JPH09161776A - 非水二次電池 - Google Patents
非水二次電池Info
- Publication number
- JPH09161776A JPH09161776A JP7320575A JP32057595A JPH09161776A JP H09161776 A JPH09161776 A JP H09161776A JP 7320575 A JP7320575 A JP 7320575A JP 32057595 A JP32057595 A JP 32057595A JP H09161776 A JPH09161776 A JP H09161776A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- conductive material
- mixed
- powder
- mixture
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチウムを吸蔵放出可能な活物質粒子からな
る負極の電子電導性を安定的に保つことを目的とする。 【構成】 負極が、リチウムを吸蔵放出可能な活物質粒
子と、実質的にはリチウムと合金または化合物を形成し
ない導電材との混合物から成る非水二次電池とすること
で、上記目的を達成できる。
る負極の電子電導性を安定的に保つことを目的とする。 【構成】 負極が、リチウムを吸蔵放出可能な活物質粒
子と、実質的にはリチウムと合金または化合物を形成し
ない導電材との混合物から成る非水二次電池とすること
で、上記目的を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負極にリチウムの
吸蔵放出が可能な炭素粒子、遷移金属の酸化物、または
カルコゲン化物を用いる非水二次電池に関するものであ
る。
吸蔵放出が可能な炭素粒子、遷移金属の酸化物、または
カルコゲン化物を用いる非水二次電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、負極の電子伝導性を確保するた
め、リチウムを吸蔵放出可能な形状、粒度の異なる２種
以上の炭素粒子を混合したり、炭素粒子の表面に例えば
無電解メッキにより金属層を析出させたり、遷移金属酸
化物またはカルコゲン化物を負極に用いた場合には炭素
粒子を混合する方法が用いられてきた。
め、リチウムを吸蔵放出可能な形状、粒度の異なる２種
以上の炭素粒子を混合したり、炭素粒子の表面に例えば
無電解メッキにより金属層を析出させたり、遷移金属酸
化物またはカルコゲン化物を負極に用いた場合には炭素
粒子を混合する方法が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の負極を
用いた電池では、充放電サイクル経過に伴う容量低下が
大であった。具体的な現象としては、負極インピーダン
スが増大するために容量が低下していた。負極のインピ
ーダンス増大原因は明かではないが、充放電反応によっ
て負極活物質粒子の大きさが繰り返し変化するため、粒
子同士の接触が不十分になり、電子伝導度が低下するた
めと推定された。
用いた電池では、充放電サイクル経過に伴う容量低下が
大であった。具体的な現象としては、負極インピーダン
スが増大するために容量が低下していた。負極のインピ
ーダンス増大原因は明かではないが、充放電反応によっ
て負極活物質粒子の大きさが繰り返し変化するため、粒
子同士の接触が不十分になり、電子伝導度が低下するた
めと推定された。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的にリチ
ウムと合金または化合物を形成せず、従って充放電を繰
り返しても形状、寸法の変化しない材料から選ばれた導
電材を負極活物質に添加することにより、負極の電子伝
導を安定に保つものである。
ウムと合金または化合物を形成せず、従って充放電を繰
り返しても形状、寸法の変化しない材料から選ばれた導
電材を負極活物質に添加することにより、負極の電子伝
導を安定に保つものである。
【０００５】ここでいう実質的にリチウムと合金または
化合物を形成しない材料とは、該材料とリチウムとを接
触させた場合、該材料の固溶体中に含まれるリチウムの
比率が最大５重量％以下になる材料を指す。このような
材料として適当なのはＮｉ、ＣｕまたはＦｅである。
化合物を形成しない材料とは、該材料とリチウムとを接
触させた場合、該材料の固溶体中に含まれるリチウムの
比率が最大５重量％以下になる材料を指す。このような
材料として適当なのはＮｉ、ＣｕまたはＦｅである。
【０００６】なお、本発明では、活物質粒子と導電材粒
子を混合使用するのであるが、高い導電性、充放電を繰
り返しても安定した導電性を得るには、導電材の粒径は
活物質粒子の粒径の１／２０〜１／５が適当で、混合比
は５〜３０重量％がよい。
子を混合使用するのであるが、高い導電性、充放電を繰
り返しても安定した導電性を得るには、導電材の粒径は
活物質粒子の粒径の１／２０〜１／５が適当で、混合比
は５〜３０重量％がよい。
【０００７】また、導電材粒子表面に突起のあるもの、
または連鎖状のものが活物質粒子とのコンタクトがよ
く、高い導電性や電子伝導の安定性が良いことが分かっ
た。
または連鎖状のものが活物質粒子とのコンタクトがよ
く、高い導電性や電子伝導の安定性が良いことが分かっ
た。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施例１）負極活物質として粒
径約１０μｍの人造黒鉛を使用し、該黒鉛粒子に粒径約
１μｍのＮｉ粉を混合した。黒鉛とＮｉ粉の混合比は重
量比で９：１とした。Ｎｉ粉には連鎖状構造を有するイ
ンコ社製タイプ２５５を用いた。
径約１０μｍの人造黒鉛を使用し、該黒鉛粒子に粒径約
１μｍのＮｉ粉を混合した。黒鉛とＮｉ粉の混合比は重
量比で９：１とした。Ｎｉ粉には連鎖状構造を有するイ
ンコ社製タイプ２５５を用いた。
【０００９】黒鉛とＮｉ粉の混合粉末９６重量部と、ポ
リフッ化ビニリデンを１０重量％溶解させたＮ−２−メ
チル−ピロリドン（以下、ＮＭＰと言う。）溶液４０重
量部とを混合した後、Ｃｕ箔上に塗布した。塗布厚みは
２５０μｍとした。塗布した後、乾燥しＮＭＰを除去
し、更にロールプレスに掛けて負極とした。
リフッ化ビニリデンを１０重量％溶解させたＮ−２−メ
チル−ピロリドン（以下、ＮＭＰと言う。）溶液４０重
量部とを混合した後、Ｃｕ箔上に塗布した。塗布厚みは
２５０μｍとした。塗布した後、乾燥しＮＭＰを除去
し、更にロールプレスに掛けて負極とした。
【００１０】正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 粉末を使用
した。該ＬｉＣｏＯ2 粉末９０重量部にアセチレンブラ
ック粉末１０重量％を混合し、該混合粉末９５重量部
と、ポリフッ化ビニリデンを１０重量％溶解させたＮＭ
Ｐ溶液５０重量部とを混練し、Ｃｕ箔上に塗布した。塗
布厚みは２５０μｍとした。塗布後乾燥し、ＮＭＰを除
去した後、ロールプレスして正極とした。
した。該ＬｉＣｏＯ2 粉末９０重量部にアセチレンブラ
ック粉末１０重量％を混合し、該混合粉末９５重量部
と、ポリフッ化ビニリデンを１０重量％溶解させたＮＭ
Ｐ溶液５０重量部とを混練し、Ｃｕ箔上に塗布した。塗
布厚みは２５０μｍとした。塗布後乾燥し、ＮＭＰを除
去した後、ロールプレスして正極とした。
【００１１】正極、セパレータ、負極の順に積層し、エ
チレンカーボネートとジエチレンカーボネートの混合溶
媒に１モルのＬｉＰＦ6 を溶解させた電解液を注液して
セルを構成した。
チレンカーボネートとジエチレンカーボネートの混合溶
媒に１モルのＬｉＰＦ6 を溶解させた電解液を注液して
セルを構成した。
【００１２】次にこのセルを０．１ＣｍＡ、４．２Ｖの
定電流定電圧充電を１０時間行い、３０分の休止後、
０．１ＣｍＡの電流で２．７Ｖまで放電した。その結果
を図１に示す。図１から明らかの通り、５０サイクル目
の容量は、初期容量の約９８％までしか低下しないこと
を確認した。
定電流定電圧充電を１０時間行い、３０分の休止後、
０．１ＣｍＡの電流で２．７Ｖまで放電した。その結果
を図１に示す。図１から明らかの通り、５０サイクル目
の容量は、初期容量の約９８％までしか低下しないこと
を確認した。
【００１３】（実施例２）負極の導電材に粒径約１μｍ
の球状のＮｉ粉末を混合し、実施例１と同様方法にてセ
ルを構成し、サイクル試験を実施した。その結果を図１
に示す。図１から明らかな通り、初期容量は実施例１と
ほぼ同程度の容量が得られた。また、５０サイクル目の
容量は、初期容量の約９６％までしか低下しないことを
確認した。
の球状のＮｉ粉末を混合し、実施例１と同様方法にてセ
ルを構成し、サイクル試験を実施した。その結果を図１
に示す。図１から明らかな通り、初期容量は実施例１と
ほぼ同程度の容量が得られた。また、５０サイクル目の
容量は、初期容量の約９６％までしか低下しないことを
確認した。
【００１４】（比較例１）負極に導電材を添加しなかっ
た以外は、実施例１と同じ方法にてセルを構成し、サイ
クル試験を実施した。その結果を図１に示す。図１から
明らかな通り、初期容量は実施例の約９０％であり、５
０サイクル目の容量も、初期容量の約７６％まで低下し
ていた。
た以外は、実施例１と同じ方法にてセルを構成し、サイ
クル試験を実施した。その結果を図１に示す。図１から
明らかな通り、初期容量は実施例の約９０％であり、５
０サイクル目の容量も、初期容量の約７６％まで低下し
ていた。
【００１５】（比較例２）負極の導電材にリチウムと合
金化する粒径約１μｍのＡｇ粉を混合し、実施例１と同
じ方法にてセルを構成し、サイクル試験を実施した。そ
の結果を図１に示す。図１から明らかな通り、初期容量
は実施例とほぼ同程度の容量を得たが、５０サイクル目
の容量は、初期容量の約９３％まで低下していた。
金化する粒径約１μｍのＡｇ粉を混合し、実施例１と同
じ方法にてセルを構成し、サイクル試験を実施した。そ
の結果を図１に示す。図１から明らかな通り、初期容量
は実施例とほぼ同程度の容量を得たが、５０サイクル目
の容量は、初期容量の約９３％まで低下していた。
【００１６】（比較例３）負極の導電材に粒径約０．２
μｍのＮｉ粉末を混合し、実施例１と同じ方法にてセル
を構成し、サイクル試験を実施した。その結果を図１に
示す。図１から明らかな通り、初期容量は実施例の約９
２％程度であり、５０サイクル目の容量は、初期容量の
約８０％まで低下していた。これより、導電材の粒径を
あまり小さくするのは良くないことが分かる。
μｍのＮｉ粉末を混合し、実施例１と同じ方法にてセル
を構成し、サイクル試験を実施した。その結果を図１に
示す。図１から明らかな通り、初期容量は実施例の約９
２％程度であり、５０サイクル目の容量は、初期容量の
約８０％まで低下していた。これより、導電材の粒径を
あまり小さくするのは良くないことが分かる。
【００１７】
【発明の効果】以上の如く、負極活物質に導電材を添加
することによって、良好な電子伝導ネットワークが形成
され、放電容量が向上する。複数の突起または連鎖状構
造を有する導電材、もしくは球状形状の導電材は良好な
電子伝導性を与える。また、導電材として実質的に化合
物または合金を形成しない材質の粒子を使用することに
より、充放電を繰り返しても導電材の形状、寸法、組成
に変化が生ぜず、電子伝導ネットワークが安定に保たれ
るので、良好なサイクル性能が得られる。
することによって、良好な電子伝導ネットワークが形成
され、放電容量が向上する。複数の突起または連鎖状構
造を有する導電材、もしくは球状形状の導電材は良好な
電子伝導性を与える。また、導電材として実質的に化合
物または合金を形成しない材質の粒子を使用することに
より、充放電を繰り返しても導電材の形状、寸法、組成
に変化が生ぜず、電子伝導ネットワークが安定に保たれ
るので、良好なサイクル性能が得られる。
【図１】本発明に係る非水二次電池と比較例電池の充放
電サイクル性能を示す図である。
電サイクル性能を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 負極が、リチウムの吸蔵放出が可能な活
物質粒子と、実質的にはリチウムと合金または化合物を
形成しない導電材との混合物から成ることを特徴とする
非水二次電池。 - 【請求項２】 導電材が、Ｎｉ、ＣｕまたはＦｅである
請求項１記載の非水二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320575A JPH09161776A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 非水二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320575A JPH09161776A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 非水二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161776A true JPH09161776A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18122967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7320575A Pending JPH09161776A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 非水二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09161776A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6440610B1 (en) | 1999-12-10 | 2002-08-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for lithium secondary battery and manufacturing method of same |
| US6703166B1 (en) | 1999-12-08 | 2004-03-09 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material slurry composition for rechargeable lithium battery and method of manufacturing negative electrode using same |
| JP2006092928A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 |
| KR100733580B1 (ko) * | 2005-08-22 | 2007-06-28 | 코칩 주식회사 | 활성탄-탄소나노섬유 복합체를 함유한 전극활물질 및 이의제조방법 |
| JP2010040277A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Seiko Epson Corp | 電池用電極、電池用電極の製造方法、電池 |
| JP2014517993A (ja) * | 2011-06-02 | 2014-07-24 | シーリエン アペックス チャイナ ホールディング カンパニー リミテッド | 金属系導電性物質を含む高容量リチウムイオン電池 |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP7320575A patent/JPH09161776A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703166B1 (en) | 1999-12-08 | 2004-03-09 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material slurry composition for rechargeable lithium battery and method of manufacturing negative electrode using same |
| US6440610B1 (en) | 1999-12-10 | 2002-08-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for lithium secondary battery and manufacturing method of same |
| JP2006092928A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 |
| KR100733580B1 (ko) * | 2005-08-22 | 2007-06-28 | 코칩 주식회사 | 활성탄-탄소나노섬유 복합체를 함유한 전극활물질 및 이의제조방법 |
| JP2010040277A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Seiko Epson Corp | 電池用電極、電池用電極の製造方法、電池 |
| JP2014517993A (ja) * | 2011-06-02 | 2014-07-24 | シーリエン アペックス チャイナ ホールディング カンパニー リミテッド | 金属系導電性物質を含む高容量リチウムイオン電池 |
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