JPH08222206A - リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池Info
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- JPH08222206A JPH08222206A JP7028295A JP2829595A JPH08222206A JP H08222206 A JPH08222206 A JP H08222206A JP 7028295 A JP7028295 A JP 7028295A JP 2829595 A JP2829595 A JP 2829595A JP H08222206 A JPH08222206 A JP H08222206A
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- lithium
- lithium secondary
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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】
【目的】過電圧が小さく、高電流放電時に平均作動電圧
の低下が小さく、かつ容量の劣化も小さいリチウム二次
電池用正極およびリチウム二次電池を提供する。 【構成】正極活物質としてリチウムの複合酸化物を含む
正極合剤中の導電材が数平均一次粒径０．１μｍ以下の
カーボンブラックと重量平均粒径２０μｍ以下の黒鉛か
らなり、該カーボンブラックが導電材中に５〜５０重量
％含まれることを特徴とするリチウム二次電池用正極。
の低下が小さく、かつ容量の劣化も小さいリチウム二次
電池用正極およびリチウム二次電池を提供する。 【構成】正極活物質としてリチウムの複合酸化物を含む
正極合剤中の導電材が数平均一次粒径０．１μｍ以下の
カーボンブラックと重量平均粒径２０μｍ以下の黒鉛か
らなり、該カーボンブラックが導電材中に５〜５０重量
％含まれることを特徴とするリチウム二次電池用正極。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池用正
極およびリチウム二次電池に関するものである。
極およびリチウム二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、携帯電
話、携帯情報端末などを含むポータブル情報機器の普及
が著しい。また、マルチメディアとしてのこれらの機器
は多機能であることが望まれるため、必要とされる電源
としては小型、軽量でありながら大容量の電池が求めら
れている。特にコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウ
ム等のリチウムの複合酸化物を正極活物質とし、非水電
解液を含み、負極活物質にリチウムイオンのドープ・脱
ドープが可能な炭素材を使ったリチウム二次電池の開発
が盛んである。
話、携帯情報端末などを含むポータブル情報機器の普及
が著しい。また、マルチメディアとしてのこれらの機器
は多機能であることが望まれるため、必要とされる電源
としては小型、軽量でありながら大容量の電池が求めら
れている。特にコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウ
ム等のリチウムの複合酸化物を正極活物質とし、非水電
解液を含み、負極活物質にリチウムイオンのドープ・脱
ドープが可能な炭素材を使ったリチウム二次電池の開発
が盛んである。
【０００３】このような電池では、円筒型、角型、カー
ド型等のいずれの形状の場合でも、正極においては正極
活物質、導電材、結着材を溶媒中で混練してペースト
（スラリー）化したのち集電体に塗布、乾燥後、プレス
を行いシート状電極を作成するのが一般的である。この
場合、シート状正極合剤中の導電材としては、各種形状
を有するコークス、天然黒鉛、人造黒鉛などの炭素材が
使われており、これらは導電材としては単一材料のもの
が使われるのが一般的であった。
ド型等のいずれの形状の場合でも、正極においては正極
活物質、導電材、結着材を溶媒中で混練してペースト
（スラリー）化したのち集電体に塗布、乾燥後、プレス
を行いシート状電極を作成するのが一般的である。この
場合、シート状正極合剤中の導電材としては、各種形状
を有するコークス、天然黒鉛、人造黒鉛などの炭素材が
使われており、これらは導電材としては単一材料のもの
が使われるのが一般的であった。
【０００４】しかしながら、正極活物質の多くはその粒
度分布は単分散系ではなく、粗粒および微粒のものが混
在しているのが普通である。一般に、黒鉛は粒径が大き
く、正極活物質中の粗粒に対して効果があり、正極の導
電性を下げることができるが、微粒活物質には不適当で
ある。また、微粒のカーボンブラックは、これとは逆に
微粒活物質には有効であるが、導電材として単独で用い
られると正極活物質の充填密度の減少や正極合剤と集電
体の剥離がみられた。このように活物質と均一に混ざり
合い接触し、正極中の導電性を上げ、過電圧を低減する
導電材は同一炭素材を用いるだけでは得られなかった。
また、このような正極を用いた電池においては、放電時
の負荷が大きくなるに伴い放電容量が大きく減少すると
いう現象があった。
度分布は単分散系ではなく、粗粒および微粒のものが混
在しているのが普通である。一般に、黒鉛は粒径が大き
く、正極活物質中の粗粒に対して効果があり、正極の導
電性を下げることができるが、微粒活物質には不適当で
ある。また、微粒のカーボンブラックは、これとは逆に
微粒活物質には有効であるが、導電材として単独で用い
られると正極活物質の充填密度の減少や正極合剤と集電
体の剥離がみられた。このように活物質と均一に混ざり
合い接触し、正極中の導電性を上げ、過電圧を低減する
導電材は同一炭素材を用いるだけでは得られなかった。
また、このような正極を用いた電池においては、放電時
の負荷が大きくなるに伴い放電容量が大きく減少すると
いう現象があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過電
圧が小さく、高電流放電時に平均作動電圧の低下が小さ
く、かつ容量の劣化も小さいリチウム二次電池用正極お
よびリチウム二次電池を提供することにある。
圧が小さく、高電流放電時に平均作動電圧の低下が小さ
く、かつ容量の劣化も小さいリチウム二次電池用正極お
よびリチウム二次電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な問題を解決するため鋭意検討した結果、導電材として
カーボンブラックと黒鉛とを正極中に分散させて得られ
た正極を用いると、得られるリチウム二次電池は過電圧
が低く、高負荷特性に優れることを見出し本発明に到達
した。
な問題を解決するため鋭意検討した結果、導電材として
カーボンブラックと黒鉛とを正極中に分散させて得られ
た正極を用いると、得られるリチウム二次電池は過電圧
が低く、高負荷特性に優れることを見出し本発明に到達
した。
【０００７】すなわち、本発明は次の発明である。 （１）正極活物質としてリチウムの複合酸化物を含む正
極合剤中の導電材が数平均一次粒径０．１μｍ以下のカ
ーボンブラックと重量平均粒径２０μｍ以下の黒鉛から
なり、該カーボンブラックが導電材中に５〜５０重量％
含まれることを特徴とするリチウム二次電池用正極。 （２）正極活物質としてリチウムの複合酸化物を含む正
極と、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムイオ
ンのドープ・脱ドープが可能な炭素材を活物質とする負
極と、液体または固体の電解質とを有するリチウム二次
電池において、正極として請求項１記載のリチウム二次
電池用正極を用いることを特徴とするリチウム二次電池
極合剤中の導電材が数平均一次粒径０．１μｍ以下のカ
ーボンブラックと重量平均粒径２０μｍ以下の黒鉛から
なり、該カーボンブラックが導電材中に５〜５０重量％
含まれることを特徴とするリチウム二次電池用正極。 （２）正極活物質としてリチウムの複合酸化物を含む正
極と、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムイオ
ンのドープ・脱ドープが可能な炭素材を活物質とする負
極と、液体または固体の電解質とを有するリチウム二次
電池において、正極として請求項１記載のリチウム二次
電池用正極を用いることを特徴とするリチウム二次電池
【０００８】次に、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるカーボンブラックは、数平均一次粒径が０．１μ
ｍ以下のものであり、例えばアセチレンブラック、サー
マルブラック、ファーネスブラック等が挙げられる。な
かでも数平均一次粒径が０．０２５〜０．０７μｍのア
セチレンブラック、ファーネスブラックが好ましい。な
お、該数平均一次粒径の測定は走査電子顕微鏡にて行
う。
用いるカーボンブラックは、数平均一次粒径が０．１μ
ｍ以下のものであり、例えばアセチレンブラック、サー
マルブラック、ファーネスブラック等が挙げられる。な
かでも数平均一次粒径が０．０２５〜０．０７μｍのア
セチレンブラック、ファーネスブラックが好ましい。な
お、該数平均一次粒径の測定は走査電子顕微鏡にて行
う。
【０００９】本発明で用いる黒鉛としては、人造黒鉛で
も天然黒鉛でもよく、鱗片状黒鉛が好ましい。該黒鉛の
重量平均粒径は２０μｍ以下が好ましく、３〜１５μｍ
がさらに好ましい。特に、重量平均粒径が３〜１５μｍ
の人造黒鉛が好ましい。なお、該重量平均粒径の測定は
レーザー回折法にて行う。導電材中のカーボンブラック
の含有量は、５〜５０重量％であり、好ましくは５〜２
０重量％であり、さらに好ましくは１０〜２０重量％で
ある。なお、これらの導電材はあらかじめシランカップ
リング剤等で表面改質処理を施したものを用いることも
できる。
も天然黒鉛でもよく、鱗片状黒鉛が好ましい。該黒鉛の
重量平均粒径は２０μｍ以下が好ましく、３〜１５μｍ
がさらに好ましい。特に、重量平均粒径が３〜１５μｍ
の人造黒鉛が好ましい。なお、該重量平均粒径の測定は
レーザー回折法にて行う。導電材中のカーボンブラック
の含有量は、５〜５０重量％であり、好ましくは５〜２
０重量％であり、さらに好ましくは１０〜２０重量％で
ある。なお、これらの導電材はあらかじめシランカップ
リング剤等で表面改質処理を施したものを用いることも
できる。
【００１０】正極活物質としてはニッケル酸リチウム、
コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウ
ムイオンのドープ・脱ドープが可能なリチウムの複合酸
化物が挙げられる。
コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウ
ムイオンのドープ・脱ドープが可能なリチウムの複合酸
化物が挙げられる。
【００１１】正極合剤中の結着材としては、フッ素樹脂
または熱可塑性樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては
ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフロロエチレン
またはテトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン
・ビニリデンフロライドの３つのモノマーが共重合した
コポリマーが挙げられる。該コポリマーとしては、商品
名ＴＨＶフルロロプラスチック（住友３Ｍ社製）が挙げ
られる。熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロ
ピレン等が挙げられる。これらのなかでもポリフッ化ビ
ニリデン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピ
レン・ビニリデンフロライドのコポリマーが好ましい。
または熱可塑性樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては
ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフロロエチレン
またはテトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン
・ビニリデンフロライドの３つのモノマーが共重合した
コポリマーが挙げられる。該コポリマーとしては、商品
名ＴＨＶフルロロプラスチック（住友３Ｍ社製）が挙げ
られる。熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロ
ピレン等が挙げられる。これらのなかでもポリフッ化ビ
ニリデン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピ
レン・ビニリデンフロライドのコポリマーが好ましい。
【００１２】次に、本発明のリチウム二次電池用正極の
製造方法を説明する。通常、正極としてはシート状の形
状で用いられるので、以下ではシート状正極の製造方法
を説明する。本発明のリチウム二次電池用正極の製造方
法としては、正極合剤をペースト化し、集電体に塗布し
た後、乾燥、プレスする方法が挙げられる。具体的に
は、カーボンブラックと正極活物質とをＮ−メチルピロ
リドン等の溶剤中で均一に混合、分散し、真空乾燥機等
で十分乾燥した後、黒鉛と乾式混合を行う。上記混合を
行った導電材と活物質の粉体および溶剤中に結着材を溶
解させた溶液を、活物質中に投入し混練を行い、正極合
剤ペーストを作製する。該ペーストを集電体に塗布、乾
燥した後プレスを行い、シート状正極を形成する。
製造方法を説明する。通常、正極としてはシート状の形
状で用いられるので、以下ではシート状正極の製造方法
を説明する。本発明のリチウム二次電池用正極の製造方
法としては、正極合剤をペースト化し、集電体に塗布し
た後、乾燥、プレスする方法が挙げられる。具体的に
は、カーボンブラックと正極活物質とをＮ−メチルピロ
リドン等の溶剤中で均一に混合、分散し、真空乾燥機等
で十分乾燥した後、黒鉛と乾式混合を行う。上記混合を
行った導電材と活物質の粉体および溶剤中に結着材を溶
解させた溶液を、活物質中に投入し混練を行い、正極合
剤ペーストを作製する。該ペーストを集電体に塗布、乾
燥した後プレスを行い、シート状正極を形成する。
【００１３】本発明のリチウム二次電池は、リチウム金
属、リチウム合金またはリチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能な炭素材を活物質とする負極と、液体または
固体の電解質とを有するリチウム二次電池において、正
極に前記の正極を用いることを特徴とする。
属、リチウム合金またはリチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能な炭素材を活物質とする負極と、液体または
固体の電解質とを有するリチウム二次電池において、正
極に前記の正極を用いることを特徴とする。
【００１４】本発明のリチウム二次電池用の負極として
は、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムイオン
のドープ・脱ドープが可能な炭素材が用いられる。リチ
ウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材として
は、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラッ
ク、熱分解炭素類、炭素繊維、有機高分子化合物焼成体
などが挙げられる。炭素材の形状は鱗片状、球状、繊維
状または微粉末の凝集体のいずれでもよく、必要に応じ
て結着材としてフッ素樹脂、熱可塑性樹脂を添加するこ
ともできる。
は、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムイオン
のドープ・脱ドープが可能な炭素材が用いられる。リチ
ウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材として
は、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラッ
ク、熱分解炭素類、炭素繊維、有機高分子化合物焼成体
などが挙げられる。炭素材の形状は鱗片状、球状、繊維
状または微粉末の凝集体のいずれでもよく、必要に応じ
て結着材としてフッ素樹脂、熱可塑性樹脂を添加するこ
ともできる。
【００１５】フッ素樹脂としてはポリビニリデンフロラ
イド、ポリテトラフロロエチレンまたはテトラフロロエ
チレン・ヘキサフロロプロピレン・ビニリデンフロライ
ドの３つのモノマーが共重合したコポリマーが挙げられ
る。該コポリマーとしては、商品名ＴＨＶフルロロプラ
スチック（住友３Ｍ社製）が挙げられる。
イド、ポリテトラフロロエチレンまたはテトラフロロエ
チレン・ヘキサフロロプロピレン・ビニリデンフロライ
ドの３つのモノマーが共重合したコポリマーが挙げられ
る。該コポリマーとしては、商品名ＴＨＶフルロロプラ
スチック（住友３Ｍ社製）が挙げられる。
【００１６】熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等が挙げられる。これらのなかでもポリフ
ッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロ
プロピレン・ビニリデンフロライドのコポリマーが好ま
しい。
リプロピレン等が挙げられる。これらのなかでもポリフ
ッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロ
プロピレン・ビニリデンフロライドのコポリマーが好ま
しい。
【００１７】本発明のリチウム二次電池で用いる電解質
としては、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解
質溶液、または固体電解質のいずれかから選ばれる公知
のものが用いられる。リチウム塩としては、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＳｂＦ 6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、Ｌｉ2 Ｂ10Ｃｌ
10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩またはＬｉＡｌＣ
ｌ4 などのうち一種または二種以上の混合物が挙げられ
る。
としては、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解
質溶液、または固体電解質のいずれかから選ばれる公知
のものが用いられる。リチウム塩としては、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＳｂＦ 6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、Ｌｉ2 Ｂ10Ｃｌ
10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩またはＬｉＡｌＣ
ｌ4 などのうち一種または二種以上の混合物が挙げられ
る。
【００１８】本発明のリチウム二次電池で用いる有機溶
媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
などのカーボネート類；１、２−ジメトキシエタン、
１、３−ジメトキシプロパン、テトラヒドロフラン、２
−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類；ギ酸メ
チル、酢酸メチル、γ−ブチルラクトンなどのエステル
類；アセトニトリル、ブチルニトリルなどのニトリル
類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミドなどのアミド類；３−メチル−２−オキソ
ゾリドンなどのカーバメート類；スルホラン、ジメチル
スルホキシド、１，３−プロパンサルトンなどの含硫黄
化合物が挙げられるが、通常はこれらのうち二種以上を
混合して用いる。なかでもカーボネート類を含む混合溶
媒が好ましく、環状カーボネートと非環状カーボネー
ト、または環状カーボネートとエーテル類の混合溶媒が
さらに好ましい。
媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
などのカーボネート類；１、２−ジメトキシエタン、
１、３−ジメトキシプロパン、テトラヒドロフラン、２
−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類；ギ酸メ
チル、酢酸メチル、γ−ブチルラクトンなどのエステル
類；アセトニトリル、ブチルニトリルなどのニトリル
類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミドなどのアミド類；３−メチル−２−オキソ
ゾリドンなどのカーバメート類；スルホラン、ジメチル
スルホキシド、１，３−プロパンサルトンなどの含硫黄
化合物が挙げられるが、通常はこれらのうち二種以上を
混合して用いる。なかでもカーボネート類を含む混合溶
媒が好ましく、環状カーボネートと非環状カーボネー
ト、または環状カーボネートとエーテル類の混合溶媒が
さらに好ましい。
【００１９】本発明のリチウム二次電池で用いる固体電
解質としては、ポリエチレンオキサイド系、ポリオルガ
ノシロキ鎖もしくはポリオキシアルキレン鎖の少なくと
も一種以上を含む高分子化合物の高分子電解質、または
Ｌｉ2 Ｓ−ＳｉＳ2 、Ｌｉ2Ｓ−ＧｅＳ2 、Ｌｉ2 Ｓ−
Ｐ2 Ｓ5 、Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 などの硫化物系電解質、
またはＬｉ2 Ｓ−ＳｉＳ2 −Ｌｉ3 ＰＯ4 、Ｌｉ2 Ｓ−
ＳｉＳ2 −Ｌｉ2 ＳＯ 4 などの硫化物を含む無機化合物
系電解質が挙げられる。また、高分子に非水電解質溶液
を保持させた、いわゆるゲルタイプのものを用いること
もできる。なお、本発明のリチウム二次電池の形状は特
に限定されず、ペーパー型、コイン型、円筒型、角型い
ずれであってもよい。
解質としては、ポリエチレンオキサイド系、ポリオルガ
ノシロキ鎖もしくはポリオキシアルキレン鎖の少なくと
も一種以上を含む高分子化合物の高分子電解質、または
Ｌｉ2 Ｓ−ＳｉＳ2 、Ｌｉ2Ｓ−ＧｅＳ2 、Ｌｉ2 Ｓ−
Ｐ2 Ｓ5 、Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 などの硫化物系電解質、
またはＬｉ2 Ｓ−ＳｉＳ2 −Ｌｉ3 ＰＯ4 、Ｌｉ2 Ｓ−
ＳｉＳ2 −Ｌｉ2 ＳＯ 4 などの硫化物を含む無機化合物
系電解質が挙げられる。また、高分子に非水電解質溶液
を保持させた、いわゆるゲルタイプのものを用いること
もできる。なお、本発明のリチウム二次電池の形状は特
に限定されず、ペーパー型、コイン型、円筒型、角型い
ずれであってもよい。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによって何ら限定されるものではな
い。
が、本発明はこれらによって何ら限定されるものではな
い。
【００２１】実施例１〜４、比較例１、２ 活物質であるニッケル酸リチウム８７重量％に、数平均
一次粒径が４０ｎｍのアセチレンブラック〔商品名：デ
ンカブラック５０％プレス品、電気化学工業（株）製〕
と重量平均粒径が７．２μｍの鱗片状人造黒鉛（商品
名：ＫＳ１５、ロンザ社製）を混合した。このとき、ア
セチレンブラックと人造黒鉛の合計は１０重量％とし
た。上記ニッケル酸リチウム粉末は、粉末Ｘ線回折によ
りα−ＮａＦｅＯ2 型構造を有することが確認された。
アセチレンブラックの添加量は、表１に示すように導電
材中に５、１０、１５、２０、５０、０重量％となるよ
うに作製した（それぞれ、実施例１、２、３、４、比較
例１、２）。Ｎメチルピロリドン中にバインダーとして
ポリフッ化ビニリデン〔商品名：ＫＦ＃１３００、呉羽
化学工業（株）製〕３重量％が溶解した溶液を上記粉末
と混練し、ペーストとした。
一次粒径が４０ｎｍのアセチレンブラック〔商品名：デ
ンカブラック５０％プレス品、電気化学工業（株）製〕
と重量平均粒径が７．２μｍの鱗片状人造黒鉛（商品
名：ＫＳ１５、ロンザ社製）を混合した。このとき、ア
セチレンブラックと人造黒鉛の合計は１０重量％とし
た。上記ニッケル酸リチウム粉末は、粉末Ｘ線回折によ
りα−ＮａＦｅＯ2 型構造を有することが確認された。
アセチレンブラックの添加量は、表１に示すように導電
材中に５、１０、１５、２０、５０、０重量％となるよ
うに作製した（それぞれ、実施例１、２、３、４、比較
例１、２）。Ｎメチルピロリドン中にバインダーとして
ポリフッ化ビニリデン〔商品名：ＫＦ＃１３００、呉羽
化学工業（株）製〕３重量％が溶解した溶液を上記粉末
と混練し、ペーストとした。
【００２２】該ペーストを集電体であるアルミ箔に塗布
した後、乾燥、プレス、成型を行い、シート状電極を作
製した。正極として得られたシート状電極を、電解液と
してエチレンカーボネート（以下、ＥＣと記すことがあ
る。）とジメチルカーボネート（以下、ＤＭＣと記すこ
とがある。）、エチルメチルカーボネート（以下、ＥＭ
Ｃと記すことがある。）の３０：３５：３５（重量比）
の混合溶液に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ 6 ）を
１モル／リットルとなるように溶解したものを、セパレ
ーターとしてポリプロピレン多孔質膜を、また負極とし
て金属リチウムを組み合わせて、表１に示すように試験
電池Ａ〜Ｅを作製した。
した後、乾燥、プレス、成型を行い、シート状電極を作
製した。正極として得られたシート状電極を、電解液と
してエチレンカーボネート（以下、ＥＣと記すことがあ
る。）とジメチルカーボネート（以下、ＤＭＣと記すこ
とがある。）、エチルメチルカーボネート（以下、ＥＭ
Ｃと記すことがある。）の３０：３５：３５（重量比）
の混合溶液に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ 6 ）を
１モル／リットルとなるように溶解したものを、セパレ
ーターとしてポリプロピレン多孔質膜を、また負極とし
て金属リチウムを組み合わせて、表１に示すように試験
電池Ａ〜Ｅを作製した。
【００２３】アセチレンブラックの添加量が５０重量％
を超えると、集電体であるアルミ箔から正極合剤が剥離
しやすく、電極を形成できず、充放電試験ができなかっ
た。試験電池は、０．６７ｍＡ／ｃｍ2 の定電流充電を
行ない、電池電位が４．２Ｖに達した後、４．２Ｖで定
電圧充電を行った。放電終止電圧は２．５Ｖとして放電
を行った。以上５種類の試験電池において放電時の電流
密度を変えて、充放電を行った。このときの放電容量
（ｍＡｈ／ｇ）および放電時の電流密度６ｍＡ／ｃｍ2
のときの放電曲線を図１および図２に示す。
を超えると、集電体であるアルミ箔から正極合剤が剥離
しやすく、電極を形成できず、充放電試験ができなかっ
た。試験電池は、０．６７ｍＡ／ｃｍ2 の定電流充電を
行ない、電池電位が４．２Ｖに達した後、４．２Ｖで定
電圧充電を行った。放電終止電圧は２．５Ｖとして放電
を行った。以上５種類の試験電池において放電時の電流
密度を変えて、充放電を行った。このときの放電容量
（ｍＡｈ／ｇ）および放電時の電流密度６ｍＡ／ｃｍ2
のときの放電曲線を図１および図２に示す。
【００２４】図１よりアセチレンブラックを添加するこ
とにより、電池Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤいずれもＥ（比較例１）
に比べ放電容量が増加している。さらには電池Ｂ、Ｃ、
Ｄのようにアセチレンブラックの添加量が１０重量％以
上であれば、電流密度が６ｍＡ／ｃｍ2 での容量低下が
比較例１である電池Ｅに比べて特に小さい。
とにより、電池Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤいずれもＥ（比較例１）
に比べ放電容量が増加している。さらには電池Ｂ、Ｃ、
Ｄのようにアセチレンブラックの添加量が１０重量％以
上であれば、電流密度が６ｍＡ／ｃｍ2 での容量低下が
比較例１である電池Ｅに比べて特に小さい。
【００２５】また、図２より、電池Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄいず
れもＥ（比較例１）に比べ、過電圧が小さいため、放電
開始後の電位低下が小さくなっている。平均作動電位も
電池Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤいずれもＥ（比較例１）に比べ大き
くなっている。カーボンブラックは、黒鉛に比べ微粒で
あるため、活物質中の微粒粉末と均一に分散することが
可能であるため、電極中の導電性を向上し、過電圧を低
減することができると考えられる。
れもＥ（比較例１）に比べ、過電圧が小さいため、放電
開始後の電位低下が小さくなっている。平均作動電位も
電池Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤいずれもＥ（比較例１）に比べ大き
くなっている。カーボンブラックは、黒鉛に比べ微粒で
あるため、活物質中の微粒粉末と均一に分散することが
可能であるため、電極中の導電性を向上し、過電圧を低
減することができると考えられる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池用正極は、過
電圧が小さく、高電流放電時に容量劣化が小さく、該正
極を用いたリチウム二次電池は、高電流放電時において
も優れた放電特性を示すので、工業的価値が大きい。
電圧が小さく、高電流放電時に容量劣化が小さく、該正
極を用いたリチウム二次電池は、高電流放電時において
も優れた放電特性を示すので、工業的価値が大きい。
【図１】電流密度と放電容量との相関を示す図。
【図２】放電容量と電位との相関を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】正極活物質としてリチウムの複合酸化物を
含む正極合剤中の導電材が数平均一次粒径０．１μｍ以
下のカーボンブラックと重量平均粒径２０μｍ以下の黒
鉛からなり、該カーボンブラックが導電材中に５〜５０
重量％含まれることを特徴とするリチウム二次電池用正
極。 - 【請求項２】正極活物質としてリチウムの複合酸化物を
含む正極と、リチウム金属、リチウム合金またはリチウ
ムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材を活物質と
する負極と、液体または固体の電解質とを有するリチウ
ム二次電池において、正極として請求項１記載のリチウ
ム二次電池用正極を用いる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 |
|---|---|---|---|
| JP7028295A JPH08222206A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7028295A JPH08222206A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222206A true JPH08222206A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12244635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7028295A Pending JPH08222206A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222206A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054770A1 (fr) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Procede de production d'une electrode pour cellules electrolytiques non aqueuses |
| WO1998054771A1 (fr) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Electrode pour cellules electrolytiques non aqueuses |
| WO1998054769A1 (en) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Method of producing an electrode for non-aqueous electrolytic cells |
| JP2001216970A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Sony Corp | 非水電解質電池 |
| JP2002083601A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Toshiba Corp | 正極及び非水電解質二次電池 |
| JP2003331922A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Sony Corp | 電 池 |
| JP2009266400A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | リチウム二次電池用正極及びこれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2011044320A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 非水電解液二次電池用正極板の製造方法 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP7028295A patent/JPH08222206A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054770A1 (fr) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Procede de production d'une electrode pour cellules electrolytiques non aqueuses |
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| WO1998054769A1 (en) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Method of producing an electrode for non-aqueous electrolytic cells |
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| JP2002083601A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Toshiba Corp | 正極及び非水電解質二次電池 |
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| JP2009266400A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | リチウム二次電池用正極及びこれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2011044320A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 非水電解液二次電池用正極板の製造方法 |
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