JPH0878002A - リチウム電池及びその電極の製造方法 - Google Patents
リチウム電池及びその電極の製造方法Info
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- JPH0878002A JPH0878002A JP6207647A JP20764794A JPH0878002A JP H0878002 A JPH0878002 A JP H0878002A JP 6207647 A JP6207647 A JP 6207647A JP 20764794 A JP20764794 A JP 20764794A JP H0878002 A JPH0878002 A JP H0878002A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来に比してより一層の高エネルギー密度化
が可能なリチウム電池及びその電極の製造方法を提供す
る。 【構成】 正極活物質（正極１）が７Ａ族又は８Ａ族の
遷移金属（Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ及びＦｅ等）の酸化物によ
り構成されており、前記酸化物の少なくとも１部がアモ
ルファス構造を有している。この正極活物質は、例えば
周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物と周期
律表の５Ａ族又は６Ａ族の遷移金属酸化物（例えば、Ｖ
2Ｏ5又はＣｒ3Ｏ8）との混合粉末を加熱して溶融した
後、急冷することによりアモルファス化した酸化物を所
定の形状に成形することにより製造する。
が可能なリチウム電池及びその電極の製造方法を提供す
る。 【構成】 正極活物質（正極１）が７Ａ族又は８Ａ族の
遷移金属（Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ及びＦｅ等）の酸化物によ
り構成されており、前記酸化物の少なくとも１部がアモ
ルファス構造を有している。この正極活物質は、例えば
周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物と周期
律表の５Ａ族又は６Ａ族の遷移金属酸化物（例えば、Ｖ
2Ｏ5又はＣｒ3Ｏ8）との混合粉末を加熱して溶融した
後、急冷することによりアモルファス化した酸化物を所
定の形状に成形することにより製造する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリチウム電池及びその電
極の製造方法に関し、１部又は全部がアモルファス化し
た遷移金属酸化物により正極活物質を構成することによ
り、エネルギー密度を向上させたものである。
極の製造方法に関し、１部又は全部がアモルファス化し
た遷移金属酸化物により正極活物質を構成することによ
り、エネルギー密度を向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】図１はスパイラル型のリチウム電池を示
す断面図である。このリチウム電池においては、シート
状の正極（正極活物質）３及び負極４がセパレータ５を
挟んで対向配置され、これらがスパイラル状に巻かれて
電池ケース７内に装入されている。この電池ケース７の
外側にはジャケット６が配設されている。また、電池ケ
ース７の底部には負極端子２が設けられており、上部に
はベントダイアグラム８、ベントスパイク９及び正極キ
ャップ１が配設されている。
す断面図である。このリチウム電池においては、シート
状の正極（正極活物質）３及び負極４がセパレータ５を
挟んで対向配置され、これらがスパイラル状に巻かれて
電池ケース７内に装入されている。この電池ケース７の
外側にはジャケット６が配設されている。また、電池ケ
ース７の底部には負極端子２が設けられており、上部に
はベントダイアグラム８、ベントスパイク９及び正極キ
ャップ１が配設されている。
【０００３】従来、リチウム電池の正極活物質を構成す
るものとして、５Ａ族のＶ及び６Ａ族のＣｒのアモルフ
ァス化遷移金属酸化物（ａ−Ｖ2Ｏ5及びａ−Ｃｒ3Ｏ8）
粒子が使用されている。また、７Ａ族又は８Ａ族の遷移
金属を用いた正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ2及びＬ
ｉＮｉＯ2等の結晶化酸化物粒子がある。
るものとして、５Ａ族のＶ及び６Ａ族のＣｒのアモルフ
ァス化遷移金属酸化物（ａ−Ｖ2Ｏ5及びａ−Ｃｒ3Ｏ8）
粒子が使用されている。また、７Ａ族又は８Ａ族の遷移
金属を用いた正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ2及びＬ
ｉＮｉＯ2等の結晶化酸化物粒子がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リチウム電池は、より一層の高エネルギー密度化が困難
であるという問題点がある。従来、例えば、直径が１８
ｍｍ、高さが６５ｍｍの図１に示すスパイラル型リチウ
ム電池の場合に、エネルギー密度は約２８０ｗｈ／リットル
であるが、より一層の高エネルギー密度化が要望されて
いる。
リチウム電池は、より一層の高エネルギー密度化が困難
であるという問題点がある。従来、例えば、直径が１８
ｍｍ、高さが６５ｍｍの図１に示すスパイラル型リチウ
ム電池の場合に、エネルギー密度は約２８０ｗｈ／リットル
であるが、より一層の高エネルギー密度化が要望されて
いる。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、より一層の高エネルギー密度化が可能なリ
チウム電池及びその電極の製造方法を提供することを目
的とする。
のであって、より一層の高エネルギー密度化が可能なリ
チウム電池及びその電極の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウム電
池は、正極活物質が周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移
金属の酸化物により構成され、前記酸化物の少なくとも
１部がアモルファス構造を有することを特徴とする。
池は、正極活物質が周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移
金属の酸化物により構成され、前記酸化物の少なくとも
１部がアモルファス構造を有することを特徴とする。
【０００７】前記正極活物質は、７Ａ族又は８Ａ族遷移
金属とＬｉとの複合酸化物により構成され、前記複合酸
化物の少なくとも１部がアモルファス構造を有するもの
であってもよい。前記遷移金属としては、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種
であることが好ましい。
金属とＬｉとの複合酸化物により構成され、前記複合酸
化物の少なくとも１部がアモルファス構造を有するもの
であってもよい。前記遷移金属としては、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択された少なくとも１種
であることが好ましい。
【０００８】本発明に係るリチウム電池の電極の製造方
法は、周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物
と、周期律表の５Ａ族又は６Ａ族の遷移金属の酸化物
（例えば、Ｖ2Ｏ5又はＣｒ3Ｏ8）との混合物を加熱して
溶融する工程と、この融液を冷却し少なくとも１部がア
モルファス化した固化物を得る工程と、この固化物から
所定の形状の電極を形成する工程とを有することを特徴
とする。
法は、周期律表の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物
と、周期律表の５Ａ族又は６Ａ族の遷移金属の酸化物
（例えば、Ｖ2Ｏ5又はＣｒ3Ｏ8）との混合物を加熱して
溶融する工程と、この融液を冷却し少なくとも１部がア
モルファス化した固化物を得る工程と、この固化物から
所定の形状の電極を形成する工程とを有することを特徴
とする。
【０００９】なお、Ｌｉ又はＬｉ酸化物と７Ａ族又は８
Ａ族の遷移金属との複合酸化物を使用し、この複合酸化
物を加熱した後、急冷して少なくとも１部がアモルファ
ス化した固化物を得て、この固化物から電極を形成して
もよい。
Ａ族の遷移金属との複合酸化物を使用し、この複合酸化
物を加熱した後、急冷して少なくとも１部がアモルファ
ス化した固化物を得て、この固化物から電極を形成して
もよい。
【００１０】また、スパッタ法及び蒸着法等の薄膜形成
法、又はゾル−ゲル法によりアモルファス化した遷移金
属酸化物を形成してもよい。
法、又はゾル−ゲル法によりアモルファス化した遷移金
属酸化物を形成してもよい。
【００１１】
【作用】本発明においては、正極活物質として、高酸化
力の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属酸化物を使用する。従
来、７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属により構成された正極
活物質は結晶化しており、層構造を有している。本発明
においては、アモルファス化した７Ａ族又は８Ａ族の遷
移金属酸化物を使用することにより、リチウム電池のよ
り一層の高エネルギー化を実現するものである。
力の７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属酸化物を使用する。従
来、７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属により構成された正極
活物質は結晶化しており、層構造を有している。本発明
においては、アモルファス化した７Ａ族又は８Ａ族の遷
移金属酸化物を使用することにより、リチウム電池のよ
り一層の高エネルギー化を実現するものである。
【００１２】以下、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2を使
用した場合について、アモルファス化によりエネルギー
密度が向上する理由を説明する。
用した場合について、アモルファス化によりエネルギー
密度が向上する理由を説明する。
【００１３】正極活物質としてＬｉＣｏＯ2を使用した
場合、下記化学式１に示す反応が起こる。
場合、下記化学式１に示す反応が起こる。
【００１４】
【化１】ＣｏＯ2＋Ｌｉ+＋ｅ-←→ＬｉＣｏＯ2 この反応は、Ｃｏのみに着目した場合に、下記化学式２
のように表すことができる。
のように表すことができる。
【００１５】
【化２】Ｃｏ4+←→Ｃｏ3+ 理論的には、ＣｏＯ2の１分子に対してＬｉ+の１イオン
が結合する。しかし、正極活物質が結晶性ＣｏＯ2であ
るとすると、その層状構造からＬｉ+イオンが２次元的
にしか移動できない。結晶性ＣｏＯ2では、層状構造の
層間距離及び方向性によりＬｉ+イオンの拡散が律速さ
れる。このため、従来はリチウム電池のエネルギー密度
を向上させることが困難であった。
が結合する。しかし、正極活物質が結晶性ＣｏＯ2であ
るとすると、その層状構造からＬｉ+イオンが２次元的
にしか移動できない。結晶性ＣｏＯ2では、層状構造の
層間距離及び方向性によりＬｉ+イオンの拡散が律速さ
れる。このため、従来はリチウム電池のエネルギー密度
を向上させることが困難であった。
【００１６】そこで、本発明においては、正極活物質を
アモルファス化することにより、短範囲的にはＣｏＯ2
分子の結合を保持したままで網目構造を形成させる。こ
れにより、以下に示す効果を得ることができる。 ＣｏＯ2分子間の距離が拡大し、結晶格子が乱れて疎
な構造になる。 Ｌｉ+イオン移動経路の等方性が確保できる。 組織が均質で粒界がないため、Ｌｉ+イオンの移動を
阻害するものがない。
アモルファス化することにより、短範囲的にはＣｏＯ2
分子の結合を保持したままで網目構造を形成させる。こ
れにより、以下に示す効果を得ることができる。 ＣｏＯ2分子間の距離が拡大し、結晶格子が乱れて疎
な構造になる。 Ｌｉ+イオン移動経路の等方性が確保できる。 組織が均質で粒界がないため、Ｌｉ+イオンの移動を
阻害するものがない。
【００１７】これらの効果により、リチウム電池のエネ
ルギー密度が向上する。更に、本発明においては、以下
に示す効果もある。 正極活物質をアモルファス構造とすることにより、成
型性が向上すると共に、薄膜化が容易になる。 化学組成の選択の幅が広範囲になり、Ｌｉを過剰に加
えてより一層の高エネルギー密度化を図ることも可能に
なる。
ルギー密度が向上する。更に、本発明においては、以下
に示す効果もある。 正極活物質をアモルファス構造とすることにより、成
型性が向上すると共に、薄膜化が容易になる。 化学組成の選択の幅が広範囲になり、Ｌｉを過剰に加
えてより一層の高エネルギー密度化を図ることも可能に
なる。
【００１８】なお、Ｃｏ以外の７Ａ族又は８Ａ族の遷移
金属の酸化物の場合も、アモルファス構造とすることに
より、上述の効果を得ることができる。
金属の酸化物の場合も、アモルファス構造とすることに
より、上述の効果を得ることができる。
【００１９】７Ａ族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物をア
モルファス化する方法としては、例えば、７Ａ族又は８
Ａ族の遷移金属の酸化物と、５Ａ族又は６Ａ族の遷移金
属の酸化物（例えば、Ｖ2Ｏ5及びＣｒ3Ｏ8）とを混合し
加熱して溶融した後、急冷する方法がある。また、Ｌｉ
と遷移金属との複合酸化物又はＬｉ酸化物と遷移金属酸
化物との混合物を加熱して溶融した後、急冷することに
よりアモルファス化することができる。更に、遷移金属
又は遷移金属酸化物を原料とし、酸素雰囲気中でスパッ
タ、蒸着、イオンプレーティングなどで薄膜形成するこ
とによりアモルファス化することも可能である。更にま
た、Ｌｉ有機物と遷移金属有機物とを原料とし、ゾル又
はゲル化した後、焼成するゾル−ゲル法によりアモルフ
ァス化することも可能である。
モルファス化する方法としては、例えば、７Ａ族又は８
Ａ族の遷移金属の酸化物と、５Ａ族又は６Ａ族の遷移金
属の酸化物（例えば、Ｖ2Ｏ5及びＣｒ3Ｏ8）とを混合し
加熱して溶融した後、急冷する方法がある。また、Ｌｉ
と遷移金属との複合酸化物又はＬｉ酸化物と遷移金属酸
化物との混合物を加熱して溶融した後、急冷することに
よりアモルファス化することができる。更に、遷移金属
又は遷移金属酸化物を原料とし、酸素雰囲気中でスパッ
タ、蒸着、イオンプレーティングなどで薄膜形成するこ
とによりアモルファス化することも可能である。更にま
た、Ｌｉ有機物と遷移金属有機物とを原料とし、ゾル又
はゲル化した後、焼成するゾル−ゲル法によりアモルフ
ァス化することも可能である。
【００２０】このようにしてアモルファス化された７Ａ
族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物を所定の電極形状に成
形し、正極活物質として使用することにより、リチウム
電池のエネルギー密度を著しく向上させることができ
る。
族又は８Ａ族の遷移金属の酸化物を所定の電極形状に成
形し、正極活物質として使用することにより、リチウム
電池のエネルギー密度を著しく向上させることができ
る。
【００２１】
【実施例】次に、本発明に係るリチウム電池を実際に製
造し、その特性を調べた結果について説明する。
造し、その特性を調べた結果について説明する。
【００２２】実施例１ 先ず、５０ｍｏｌ％のＶ2Ｏ5粉末と５０ｍｏｌ％のＣｏ
Ｏ粉末とをメノウ乳鉢にて十分混合した。
Ｏ粉末とをメノウ乳鉢にて十分混合した。
【００２３】次に、この混合粉末を石英管に真空封入し
た。そして、この石英管を加熱炉にて９００℃の温度に
加熱し、粉末を溶融させて母体複合酸化物を得た。な
お、図２に、ＣｏＯ−Ｖ2Ｏ5の状態図を示す。
た。そして、この石英管を加熱炉にて９００℃の温度に
加熱し、粉末を溶融させて母体複合酸化物を得た。な
お、図２に、ＣｏＯ−Ｖ2Ｏ5の状態図を示す。
【００２４】次に、液体急冷装置の石英ノズルに前記複
合酸化物を装入し、高周波溶解装置により加熱し溶融し
た後、Ａｒガスをキャリアガスにして融液を水冷銅ロー
ル上へ噴出し、前記融液を水冷銅ロールにより急冷固化
させることにより、急冷薄帯を得た。この急冷薄帯をＸ
線回折法により調べたところ、アモルファス化している
ことが確認できた。
合酸化物を装入し、高周波溶解装置により加熱し溶融し
た後、Ａｒガスをキャリアガスにして融液を水冷銅ロー
ル上へ噴出し、前記融液を水冷銅ロールにより急冷固化
させることにより、急冷薄帯を得た。この急冷薄帯をＸ
線回折法により調べたところ、アモルファス化している
ことが確認できた。
【００２５】次に、前記薄帯を乳鉢にて粉砕し粉末とし
た。そして、この粉末にＣＢ（カーボンブラック）及び
フッ素樹脂パウダーを混合し、所定の形状に成形して正
極とした。また、負極に炭素、電解液にＰＣ（ポリピレ
ンカーボネート）＋ＬｉＣｌＯ4（１mol/リットル）を用い
て、図１に示すスパイラル型のリチウム電池を組み立て
た。この電池のサイズは、直径が１８ｍｍ、長さが６５
ｍｍであり、重量が４０ｇである。
た。そして、この粉末にＣＢ（カーボンブラック）及び
フッ素樹脂パウダーを混合し、所定の形状に成形して正
極とした。また、負極に炭素、電解液にＰＣ（ポリピレ
ンカーボネート）＋ＬｉＣｌＯ4（１mol/リットル）を用い
て、図１に示すスパイラル型のリチウム電池を組み立て
た。この電池のサイズは、直径が１８ｍｍ、長さが６５
ｍｍであり、重量が４０ｇである。
【００２６】また、前記ＣｏＯに替えて、ＮｉＯ、Ｍｎ
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用して、同様にスパイラル型のリ
チウム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を
調べた結果を、下記表１にまとめて示す。
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用して、同様にスパイラル型のリ
チウム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を
調べた結果を、下記表１にまとめて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】この表１から明らかなように、本実施例の
電池はエネルギー密度が３００〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
電池はエネルギー密度が３００〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
【００２９】実施例２ 先ず、Ｖ2Ｏ5、Ｐ2Ｏ5及びＣｏＯの混合粉末をメノウ乳
鉢にて十分混合した。混合割合は、Ｐ2Ｏ5：５ｍｏｌ
％、ＣｏＯ：４７．５ｍｏｌ％、残部Ｖ2Ｏ5である。
鉢にて十分混合した。混合割合は、Ｐ2Ｏ5：５ｍｏｌ
％、ＣｏＯ：４７．５ｍｏｌ％、残部Ｖ2Ｏ5である。
【００３０】次に、この混合粉末を白金るつぼに装入
し、加熱炉により９００℃に加熱して溶融した。その
後、融液を水冷銅板上に流し出して冷却固化させた。こ
の固化物をＸ線回折法により分析したところ、分析値に
ピークがなく、遷移金属酸化物はアモルファス化してい
ることが確認できた。
し、加熱炉により９００℃に加熱して溶融した。その
後、融液を水冷銅板上に流し出して冷却固化させた。こ
の固化物をＸ線回折法により分析したところ、分析値に
ピークがなく、遷移金属酸化物はアモルファス化してい
ることが確認できた。
【００３１】次いで、この固化物を粉砕し、実施例１と
同様にして、スパイラル型のリチウム電池を組み立て
た。
同様にして、スパイラル型のリチウム電池を組み立て
た。
【００３２】また、前記ＣｏＯに替えて、ＮｉＯ、Ｍｎ
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用し、同様にスパイラル型リチウ
ム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を調べ
た結果を、下記表２にまとめて示す。
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用し、同様にスパイラル型リチウ
ム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を調べ
た結果を、下記表２にまとめて示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】この表２から明らかなように、本実施例の
電池はエネルギー密度が３００〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
電池はエネルギー密度が３００〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
【００３５】実施例３ 先ず、ＣｏＣＯ3とＬｉ2ＣＯ3粉末とをＣｏ：Ｌｉ＝
１：１の割合で混合した。その後、この混合物を大気中
で、９００℃の温度で４０時間焼成した。これにより得
た焼成物をＸ線回折法で分析した。その結果、ＬｉＣｏ
Ｏ2が生成していることが確認できた。
１：１の割合で混合した。その後、この混合物を大気中
で、９００℃の温度で４０時間焼成した。これにより得
た焼成物をＸ線回折法で分析した。その結果、ＬｉＣｏ
Ｏ2が生成していることが確認できた。
【００３６】次に、このＬｉＣｏＯ2焼成物を粉末にし
た後、液体急冷装置を使用し、実施例１と同様にしてＬ
ｉＣｏＯ2の急冷薄帯を得た。この急冷薄帯をＸ線回折
法により調べた。その結果、一部にピークがみられたも
のの、アモルファス化していることを示す略ブロードな
測定結果が得られた。
た後、液体急冷装置を使用し、実施例１と同様にしてＬ
ｉＣｏＯ2の急冷薄帯を得た。この急冷薄帯をＸ線回折
法により調べた。その結果、一部にピークがみられたも
のの、アモルファス化していることを示す略ブロードな
測定結果が得られた。
【００３７】次いで、この急冷薄帯を粉砕して粉末と
し、実施例１と同様の方法によりスパイラル型リチウム
電池を組み立てた。
し、実施例１と同様の方法によりスパイラル型リチウム
電池を組み立てた。
【００３８】また、ＬｉＣｏＯ2に替えてＬｉＮｉＯ2、
ＬｉＭｎＯ2及びＬｉＦｅＯ2を使用して、同様にスパイ
ラル型リチウム電池を組み立てた。これらの電池の充放
電特性を調べた結果を、下記表３にまとめて示す。
ＬｉＭｎＯ2及びＬｉＦｅＯ2を使用して、同様にスパイ
ラル型リチウム電池を組み立てた。これらの電池の充放
電特性を調べた結果を、下記表３にまとめて示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】この表３から明らかなように、本実施例の
電池のエネルギー密度は３１５〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
電池のエネルギー密度は３１５〜３２０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
【００４１】なお、ＣｏＣＯ3に替えてＣｏ（ＯＨ）2及
びＣｏ2Ｏ3とＬｉ2Ｏとの混合物によりＬｉＣｏＯ2を形
成し、このＬｉＣｏＯ2を使用してリチウム電池を組み
立て、その充放電特性を調べた。その結果は、ＣｏＣＯ
3の場合と同様であった。
びＣｏ2Ｏ3とＬｉ2Ｏとの混合物によりＬｉＣｏＯ2を形
成し、このＬｉＣｏＯ2を使用してリチウム電池を組み
立て、その充放電特性を調べた。その結果は、ＣｏＣＯ
3の場合と同様であった。
【００４２】実施例４ 先ず、Ｌｉ2Ｏ粉末とＣｏＯ粉末とをＬｉ：Ｃｏ＝１：
１の割合で混合した。そして、この混合粉末をＭｇＯる
つぼに装入した後、１８００℃の温度に加熱して溶融し
た。その後、融液を急冷して固化させた。これにより、
アモルファス構造の固化物を得ることができた。
１の割合で混合した。そして、この混合粉末をＭｇＯる
つぼに装入した後、１８００℃の温度に加熱して溶融し
た。その後、融液を急冷して固化させた。これにより、
アモルファス構造の固化物を得ることができた。
【００４３】次いで、この固化物を粉砕して粉末とした
後、実施例１と同様にして、スパイラル型リチウム電池
を組み立てた。また、ＣｏＯ粉末に替えてＮｉＯ、Ｍｎ
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用し、同様にスパイラル型リチウ
ム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を調べ
た結果を、下記表４にまとめて示す。
後、実施例１と同様にして、スパイラル型リチウム電池
を組み立てた。また、ＣｏＯ粉末に替えてＮｉＯ、Ｍｎ
Ｏ2及びＦｅ2Ｏ3を使用し、同様にスパイラル型リチウ
ム電池を組み立てた。これらの電池の充放電特性を調べ
た結果を、下記表４にまとめて示す。
【００４４】
【表４】
【００４５】この表４から明らかなように、本実施例の
電池のエネルギー密度は３１５〜３３０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
電池のエネルギー密度は３１５〜３３０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池（エネルギー密度が
約２８０ｗｈ／リットル）に比してエネルギー密度が著しく
向上した。
【００４６】実施例５ 先ず、ターゲットとしてＣｏを使用したスパッタ法によ
り、酸素雰囲気中で銅の基板上に薄膜を形成した。これ
により、銅基板の表面上にＣｏ酸化物の膜を得ることが
できた。この銅基板をＸ線回折法により分析したとこ
ろ、銅のピーク以外はブロードであり、Ｃｏ酸化物はア
モルファス化していることが確認できた。
り、酸素雰囲気中で銅の基板上に薄膜を形成した。これ
により、銅基板の表面上にＣｏ酸化物の膜を得ることが
できた。この銅基板をＸ線回折法により分析したとこ
ろ、銅のピーク以外はブロードであり、Ｃｏ酸化物はア
モルファス化していることが確認できた。
【００４７】次に、この基板を正極に用いてビーカーセ
ルの電池を構成し、その充放電特性を調べた。その結
果、平均電圧は３．６Ｖ、放電容量は１０５ｍＡｈ／リッ
トルであった。
ルの電池を構成し、その充放電特性を調べた。その結
果、平均電圧は３．６Ｖ、放電容量は１０５ｍＡｈ／リッ
トルであった。
【００４８】また、Ｃｏに替えて、ＣｏＯ、Ｎｉ、Ｎｉ
Ｏ、Ｍｎ、ＭｎＯ2、Ｆｅ及びＦｅＯ等のターゲットを
使用し、同様にビーカーセルの電池を構成してその充放
電特性を調べた。その結果、いずれも平均電圧が３．５
〜３．７Ｖ、放電容量が９０〜１１０ｍＡｈ／リットルであ
った。
Ｏ、Ｍｎ、ＭｎＯ2、Ｆｅ及びＦｅＯ等のターゲットを
使用し、同様にビーカーセルの電池を構成してその充放
電特性を調べた。その結果、いずれも平均電圧が３．５
〜３．７Ｖ、放電容量が９０〜１１０ｍＡｈ／リットルであ
った。
【００４９】実施例６ 先ず、ＬｉＯＣＨ3及びＣｏ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）2を原料とし
て、これらの原料をＬｉ：Ｃｏ＝１：１の割合になるよ
うに混合して、加水分解反応させた。この反応により、
ＬｉとＣｏとの複合酸化物のゲルが生成された。
て、これらの原料をＬｉ：Ｃｏ＝１：１の割合になるよ
うに混合して、加水分解反応させた。この反応により、
ＬｉとＣｏとの複合酸化物のゲルが生成された。
【００５０】次に、このゲルを、乾燥炉中で２００℃の
温度に加熱して乾燥させた。その後、この乾燥ゲルを７
００℃の温度で焼成した。
温度に加熱して乾燥させた。その後、この乾燥ゲルを７
００℃の温度で焼成した。
【００５１】これと同様に、Ｎｉ、Ｍｎ及びＦｅについ
ても、夫々シュウ酸塩を用いてＬｉとこれらの遷移金属
との複合酸化物の焼成物を形成した。
ても、夫々シュウ酸塩を用いてＬｉとこれらの遷移金属
との複合酸化物の焼成物を形成した。
【００５２】これらの焼成物をＸ線回折法により調べた
ところ、いずれもＬｉと遷移金属との複合酸化物はアモ
ルファス化していることが確認できた。また、この焼成
物を粉砕して粉末とした後、実施例１と同様にして、ス
パイラル型リチウム電池を組み立てた。これらの電池の
充放電特性を調べた結果を、下記表５にまとめて示す。
ところ、いずれもＬｉと遷移金属との複合酸化物はアモ
ルファス化していることが確認できた。また、この焼成
物を粉砕して粉末とした後、実施例１と同様にして、ス
パイラル型リチウム電池を組み立てた。これらの電池の
充放電特性を調べた結果を、下記表５にまとめて示す。
【００５３】
【表５】
【００５４】この表５から明らかなように、本実施例の
電池はエネルギー密度が２９８〜３１０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池に比してエネルギー
密度が向上した。
電池はエネルギー密度が２９８〜３１０ｗｈ／リットルであ
り、従来の同サイズのリチウム電池に比してエネルギー
密度が向上した。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るリチウ
ム電池は、少なくとも１部がアモルファス化した７Ａ族
及び８Ａ族の少なくとも１種の遷移金属の酸化物により
正極活物質が構成されているから、従来に比してエネル
ギー密度が極めて高い。
ム電池は、少なくとも１部がアモルファス化した７Ａ族
及び８Ａ族の少なくとも１種の遷移金属の酸化物により
正極活物質が構成されているから、従来に比してエネル
ギー密度が極めて高い。
【００５６】また、本発明方法においては、溶融冷却、
薄膜形成法又はゾル−ゲル法により７Ａ族又は８Ａ族の
遷移金属の酸化物をアモルファス化するから、エネルギ
ー密度が高いリチウム電池を得ることができる。
薄膜形成法又はゾル−ゲル法により７Ａ族又は８Ａ族の
遷移金属の酸化物をアモルファス化するから、エネルギ
ー密度が高いリチウム電池を得ることができる。
【図１】 リチウム電池の一例を示す断面図である。
【図２】 ＣｏＯ−Ｖ2Ｏ5の状態図である。
１…正極キャップ、２…負極端子、３…正極、４…負
極、５…セパレータ、６…ジャケット、７…電池ケー
ス、８…ベントダイアグラム、９…ベントスパイク
極、５…セパレータ、６…ジャケット、７…電池ケー
ス、８…ベントダイアグラム、９…ベントスパイク
Claims (9)
- 【請求項１】 正極活物質が周期律表の７Ａ族及び８Ａ
族の少なくとも１種の遷移金属の酸化物により構成さ
れ、前記酸化物の少なくとも１部がアモルファス構造を
有することを特徴とするリチウム電池。 - 【請求項２】 正極活物質が周期律表の７Ａ族及び８Ａ
族の少なくとも１種の遷移金属とＬｉとの複合酸化物に
より構成され、前記複合酸化物の少なくとも１部がアモ
ルファス構造を有することを特徴とするリチウム電池。 - 【請求項３】 前記遷移金属は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ及び
Ｆｅからなる群から選択された少なくとも１種の金属で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム
電池。 - 【請求項４】 周期律表の７Ａ族及び８Ａ族の少なくと
も１種の遷移金属の酸化物と、周期律表の５Ａ族及び６
Ａ族の少なくとも１種の遷移金属の酸化物との混合物を
加熱して溶融する工程と、この融液を冷却し少なくとも
１部がアモルファス化した固化物を得る工程と、この固
化物から所定の形状の電極を形成する工程とを有するこ
とを特徴とするリチウム電池の電極の製造方法。 - 【請求項５】 前記５Ａ族及び６Ａ族の少なくとも１種
の遷移金属の酸化物は、Ｖ2Ｏ5及びＣｒ3Ｏ8のいずれか
１種又は２種であることを特徴とする請求項４に記載の
リチウム電池の電極の製造方法。 - 【請求項６】 Ｌｉと周期律表の７Ａ族及び８Ａ族の少
なくとも１種の遷移金属との複合酸化物を加熱して溶融
する工程と、この融液を冷却し少なくとも１部がアモル
ファス化した固化物を得る工程と、この固化物から所定
の形状の電極を形成する工程とを有することを特徴とす
るリチウム電池の電極の製造方法。 - 【請求項７】 Ｌｉ酸化物と周期律表の７Ａ族及び８Ａ
族の少なくとも１種の遷移金属の酸化物との混合物を加
熱して溶融する工程と、この融液を冷却し少なくとも１
部がアモルファス化した固化物を得る工程と、この固化
物から所定の形状の電極を形成する工程とを有すること
を特徴とするリチウム電池の電極の製造方法。 - 【請求項８】 周期律表の７Ａ族及び８Ａ族の少なくと
も１種の遷移金属又は遷移金属酸化物を原料とし、薄膜
形成法により酸素雰囲気中で基板上に少なくとも１部が
アモルファス化した遷移金属酸化物膜を形成する工程
と、この遷移金属酸化物膜を有する基板から電極を形成
する工程とを有することを特徴とするリチウム電池の電
極の製造方法。 - 【請求項９】 Ｌｉ有機化合物と周期律表の７Ａ族及び
８Ａ族の少なくとも１種の遷移金属の有機化合物とを原
料とし、ゾル−ゲル法により少なくとも１部がアモルフ
ァス化した複合酸化物を得る工程と、この複合酸化物か
ら所定の形状の電極を形成する工程とを有することを特
徴とするリチウム電池の電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207647A JPH0878002A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | リチウム電池及びその電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207647A JPH0878002A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | リチウム電池及びその電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878002A true JPH0878002A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16543248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6207647A Pending JPH0878002A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | リチウム電池及びその電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120106A2 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrode active materialand lithium secondary battery |
| US7816032B2 (en) | 2003-11-28 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Energy device and method for producing the same |
| JP2014060020A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 非水電解質電池 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6207647A patent/JPH0878002A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7816032B2 (en) | 2003-11-28 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Energy device and method for producing the same |
| WO2008120106A2 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrode active materialand lithium secondary battery |
| US8703334B2 (en) | 2007-03-30 | 2014-04-22 | Kyushu University, National University Corporation | Amorphous electrode active material and lithium secondary battery |
| JP2014060020A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 非水電解質電池 |
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