果を表１（２００ｍＡの場合）
及び表２（４００ｍＡの場合）に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表１、表２から明らかなように、実施例
１、２は比較例に比べて充放電容量が大きくなり、サイ
クル特性も安定している。また、実施例１、２では高電
流密度（４００ｍＡ）で充放電を繰返しても比較例ほど
劣化が著しくない。
１、２は比較例に比べて充放電容量が大きくなり、サイ
クル特性も安定している。また、実施例１、２では高電
流密度（４００ｍＡ）で充放電を繰返しても比較例ほど
劣化が著しくない。
【００２３】また、実施例１、２のリチウム二次電池に
ついて、各アンモニウム塩の添加率と２００ｍＡ、２０
０サイクルにおける電池特性（容量）の向上率との関係
を図２に示す。図２から、アンモニウム塩を０〜１重量
％添加したときに電池特性（容量）が向上し、アンモニ
ウム塩を０．１５〜０．３０重量％添加したときに最も
優れた電池特性（容量）を示すことが判る。
ついて、各アンモニウム塩の添加率と２００ｍＡ、２０
０サイクルにおける電池特性（容量）の向上率との関係
を図２に示す。図２から、アンモニウム塩を０〜１重量
％添加したときに電池特性（容量）が向上し、アンモニ
ウム塩を０．１５〜０．３０重量％添加したときに最も
優れた電池特性（容量）を示すことが判る。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極１にセパレータ３を介して負極２を配し、非水電解
液を注入して構成されるリチウム二次電池１０におい
て、リチウム−金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸
塩を１％以下の重量比で添加したものを前記正極１とし
て用いて構成したので、リチウム−金属複合酸化物中に
硝酸塩又は硫酸塩の陰イオン（ＮＯ3 - 又はＳＯ4 2-）
が残存し、界面を隔てる。それにより活物質と電解液と
の接触が妨げられ、電解液の分解を防ぐことから、リチ
ウム二次電池の電池特性（容量、サイクル性、耐高電流
密度、耐高作動電圧）を大幅に改善することが可能とな
り、近年のエレクトロニクス機器の高性能化、多様化に
十分対処することが出来る。
正極１にセパレータ３を介して負極２を配し、非水電解
液を注入して構成されるリチウム二次電池１０におい
て、リチウム−金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸
塩を１％以下の重量比で添加したものを前記正極１とし
て用いて構成したので、リチウム−金属複合酸化物中に
硝酸塩又は硫酸塩の陰イオン（ＮＯ3 - 又はＳＯ4 2-）
が残存し、界面を隔てる。それにより活物質と電解液と
の接触が妨げられ、電解液の分解を防ぐことから、リチ
ウム二次電池の電池特性（容量、サイクル性、耐高電流
密度、耐高作動電圧）を大幅に改善することが可能とな
り、近年のエレクトロニクス機器の高性能化、多様化に
十分対処することが出来る。
【図１】本発明に係るリチウム二次電池の一実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】アンモニウム塩の添加率と電池特性（容量）の
向上率との関係を示すグラフである。
向上率との関係を示すグラフである。
１……正極 ２……負極 ３……セパレータ １０……リチウム二次電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 吉郎 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 名倉 秀哲 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 正極（１）にセパレータ（３）を介して
負極（２）を配し、非水電解液を注入して構成されるリ
チウム二次電池（１０）において、 リチウム−金属複合酸化物に対して硝酸塩又は硫酸塩を
１％以下の重量比で添加したものを前記正極として用い
た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 |
|---|---|---|---|
| JP5230668A JPH0785890A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5230668A JPH0785890A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785890A true JPH0785890A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16911432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5230668A Pending JPH0785890A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7645542B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-01-12 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Active material for positive electrode in non-aqueous electrolyte secondary battery having SO4 ions |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5230668A patent/JPH0785890A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7645542B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-01-12 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Active material for positive electrode in non-aqueous electrolyte secondary battery having SO4 ions |
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