JPH10134813A - 電極活物質および非水電解質二次電池およびアルカリ金属非水電解質二次電池 - Google Patents
電極活物質および非水電解質二次電池およびアルカリ金属非水電解質二次電池Info
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- JPH10134813A JPH10134813A JP8303734A JP30373496A JPH10134813A JP H10134813 A JPH10134813 A JP H10134813A JP 8303734 A JP8303734 A JP 8303734A JP 30373496 A JP30373496 A JP 30373496A JP H10134813 A JPH10134813 A JP H10134813A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
用非水電解質電池を低コストで提供できる電極活物質お
よび前記電極活物質を使用した非水電解質二次電池、ア
ルカリ金属非水電解質二次電池を提供することを目的と
する。 【解決手段】 一般式、FeBO3で与えられる鉄錯体
を主体とする電極活物質およびこの活物質を使用したこ
とを特徴とする非水電解質電池である。 【効果】乾電池やニッカド電池、ニッケル水素電池と電
圧互換性のある低コストの実用性の高い大容量非水電解
質二次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
電池およびアルカリ金属非水電解質二次電池、さらに詳
細には充放電可能な電極活物質および非水電解質二次電
池に関し、特に鉄複酸化物を主体とする電極活物質を用
いることで安価な二次電池の実現を目指すものである。
合金や化合物を負極活物質とする非水電解質電池は、負
極金属イオンの正極活物質へのインサーションもしくは
インターカレーション反応によって、その大放電容量と
充電可逆性を両立させている。従来から、リチウムを、
負極活物質として用いる二次電池としては、リチウムに
対しインターカレーションホストとなりうるV2O5やL
iCoO2やLiNiO2などの層状もしくはトンネル状
酸化物を正極に用いた電池が提案されているが、これら
の金属酸化物は中心金属にクラーク数の極端に小さなレ
アメタルを用いているため、コストの点で実用上難点が
ある。
の問題点を改善するために提案されたもので、その目的
は、充放電特性に優れた電池特性を持つ大型電池用非水
電解質電池を低コストで提供できる電極活物質および前
記電極活物質を使用した非水電解質二次電池、アルカリ
金属非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
るため、本発明の電極活物質は、一般式、FeBO3で
与えられる鉄錯体を主体とすることを特徴とする。
式、FeBO3で与えられる鉄錯体を正極もしくは、負
極活物質として含み、電解質として非水溶媒を含んで構
成されることを特徴とする。
質二次電池は、一般式、FeBO3で与えられる鉄錯体
を正極とし、アルカリ金属を含んで構成される物質を負
極とし、電解質として非水溶媒を含んで構成されること
を特徴とする。
な金属である鉄を中心金属とする組成式、FeBO3で
表される物質を正極活物質もしくは負極活物質として含
み、アルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可能
な物質を対極活物質とし、前記アルカリ金属のイオンが
前記正極活物質及ぴ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
特徴としている。
オルトホウ酸H3BO3を化学量論組成もしくは、硼素成
分の揮発による目減りを補うため、約5%前後若干量オ
ルトホウ酸を多めに秤量混合後、大気中、670℃で2
日間仮焼の上、さらに860℃で1日間焼成後、急冷し
て合成することができるが、合成方法、合成条件はこれ
に限定されるものではなく、γ‐Fe2O3やFe3O4、
もしくはFeO、あるいはそれらの酸化鉄の混合物や水
酸化第2鉄といった他の出発原料からの合成も可能であ
る。
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、或いは、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。
合は、リチウム金属をシート状にして、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。また、負極活物質としては、リチウム以外
にリチウム合金やリチウム化合物、その他ナトリウム、
カリウム、マグネシウム等従来公知のアルカリ金属、及
ぴそれらのアルカリ金属合金、アルカリ金属イオンを吸
蔵、放出可能な炭素材料等を使用できる。
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、プチロラクト
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。
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。
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
ぴ測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
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。
とオルトホウ酸H3BO3を次式の反応式にのっとって、
1:2.1の組成比で秤量混合の上、大気中、670℃
で2日間焼成後、さらに860℃で1日間焼成後、急冷
して得たFeBO3を用いた。
O3+3H2O↑
示す。そのX線回折パターンは、まさしく空間群R ̄3
cのFeBO3(JCPDS#21−0423)である
と同定された。
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。
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、プロピレンカーボネー
トとエチレンカーボネート、ジメチルカーボネートの体
積比1:1:2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2m
m、直径23mmのコイン型リチウム電池を作製した。
て、0.25mA/cm2の電流密度での1V−2.5
V間電圧規制充放電サイクル試験の20サイクル目の充
放電曲線を図3に示す。その放電曲線は平坦で、しかも
その平均放電電圧は、約1.5Vであるため、従来の水
溶液系2次電池であるニッカド電池やニッケル水素電
池、あるいは乾電池と電圧互換性を有する低コストの電
極材料であることがわかる。
チウム電池を用い、0.5mA/cm2の電流密度での
1V−3.5V間電圧規制充放電サイクル試験の20サ
イクル目の充放電曲線を図4に示す。放電電流密度を
0.5mA/cm2に上げても、充電終止電圧を3.5
Vまで上げることにより、サイクル容量は実施例1に比
べ約25%向上できることがわかる。
チウム電池を用い、1mA/cm2の電流密度での1V
−4V間電圧規制充放電サイクル試験の20−24サイ
クル目の充放電曲線を図5に示す。図5より明らかなよ
うにその放電平坦部は1mA/cm2もの高い放電電流
密度でも、良好なサイクル性を有していることがわか
る。
乾電池やニッカド電池、ニッケル水素電池と電圧互換性
のある低コストの実用性の高い大容量非水電解質二次電
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。
を示す断面図。
図形。
2.5V電圧規制試験時の充放電曲線を示す特性図。
3.5V電圧規制試験時の充放電曲線を示す特性図。
V電圧規制試験時の充放電曲線を示す特性図。
Claims (4)
- 【請求項1】一般式、FeBO3で与えられる鉄錯体を
主体とする電極活物質。 - 【請求項2】一般式、FeBO3で与えられる鉄錯体を
正極もしくは、負極活物質として含み、電解質として非
水溶媒を含んで構成されることを特徴とする非水電解質
二次電池。 - 【請求項3】一般式、FeBO3で与えられる鉄錯体を
正極とし、アルカリ金属を含んで構成される物質を負極
とし、電解質として非水溶媒を含んで構成されることを
特徴とするアルカリ金属非水電解質二次電池。 - 【請求項4】前記アルカリ金属が、リチウムであること
を特徴とする請求項3記載のアルカリ金属非水電解質二
次電池。
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JP30373496A JP3424722B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池 |
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- 1996-10-29 JP JP30373496A patent/JP3424722B2/ja not_active Expired - Fee Related
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