JPH10270025A - 非水電解質電池用正極活物質の製造方法およびその正極活物質を備えた電池 - Google Patents
非水電解質電池用正極活物質の製造方法およびその正極活物質を備えた電池Info
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- JPH10270025A JPH10270025A JP9095171A JP9517197A JPH10270025A JP H10270025 A JPH10270025 A JP H10270025A JP 9095171 A JP9095171 A JP 9095171A JP 9517197 A JP9517197 A JP 9517197A JP H10270025 A JPH10270025 A JP H10270025A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コバルト酸リチウム，ニッケル酸リチウムお
よびリチウム含有マンガン複合酸化物は、さまざまな製
造方法の改良により、充放電特性の安定したリチウム電
池用正極活物質として利用されるようになってきたが、
結晶構造の安定を維持しつつ、かつ実放電容量を現状よ
りもさらに高めることは非常に困難である。したがっ
て、従来のリチウム電池用正極活物質よりも実放電容量
が向上した、新規な活物質およびその活物質を有するリ
チウム電池の提案が望まれている。 【解決手段】 化学式ＬｉＭＯ2 （ＭはＣｏ，Ｎｉおよ
びＭｎの中から選択される任意の種類の金属）で表され
る化合物を、水もしくは酸で処理する工程を備えたプロ
トン含有非水電解質電池用正極活物質の製造方法。
よびリチウム含有マンガン複合酸化物は、さまざまな製
造方法の改良により、充放電特性の安定したリチウム電
池用正極活物質として利用されるようになってきたが、
結晶構造の安定を維持しつつ、かつ実放電容量を現状よ
りもさらに高めることは非常に困難である。したがっ
て、従来のリチウム電池用正極活物質よりも実放電容量
が向上した、新規な活物質およびその活物質を有するリ
チウム電池の提案が望まれている。 【解決手段】 化学式ＬｉＭＯ2 （ＭはＣｏ，Ｎｉおよ
びＭｎの中から選択される任意の種類の金属）で表され
る化合物を、水もしくは酸で処理する工程を備えたプロ
トン含有非水電解質電池用正極活物質の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム電池用正極
活物質の製造方法に関する。
活物質の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブル電子機器の発達にとも
ない、高性能電池の開発が望まれている。負極に炭素材
料を、正極に層状構造を有する複合酸化物であるコバル
ト酸リチウムを用いたリチウムイオン電池は、作動電圧
が高く、エネルギー密度が高い非水溶液電池として実用
化されている。しかし、コバルト酸リチウムは資源的に
乏しくかつ高価なため、その代替物質としてリチウム含
有マンガン複合酸化物あるいはニッケル酸リチウムが提
案されている。リチウム含有マンガン複合酸化物の場
合、理論容量密度が低く、しかも充放電サイクルにとも
なって、容量減少が大きくなるという課題がある。
ない、高性能電池の開発が望まれている。負極に炭素材
料を、正極に層状構造を有する複合酸化物であるコバル
ト酸リチウムを用いたリチウムイオン電池は、作動電圧
が高く、エネルギー密度が高い非水溶液電池として実用
化されている。しかし、コバルト酸リチウムは資源的に
乏しくかつ高価なため、その代替物質としてリチウム含
有マンガン複合酸化物あるいはニッケル酸リチウムが提
案されている。リチウム含有マンガン複合酸化物の場
合、理論容量密度が低く、しかも充放電サイクルにとも
なって、容量減少が大きくなるという課題がある。
【０００３】一方、ニッケル酸リチウム( リチウム含有
ニッケル酸化物) は、実用化されているコバルト酸リチ
ウムと同じ結晶構造の層状化合物であり、エッジを共有
しているＮｉＯ6 八面体の層間にリチウムが挿入されて
いるものである。その製造方法は、ニッケル源としてＮ
ｉ（ＮＯ3 ）2 ，Ｎｉ（ＯＨ）2 ，ＮｉＣＯ3 ，ＮｉＯ
およびＮｉＯＯＨなどを、リチウム源としてＬｉＯＨ，
ＬｉＮＯ3 ，Ｌｉ2 ＣＯ3 およびＬｉ2 Ｏ2 などを使用
し、両者を混合したのち酸素気流中、約６００℃〜９０
０℃の熱処理をおこなうのが一般的である。
ニッケル酸化物) は、実用化されているコバルト酸リチ
ウムと同じ結晶構造の層状化合物であり、エッジを共有
しているＮｉＯ6 八面体の層間にリチウムが挿入されて
いるものである。その製造方法は、ニッケル源としてＮ
ｉ（ＮＯ3 ）2 ，Ｎｉ（ＯＨ）2 ，ＮｉＣＯ3 ，ＮｉＯ
およびＮｉＯＯＨなどを、リチウム源としてＬｉＯＨ，
ＬｉＮＯ3 ，Ｌｉ2 ＣＯ3 およびＬｉ2 Ｏ2 などを使用
し、両者を混合したのち酸素気流中、約６００℃〜９０
０℃の熱処理をおこなうのが一般的である。
【０００４】しかしながら、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ
Ｉｏｎｉｃｓ，４４，８７，１９９０やＣｈｅｍ．Ｅｘ
ｐｒｅｓｓ，７，６８９，１９９２あるいは第３３回電
池討論会講演要旨集Ｐ．２１（１９９２）で報告されて
いるように、その構造は、岩塩形構造に類似しており、
ニッケルとリチウムイオンとが容易に置換されて、不斉
構造が生じるため容量が低下するという課題がある。
Ｉｏｎｉｃｓ，４４，８７，１９９０やＣｈｅｍ．Ｅｘ
ｐｒｅｓｓ，７，６８９，１９９２あるいは第３３回電
池討論会講演要旨集Ｐ．２１（１９９２）で報告されて
いるように、その構造は、岩塩形構造に類似しており、
ニッケルとリチウムイオンとが容易に置換されて、不斉
構造が生じるため容量が低下するという課題がある。
【０００５】また、ニッケル原料としてオキシ水酸化ニ
ッケルを利用する試みがあり、特開昭６３−１９７６０
号に記載されている。同号によれば、２０〜７５％のコ
バルトを含むオキシ水酸化ニッケルをリチウム電池用活
物質として用いることが提案されている。特開平６−３
１０４５号では、放電特性の向上をはかるため、３価の
ニッケルイオンを含む水酸化物または酸化物をリチウム
塩と混合した後、加熱処理することが提案されている。
これによると、２価の水酸化ニッケル［Ｎｉ（Ｏ
Ｈ）2 ］を分散した水酸化ナトリウム溶液に次亜塩素酸
ナトリウム水溶液、塩素含有水溶液や臭素含有水溶液を
反応させてオキシ水酸化ニッケルを製作し、このオキシ
水酸化ニッケルを含む水酸化物または酸化物を硝酸リチ
ウムと混合した後、加圧・成形・乾燥して６００℃〜８
００℃の空気中で加熱する。そして、これを再度粉砕成
形して７００℃〜９００℃の空気中で加熱焼結し、ニッ
ケル酸リチウムを製造している。
ッケルを利用する試みがあり、特開昭６３−１９７６０
号に記載されている。同号によれば、２０〜７５％のコ
バルトを含むオキシ水酸化ニッケルをリチウム電池用活
物質として用いることが提案されている。特開平６−３
１０４５号では、放電特性の向上をはかるため、３価の
ニッケルイオンを含む水酸化物または酸化物をリチウム
塩と混合した後、加熱処理することが提案されている。
これによると、２価の水酸化ニッケル［Ｎｉ（Ｏ
Ｈ）2 ］を分散した水酸化ナトリウム溶液に次亜塩素酸
ナトリウム水溶液、塩素含有水溶液や臭素含有水溶液を
反応させてオキシ水酸化ニッケルを製作し、このオキシ
水酸化ニッケルを含む水酸化物または酸化物を硝酸リチ
ウムと混合した後、加圧・成形・乾燥して６００℃〜８
００℃の空気中で加熱する。そして、これを再度粉砕成
形して７００℃〜９００℃の空気中で加熱焼結し、ニッ
ケル酸リチウムを製造している。
【０００６】これらの方法によって、充放電特性が改善
されたニッケル酸リチウムを合成することが可能になっ
てきたとはいうものの、現在広く実用化されているコバ
ルト酸リチウムの場合、実放電容量は約１５０ｍＡｈ／
ｇ、高容量の正極活物質として期待されているニッケル
酸リチウムの場合でも、実放電容量は約１９０〜２２０
ｍＡｈ／ｇと、理論容量に比べてそれぞれ約５５％およ
び７０％でしかない。これらの活物質のさらなる高容量
化は、充放電過程における結晶構造の安定化を損なうこ
ととなり、充放電サイクル特性の低下にもつながる。上
述した報告例以外にも、遷移金属などで、コバルトやニ
ッケルの一部を置換して結晶構造の安定化および活物質
の高容量化に寄与させようとする試みは多数あるが、顕
著な効果は得られていない。
されたニッケル酸リチウムを合成することが可能になっ
てきたとはいうものの、現在広く実用化されているコバ
ルト酸リチウムの場合、実放電容量は約１５０ｍＡｈ／
ｇ、高容量の正極活物質として期待されているニッケル
酸リチウムの場合でも、実放電容量は約１９０〜２２０
ｍＡｈ／ｇと、理論容量に比べてそれぞれ約５５％およ
び７０％でしかない。これらの活物質のさらなる高容量
化は、充放電過程における結晶構造の安定化を損なうこ
ととなり、充放電サイクル特性の低下にもつながる。上
述した報告例以外にも、遷移金属などで、コバルトやニ
ッケルの一部を置換して結晶構造の安定化および活物質
の高容量化に寄与させようとする試みは多数あるが、顕
著な効果は得られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、コバ
ルト酸リチウム，ニッケル酸リチウムおよびリチウム含
有マンガン複合酸化物は、さまざまな製造方法の改良に
より、充放電特性の安定したリチウム電池用正極活物質
として利用されるようになってきたが、結晶構造の安定
を維持しつつ、かつ実放電容量を現状よりもさらに高め
ることは非常に困難である。 したがって、従来のリチ
ウム電池用正極活物質よりも実放電容量が向上した、新
規な活物質およびその活物質を有するリチウム電池の提
案が望まれている。
ルト酸リチウム，ニッケル酸リチウムおよびリチウム含
有マンガン複合酸化物は、さまざまな製造方法の改良に
より、充放電特性の安定したリチウム電池用正極活物質
として利用されるようになってきたが、結晶構造の安定
を維持しつつ、かつ実放電容量を現状よりもさらに高め
ることは非常に困難である。 したがって、従来のリチ
ウム電池用正極活物質よりも実放電容量が向上した、新
規な活物質およびその活物質を有するリチウム電池の提
案が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学式ＬｉＭ
Ｏ2 （ＭはＣｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任
意の種類の金属）で表される化合物を、水もしくは酸で
処理する工程を備えたことを特徴とするプロトン含有非
水電解質電池用正極活物質の製造方法であり、前記化合
物がニッケル酸リチウムであることを特徴とし、前記化
合物中のコバルトの含有量が１〜９０ｍｏｌ％｛Ｃｏ／
（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝であることを特徴とする。また、本発
明による電池は、前記製造法により得られる非水電解質
電池用正極活物質を備えている。
Ｏ2 （ＭはＣｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任
意の種類の金属）で表される化合物を、水もしくは酸で
処理する工程を備えたことを特徴とするプロトン含有非
水電解質電池用正極活物質の製造方法であり、前記化合
物がニッケル酸リチウムであることを特徴とし、前記化
合物中のコバルトの含有量が１〜９０ｍｏｌ％｛Ｃｏ／
（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝であることを特徴とする。また、本発
明による電池は、前記製造法により得られる非水電解質
電池用正極活物質を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、従来の非水電解質電池
用正極活物質の製造方法とは異なり、化学式ＬｉＭＯ2
（ＭはＣｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任意の
種類の金属）で表される化合物を、水もしくは酸で処理
する工程を備えたことを特徴とするプロトン含有非水電
解質電池用正極活物質の製造方法である。ここで、前記
化合物をニッケル酸リチウムとすると、良好な放電特性
が得られ、前記化合物中のコバルトの含有量を１〜９０
ｍｏｌ％｛Ｃｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝とすることにより、
リチウムイオンの拡散が容易となり、前記化合物の生成
反応を促進するとともに、サイクル特性が良好で放電特
性も非常に均一なものとすることができる。また、本発
明による電池は、前記製造法により得られる非水電解質
電池用正極活物質を備えている。
用正極活物質の製造方法とは異なり、化学式ＬｉＭＯ2
（ＭはＣｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任意の
種類の金属）で表される化合物を、水もしくは酸で処理
する工程を備えたことを特徴とするプロトン含有非水電
解質電池用正極活物質の製造方法である。ここで、前記
化合物をニッケル酸リチウムとすると、良好な放電特性
が得られ、前記化合物中のコバルトの含有量を１〜９０
ｍｏｌ％｛Ｃｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝とすることにより、
リチウムイオンの拡散が容易となり、前記化合物の生成
反応を促進するとともに、サイクル特性が良好で放電特
性も非常に均一なものとすることができる。また、本発
明による電池は、前記製造法により得られる非水電解質
電池用正極活物質を備えている。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を好適な実施例を用いて説明す
るが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではな
い。
るが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではな
い。
【００１１】［実施例１］Ｃｏ2 Ｏ3 とＬｉ2 ＣＯ3 と
を、モル比で１：２の割合で粉砕混合し、９００℃で熱
処理をすることによって得たＬｉＣｏＯ2 を、０．０１
Ｎ硝酸で３０分間処理をおこない、水洗・乾燥して、本
発明による電池に用いる正極活物質Ａを得た。
を、モル比で１：２の割合で粉砕混合し、９００℃で熱
処理をすることによって得たＬｉＣｏＯ2 を、０．０１
Ｎ硝酸で３０分間処理をおこない、水洗・乾燥して、本
発明による電池に用いる正極活物質Ａを得た。
【００１２】［実施例２］Ｎｉ0.9 Ｃｏ0.1 （ＯＨ）2
とＬｉＯＨとを、モル比で１：１の割合で粉砕混合し、
酸素雰囲気中７００℃で熱処理をすることによって得た
ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 を、脱イオン水で２時間処理
をおこない、水洗・乾燥して、本発明による電池に用い
る正極活物質Ｂを得た。
とＬｉＯＨとを、モル比で１：１の割合で粉砕混合し、
酸素雰囲気中７００℃で熱処理をすることによって得た
ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 を、脱イオン水で２時間処理
をおこない、水洗・乾燥して、本発明による電池に用い
る正極活物質Ｂを得た。
【００１３】［実施例３］Ｎｉ0.85Ｃｏ0.1 Ｍｎ
0.05（ＯＨ）2 とＬｉＯＨとを、モル比で１：１の割合
で粉砕混合し、酸素雰囲気中７００℃で熱処理をするこ
とによって得たＬｉＮｉ 0.85Ｃｏ0.1 Ｍｎ0.05Ｏ2 を、
０．０１Ｎ硫酸で２時間処理をおこない、水洗・乾燥し
て、本発明による電池に用いる正極活物質Ｃを得た。
0.05（ＯＨ）2 とＬｉＯＨとを、モル比で１：１の割合
で粉砕混合し、酸素雰囲気中７００℃で熱処理をするこ
とによって得たＬｉＮｉ 0.85Ｃｏ0.1 Ｍｎ0.05Ｏ2 を、
０．０１Ｎ硫酸で２時間処理をおこない、水洗・乾燥し
て、本発明による電池に用いる正極活物質Ｃを得た。
【００１４】［電池評価試験］電池の作製は次のように
した。すなわち、活物質として実施例１、２および３で
得られたリチウム含有金属酸化物及び従来法により得ら
れたもの（後述）、導電材としてアセチレンブラック５
ｗｔ％、結着剤として二フッ化ポリビニリデン５ｗｔ％
とｎ−メチル−２−ピロリドール３ｗｔ％との混合液と
をドライルームで混合して、ペースト状にしてから集電
体のアルミニウム網に塗布した後、２５０℃で乾燥し
て、大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍの正極板を製作した。
した。すなわち、活物質として実施例１、２および３で
得られたリチウム含有金属酸化物及び従来法により得ら
れたもの（後述）、導電材としてアセチレンブラック５
ｗｔ％、結着剤として二フッ化ポリビニリデン５ｗｔ％
とｎ−メチル−２−ピロリドール３ｗｔ％との混合液と
をドライルームで混合して、ペースト状にしてから集電
体のアルミニウム網に塗布した後、２５０℃で乾燥し
て、大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍの正極板を製作した。
【００１５】この正極板１枚と対極に同じ大きさのリチ
ウム金属板２枚と、電解液に１Ｍの過塩素酸リチウムを
含むエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの
混合溶媒１００ｍｌを用いて試験電池を製作した。
ウム金属板２枚と、電解液に１Ｍの過塩素酸リチウムを
含むエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの
混合溶媒１００ｍｌを用いて試験電池を製作した。
【００１６】これらの電池を２５℃、０．５ｍＡ／ｃｍ
2 の電流密度で端子電圧４．２Ｖまで充電した後、同じ
電流密度で２Ｖまで放電をおこなった。
2 の電流密度で端子電圧４．２Ｖまで充電した後、同じ
電流密度で２Ｖまで放電をおこなった。
【００１７】本発明による、正極活物質Ａ，ＢおよびＣ
を有する電池の放電特性（両者とも放電から開始）を図
１に示す。なお、比較のために、従来の方法である、オ
キシ水酸化ニッケルと水酸化リチウムとを混合して、酸
素雰囲気７５０℃で熱処理して得た、酸処理をおこなわ
ないニッケル酸リチウムを用いて製作した従来の正極板
Ｄの場合のものも合わせて示す。
を有する電池の放電特性（両者とも放電から開始）を図
１に示す。なお、比較のために、従来の方法である、オ
キシ水酸化ニッケルと水酸化リチウムとを混合して、酸
素雰囲気７５０℃で熱処理して得た、酸処理をおこなわ
ないニッケル酸リチウムを用いて製作した従来の正極板
Ｄの場合のものも合わせて示す。
【００１８】［評価結果］図１より、本発明による正極
板Ａ，ＢおよびＣでは、放電容量は約３００〜４００ｍ
Ａｈ／ｇと、従来の正極板Ｄの場合の約２００ｍＡｈ／
ｇに比べて、大幅に増加している。これは、酸もしくは
水で処理をおこなうことにより、ＬｉＭＯ2 のリチウム
の一部がプロトンに置換されることに起因するものと考
えられる。ＬｉＭＯ2 のリチウムの一部がプロトンに置
換されると、化学式ＨX Ｌｉ1-X ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）
に変化するが、この交換されたプロトンが、結晶構造内
に固定され、ＨX Ｌｉ1-X ＭＯ2 へのさらなるリチウム
のインターカレーションを容易にし、完全放電時には化
学式ＨX Ｌｉ2-X ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）で表せる組成ま
で変化し、すなわちＭの平均酸化数が２まで、結晶構造
の破壊などを起こさずに放電が可能となる。
板Ａ，ＢおよびＣでは、放電容量は約３００〜４００ｍ
Ａｈ／ｇと、従来の正極板Ｄの場合の約２００ｍＡｈ／
ｇに比べて、大幅に増加している。これは、酸もしくは
水で処理をおこなうことにより、ＬｉＭＯ2 のリチウム
の一部がプロトンに置換されることに起因するものと考
えられる。ＬｉＭＯ2 のリチウムの一部がプロトンに置
換されると、化学式ＨX Ｌｉ1-X ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）
に変化するが、この交換されたプロトンが、結晶構造内
に固定され、ＨX Ｌｉ1-X ＭＯ2 へのさらなるリチウム
のインターカレーションを容易にし、完全放電時には化
学式ＨX Ｌｉ2-X ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）で表せる組成ま
で変化し、すなわちＭの平均酸化数が２まで、結晶構造
の破壊などを起こさずに放電が可能となる。
【００１９】一方、このＨX Ｌｉ2-X ＭＯ2 （０＜ｘ≦
１）を充電すると、リチウムイオンが脱インターカレー
トして、満充電時にはＨX ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）の組成
まで変化し、すなわちＭの酸化数が（４−Ｘ）まで、結
晶構造の破壊などを起こさずに充電が可能となる。
１）を充電すると、リチウムイオンが脱インターカレー
トして、満充電時にはＨX ＭＯ2 （０＜ｘ≦１）の組成
まで変化し、すなわちＭの酸化数が（４−Ｘ）まで、結
晶構造の破壊などを起こさずに充電が可能となる。
【００２０】したがって、本発明によって得られた正極
活物質は、金属Ｍの平均酸化数が、最大の場合２〜（４
−Ｘ）まで変化することができ、たとえば実施例２で得
られた、ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 を酸処理した活物質
の場合、イオンクロマトグラフィーにてリチウムイオン
とプロトンとの交換率が３０％と求められたので、活物
質の組成はＨ0.3 Ｌｉ0.7 ＮｉＯ2 で表され、金属Ｍの
平均酸化数は２〜３．７まで変化することになる。この
とき、理論的には放電容量は４７５ｍＡｈ／ｇとなり、
ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 の理論放電容量である２７４
ｍＡｈ／ｇを大幅に上回る。
活物質は、金属Ｍの平均酸化数が、最大の場合２〜（４
−Ｘ）まで変化することができ、たとえば実施例２で得
られた、ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 を酸処理した活物質
の場合、イオンクロマトグラフィーにてリチウムイオン
とプロトンとの交換率が３０％と求められたので、活物
質の組成はＨ0.3 Ｌｉ0.7 ＮｉＯ2 で表され、金属Ｍの
平均酸化数は２〜３．７まで変化することになる。この
とき、理論的には放電容量は４７５ｍＡｈ／ｇとなり、
ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 の理論放電容量である２７４
ｍＡｈ／ｇを大幅に上回る。
【００２１】しかも、ＬｉＮｉ0.9 Ｃｏ0.1 Ｏ2 の場
合、実際には結晶構造の破壊などが起こるために、利用
されることのない、ＮｉおよびＣｏの平均酸化数が約
３．７５〜４の領域も理論放電容量の算出に含まれてお
り、この領域を除くと、２０５ｍＡｈ／ｇとなり、本発
明による正極活物質の放電容量は、その２倍以上の値で
あることがわかる。
合、実際には結晶構造の破壊などが起こるために、利用
されることのない、ＮｉおよびＣｏの平均酸化数が約
３．７５〜４の領域も理論放電容量の算出に含まれてお
り、この領域を除くと、２０５ｍＡｈ／ｇとなり、本発
明による正極活物質の放電容量は、その２倍以上の値で
あることがわかる。
【００２２】なお、リチウムとイオン交換したプロトン
が、正極活物質の結晶構造内に固定されることによっ
て、結晶構造の安定化に寄与することはもちろん、万
一、電池の異常発熱などにより、正極活物質の分解が起
こったときでも、プロトン由来の分解生成物は水となる
ために、電池の発熱・発火を抑制する効果も期待でき、
高容量かつ高安定性および高安全性の非水電解質電池を
作製することが可能となる。ここで、放電状態の本発明
による正極活物質と、負極活物質としてグラファイトを
はじめとする炭素材料とを組み合わせて作製した、リチ
ウムイオン含有非水電解質電池は、リチウムイオン電池
にほかならないが、この場合も、従来のリチウムイオン
電池に比べて、高容量かつ高安定性および高安全性が実
現できる。
が、正極活物質の結晶構造内に固定されることによっ
て、結晶構造の安定化に寄与することはもちろん、万
一、電池の異常発熱などにより、正極活物質の分解が起
こったときでも、プロトン由来の分解生成物は水となる
ために、電池の発熱・発火を抑制する効果も期待でき、
高容量かつ高安定性および高安全性の非水電解質電池を
作製することが可能となる。ここで、放電状態の本発明
による正極活物質と、負極活物質としてグラファイトを
はじめとする炭素材料とを組み合わせて作製した、リチ
ウムイオン含有非水電解質電池は、リチウムイオン電池
にほかならないが、この場合も、従来のリチウムイオン
電池に比べて、高容量かつ高安定性および高安全性が実
現できる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、従来の非水電解質電池用正極
活物質の製造方法とは異なり、化学式ＬｉＭＯ2 （Ｍは
Ｃｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任意の種類の
金属）で表される化合物を、水もしくは酸で処理する工
程を備えたことを特徴とするプロトン含有非水電解質電
池用正極活物質の製造方法である。ここで、前記化合物
をニッケル酸リチウムとすると、良好な放電特性が得ら
れ、前記化合物中のコバルトの含有量を１〜９０ｍｏｌ
％｛Ｃｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝とすることにより、リチウ
ムイオンの拡散が容易となり、前記化合物の生成反応を
促進するとともに、サイクル特性が良好で放電特性も非
常に均一なものとすることができる。なお、本発明によ
る正極活物質を用いて、高容量かつ高安定性および高安
全性の非水電解質電池を作製することができる。
活物質の製造方法とは異なり、化学式ＬｉＭＯ2 （Ｍは
Ｃｏ，ＮｉおよびＭｎの中から選択される任意の種類の
金属）で表される化合物を、水もしくは酸で処理する工
程を備えたことを特徴とするプロトン含有非水電解質電
池用正極活物質の製造方法である。ここで、前記化合物
をニッケル酸リチウムとすると、良好な放電特性が得ら
れ、前記化合物中のコバルトの含有量を１〜９０ｍｏｌ
％｛Ｃｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝とすることにより、リチウ
ムイオンの拡散が容易となり、前記化合物の生成反応を
促進するとともに、サイクル特性が良好で放電特性も非
常に均一なものとすることができる。なお、本発明によ
る正極活物質を用いて、高容量かつ高安定性および高安
全性の非水電解質電池を作製することができる。
【００２４】以上述べたように、本発明による非水電解
質電池用正極活物質では、従来正極活物質に比べて、放
電容量が大幅に向上している。加えて、プロトンを結晶
構造中に含む正極活物質であるために、高安定性および
高安全性のリチウム電池を提供できる。ここで、放電状
態の本発明による正極活物質と、負極活物質としてグラ
ファイトをはじめとする炭素材料とを組み合わせて作製
した、リチウムイオン含有非水電解質電池は、リチウム
イオン電池にほかならないが、この場合も、従来のリチ
ウムイオン電池に比べて、高容量かつ高安定性および高
安全性が実現できる。
質電池用正極活物質では、従来正極活物質に比べて、放
電容量が大幅に向上している。加えて、プロトンを結晶
構造中に含む正極活物質であるために、高安定性および
高安全性のリチウム電池を提供できる。ここで、放電状
態の本発明による正極活物質と、負極活物質としてグラ
ファイトをはじめとする炭素材料とを組み合わせて作製
した、リチウムイオン含有非水電解質電池は、リチウム
イオン電池にほかならないが、この場合も、従来のリチ
ウムイオン電池に比べて、高容量かつ高安定性および高
安全性が実現できる。
【００２５】それゆえに本発明の工業的価値は極めて大
である。
である。
【図１】本発明による正極板Ａ，ＢおよびＣ、および従
来正極板Ｄの放電特性を比較した図
来正極板Ｄの放電特性を比較した図
Claims (4)
- 【請求項１】 化学式ＬｉＭＯ2 （ＭはＣｏ，Ｎｉおよ
びＭｎの中から選択される任意の種類の金属）で表され
る化合物を、水もしくは酸で処理する工程を備えたこと
を特徴とするプロトン含有非水電解質電池用正極活物質
の製造方法。 - 【請求項２】 前記化合物がニッケル酸リチウムである
ことを特徴とする請求項１記載のプロトン含有非水電解
質電池用正極活物質の製造方法。 - 【請求項３】 前記化合物中のコバルトの含有量が１〜
９０ｍｏｌ％｛Ｃｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）｝であることを特
徴とする請求項１又は２記載のプロトン含有非水電解質
電池用正極活物質の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１または２または３記載の製造方
法により得られるプロトン含有非水電解質電池用正極活
物質を備えた非水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095171A JPH10270025A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質電池用正極活物質の製造方法およびその正極活物質を備えた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095171A JPH10270025A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質電池用正極活物質の製造方法およびその正極活物質を備えた電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006294112A Division JP4765895B2 (ja) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | 非水電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270025A true JPH10270025A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=14130317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9095171A Pending JPH10270025A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質電池用正極活物質の製造方法およびその正極活物質を備えた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270025A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006123531A1 (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-23 | Gs Yuasa Corporation | プロトン含有型ニッケル系遷移金属酸化物を使用して正極を製造する方法 |
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| JP2012195082A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Toyota Industries Corp | リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 |
| US8404211B2 (en) | 2008-11-28 | 2013-03-26 | Panasonic Corporation | Method for producing lithium-containing composite oxide and non-aqueous secondary battery |
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| WO2016181927A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン電池 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9095171A patent/JPH10270025A/ja active Pending
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| JPWO2016181927A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2018-03-01 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン電池 |
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