JPH10208742A - Battery - Google Patents

Battery

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JPH10208742A
JPH10208742A JP9015030A JP1503097A JPH10208742A JP H10208742 A JPH10208742 A JP H10208742A JP 9015030 A JP9015030 A JP 9015030A JP 1503097 A JP1503097 A JP 1503097A JP H10208742 A JPH10208742 A JP H10208742A
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JP
Japan
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lithium
group
battery
carbonate
alloy
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Pending
Application number
JP9015030A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiko Igawa
享子 井川
Shigeo Tsuruoka
重雄 鶴岡
Yoshimi Komatsu
誼 小松
Shiyuuko Yamauchi
修子 山内
Masanori Yoshikawa
正則 吉川
Tadashi Muranaka
村中  廉
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9015030A priority Critical patent/JPH10208742A/en
Publication of JPH10208742A publication Critical patent/JPH10208742A/en
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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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery excellent in high capacity, long life, lowering of overvoltage at the time of charging/discharging, the rate characteristic, self- discharge characteristic and safety, etc., by using a compound oxide as a positive active material of a battery which is capable of reversibly performing plural numbers of times of charging/discharging, more particularly, a secondary battery for which a non-aqueous electrolyte is used. SOLUTION: As a positive electrode active material of a battery which uses a non-aqueous electrolyte including lithium salt and is capable of reversibly performing plural numbers of times of charging/discharging a compound oxide shown by a general formula of Aw Dv Nix Aly O2 (A is at least one kind selected among alkali metals; D is at least one kind selected among Mg, B, Ga; w, v, x, y are numbers that satisfy 0.05<=w<=1.2, 0.001<=v<=0.2, 0.5<=x<=0.9, 0.1<y<=0.5, respectively) is used. The A in the formula is Li, Na, K, for instance, and Li is most preferable. As the D, a combination of Mg and B or a combination of Mg and Ga is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は可逆的に複数回の充
放電が可能な電池に係り、特に非水電解液を用いた二次
電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery that can be reversibly charged and discharged a plurality of times, and more particularly to a secondary battery using a non-aqueous electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、二次電池はパソコンや携帯電話な
どの電源として、あるいは電気自動車や電力貯蔵用の電
源として、なくてはならない重要な構成要素の一つとな
っている。
2. Description of the Related Art In recent years, secondary batteries have become one of the essential components that are indispensable as power sources for personal computers and mobile phones, or as power sources for electric vehicles and power storage.

【0003】携帯型コンピュータ(ペンコンピュータと
呼ばれるものも含む)や携帯情報端末(Personal Digita
l Assistant、あるいはPersonal Intelligent Communic
ator、あるいはハンドヘルド・コミュニケータ)といっ
た移動体通信(モービル・コンピューティング)が必要
とされる要求として、小型化,軽量化が挙げられる。し
かし、液晶表示パネルのバックライトや描画制御によっ
て消費される電力が高いことや、二次電池の容量が現状
ではまだ不十分であることなどの点から、システムのコ
ンパクト化,軽量化が難しい状況にある。
A portable computer (including a pen computer) and a personal digital assistant (Personal Digita)
l Assistant or Personal Intelligent Communic
A demand for mobile communication (mobile computing) such as an ator or a hand-held communicator includes miniaturization and weight reduction. However, it is difficult to make the system compact and lightweight because of the high power consumed by the backlight and drawing control of the liquid crystal display panel, and the fact that the capacity of the secondary battery is still insufficient at present. It is in.

【0004】さらに、地球環境問題の高まりとともに排
ガスや騒音を出さない電気自動車が関心を集めている。
しかし、現状の電池ではエネルギ密度,出力密度が低い
ことから走行距離が短い,加速性が悪い,車内のスペー
スが狭い,車体の安定性が悪いなどの問題点が生じてい
る。
[0004] Further, with the increase of global environmental problems, electric vehicles that do not emit exhaust gas and noise have attracted attention.
However, current batteries have problems such as short running distance, poor acceleration, small space in the vehicle, and poor stability of the vehicle body due to low energy density and low output density.

【0005】二次電池の中でも特に非水電解液を用いた
リチウム二次電池は、電圧が高く、かつ軽量で、高いエ
ネルギ密度が期待されることから注目されている。この
二次電池の正極材料としては、ポリアニリン,ポリアセ
ン,ポリパラフェニレンなどの導電性高分子やLix
oO2,LixNiO2,LixMn24,LixDwO2,
25,Cr25,MnO2 などの遷移金属の酸化物,
TiS2,MoS2などのカルコゲナイト化合物等が代表
的である。特に特開昭55−136131号公報で開示されてい
るLixCoO2,LixNiO2等の二次電池正極はLi
金属を負極として用いた場合4V以上の起電力を有する
ことから高エネルギ密度が期待できる。しかし、これら
は現実には実際に利用しうる容量がまだ低い、あるいは
寿命が短いなどの他、充放電時における過電圧,自己放
電特性や高温特性などの点でまだ充分な性能とは言えな
い。また、過充電時に正極活物質が発熱分解し熱暴走を
起こして、電池が発火,爆発するなど、安全性の面でも
問題があった。従来、正極の高容量化,長寿命化を達成
するため、さまざまな活物質組成が提案されている。例
えば、サイクル特性を改善するものとしては、正極活物
質に化学式LixMO2(MはCo,Ni,Fe,Mnの
うちから選択される1種又は2種以上の元素を表わす)
で示されるリチウム含有複合酸化物を用いること(特開
平2−306022 号公報)、あるいは、化学式LixyGe
zp(MはCo,Ni,Mnから選ばれる1種以上の遷
移金属元素、0.9≦x≦1.3,0.8≦y≦2.0,
0.01≦z≦0.2,2.0≦p≦4.5)で示される複
合酸化物を用いること(特開平7−29603 号公報)が開
示されている。また、サイクル特性,自己放電特性を改
善するものとしては、Axyz2(Aはアルカリ金属
から選ばれた少なくとも1種であり、Mは遷移金属であ
り、NはAl,In,Snの群から選ばれた少なくとも
1種を表わし、0.05≦x≦1.10,0.85≦y≦
1.00,0.001≦z≦0.10)で示される複合酸化
物を使用することが(特開平7−176302 号公報)、また、
容量,サイクル特性を改善するものとしては、Liy
(1-x)x2(MはCu,Zn,Nb,Mo,Wの群
から選ばれる少なくとも1種の元素、0<x<1,0.
9≦y≦1.3)で示される複合酸化物を使用する(特
開平6−283174 号公報)ことなどが開示されている。
[0005] Among secondary batteries, lithium secondary batteries using a non-aqueous electrolyte are particularly attracting attention because of their high voltage, light weight, and high energy density. As the positive electrode material of this secondary battery, conductive polymers such as polyaniline, polyacene, and polyparaphenylene, and Li x C
oO 2 , Li x NiO 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x DwO 2 ,
Oxides of transition metals such as V 2 O 5 , Cr 2 O 5 , MnO 2 ,
Chalcogenite compounds such as TiS 2 and MoS 2 are typical. Particularly, the positive electrode of a secondary battery such as Li x CoO 2 or Li x NiO 2 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-136131 is Li
When a metal is used as the negative electrode, a high energy density can be expected because it has an electromotive force of 4 V or more. However, these cannot be said to have sufficient performance in terms of overvoltage at charge / discharge, self-discharge characteristics, high temperature characteristics, and the like, in addition to the fact that actually usable capacity is still low or the life is short. In addition, there is also a problem in terms of safety such that the positive electrode active material is decomposed by heat during overcharge, causing thermal runaway, and the battery ignites and explodes. Conventionally, various active material compositions have been proposed in order to achieve higher capacity and longer life of a positive electrode. For example, to improve the cycle characteristics, a positive electrode active material is represented by a chemical formula Li x MO 2 (M represents one or more elements selected from Co, Ni, Fe, and Mn)
In the use of the lithium-containing composite oxide represented (JP-A-2-306022), or the formula Li x M y Ge
z O p (M is Co, Ni, 1 or more transition metal elements selected from Mn, 0.9 ≦ x ≦ 1.3,0.8 ≦ y ≦ 2.0,
The use of a composite oxide represented by 0.01 ≦ z ≦ 0.2, 2.0 ≦ p ≦ 4.5) is disclosed (JP-A-7-29603). Further, the cycle characteristics, as to improve the self-discharge characteristics, A x M y N z O 2 (A is at least one selected from alkali metal, M is a transition metal, N represents Al, In , Sn, at least one selected from the group consisting of 0.05 ≦ x ≦ 1.10, 0.85 ≦ y ≦
1.00, 0.001 ≦ z ≦ 0.10) (JP-A-7-176302).
To improve capacity and cycle characteristics, Li y N
i (1-x) M x O 2 (M is at least one element selected from the group consisting of Cu, Zn, Nb, Mo, and W; 0 <x <1,0.
It discloses that a composite oxide represented by 9 ≦ y ≦ 1.3) is used (Japanese Patent Laid-Open No. 6-283174).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】正極活物質に化学式L
xMO2(MはCo,Ni,Fe,Mnのうちから選択
される1種又は2種以上の元素を表わす)で示されるリ
チウム含有複合酸化物を用いる場合、サイクル寿命は改
善される。しかし、容量の面では充分な特性とは言い難
い。また、電圧が低下するなどの欠点を有する。Axy
z2(Aはアルカリ金属から選ばれた少なくとも1種
であり、Mは遷移金属であり、NはAl,In,Snの
群から選ばれた少なくとも1種を表わし、0.05≦x
≦1.10,0.85≦y≦1.00,0.001≦z≦
0.10)で示される複合酸化物を使用する場合にも同
様にサイクル寿命は改善されるが、実際に充放電に利用
しうる容量は低下するため高容量化には至らない。正極
活物質に化学式LixyGezp(MはCo,Ni,M
nから選ばれる1種以上の遷移金属元素、0.9≦x≦
1.3,0.8≦y≦2.0,0.01≦z≦0.2,2.0≦
p≦4.5)で示される複合酸化物を用いる場合、容
量,サイクル寿命の点では改善される。しかし、過充電
時の熱暴走反応を抑制することはできない。LiyNi
(1-x)x2(MはCu,Zn,Nb,Mo,Wの群か
ら選ばれる少なくとも1種の元素、0<x<1,0.9
≦y≦1.3)で示される複合酸化物を使用する場合に
も同様である。このように、二次電池用正極材料の高容
量化,長寿命化,充放電時における過電圧の低下,レー
ト特性や自己放電特性,高温特性,安全性の改善のあら
ゆる電池特性の面で有効な改善方法はあまり見出されて
いない。
The positive electrode active material has the formula L
i x MO 2 (M is Co, Ni, Fe, represents one or more elements selected from among Mn) when using a lithium-containing composite oxide represented by the cycle life is improved. However, it is hard to say that the characteristics are sufficient in terms of capacity. In addition, it has disadvantages such as a decrease in voltage. A x M y
N z O 2 (A is at least one selected from alkali metals, M is a transition metal, N is at least one selected from the group consisting of Al, In and Sn, and 0.05 ≦ x
≤ 1.10, 0.85 ≤ y ≤ 1.00, 0.001 ≤ z ≤
When the composite oxide represented by 0.10) is used, the cycle life is similarly improved, but the capacity that can be actually used for charging and discharging is reduced, so that the capacity cannot be increased. Chemical positive electrode active material formula Li x M y Ge z O p (M is Co, Ni, M
one or more transition metal elements selected from n, 0.9 ≦ x ≦
1.3, 0.8 ≦ y ≦ 2.0, 0.01 ≦ z ≦ 0.2, 2.0 ≦
When the composite oxide represented by p ≦ 4.5) is used, the capacity and the cycle life are improved. However, the thermal runaway reaction during overcharge cannot be suppressed. Li y Ni
(1-x) M x O 2 (M is at least one element selected from the group consisting of Cu, Zn, Nb, Mo, and W; 0 <x <1, 0.9
The same applies to the case where a composite oxide represented by ≦ y ≦ 1.3) is used. In this way, the positive electrode material for secondary batteries is effective in all aspects of battery characteristics such as high capacity, long life, low overvoltage during charge / discharge, rate characteristics, self-discharge characteristics, high temperature characteristics, and safety improvement. Little improvement has been found.

【0007】本発明は二次電池用正極材料のこれらの電
池特性の改善を図ることを目的とする。
An object of the present invention is to improve these battery characteristics of a positive electrode material for a secondary battery.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の電池および正極
は、一般式AwDvNixAly2(但しAはアルカリ金
属から選ばれた少なくとも一種であり、DはMg,B,
Gaから選ばれた少なくとも1種であり、w,v,x,
yはそれぞれ0.05≦w≦1.2,0.001≦v≦0.
2 ,0.5≦x≦0.9,0.1<y≦0.5の数を表わ
す)で示される複合酸化物を用いることを特徴とする。
Battery and the positive electrode of the present invention According to an aspect of the general formula AwDvNi x Al y O 2 (where A is at least one selected from an alkali metal, D is Mg, B,
At least one selected from Ga, w, v, x,
y is 0.05 ≦ w ≦ 1.2, 0.001 ≦ v ≦ 0.0, respectively.
2, 0.5 ≦ x ≦ 0.9 and 0.1 <y ≦ 0.5).

【0009】本発明の新規な正極活物質は一般式AwD
vNixAly2 で示されるものであって、Aはアルカ
リ金属から選ばれた少なくとも一種、例えばLi,N
a,Kであり、中でもLiが好ましい。wの値は充電状
態,放電状態により変動し、その範囲は0.05≦w≦
1.2である。即ち充電によりAイオンのディインター
カレーションが起こりwの値は小さくなり、放電により
Aイオンのインターカレーションが起こりwの値は大き
くなる。
The novel positive electrode active material of the present invention has the general formula AwD
vNi x Al y O 2 , wherein A is at least one selected from alkali metals, for example, Li, N
a and K, of which Li is preferable. The value of w varies depending on the charge state and the discharge state, and the range is 0.05 ≦ w ≦
1.2. In other words, deintercalation of A ions occurs due to charging and the value of w decreases, and intercalation of A ions occurs and discharging increases the value of w.

【0010】また、DはMg,B,Gaから選ばれた少
なくとも1種を表わし、中でもMgとBの組合せか、ま
たはMgとGaの組合せが好ましい。vの値は充電,放
電により変動しないが、0.001≦v≦0.2の範囲で
ある。vの値が0.001 未満の場合、BあるいはMg
あるいはGaの効果が充分発揮されず、高容量を得るた
めの深い充電,深い放電におけるサイクル性が悪く、容
量も低下し、好ましくない。また、vの値が0.2 を越
える場合には単一相が得られず、容量の低い相が出現す
るため容量が低下して好ましくない。
D represents at least one kind selected from Mg, B, and Ga. Among them, a combination of Mg and B or a combination of Mg and Ga is preferable. The value of v does not fluctuate due to charging and discharging, but is in the range of 0.001 ≦ v ≦ 0.2. If the value of v is less than 0.001, B or Mg
Alternatively, the effect of Ga is not sufficiently exhibited, and the cyclability in deep charge and deep discharge for obtaining a high capacity is poor, and the capacity is undesirably reduced. On the other hand, if the value of v exceeds 0.2, a single phase cannot be obtained, and a phase having a low capacity appears, which is not preferable because the capacity is reduced.

【0011】また、Ni量を表わすxの値は0.5≦x
≦0.9の範囲である。xの値が0.5未満の場合、容量は
著しく低下し、好ましくない。また、xの値が0.9 を
越える場合には深い充電,深い放電におけるサイクル性
が悪く、好ましくない。
The value of x representing the amount of Ni is 0.5 ≦ x
≦ 0.9. When the value of x is less than 0.5, the capacity is significantly reduced, which is not preferable. On the other hand, when the value of x exceeds 0.9, the cyclability in deep charging and deep discharging is poor, which is not preferable.

【0012】また、Al量を表わすyの値は0.1<y
≦0.5の範囲である。yの値が0.1以下の場合、Alの
効果が充分発揮されず、深い充電,深い放電におけるサ
イクル性が悪く、また熱安定性も悪く安全性に劣ること
から好ましくない。また、yの値が0.5を越える場合
には容量が低下して好ましくない。
The value of y representing the amount of Al is 0.1 <y
≦ 0.5. If the value of y is 0.1 or less, the effect of Al is not sufficiently exerted, the cycleability in deep charge and deep discharge is poor, the thermal stability is poor, and the safety is poor. If the value of y exceeds 0.5, the capacity is undesirably reduced.

【0013】電解液としては、例えばプロピレンカーボ
ネート,プロピレンカーボネート誘導体,エチレンカー
ボネート,ブチレンカーボネート,ビニレンカーボネー
ト,ガンマ−ブチルラクトン,ジメチルカーボネート,
ジエチルカーボネート,メチルエチルカーボネート、
1,2−ジメトキシエタン,2−メチルテトラヒドロフ
ラン,ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラ
ン,ホルムアミド,ジメチルホルムアミド,ジオキソラ
ン,アセトニトリル,ニトロメタン,ギサンメチル,酢
酸メチル,プロピオン酸メチル,プロピオン酸エチル,
リン酸トリエステル,トリメトキシメタン,ジオキソラ
ン誘導体,ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルト
ン,スルホラン,3−メチル−2−オキサゾリジノン,
テトラヒドロフラン,テトラヒドロフラン誘導体,ジオ
キソラン、1,2−ジエトキシエタン、また、これらの
ハロゲン化物などからなる群より選ばれた少なくとも一
つの非水溶媒とリチウム塩、例えばLiClO4,Li
BF4,LiPF6,LiCF3SO3,LiCF3CO2,LiA
sF6,LiSbF6,LiB10Cl10,LiAlCl4,
LiCl,LiBr,LiI,低級脂肪族カルボン酸リ
チウム,クロロボランリチウム,四フェニルホウ酸リチ
ウムなどからなる群より選ばれた少なくとも一つの塩と
の混合溶液、また、これらの混合溶液とポリマー、例え
ばポリアクリロニトリル,ポリエチレンオキサイド,ポ
リフッ化ビニリデン,ポリメタクリル酸メチル,ヘキサ
フロロプロピレンからなる群より選ばれた少なくとも一
つとを混合したゲル状電解液を用いることにより、本発
明の正極は良好な特性を示す。
Examples of the electrolyte include propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate,
Diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate,
1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, gisanmethyl, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,
Phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, diethyl ether, 1,3-propanesultone, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone,
At least one non-aqueous solvent selected from the group consisting of tetrahydrofuran, a tetrahydrofuran derivative, dioxolan, 1,2-diethoxyethane, and a halide thereof; and a lithium salt such as LiClO 4 , Li
BF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiA
sF 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 ,
A mixed solution of at least one salt selected from the group consisting of LiCl, LiBr, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, and the like; and a mixed solution of these mixed solutions and a polymer such as polyacrylonitrile By using a gel electrolyte mixed with at least one selected from the group consisting of ethylene oxide, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene, the positive electrode of the present invention exhibits good characteristics.

【0014】負極には、アルカリ金属,アルカリ金属を
含む合金,アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵放出でき
る物質を用いることにより、本発明の正極は良好な特性
を示す。アルカリ金属では金属Liが好ましい。アルカ
リ金属を含む合金では、リチウム−鉛合金,リチウム−
錫合金,リチウム−アルミニウム合金,リチウム−珪素
合金,リチウム−インジウム合金,リチウム−ガリウム
合金、またはこれらの複数個の組合せが好ましい。アル
カリ金属イオンを可逆的に吸蔵放出できる物質では、黒
鉛,グラファイト,炭素繊維,気相成長法炭素繊維,ピ
ッチ系炭素質材料,ニードルコークス,ポリアクリロニ
トリル系炭素繊維,カーボンブラック等カーボン材料、
これらカーボン材料、またはリチウム合金材料に、珪
素,銅,アルミニウム,インジウム,ガリウム,鉛等の
金属の酸化物またはカルコゲン化合物,周期表IIIb ,
IVb,Vb族原子を含む酸化物またはカルコゲン化合
物、またはこれらの非晶質材料を担持、またはメッキ、
または融合した複合材料,ポリアセン,ポリパラフェニ
レン,ポリアニリン,ポリアセチレン,ジスルフィド化
合物等導電性高分子材料,LixFe23,LixFe3
4,LixWO2,周期表IIIb ,IVb,Vb族原子を
含む酸化物,カルコゲン化合物、これらの非晶質材料が
好ましい。
By using an alkali metal, an alloy containing an alkali metal, and a substance capable of reversibly storing and releasing alkali metal ions for the negative electrode, the positive electrode of the present invention exhibits excellent characteristics. Among the alkali metals, metal Li is preferable. For alloys containing alkali metals, lithium-lead alloy, lithium-
A tin alloy, a lithium-aluminum alloy, a lithium-silicon alloy, a lithium-indium alloy, a lithium-gallium alloy, or a combination of a plurality of these are preferred. Materials that can reversibly occlude and release alkali metal ions include graphite, graphite, carbon fiber, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, polyacrylonitrile-based carbon fiber, carbon black, and other carbon materials.
An oxide or chalcogen compound of a metal such as silicon, copper, aluminum, indium, gallium, or lead may be added to these carbon materials or lithium alloy materials.
Carrying or plating an oxide or chalcogen compound containing an IVb or Vb group atom, or an amorphous material thereof;
Or a fused composite material, a conductive polymer material such as polyacene, polyparaphenylene, polyaniline, polyacetylene, disulfide compound, Li x Fe 2 O 3 , Li x Fe 3
O 4 , Li x WO 2 , oxides containing group IIIb, IVb and Vb atoms, chalcogen compounds, and amorphous materials thereof are preferred.

【0015】本発明の可逆的に充放電が可能な電池の用
途は、特に限定されないが、例えばノートパソコン,ペ
ン入力パソコン,ポケットパソコン,ノート型ワープ
ロ,ポケットワープロ,電子ブックプレーヤ,携帯電
話,コードレスフォン子機,ページャ,ハンディターミ
ナル,携帯コピー,電子手帳,電卓,液晶テレビ,電気
シェーバ,電動工具,電子翻訳機,自動車電話,トラン
シーバ,音声入力機器,メモリカード,バックアップ電
源,テープレコーダ,ラジオ,ヘッドホンステレオ,携
帯プリンタ,ハンディクリーナ,ポータブルCD,ビデ
オムービ,ナビゲーションシステムなどの機器用の電源
や、冷蔵庫,エアコン,テレビ,ステレオ,温水器,オ
ーブン電子レンジ,食器洗い器,洗濯機,乾燥器,ゲー
ム機器,照明機器,玩具,ロードコンディショナ,医療
機器,自動車,電気自動車,ゴルフカート,電動カー
ト,電力貯蔵システムなどの電源として使用することが
できる。また、民生用の他、軍需用,宇宙用としても用
いることができる。
The use of the reversibly chargeable / dischargeable battery of the present invention is not particularly limited. For example, notebook personal computers, pen input personal computers, pocket personal computers, notebook word processors, pocket word processors, electronic book players, mobile phones, cordless phones Phone handset, pager, handy terminal, portable copy, electronic organizer, calculator, LCD TV, electric shaver, power tool, electronic translator, car phone, transceiver, voice input device, memory card, backup power supply, tape recorder, radio, Power supply for equipment such as headphone stereo, portable printer, handy cleaner, portable CD, video movie, navigation system, refrigerator, air conditioner, television, stereo, water heater, oven microwave oven, dishwasher, washing machine, dryer, game Equipment, lighting equipment, toys It can be used load conditioners, medical equipment, automobiles, electric automobiles, golf carts, electric cart, as a power source, such as a power storage system. It can be used not only for civilian purposes but also for military use and space.

【0016】一般式AwDvNixAly2 (但しAは
アルカリ金属から選ばれた少なくとも一種であり、Dは
Mg,B,Gaから選ばれた少なくとも1種であり、
w,v,x,yはそれぞれ0.05≦w≦1.2,0.0
01≦v≦0.2,0.5≦x≦0.9 ,0.1<y≦0.
5の数を表わす)で示される複合酸化物を使用すること
により、高容量化,長寿命化,充放電時における過電圧
の低下,レート特性や自己放電特性,高温特性,安全性
の改善等のあらゆる電池特性の面で高性能化を図れる。
また、本発明の電極およびこれを用いた電池を種々のシ
ステムに使用することにより、システムのコンパクト化
および軽量化が図れる。加えて、ハイレートでの充放電
が必要なシステムへの適用が可能となる。
AwDvNi x Al y O 2 (where A is at least one selected from alkali metals, D is at least one selected from Mg, B and Ga,
w, v, x, y are respectively 0.05 ≦ w ≦ 1.2, 0.0
01 ≦ v ≦ 0.2, 0.5 ≦ x ≦ 0.9, 0.1 <y ≦ 0.
The use of the composite oxide represented by (5) indicates higher capacity, longer life, lower overvoltage during charge / discharge, improvement in rate characteristics, self-discharge characteristics, high-temperature characteristics, safety, etc. High performance can be achieved in all aspects of battery characteristics.
In addition, by using the electrode of the present invention and a battery using the same in various systems, the system can be made compact and lightweight. In addition, it can be applied to a system that requires charging and discharging at a high rate.

【0017】具体的に本発明の作用を述べる。Alは典
型元素であるため、Niのように充放電において酸化還
元反応を起こさないため、ピラー効果により長寿命化が
図れる。Mg,Ga,Alは正極活物質の電気伝導性を
高める作用があるため、充放電時における過電圧を低下
させることができる。また、B,AlはNiイオンより
もイオン半径が小さいため、これらのNiサイトへの置
換により正極活物質の格子体積を収縮させ、充電時の格
子体積の膨張による崩壊を抑制して寿命を延長させるこ
とができる。Al,Mg,Bは酸素放出能が低く、酸化
物として安定に存在するため、高温特性に優れ、かつ安
全性を改善できる。また、Mgは主となる構成イオンで
あるNiやLiと異なる価数をとるため、結晶内での電
子構造が変化し、電子伝導性やイオン伝導性の向上が期
待されることから、レート特性の改善、さらには高容量
化が図れる。MgはLiイオンよりもイオン半径が小さ
いため、これのLiサイトへの置換により正極活物質の
格子体積を収縮させ、充電時の格子体積の膨張による崩
壊を抑制して寿命を延長させることができる。さらにM
gはLiサイトへの置換によりLiが放出した後のピン
止め効果があることから、充電末期に起こる格子の収縮
が抑制され、格子のストレスがなく、長寿命化を図れ
る。
The operation of the present invention will be specifically described. Since Al is a typical element, it does not cause an oxidation-reduction reaction in charge and discharge unlike Ni, so that the life can be extended by the pillar effect. Since Mg, Ga, and Al have the function of increasing the electrical conductivity of the positive electrode active material, the overvoltage during charging and discharging can be reduced. In addition, since B and Al have smaller ionic radii than Ni ions, substitution of these Ni sites causes the lattice volume of the positive electrode active material to shrink, thereby suppressing collapse due to expansion of the lattice volume during charging and extending the life. Can be done. Since Al, Mg, and B have low oxygen releasing ability and exist stably as oxides, they have excellent high-temperature characteristics and can improve safety. In addition, since Mg has a valence different from that of the main constituent ions Ni and Li, the electronic structure in the crystal changes, and an improvement in electron conductivity and ion conductivity is expected. , And higher capacity can be achieved. Since Mg has a smaller ionic radius than Li ions, the substitution of the Li site with the Li ions causes the lattice volume of the positive electrode active material to contract, thereby suppressing collapse due to expansion of the lattice volume during charging and extending the life. . And M
Since g has a pinning effect after Li is released by substitution with the Li site, the contraction of the lattice that occurs at the end of charging is suppressed, and there is no stress on the lattice, and the life can be extended.

【0018】本発明の一般式AwDvNixAly2
示される正極活物質を使用した正極と電解液との組合せ
としてリチウム塩にLiClO4,LiBF4,LiPF
6,LiCF3SO3,LiCF3CO2,LiAsF6,L
iSbF6,LiB10Cl10,LiAlCl4 ,LiC
l,LiBr,LiI,低級脂肪族カルボン酸リチウ
ム,クロロボランリチウム,四フェニルホウ酸リチウム
を用いた場合、温度特性で優れた特性を示す。特にLi
BF4,LiPF6,LiCF3SO3,LiCF3CO2のうち少
なくとも一つを用いた場合、60℃に放置しても本発明
の正極活物質中のD元素の溶出が抑制されるため、高温
特性に優れた効果を発揮する。
[0018] LiClO 4 in a lithium salt as a combination of the general formula AwDvNi x Al y O positive electrode using a positive electrode active substance represented by 2 of the present invention and the electrolyte solution, LiBF 4, LiPF
6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , L
iSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiC
When l, LiBr, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, and lithium tetraphenylborate are used, they show excellent temperature characteristics. Especially Li
When at least one of BF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , and LiCF 3 CO 2 is used, the elution of the D element in the positive electrode active material of the present invention is suppressed even at 60 ° C. Demonstrates excellent effect on high temperature characteristics.

【0019】また、本発明の一般式AwDvNixAly
2 で示される正極活物質を使用した正極と電解液との
組合せとして溶媒にプロピレンカーボネート,プロピレ
ンカーボネート誘導体,エチレンカーボネート,ブチレ
ンカーボネート,ビニレンカーボネート,ガンマ−ブチ
ルラクトン,ジメチルカーボネート,ジエチルカーボネ
ート,メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシ
エタン,2−メチルテトラヒドロフラン,ジメチルスル
フォキシド、1,3−ジオキソラン,ホルムアミド,ジ
メチルホルムアミド,ジオキソラン,アセトニトリル,
ニトロメタン,ギサンメチル,酢酸メチル,プロピオン
酸メチル,プロピオン酸エチル,リン酸トリエステル,
トリメトキシメタン,ジオキソラン誘導体,ジエチルエ
ーテル、1,3−プロパンサルトン,スルホラン,3−
メチル−2−オキサゾリジノン,テトラヒドロフラン,
テトラヒドロフラン誘導体,ジオキソラン、1,2−ジ
エトキシエタンを用いた場合、寿命特性で優れた特性を
示す。特にプロピレンカーボネート,プロピレンカーボ
ネート誘導体,エチレンカーボネート,ブチレンカーボ
ネート,ビニレンカーボネート,ガンマ−ブチルラクト
ン,ジメチルカーボネート,ジエチルカーボネート,メ
チルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン,
2−メチルテトラヒドロフラン,ジメチルスルフォキシ
ドのうち少なくとも一つを用いた場合、本発明の正極活
物質と溶媒との不可逆な反応が抑制されるため、寿命特
性に優れた効果を発揮する。
The general formula AwDvNi x Al y of the present invention
As a combination of a positive electrode using a positive electrode active material represented by O 2 and an electrolyte, propylene carbonate, a propylene carbonate derivative, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl are used as solvents. Carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile,
Nitromethane, gisan methyl, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester,
Trimethoxymethane, dioxolane derivative, diethyl ether, 1,3-propanesultone, sulfolane, 3-
Methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran,
When a tetrahydrofuran derivative, dioxolan, or 1,2-diethoxyethane is used, it shows excellent life characteristics. In particular, propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane,
When at least one of 2-methyltetrahydrofuran and dimethylsulfoxide is used, an irreversible reaction between the positive electrode active material of the present invention and a solvent is suppressed, so that an effect with excellent life characteristics is exhibited.

【0020】さらに、本発明の一般式AwDvNix
y2 で示される正極活物質を使用した正極と電解液
との組合せとして溶媒に上記溶媒のハロゲン化物を含む
ことにより、安全性は著しく改善される。特にプロピレ
ンカーボネート,プロピレンカーボネート誘導体,エチ
レンカーボネート,ブチレンカーボネート,ビニレンカ
ーボネート,ガンマ−ブチルラクトン,ジメチルカーボ
ネート,ジエチルカーボネート,メチルエチルカーボネ
ート、1,2−ジメトキシエタン,2−メチルテトラヒ
ドロフラン,ジメチルスルフォキシドの一部の元素を−
F,−CF,−CF2,−CF3,−Cl,−CCl,−
CCl2,−CCl3で置き換えたもののうち少なくとも
一つを用いた場合、本発明の正極活物質と溶媒との過充
電条件下での発熱反応が抑えられ、発火の確立が著しく
低下し、高安全性を示す。
Furthermore, the general formula AwDvNi x A of the present invention
By a solvent containing a halide of the solvent as a combination of a positive electrode and the electrolyte solution used a positive electrode active substance represented by l y O 2, safety is greatly improved. Particularly, propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide Part of the element
F, -CF, -CF 2, -CF 3, -Cl, -CCl, -
When at least one of those replaced with CCl 2 or —CCl 3 is used, the exothermic reaction between the cathode active material of the present invention and the solvent under overcharge conditions is suppressed, the establishment of ignition is significantly reduced, and Show safety.

【0021】本発明の一般式AwDvNixAly2
示される正極活物質を使用した正極と電解液との組合せ
として上記のリチウム塩と溶媒との混合溶液にポリアク
リロニトリル,ポリエチレンオキサイド,ポリフッ化ビ
ニリデン,ポリメタクリル酸メチル,ヘキサフロロプロ
ピレンからなる群より選ばれた少なくとも一つとを混合
したゲル状電解液を用いた場合、本発明の正極活物質と
ゲル電解液との過充電条件下での発熱反応が抑えられ、
発火の確立が著しく低下し、高安全性を示す。また、本
発明の正極活物質とゲル電解液と組合せでは4.5V の
高電位においても、本発明の正極活物質において充電が
可能であることから、高容量化が図れる。
As a combination of a positive electrode using the positive electrode active material represented by the general formula AwDvNi x Al y O 2 of the present invention and an electrolytic solution, polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polyfluoride is added to the above mixed solution of a lithium salt and a solvent. When a gel electrolyte mixed with at least one selected from the group consisting of vinylidene, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene is used, the positive electrode active material of the present invention and the gel electrolyte are subjected to overcharge conditions. Exothermic reaction is suppressed,
Significantly reduced ignition probability, indicating high safety. In addition, in the combination of the positive electrode active material of the present invention and the gel electrolyte, even at a high potential of 4.5 V, the positive electrode active material of the present invention can be charged, so that the capacity can be increased.

【0022】本発明の一般式AwDvNixAly2
示される正極活物質を使用した正極と負極との組合せと
して負極に金属Li,リチウム−鉛合金,リチウム−錫
合金,リチウム−アルミニウム合金,リチウム−珪素合
金,リチウム−インジウム合金,リチウム−ガリウム合
金,黒鉛,グラファイト,炭素繊維,気相成長法炭素繊
維,ピッチ系炭素質材料,ニードルコークス,ポリアク
リロニトリル系炭素繊維,カーボンブラックを用いた場
合、負極材料において過放電時に生成する反応物と本発
明の正極活物質とが反応しないため、寿命特性に優れ
る。
[0022] Formula AwDvNi x Al y O 2 metal in the negative electrode as a combination of positive and negative electrodes using the positive electrode active material represented by Li of the present invention, a lithium - lead alloy, lithium - tin alloy, a lithium - aluminum alloy, When using lithium-silicon alloy, lithium-indium alloy, lithium-gallium alloy, graphite, graphite, carbon fiber, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, polyacrylonitrile-based carbon fiber, carbon black Since the reactant generated during overdischarge in the negative electrode material does not react with the positive electrode active material of the present invention, the life characteristics are excellent.

【0023】上記のカーボン材料に、珪素,銅,アルミ
ニウム,インジウム,ガリウム,鉛等の金属の酸化物ま
たはカルコゲン化合物,周期表IIIb ,IVb,Vb族原
子を含む酸化物またはカルコゲン化合物、またはこれら
の非晶質材料を担持、またはメッキ、または融合した複
合材料と本発明の正極とを組合せた場合には、放電カー
ブが直線的に減少するため、残存容量が判定しやすく、
過放電になりにくいため、長寿命化する。
In the above-mentioned carbon material, oxides or chalcogen compounds of metals such as silicon, copper, aluminum, indium, gallium and lead, oxides or chalcogen compounds containing atoms of groups IIIb, IVb and Vb of the periodic table, or these compounds In the case where the positive electrode of the present invention is combined with an amorphous material-supported, plated, or fused composite material, the discharge curve decreases linearly, so that the remaining capacity can be easily determined,
The life is prolonged because overdischarge is unlikely.

【0024】また、LixFe23,LixFe34,L
xWO3,周期表IIIb,IVb,Vb族原子を含む酸化
物,カルコゲン化合物、これらの非晶質材料と本発明の
正極とを組合せた場合には、過放電特性に優れるため長
寿命化が図れる。
Further, Li x Fe 2 O 3 , Li x Fe 3 O 4 , L
i x WO 3, the periodic table IIIb, IVb, oxide containing Group Vb atoms, a chalcogen compound, when combined with the positive electrode, the longer life because of its excellent over discharge characteristics of these and the present invention amorphous material Can be achieved.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下具体例をあげ、本発明をさら
に詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発
明は実施例に限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention.

【0026】(実施例1)正極材料として表1に示した
組成の材料を使用し、導電剤として黒鉛を結着剤として
ポリフッ化ビニリデンを重量比で88:7:5となるよ
うに秤量、らいかい機で30分混煉後、厚さ20μのア
ルミ箔の両面に塗布した。負極材料として人造黒鉛を9
3重量%、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを7重量
%調製した合剤を用い、厚さ30μの銅箔の両面に塗布
した。正負両極はプレス機で圧延成型し、端子をスポッ
ト溶接した後150℃で5時間真空乾燥した。微多孔性
ポリプロピレン製セパレータを介して正極と負極を積層
し、これを渦巻状に捲回し、アルミ製の電池缶に挿入し
た。負極端子は電池缶に、正極端子は電池蓋に溶接し
た。電解液には1mol のLiPF6 を1リットルのエチ
レンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶液に
溶解したものを使用し、電池缶内に注液した。電池蓋を
かしめて1400mAh容量の円筒型電池を作製した。
電池は280mAで4.2Vまで充電後、280mAで
2.7Vまで放電する定電流充放電を行い、容量,寿
命,レート特性,過充電試験,釘刺し試験を評価した。
結果を表1に示す。
(Example 1) A material having the composition shown in Table 1 was used as a positive electrode material, and graphite was used as a conductive agent, polyvinylidene fluoride was used as a binder, and the weight ratio was adjusted to 88: 7: 5. The mixture was kneaded for 30 minutes with a grinder and then applied to both sides of a 20 μm thick aluminum foil. 9 artificial graphite as negative electrode material
A mixture prepared by preparing 3% by weight and 7% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder was applied to both surfaces of a 30 μm thick copper foil. The positive and negative electrodes were roll-formed by a press, and the terminals were spot-welded and then vacuum-dried at 150 ° C. for 5 hours. A positive electrode and a negative electrode were laminated with a microporous polypropylene separator interposed therebetween, spirally wound, and inserted into an aluminum battery can. The negative electrode terminal was welded to the battery can, and the positive electrode terminal was welded to the battery lid. As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 1 mol of LiPF 6 in 1 liter of a mixed solution of ethylene carbonate and diethyl carbonate was used, and the solution was injected into the battery can. The battery cover was swaged to produce a cylindrical battery having a capacity of 1400 mAh.
The battery was charged at 280 mA to 4.2 V and then charged and discharged at a constant current of 280 mA to 2.7 V, and the capacity, life, rate characteristics, overcharge test, and nail penetration test were evaluated.
Table 1 shows the results.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】(比較例1)正極材料として表1に示す材
料を使用し、導電剤として黒鉛を結着剤としてポリフッ
化ビニリデンを重量比で88:7:5となるように秤
量、らいかい機で30分混煉後、厚さ20μのアルミ箔
の両面に塗布した。負極材料として人造黒鉛を93重量
%、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを7重量%調製
した合剤を用い、厚さ30μの銅箔の両面に塗布した。
実施例1と同様にして電池を作製した。容量,寿命,レ
ート特性,過充電試験,釘刺し試験を評価した。結果を
表1に示す。実施例1と比較して極端に低い特性が存在
する。
(Comparative Example 1) The materials shown in Table 1 were used as positive electrode materials, graphite was used as a conductive agent, polyvinylidene fluoride was used as a binder, and the weight ratio was 88: 7: 5. After 30 minutes of mixing, the mixture was applied to both sides of a 20 μm thick aluminum foil. A mixture prepared by preparing 93% by weight of artificial graphite as a negative electrode material and 7% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder was applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 30μ.
A battery was manufactured in the same manner as in Example 1. The capacity, life, rate characteristics, overcharge test, and nail penetration test were evaluated. Table 1 shows the results. There is an extremely low characteristic as compared with the first embodiment.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば電池及びシステムの高安
全性とコンパクト化及び軽量化,良好なハイレート特性
と長寿命化を実現できる。
According to the present invention, it is possible to realize high safety, compactness and light weight, good high-rate characteristics and long life of the battery and the system.

フロントページの続き (72)発明者 山内 修子 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉川 正則 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村中 廉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内Continued on the front page (72) Inventor Shuko Yamauchi 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masanori Yoshikawa 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratories, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】負極,正極,リチウム塩を含む非水電解質
からなる可逆的に複数回の充放電が可能な電池に関し、
正極活物質として、 一般式AwDvNixAly2 (但しAはアルカリ金属
から選ばれた少なくとも一種であり、DはMg,B,G
aから選ばれた少なくとも1種であり、w,v,x,y
はそれぞれ0.05≦w≦1.2,0.001≦v≦0.
2,0.5≦x≦0.9 ,0.1<y≦0.5の数を表わ
す)で示される複合酸化物を用いることを特徴とする正
極およびそれを用いた電池。
1. A battery comprising a negative electrode, a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, which can be charged and discharged a plurality of times reversibly.
As a cathode active material, the general formula AwDvNi x Al y O 2 (where A is at least one selected from an alkali metal, D is Mg, B, G
a, w, v, x, y
Are 0.05 ≦ w ≦ 1.2 and 0.001 ≦ v ≦ 0.0, respectively.
2, 0.5 ≦ x ≦ 0.9, and 0.1 <y ≦ 0.5) and a battery using the same.
【請求項2】負極として、リチウム−鉛合金,リチウム
−錫合金,リチウム−アルミニウム合金,リチウム−珪
素合金,リチウム−インジウム合金,リチウム−ガリウ
ム合金からなる群より選ばれた少なくとも一つのリチウ
ム合金材料、または、黒鉛,グラファイト,炭素繊維,
気相成長法炭素繊維,ピッチ系炭素質材料,ニードルコ
ークス,ポリアクリロニトリル系炭素繊維,カーボンブ
ラックからなる群より選ばれた少なくとも一つのカーボ
ン材料、およびまたは、これらカーボン材料、またはリ
チウム合金材料に、珪素,銅,アルミニウム,インジウ
ム,ガリウム,鉛の酸化物またはカルコゲン化合物,周
期表IIIb ,IVb,Vb族原子を含む酸化物またはカル
コゲン化合物、これらの非晶質材料を担持、またはメッ
キ、または融合した材料からなる群より選ばれた少なく
とも一つの複合材料、およびまたは、ポリアセン,ポリ
パラフェニレン,ポリアニリン,ポリアセチレン,ジス
ルフィド化合物からなる群より選ばれた少なくとも一つ
の導電性高分子材料、およびまたは、LixFe23
LixFe34,LixWO2,周期表IIIb ,IVb,V
b族原子を含む酸化物,カルコゲン化合物、これらの非
晶質材料からなる群より選ばれた少なくとも一つの無機
材料を用いる請求項1に記載の電池。
2. The negative electrode according to claim 1, wherein the negative electrode is at least one lithium alloy material selected from the group consisting of a lithium-lead alloy, a lithium-tin alloy, a lithium-aluminum alloy, a lithium-silicon alloy, a lithium-indium alloy, and a lithium-gallium alloy. Or graphite, graphite, carbon fiber,
At least one carbon material selected from the group consisting of vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, polyacrylonitrile-based carbon fiber, carbon black, and / or these carbon materials or lithium alloy materials; Oxides or chalcogen compounds of silicon, copper, aluminum, indium, gallium, lead, oxides or chalcogen compounds containing Group IIIb, IVb or Vb atoms, carrying, plating or fusing these amorphous materials At least one composite material selected from the group consisting of materials and / or at least one conductive polymer material selected from the group consisting of polyacene, polyparaphenylene, polyaniline, polyacetylene, and disulfide compounds; and / or Li x Fe 2 O 3 ,
Li x Fe 3 O 4 , Li x WO 2 , Periodic Tables IIIb, IVb, V
The battery according to claim 1, wherein at least one inorganic material selected from the group consisting of an oxide containing a group b atom, a chalcogen compound, and an amorphous material thereof is used.
【請求項3】電解液として、プロピレンカーボネート,
プロピレンカーボネート誘導体,エチレンカーボネー
ト,ブチレンカーボネート,ビニレンカーボネート,ガ
ンマ−ブチルラクトン,ジメチルカーボネート,ジエチ
ルカーボネート,メチルエチルカーボネート、1,2−
ジメトキシエタン,2−メチルテトラヒドロフラン,ジ
メチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン,ホルム
アミド,ジメチルホルムアミド,ジオキソラン,アセト
ニトリル,ニトロメタン,ギサンメチル,酢酸メチル,
プロピオン酸メチル,プロピオン酸エチル,リン酸トリ
エステル,トリメトキシメタン,ジオキソラン誘導体,
ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトン,スルホ
ラン,3−メチル−2−オキサゾリジノン,テトラヒド
ロフラン,テトラヒドロフラン誘導体,ジオキソラン、
1,2−ジエトキシエタン、およびまたは、これらのハ
ロゲン化物からなる群より選ばれた少なくとも一つの非
水溶媒と、LiClO4 ,LiBF4,LiPF6,Li
CF3SO3,LiCF3CO2,LiAsF6 ,LiSb
6 ,LiB10Cl10,LiAlCl4 ,LiCl,L
iBr,LiI,低級脂肪族カルボン酸リチウム,クロ
ロボランリチウム,四フェニルホウ酸リチウムからなる
群より選ばれた少なくとも一つのリチウム塩との混合溶
液、およびまたは、これらの混合溶液と、ポリアクリロ
ニトリル,ポリエチレンオキサイド,ポリフッ化ビニリ
デン,ポリメタクリル酸メチル,ヘキサフロロプロピレ
ンからなる群より選ばれた少なくとも一つのポリマーと
を混合したゲル状電解液を用いる請求項1に記載の電
池。
3. An electrolyte comprising propylene carbonate,
Propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-
Dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, gisanmethyl, methyl acetate,
Methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative,
Diethyl ether, 1,3-propane sultone, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran derivative, dioxolan,
At least one non-aqueous solvent selected from the group consisting of 1,2-diethoxyethane and / or a halide thereof, and LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , Li
CF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSb
F 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiCl, L
A mixed solution of at least one lithium salt selected from the group consisting of iBr, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, and lithium tetraphenylborate, or a mixed solution thereof, and polyacrylonitrile, polyethylene oxide The battery according to claim 1, wherein a gel electrolyte mixed with at least one polymer selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene is used.
【請求項4】ノートパソコン,ペン入力パソコン,ポケ
ットパソコン,ノート型ワープロ,ポケットワープロ,
電子ブックプレーヤ,携帯電話,コードレスフォン子
機,ページャ,ハンディターミナル,携帯コピー,電子
手帳,電卓,液晶テレビ,電気シェーバ,電動工具,電
子翻訳機,自動車電話,トランシーバ,音声入力機器,
メモリカード,バックアップ電源,テープレコーダ,ラ
ジオ,ヘッドホンステレオ,携帯プリンタ,ハンディク
リーナ,ポータブルCD,ビデオムービ,ナビゲーショ
ンシステム,冷蔵庫,エアコン,テレビ,ステレオ,温
水器,オーブン電子レンジ,食器洗い器,洗濯機,乾燥
器,ゲーム機器,照明機器,玩具,ロードコンディショ
ナ,医療機器,自動車,電気自動車,ゴルフカート,電
動カート,電力貯蔵システムに請求項1に使用した電
池。
4. A notebook personal computer, a pen input personal computer, a pocket personal computer, a notebook word processor, a pocket word processor,
E-book player, mobile phone, cordless phone handset, pager, handy terminal, mobile copy, electronic organizer, calculator, liquid crystal television, electric shaver, power tool, electronic translator, car phone, transceiver, voice input device,
Memory card, backup power supply, tape recorder, radio, headphone stereo, portable printer, handy cleaner, portable CD, video movie, navigation system, refrigerator, air conditioner, TV, stereo, water heater, oven microwave, dishwasher, washing machine, The battery used in claim 1 for a dryer, a game device, a lighting device, a toy, a road conditioner, a medical device, an automobile, an electric vehicle, a golf cart, an electric cart, and a power storage system.
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