JPH097597A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

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JPH097597A
JPH097597A JP7155911A JP15591195A JPH097597A JP H097597 A JPH097597 A JP H097597A JP 7155911 A JP7155911 A JP 7155911A JP 15591195 A JP15591195 A JP 15591195A JP H097597 A JPH097597 A JP H097597A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
capacity
lithium
battery
nonaqueous electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP7155911A
Other languages
English (en)
Inventor
Sukeyuki Murai
祐之 村井
Takashi Takeuchi
崇 竹内
Hiromi Nagata
博美 永田
Masaki Kitagawa
雅規 北川
Teruyoshi Morita
彰克 守田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH097597A publication Critical patent/JPH097597A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負極に用いる黒鉛材料のリチウム吸蔵能力を
理論値である372mAh/gに近づけ、電池の容量を
大きくする。 【構成】 充放電に対して可逆性を有する正極と非水電
解液と黒鉛材料を主構成材料とする負極とを備え、前記
黒鉛材料は細孔を有していて、その細孔は細孔半径が5
0オングストローム以下のものの占める容積が細孔容積
全体の60%以上を占めるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高エネルギー密度を有す
る非水電解液二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】リチウムまたはリチウム化合物を負極と
する非水電解液二次電池は高電圧で高エネルギー密度が
期待され、盛んに研究がなされている。
【0003】これまでに、非水電解液二次電池の正極活
物質としてV25、Cr25、MnO2、TiS2などが
知られている。近年、より高エネルギー密度を有する4
ボルト級の非水電解液二次電池の正極活物質としてLi
Mn24、LiCoO2、LiNiO2、LiFeO2
どが注目されている。特に、LiMn24、LiNiO
2やLiFeO2は低コストであることや、原料供給が安
定しており、大容量の非水電解液二次電池の活物質とし
て活発な研究が行われている。
【0004】一方、負極活物質としては安全性やレート
特性などの点から金属リチウムに代わり、炭素材料が注
目を集めている。特に、黒鉛化度の進んだ黒鉛粉末は、
高容量で、放電電位が金属リチウムに比べ約0.1V貴
であり、より高エネルギー密度を有する電池を開発する
ことができるため、盛んに研究がなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】負極に天然黒鉛や人造
黒鉛、気相成長グラファイト、メソカーボンマイクロビ
ーズなどの黒鉛材料を用いる非水電解液二次電池におい
て、電池のエネルギー密度をより大きいものにするため
には負極材料のリチウム吸蔵能力を可能なかぎり大きく
する必要がある。ところが黒鉛材料のリチウム吸蔵能力
の限界(理論容量)は372mAh/gといわれてい
る。実際に種々の黒鉛材料のリチウム吸蔵能力を確認す
ると300mAh/g〜320mAh/gのものが多
く、電池容量をさらに大きくするためには、黒鉛材料の
リチウム吸蔵能力を372mAh/gに近づける必要が
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は黒鉛材料の細孔分布を制御すること
により、黒鉛材料のリチウム吸蔵能力を限界値に近い値
まで引き上げるものである。具体的には、細孔を有する
黒鉛材料で50オングストローム以下の半径を有する細
孔が細孔容積全体の60%以上占める負極を用いること
である。
【0007】
【作用】本発明では半径50オングストローム以下の非
常に細かい細孔が細孔容積全体の大部分を占めるため、
これまで反応に関与していなかった部分にまでリチウム
が到達するようになり、その結果として黒鉛の理論容量
に近いリチウム吸蔵能力を有する材料が得られて電池の
エネルギー密度を10%〜20%増大させることができ
る。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
【0009】(実施例1)本実施例では黒鉛材料のリチ
ウム吸蔵能力の大きさを比較するために、対極にはリチ
ウム金属を用い、コイン型の電池で評価を行った。試験
極は以下に示すような方法により作成した。
【0010】まず、黒鉛粉末に増粘剤と水を加え十分に
混合後、アクリル系結着剤を加え、さらに混合した。こ
れをニッケルの金属箔の片面に塗布し、乾燥することに
より試験負極とした。黒鉛材料には細孔分布の異なる7
種類の材料を用いた。
【0011】そして、図1に示すように試験極である正
極1の上に直径18.5mmの多孔性ポリプロピレン製
セパレータ3を配し、さらに、その上にリチウム金属を
用いた負極4を配置した。非水電解液として、1モル/
リットルの六フッ化リン酸リチウムを溶解したエチレン
カーボネートとジエチルカーボネートの等比体積混合溶
液を注入し、封口板5で密閉して電池とした。
【0012】ついで、作成した電池を用いて充放電電流
1mA、充放電電圧範囲1.5V〜0Vで充放電試験を
行い、その充放電容量を測定した。
【0013】図2に7種類の黒鉛材料について全細孔容
積内において細孔半径50オングストローム以下の細孔
容積が占める割合と黒鉛材料のリチウム吸蔵量の関係を
示した。図からわかるように50オングストローム以下
の割合が40%を越えるあたりから急激にリチウム吸蔵
量が増大し60%以上で黒鉛材料の理論容量に近い値を
とる。したがってこの値が60%を越えるものを電池の
負極材料に用いることにより、非常にエネルギー密度の
大きな電池を得ることができる。
【0014】以上本実施例では、非水電解液としてエチ
レンカーボネートとジエチルカーボネートの等積混合溶
媒に1モル/リットルの六フッ化リン酸リチウムを溶解
した系を用いた場合について説明したが、溶媒としては
この他に、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、
エチルメチルカーボネートなどのカーボネート類、ガン
マーブチロラクトン、酢酸メチルなどのエステル類を単
独あるいはこれらから選ばれる1つ以上を混合して用
い、溶質として過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウ
ム、六フッ化リン酸リチウムを用いた場合でも、同様の
結果を得た。
【0015】
【発明の効果】以上のように、黒鉛材料が細孔を有して
いて、その細孔は細孔半径が50オングストローム以下
のものが占める容積が細孔容積全体の60%以上を占め
ることにより、負極のリチウム吸蔵能力を増大させるこ
とができ、電池容量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非水電解液二次電池の縦断面図
【図2】細孔分布と黒鉛材料のリチウム吸蔵量の関係を
示した図
【符号の説明】
1 正極 2 ケース 3 セパレータ 4 負極 5 封口板 6 ガスケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 雅規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 守田 彰克 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充放電に対して可逆性を有する正極と非水
    電解液と黒鉛材料を主構成材料とする負極とを備え、前
    記黒鉛材料は細孔を有していて、その細孔は細孔半径が
    50オングストローム以下のものの占める容積が細孔容
    積全体の60%以上を占める非水電解液二次電池。
JP7155911A 1995-06-22 1995-06-22 非水電解液二次電池 Pending JPH097597A (ja)

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JP7155911A JPH097597A (ja) 1995-06-22 1995-06-22 非水電解液二次電池

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JPH097597A true JPH097597A (ja) 1997-01-10

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ID=15616213

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431459B1 (ko) * 2002-01-11 2004-05-12 주식회사 엘지화학 리튬 2차 전지용 음극 조성물 및 이를 포함하는 리튬 2차전지
US20110193014A1 (en) * 2004-01-05 2011-08-11 Showa Denko K.K. Negative electrode material for lithium battery, and lithium battery
US8329342B2 (en) 2008-07-11 2012-12-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. Anode material for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries
WO2019239947A1 (ja) 2018-06-15 2019-12-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 非水電解質二次電池

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US11990622B2 (en) 2018-06-15 2024-05-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery

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