JPH08222223A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

Info

Publication number
JPH08222223A
JPH08222223A JP7049075A JP4907595A JPH08222223A JP H08222223 A JPH08222223 A JP H08222223A JP 7049075 A JP7049075 A JP 7049075A JP 4907595 A JP4907595 A JP 4907595A JP H08222223 A JPH08222223 A JP H08222223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
positive electrode
secondary battery
electrolyte secondary
battery
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.)
Granted
Application number
JP7049075A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3204358B2 (ja
Inventor
Kazuhiro Nakamitsu
和弘 中満
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12820973&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH08222223(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP04907595A priority Critical patent/JP3204358B2/ja
Priority to EP99112055A priority patent/EP0959514A3/en
Priority to EP95119392A priority patent/EP0718902B1/en
Priority to DE69530166T priority patent/DE69530166T2/de
Priority to US08/569,293 priority patent/US5672445A/en
Priority to CN95117571A priority patent/CN1076883C/zh
Publication of JPH08222223A publication Critical patent/JPH08222223A/ja
Publication of JP3204358B2 publication Critical patent/JP3204358B2/ja
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】長寿命の非水電解液二次電池を提供する。 【構成】LiMxCo1-x2(MはCoを除く遷移金属
の少なくとも1種を表し、0≦x≦1.0である。)を
活物質とし、活物質の他に導電剤及び結着剤を含有する
正極と、負極と、正負極間に介在するセパレータと、セ
パレータに保持された非水電解液とを備えた二次電池に
おいて、正極活物質の比表面積が0.35〜2.0m2
/gであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リチウム二次電池等
の非水電解液電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、リチウム金属、リチウム合
金、リチウムイオンを保持させた炭素等のリチウム系を
負極活物質とし、LiClO4、LiPF6等のリチウム
塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒を電解液とするリ
チウム二次電池である。
【0003】リチウム二次電池は、上記の負極活物質を
その支持体である負極集電体に保持してなる負極板、リ
チウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオンと可
逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持体であ
る正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保持する
とともに負極板と正極板との間に介在して両極の短絡を
防止するセパレータからなっている。
【0004】ところで、このリチウム二次電池の充放電
電圧及びエネルギー密度を高めるために正極活物質の平
均粒径を特定する技術が提案されている(特開平1−3
04664号,特開平4−162357号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この出願の発
明者が研究したところ、平均粒径が同じであっても粒径
分布によって電池性能に大きな差が生じることが判っ
た。それ故、この発明の目的は、平均粒径を特定する従
来技術とは異なる観点から正極活物質を特定し、電池性
能に優れた非水電解液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】その目的を達成するため
に、この発明の非水電解液二次電池は、LiMxCo1-x
2(MはCoを除く遷移金属の少なくとも1種を表
し、0≦x≦1.0である。)を活物質とし、活物質の
他に導電剤及び結着剤を含有する正極と、負極と、正負
極間に介在するセパレータと、セパレータに保持された
非水電解液とを備えた二次電池において、正極活物質の
比表面積が0.35〜2.0m2/gであることを特徴
とする。
【0007】ここで、LiMxCo1-x2の具体例とし
ては、LiCoO2、LiMn0.15Co0.852、LiN
0.10Co0.902、LiNi0.37Co0.632等が挙げ
られる。
【0008】この非水電解液二次電池において、正極活
物質のX線回折図形における(003)面ピーク及び
(104)面ピークの半価幅がともに0.50以下であ
ると好ましく、半価幅がともに0.10〜0.20であ
ると特に好ましい。
【0009】
【作用】極板は、活物質間を電気的に接続するための導
電剤と活物質を集電体に保持させるための結着剤を含ん
でいる。従って、導電剤及び結着剤の含有量だけ相対的
に活物質の含有量が減じられることとなり、導電剤や結
着剤を含まない同一体積の理論上の電池に比べて電池容
量が少なくなっている。
【0010】そこで、この発明では、導電剤や結着剤は
活物質の表面を被覆すれば足りることに着目し、正極活
物質の比表面積を2.0m2/g以下とすることで、正
極活物質の表面と接触する導電剤及び結着剤の含有量を
必要最小量、特に導電剤にあっては8重量%以下とし、
相対的に活物質の含有量を多く確保できるようにしたの
である。
【0011】一方、正極活物質の比表面積が小さすぎる
と、活物質と電解液との反応面積が小さくなり、電流密
度が過大となって、大電流を放電するときに電圧が低下
したり、容量が低くなったりする。そこで、この発明で
は、正極活物質の比表面積を0.35m2/g以上とし
た。
【0012】すなわち、この発明では、正極活物質の比
表面積を0.35〜2.0m2/gの範囲に限定するこ
とにより、必要な反応面積を確保しつつ、活物質の含有
量も多くし、電池容量及び寿命を向上させたのである。
【0013】加えて、X線回折ピークの半価幅を上記の
ように限定することで、さらに電池容量及び寿命を向上
させた。すなわち、半価幅は、結晶化度を表し、半価幅
が小さいと結晶化度が高く、半価幅が大きいと結晶化度
が低いことが知られている。そこで、半価幅を最適の範
囲に限定することで、活物質の結晶化度を適切にし、活
物質粒子の充填密度を高く維持しつつ、Liイオンを移
動しやすくし、その結果、大容量及び大電流放電を可能
ならしめたのである。従って、半価幅が0.50より大
きくなると、結晶化度が低すぎるため、活物質粒子の比
重が軽くて充填密度が低くなり、容量が小さくなる。か
といって、半価幅が限りなく0に近くなると、結晶化度
が高すぎて隙間が無いため、Liイオンが移動しにく
く、大電流を放電できないか又は放電したときの電圧低
下が著しく大きくなる。
【0014】
【実施例】
−実施例1− この発明を角形リチウムイオン二次電池に適用した実施
例で説明する。正極板用の支持体として、厚み20μm
のアルミニウム箔を準備した。そして、重量基準で、活
物質としてのリチウムコバルト複合酸化物LiCoO2
87%、導電剤としてのアセチレンブラック粉末5%及
び結着剤であるポリフッ化ビニリデンPVDF8%をn
−メチルピロリドン44%とともに混合してペースト状
に調製した。用いた活物質の比表面積及びX線回折ピー
クの半価幅は、表1の通りである。
【0015】
【表1】 次に、ペーストを支持体の両面に250μm程度の厚さ
に塗布し、乾燥した。続いて、150μmの間隔をあけ
て平行に配置された2本の熱ロールを送り速度1m/分
となるように回転させ、それら熱ロール間に、ペースト
を塗布した支持体を通して圧延した。熱ロールの心棒に
はヒーターが内蔵されており、圧延中のロール表面が1
50℃となるように予め条件設定をおこなっておいた。
圧延後、ペーストと支持体との積層体を幅30mmに切
断することによって、活物質の比表面積及び結晶化度が
異なる以外は同形同質の3種類の正極板を製造した。
【0016】別途、負極板用の支持体として、厚み20
μmの銅箔を準備した。そして、重量基準で、活物質と
しての黒鉛90%及び結着剤としてのPVDF10%を
n−メチルピロリドン56%とともに混合してペースト
状に調製した。正極板の製造方法と同様にペーストを支
持体の両面に塗布し、乾燥し、圧延し、幅31mmに切
断することによって、負極板を製造した。
【0017】電解液としては、LiPF6を1mol/
l含むエチレンカーボネート:ジエチルカーボネート:
ジメチルカーボネート=2:1:2(体積比)の混合液
を用いた。セパレータとしては、厚さ25μm、幅3
2.5mmのポリエチレン微多孔膜からなるものを用い
た。
【0018】そして、正極板、セパレータ及び負極板
を、順に重ね合わせてポリエチレンの巻芯を中心とし
て、その周囲に長円渦状に巻いた後、正極リード又は負
極リードと電気的に接続して電池ケースに収納し、電解
液を注入した後、必要な個所を溶接し蓋をすることによ
って二次電池を製造した。
【0019】得られた電池に200mA−4.1Vの定
電流定電圧充電を25℃で3時間おこなった後、400
mAで2.75Vまでの定電流放電を25℃でおこなう
サイクルを繰り返し、50サイクル毎に電池容量を測定
した。
【0020】図1に充放電サイクル数に対する電池容量
の関係を打点したグラフを示す。図中、△印、●印及び
○印は、それぞれNo.1、No.2及びNo.3の正
極活物質を用いたデータを示す。
【0021】図から判るように、本発明範囲よりも比表
面積が小さく、半価幅の大きいNo.3の活物質を用い
た電池は、サイクル数を重ねる毎に容量低下が著しいの
に対し、本発明に属するNo.2の活物質を用いた電池
は、容量低下が緩やかであり、さらに比表面積が大きく
半価幅の小さいNo.1の活物質を用いた電池は、高い
容量を維持する傾向が認められた。
【0022】−実施例2− この例では、正極活物質として比表面積1.4m2
g、(003)面の半価幅0.20、(104)面の半
価幅0.20のリチウムニッケルコバルト複合酸化物L
iNi0.10Co0.902を用いた。また、その他の条件
は、実施例1と同一にして電池を製造し、充放電サイク
ルを繰り返した。その結果、300サイクルめの放電容
量は、400mAhであり、実施例1のNo.1のLi
CoO2を用いた電池とほぼ同等の性能が得られた。
【0023】−実施例3− この例では、正極活物質として比表面積1.8m2
g、(003)面の半価幅0.105、(104)面の
半価幅0.120のリチウムコバルト複合酸化物LiC
oO2を用いた。また、正極合剤の組成をLiCoO2
5%、アセチレンブラック粉末7%及びPVDF8%と
した。その他の条件は、実施例1と同一にして電池を製
造し、充放電サイクルを繰り返した。その結果、300
サイクルめの放電容量は、390mAhであり、実施例
1のNo.1のLiCoO2を用いた電池とほぼ同等の
性能が得られた。
【0024】−比較例1− この例では、正極活物質として比表面積2.2m2
g、(003)面の半価幅0.220、(104)面の
半価幅0.215のリチウムニッケルコバルト複合酸化
物LiNi0.37Co0.632を用いた。その他の条件
は、実施例1と同一にして電池を製造し、充放電サイク
ルを繰り返した。その結果、1サイクルめの放電容量
が、410mAhであり、実施例1のLiCoO2を用
いたいずれの電池よりも性能的に劣っていた。
【0025】−比較例2− この例では、正極活物質として比表面積0.28m2
g、(003)面の半価幅0.097、(104)面の
半価幅0.100のリチウムニッケルコバルト複合酸化
物LiNi0.37Co0.632を用いた。その他の条件
は、実施例1と同一にして電池を製造し、充放電サイク
ルを繰り返した。その結果、1サイクルめの放電時よ
り、電圧が2.20Vまでしか上がらなかった。
【0026】−比較例3− この例では、正極活物質として比表面積2.3m2
g、(003)面の半価幅0.51、(104)面の半
価幅0.52のリチウムニッケルコバルト複合酸化物L
iNi0.37Co0.632を用いた。その他の条件は、実
施例1と同一にして電池を製造しようとしたが、ペース
ト調整時に正極活物質が飛散したうえ、ペースト中で正
極活物質が凝集したために、ペーストを支持体に均一に
塗布できなかった。
【0027】
【発明の効果】以上のように、この発明の非水電解液二
次電池は、長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図1】充放電サイクルと電池容量との関係を打点した
グラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LiMxCo1-x2(MはCoを除く遷
    移金属の少なくとも1種を表し、0≦x≦1.0であ
    る。)を活物質とし、活物質の他に導電剤及び結着剤を
    含有する正極と、負極と、正負極間に介在するセパレー
    タと、セパレータに保持された非水電解液とを備えた二
    次電池において、正極活物質の比表面積が0.35〜
    2.0m2/gであることを特徴とする非水電解液二次
    電池。
  2. 【請求項2】 正極活物質のX線回折図形における(0
    03)面ピーク及び(104)面ピークの半価幅がとも
    に0.50以下である請求項1に記載の非水電解液二次
    電池。
  3. 【請求項3】 正極活物質のX線回折図形における(0
    03)面ピーク及び(104)面ピークの半価幅がとも
    に0.10〜0.20である請求項1に記載の非水電解
    液二次電池。
  4. 【請求項4】 正極の導電剤の含有量が、正極を構成す
    る固形物質全体に対して8重量%以下である請求項1に
    記載の非水電解液二次電池。
JP04907595A 1994-12-09 1995-02-13 非水電解液二次電池 Ceased JP3204358B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04907595A JP3204358B2 (ja) 1995-02-13 1995-02-13 非水電解液二次電池
US08/569,293 US5672445A (en) 1994-12-09 1995-12-08 Organic elecrolyte secondary cell
EP95119392A EP0718902B1 (en) 1994-12-09 1995-12-08 Organic electrolyte secondary cell
DE69530166T DE69530166T2 (de) 1994-12-09 1995-12-08 Sekundärzelle mit organischem Elektrolyt
EP99112055A EP0959514A3 (en) 1994-12-09 1995-12-08 Organic electrolyte secondary cell
CN95117571A CN1076883C (zh) 1994-12-09 1995-12-08 锂二次电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04907595A JP3204358B2 (ja) 1995-02-13 1995-02-13 非水電解液二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08222223A true JPH08222223A (ja) 1996-08-30
JP3204358B2 JP3204358B2 (ja) 2001-09-04

Family

ID=12820973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04907595A Ceased JP3204358B2 (ja) 1994-12-09 1995-02-13 非水電解液二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3204358B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998054773A1 (fr) * 1997-05-27 1998-12-03 Tdk Corporation Procede de production d'electrode pour cellules electrolytiques non aqueuses
US6040090A (en) * 1997-04-15 2000-03-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Positive electrode material for use in non-aqueous electrolyte battery, process for preparing the same, and non-aqueous electrolyte battery
JP2002033133A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Toshiba Corp 非水電解質二次電池及びその製造方法並びに正極活物質及びその製造方法
JP2003002663A (ja) * 2001-06-13 2003-01-08 Mitsubishi Chemicals Corp 層状リチウムニッケルマンガン複合酸化物
US8303855B2 (en) 2007-08-10 2012-11-06 Umicore Doped lithium transition metal oxides containing sulfur
JP2013206552A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Tdk Corp 活物質及びリチウムイオン二次電池
KR20140018092A (ko) * 2012-08-03 2014-02-12 가부시키가이샤 지에스 유아사 리튬 2차 전지용 양극 활물질, 그 제조 방법, 리튬 2차 전지용 전극, 및 리튬 2차 전지
JP2015005426A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社東芝 非水電解質電池

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101918064B1 (ko) * 2017-03-14 2018-11-13 엘지전자 주식회사 가변자속 모터

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040090A (en) * 1997-04-15 2000-03-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Positive electrode material for use in non-aqueous electrolyte battery, process for preparing the same, and non-aqueous electrolyte battery
WO1998054773A1 (fr) * 1997-05-27 1998-12-03 Tdk Corporation Procede de production d'electrode pour cellules electrolytiques non aqueuses
JP2002033133A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Toshiba Corp 非水電解質二次電池及びその製造方法並びに正極活物質及びその製造方法
JP2003002663A (ja) * 2001-06-13 2003-01-08 Mitsubishi Chemicals Corp 層状リチウムニッケルマンガン複合酸化物
US8303855B2 (en) 2007-08-10 2012-11-06 Umicore Doped lithium transition metal oxides containing sulfur
JP2013206552A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Tdk Corp 活物質及びリチウムイオン二次電池
KR20140018092A (ko) * 2012-08-03 2014-02-12 가부시키가이샤 지에스 유아사 리튬 2차 전지용 양극 활물질, 그 제조 방법, 리튬 2차 전지용 전극, 및 리튬 2차 전지
JP2015005426A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社東芝 非水電解質電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP3204358B2 (ja) 2001-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3024636B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP7254875B2 (ja) リチウム二次電池用正極活物質およびこれを含むリチウム二次電池
JP4237074B2 (ja) 非水電解質二次電池用の正極活物質および非水電解質二次電池
JP2004185862A (ja) リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JP4988169B2 (ja) リチウム二次電池
JP2003346798A (ja) 二次電池およびそれを用いた組電池、および二次電池の使用方法
JP3244227B2 (ja) 非水電解液二次電池
US10541453B2 (en) Battery module for starting a power equipment
JP3204358B2 (ja) 非水電解液二次電池
JPH1097874A (ja) 非水二次電池
JP2996234B1 (ja) 非水電解液二次電池
JP2007172879A (ja) 電池およびその製造方法
JP2001143708A (ja) 非水電解質二次電池
JP2001256975A (ja) リチウム二次電池正極活物質用リチウムニッケル複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池
JPH1154120A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2007172878A (ja) 電池およびその製造方法
JPH11312516A (ja) リチウム二次電池用正極及びそれを用いたリチウム二次電池
JP3132504B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP2002015720A (ja) 非水電解質二次電池
JP4296591B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP2021106074A (ja) 負極活物質
JP4264209B2 (ja) 非水電解質二次電池
JPH1154122A (ja) リチウムイオン二次電池
JP7303084B2 (ja) リチウムイオン電池
JP2003168478A (ja) リチウムイオン非水電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
RVOP Cancellation by post-grant opposition