JPH0955201A - 非水電解質電池 - Google Patents

非水電解質電池

Info

Publication number
JPH0955201A
JPH0955201A JP7227439A JP22743995A JPH0955201A JP H0955201 A JPH0955201 A JP H0955201A JP 7227439 A JP7227439 A JP 7227439A JP 22743995 A JP22743995 A JP 22743995A JP H0955201 A JPH0955201 A JP H0955201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
metal
electrode active
positive electrode
alkali metal
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
Application number
JP7227439A
Other languages
English (en)
Inventor
So Arai
創 荒井
Shigeto Okada
重人 岡田
Yoji Sakurai
庸司 櫻井
Junichi Yamaki
準一 山木
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP7227439A priority Critical patent/JPH0955201A/ja
Publication of JPH0955201A publication Critical patent/JPH0955201A/ja
Pending 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

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電電圧の高い非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 金属ハロゲン化物を正極活物質6として
含み、アルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可
能な物質を負極活物質4とし、前記アルカリ金属のイオ
ンが前記正極活物質及び前記負極活物質と電気化学反応
をするための移動を行い得る物質を電解質物質としたこ
とを特徴とする。 【効果】放電電圧の高い非水電解質電池を構成すること
ができ、様々な分野に利用できるという利点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解質電池、さらに
詳細には放電電圧の高い非水電解質電池を提供する正極
活物質に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び問題点】従来の非水電解質電池正極活
物質には酸化物、硫化物等が挙げられているが、これら
は例えばリチウム負極に対して2V程度の電圧しか持た
ず、放電電圧が低いという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に電池電圧が低いという現状の課題を解決し、放電電圧
の高い非水電解質電池を提供することにある。
【0004】
【問題点を解決するための手段】かかる目的を達成する
ために本発明の非水電解質電池では、金属ハロゲン化物
を正極活物質として含み、アルカリ金属またはアルカリ
金属を吸蔵、放出可能な物質を負極活物質とし、前記ア
ルカリ金属のイオンが前記正極活物質及び前記負極活物
質と電気化学反応をするための移動を行い得る物質を電
解質物質としたことを特徴としており、特に金属ハロゲ
ン化物の金属元素としてTi、V、Cr、Mn、Co、
Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、T
e、Hf、Ta、W、Pb、Biの中の少なくとも一種
類を含み、組成式MXn(Mは金属元素、Xはハロゲ
ン、nは3以上の正数)で表され、ハロゲンとしてフッ
素Fを含む金属ハロゲン化物を正極活物質として含むこ
とを特徴としている。
【0005】本発明をさらに詳しく説明する。
【0006】発明者は放電電圧の高い非水電解質電池材
料を鋭意探索した結果、上述のように金属ハロゲン化
物、特に金属元素としてTi、V、Cr、Mn、Co、
Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、T
e、Hf、Ta、W、Pb、Biの中の少なくとも一種
類を含み、組成式MXn(Mは金属元素、Xはハロゲ
ン、nは3以上の正数)で表され、ハロゲンとしてフッ
素Fを含む金属ハロゲン化物を正極活物質として含むこ
とにより、従来の電池より放電電圧の高い電池を構成で
きることを確かめ、その認識の下に本発明を完成した。
【0007】本発明の非水電解質電池が従来の酸化物、
硫化物を正極活物質とする電池に比べて放電電圧が高い
理由は、次のように考えられる。即ち、電気陰性度が強
いハロゲンXを有すると、金属Mとハロゲン間の電子は
強くハロゲンXに引きつけられるため、同じ金属Mの同
じ価数を持つ化合物で比較しても、ハロゲン化物の金属
Mは酸化物、硫化物の金属Mに比べて強く陽電荷を帯
び、高電圧になると考えられる。
【0008】また、組成式MXn(Mは金属元素、Xは
ハロゲン、nは3以上の正数)の化合物を正極活物質と
して用いることにより、可逆的な価数変化が可能となる
ことが多く、本発明の電池を二次電池として用いること
もできる。
【0009】また、ハロゲンとしてフッ素Fを含む場
合、フッ素が最も電気陰性度が高い元素であるため、高
電圧が期待できる。また、フッ化物は他のハロゲンより
も分子量が低いことが多く、この観点からは重量エネル
ギー密度が非常に高くなるという利点を有する。
【0010】負極活物質としては、アルカリ金属または
アルカリ金属化合物またはアルカリ金属を吸蔵、放出可
能な物質を用いることにより、還元性の強い負極活物質
とすることができ、電池電圧が高くなるという利点を有
する。この中には、リチウム、ナトリウム、カリウム、
ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属、及びそれらの
金属合金、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素材料、等が
挙げられる。
【0011】この正極活物質を用いて正極を形成するに
は、前記化合物粉末とポリテトラフルオロエチレンのご
とき結着剤粉末との混合物をステンレス等の支持体上に
圧着成形する、あるいは、かかる混合物粉末に導電性を
付与するためアセチレンブラックのような導電性粉末を
混合し、これにさらにポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結着剤粉末を所要に応じて加え、この混合物を金属
容器にいれる、あるいは前述の混合物をステンレスなど
の支持体に圧着成形する、あるいは前述の混合物を有機
溶剤等の溶媒中に分散してスラリー状にして金属基板上
に塗布する、等の手段によって形成される。
【0012】負極活物質は一般の電池のそれと同様にシ
ート上にして、またそのシートをニッケル、ステンレス
等の導電体網に圧着して負極として形成される。
【0013】電解液としては、有機溶媒としては例えば
ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、エ
チレンカーボネート、メチルホルメート、ジメチルスル
ホキシド、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、
ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、エチル
メチルカーボネート等に、アルカリ金属イオンを含むル
イス酸を溶解した非水電解質溶媒、あるいは固体電解質
等が使用できる。
【0014】さらに、セパレータ、電池ケース等の構造
材料等の他の要素についても従来公知の各種材料が使用
でき、特に制限はない。
【0015】
【実施例】以下実施例によって本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限さ
れるものではない。なお、実施例において電池の作成及
び測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
【0016】
【実施例1】図1は本発明による電池の一具体例である
コイン型電池の断面図であり、図中1は封口板、2はガ
スケット、3は正極ケース、4は負極、5はセパレー
タ、6は正極合剤ペレットを示す。
【0017】正極活物質には、チタンの価数が3価であ
るTiF3を用いた。TiF3には一般の市販試薬を用い
た。この試料をaとする。銅Kα線で試料aのX線回折
解析を行なったところ、得られたパターンはJoint
Comittee ofPower diffrac
tion Standars(JCPDS)の9−11
2に登録されたパターンと一致し、TiF3であること
が確認された。
【0018】この試料aを粉砕して粉末とし、導電剤
(アセチレンブラック)、結着剤(ポリテトラフルオロ
エチレン)と共に混合の上、ロール成形し、正極合剤ペ
レット6(厚さ0.5mm、直径15mm)とした。
【0019】次にステンレス製の封口板1上に金属リチ
ウムの負極4を加圧配置したものをポリプロピレン製ガ
スケット2の凹部に挿入し、負極4の上にポリプロピレ
ン製で微孔性のセパレータ5、正極合剤ペレット6をこ
の順序に配置し、電解液としてエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの混合溶媒にLiPF6を溶解さ
せた1規定溶液を適量注入して含浸させた後に、ステン
レス製の正極ケース3を被せてかしめることにより、厚
さ2mm、直径23mmのコイン型電池を作製した。
【0020】このようにして作製した試料aを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で2.
0Vまで放電させた際の放電容量を表1に示す。放電電
圧が高いため2.0Vまでの容量が大きく、高エネルギ
ー密度電池として利用できる利点を有している。
【0021】またこの電池を、さらに続けて0.5mA
/cm2の充放電電流密度で2.0V−4.5Vの電圧
範囲規制で充放電させた際の10回目の放電容量を表1
に示す。これから明らかなようにサイクルによる容量低
下が少ないことがわかる。充放電プロファイルの一例を
図2に示す。
【0022】
【比較例1】比較例1では、正極活物質にはチタンの価
数が3価であるTi23を用いる他は実施例1と同様に
して電池を作製した。Ti23には一般の市販試薬を用
いた。この試料をbとする。
【0023】このようにして作製した試料bを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で、
2.0Vまで放電させた際の放電容量を表1に示す。こ
の電池と比較すると、本発明の実施例で作製した電池
は、放電エネルギーが大きいことがわかる。
【0024】
【0025】
【実施例2】実施例2ではマンガンの価数が3価である
正極活物質MnF3を用いる他は実施例1と同様にして
電池を作製した。MnF3には一般の市販試薬を用い
た。この試料をcとする。銅Kα線で試料cのX線回折
解析を行なったところ、得られたパターンはジョイント
コミニティ オブ パワー ディフレクション スタ
ンダード(Joint Comittee of Po
wer diffraction Standars
(JCPDS))の9−134に登録されたパターンと
一致し、MnF3であることが確認された。
【0026】このようにして作製した試料cを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で、放
電させた際の1時間後の電圧を表2に示す。放電電圧が
高く、高エネルギー密度電池として利用できる利点を有
している。
【0027】
【比較例2】比較例2では、正極活物質にマンガンの価
数が3価である組成式Mn23で与えられる化合物を用
いる他は実施例と同様にして電池を作製した。Mn23
には一般の市販試薬を用いた。この試料をdとする。
【0028】このようにして作製した試料dを正極活物
質とする電池を、0.5mA/cm2の電流密度で、放
電させた際の1時間後の電圧を表2に示す。この電池と
比較すると、本発明の実施例で作製した電池は、放電電
圧が大きいことがわかる。
【0029】
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放電電圧の高い非水電解質電池を構成することができ、
様々な分野に利用できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるコイン型電池の構成例
を示す断面図。
【図2】本発明の実施例1における充放電プロファイル
の一例。
【符号の説明】
1 封口板 2 ガスケット 3 正極ケース 4 負極 5 セパレータ 6 正極合剤ペレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山木 準一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属ハロゲン化物を正極活物質として含
    み、アルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可能
    な物質を負極活物質とし、前記アルカリ金属のイオンが
    前記正極活物質及び前記負極活物質と電気化学反応をす
    るための移動を行い得る物質を電解質物質としたことを
    特徴とする非水電解質電池。
  2. 【請求項2】前記金属ハロゲン化物が金属元素としてT
    i、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、
    Nb、Mo、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、P
    b、Biの中の少なくとも一種類を含んで構成される物
    質であることを特徴とする請求項1の非水電解質電池。
  3. 【請求項3】前記金属ハロゲン化物が組成式MXn(M
    は金属元素、Xはハロゲン、nは3以上の正数)で表さ
    れることを特徴とする請求項1または請求項2の非水電
    解質電池。
  4. 【請求項4】前記金属ハロゲン化物がハロゲンとしてフ
    ッ素Fを含むことを特徴とする請求項1から請求項3記
    載のいずれかの非水電解質電池。
  5. 【請求項5】前記金属ハロゲン化物が組成式TiF3
    与えられる化合物であることを特徴とする請求項4の非
    水電解質電池。
  6. 【請求項6】前記金属ハロゲン化物が組成式MnF3
    与えられる化合物であることを特徴とする請求項4の非
    水電解質電池。
JP7227439A 1995-08-11 1995-08-11 非水電解質電池 Pending JPH0955201A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7227439A JPH0955201A (ja) 1995-08-11 1995-08-11 非水電解質電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7227439A JPH0955201A (ja) 1995-08-11 1995-08-11 非水電解質電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0955201A true JPH0955201A (ja) 1997-02-25

Family

ID=16860887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7227439A Pending JPH0955201A (ja) 1995-08-11 1995-08-11 非水電解質電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0955201A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008059961A1 (fr) 2006-11-17 2008-05-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Matière active de cathode pour un accumulateur d'électrolyte non aqueux et procédé de production d'une matière active de cathode pour un accumulateur d'électrolyte non aqueux
JP2008130265A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Kyushu Univ 表面コートフッ化金属電極活物質
JP2008243646A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyushu Univ フッ化物正極作製法
WO2010084701A1 (ja) 2009-01-23 2010-07-29 株式会社豊田自動織機 非水系二次電池用活物質および非水系二次電池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008059961A1 (fr) 2006-11-17 2008-05-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Matière active de cathode pour un accumulateur d'électrolyte non aqueux et procédé de production d'une matière active de cathode pour un accumulateur d'électrolyte non aqueux
JP2008130265A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Kyushu Univ 表面コートフッ化金属電極活物質
KR101159085B1 (ko) * 2006-11-17 2012-06-22 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 비수 전해질 이차 전지용 정극 활물질, 및 비수 전해질 이차 전지용 정극 활물질의 제조 방법
US8454925B2 (en) 2006-11-17 2013-06-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of the same
JP2008243646A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyushu Univ フッ化物正極作製法
WO2010084701A1 (ja) 2009-01-23 2010-07-29 株式会社豊田自動織機 非水系二次電池用活物質および非水系二次電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112805793B (zh) 固体电解质材料和使用它的电池
JP5108205B2 (ja) 全固体型リチウム二次電池
KR100451846B1 (ko) 양극 활성물질과 이를 이용한 비수전해액 이차전지
US4049879A (en) Intercalated transition metal phosphorus trisulfides
US11018330B2 (en) Cathode active material containing magnesium-transition metal composite oxide and magnesium secondary battery using the same
US20110123864A1 (en) Positive electrode for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
JP2007052935A (ja) 非水電解質電池
US4911996A (en) Electrochemical cell
US8821767B2 (en) Cathode active material
EP0905807B1 (en) Nonaqueous secondary battery
JP4746846B2 (ja) リチウムイオン電池用負極活物質、その製造方法およびリチウムイオン電池
JPH0955202A (ja) 非水電解質電池
JPH0955201A (ja) 非水電解質電池
JPH08287914A (ja) リチウム電池
JPH0922698A (ja) 非水電解質電池
KR20140061735A (ko) 혼합전도체를 이용한 리튬 이온 배터리
US20200350556A1 (en) High capacity secondary battery
JP3451601B2 (ja) リチウム電池
JPH06111822A (ja) リチウム電池
JP2007115507A (ja) 負極活物質及び水系リチウム二次電池
JPH0955200A (ja) 非水電解質電池
US4693950A (en) Secondary lithium cell
JP2000012026A (ja) 非水電解液二次電池
JPH11139831A (ja) コバルト酸化物の製造方法、及びその方法により製造したコバルト酸化物を用いる電池
JP2558957B2 (ja) 非水電解液二次電池