JPH10302766A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

Lithium ion secondary battery

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JPH10302766A
JPH10302766A JP9104772A JP10477297A JPH10302766A JP H10302766 A JPH10302766 A JP H10302766A JP 9104772 A JP9104772 A JP 9104772A JP 10477297 A JP10477297 A JP 10477297A JP H10302766 A JPH10302766 A JP H10302766A
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JP
Japan
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lithium
positive electrode
secondary battery
active material
ion secondary
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Application number
JP9104772A
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Japanese (ja)
Inventor
Sumitomo Yajima
住智 矢嶋
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
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Publication of JPH10302766A publication Critical patent/JPH10302766A/en
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    • 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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  • Compounds Of Iron (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase initial charging and discharging capacity and improve the cycle characteristic of service capacity by forming a lithium secondary battery so that a negative electrode contains a material capable of storing and releasing lithium ions as an active material, a positive electrode contains lithium-manganese composite oxide as an active material and a water electrolyte is contained. SOLUTION: A lithium secondary battery is formed so that a negative electrode contains a material capable of storing and releasing lithium ions as an active material, a positive electrode contains the lithium-manganese composite oxide expressed by the formula of Li2 Mn2-x Mx O4 as an active material, and further an water electrolyte is contained. In the formula, M stands for metal selected from Fe, Co and Ni, and (x) for a value in the range of 0.05<=(x)<=0.2. In this case, each component is mixed to obtain the composition as per the formula, and thermally treated at temperature between 700 deg.C and 850 deg.C in atmospheric environment. Then, a generated compound having 10 times or more of a mole ratio is added to LiI and dissolved with acetonitrile. Then, heating and reflux processes are applied to manufacture the lithium secondary battery.

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、リチウムイオン二
次電池に関し、特に正極の活物質を改良したリチウムイ
オン二次電池に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly, to a lithium ion secondary battery having an improved positive electrode active material.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウムマンガン複合酸化物を正極活物
質として含む正極および炭素質材料のようなリチウムを
吸蔵・放出する物質を含む負極を備えたリチウムイオン
二次電池は、コードレスホンやパーソナルコンピュータ
の主電源として採用されている。
2. Description of the Related Art A lithium ion secondary battery including a positive electrode containing a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material and a negative electrode containing a substance that absorbs and releases lithium such as a carbonaceous material is mainly used for cordless phones and personal computers. It is used as a power supply.

【0003】ところで、前記リチウムマンガン複合酸化
物はその電気化学的特性からスピネル構造を有するLi
Mn24 、層状構造を有するLiMnO2 および岩塩
型構造を有するLi2 Mn24 の3種類に大別され
る。この中で、Li2 Mn24 は、その理論放電容量
が285.5mAh/gと非常に高く、リチウムイオン
二次電池の正極活物質としてその応用が期待されてい
る。
Meanwhile, the lithium manganese composite oxide has a spinel structure because of its electrochemical characteristics.
Mn 2 O 4 , LiMnO 2 having a layered structure, and Li 2 Mn 2 O 4 having a rock salt structure are roughly classified into three types. Among them, Li 2 Mn 2 O 4 has a very high theoretical discharge capacity of 285.5 mAh / g, and is expected to be applied as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery.

【0004】このようなLi2 Mn24 は、従来より
次のような方法により合成されている。 (1)スピネル構造を有するLiMn24 とヨウ化リ
チウム(LiI)とをアセトニトリル中、80〜90℃
で加熱還流してLi2 Mn24 を合成する。
[0004] Such Li 2 Mn 2 O 4 has been conventionally synthesized by the following method. (1) LiMn 2 O 4 having a spinel structure and lithium iodide (LiI) in acetonitrile at 80 to 90 ° C.
And heat to reflux to synthesize Li 2 Mn 2 O 4 .

【0005】(2)スピネル構造を有するLiMn2
4 とヨウ化リチウム(LiI)とを真空の密閉された反
応容器内に収容し、前記反応容器を150℃前後で2〜
3時間加熱処理することによりLi2 Mn24 を合成
する。
(2) LiMn 2 O having a spinel structure
4 and lithium iodide (LiI) are housed in a vacuum-sealed reaction vessel, and the reaction vessel is kept at about 150 ° C. for 2 to 2 hours.
Li 2 Mn 2 O 4 is synthesized by heating for 3 hours.

【0006】前記ヨウ化リチウム法で合成したLi2
24 の粉末を正極活物質として含む正極を備えたリ
チウムイオン二次電池を2.7〜4.3Vの電圧範囲で
充放電を行うと、初期の充放電容量は大きいが、充放電
過程のリチウムの吸蔵・放出(インターカレーション・
脱インターカレーション)に伴う前記物質の結晶相転位
によりサイクルに対する容量劣化が著しいという問題が
あった。
Li 2 M synthesized by the lithium iodide method
When a lithium ion secondary battery having a positive electrode containing n 2 O 4 powder as a positive electrode active material is charged and discharged in a voltage range of 2.7 to 4.3 V, the initial charge and discharge capacity is large, but the charge and discharge are large. Occlusion and release of lithium during the process (intercalation
Deintercalation) causes a problem in that the crystal phase rearrangement of the substance causes a significant deterioration in capacity with respect to the cycle.

【0007】また、ThackerayらはIn pr
oceedings of 11th Interna
tional seminar on Primary
and Secondary Battery Te
ch. and Appl., Feb. 28−Ma
r.4 (1994).Deerfied Beach
(Florida),“Spinel Electr
odes for Rechargeable Lit
hium Batteris−A Review“のF
IG.3において、Li2 Mn24 は4.45〜2.
0Vの間を充放電した場合、容量劣化が激しく、10サ
イクル目の充放電で初期容量の約半分に減少することが
報告している。
[0007] Also, Thackeray et al.
receiveds of 11th Internationala
tional semiminer on Primary
and Secondary Battery Te
ch. and Appl. , Feb. 28-Ma
r. 4 (1994). Deerfied Beach
(Florida), "Spinel Electr
odes for Rechargeable Lit
H Batteris-A Review “F
IG. In 3, Li 2 Mn 2 O 4 is 4.45 to 2.
It is reported that when charging / discharging is performed between 0 V, the capacity is significantly deteriorated, and the charge / discharge at the 10th cycle is reduced to about half of the initial capacity.

【0008】一方、K.Amine et al..
J.Electrochem.Soc.,143 16
07(1996)には、アセトニトリル中でヨウ化リチ
ウムによりLiMn24 のようなマンガン酸化物を還
元する際の出発物質としてLi2 Mn24 のマンガン
サイトの一部をニッケルで置換したリチウムマンガン酸
化物を用いてLi2 Mn1.5 Ni0.54 の合成に成功
したことが開示されている。この物質は、立方晶系を取
り、リチウム金属を対極とした単極セルの放電電位が3
Vの電位平坦性を示すことが記載されている。
On the other hand, K. Amine et al. .
J. Electrochem. Soc. , 143 16
07 (1996) discloses lithium in which part of the manganese site of Li 2 Mn 2 O 4 has been replaced by nickel as a starting material when reducing a manganese oxide such as LiMn 2 O 4 with lithium iodide in acetonitrile. It is disclosed that Li 2 Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 was successfully synthesized using a manganese oxide. This substance has a cubic system, and the discharge potential of a unipolar cell having lithium metal as a counter electrode is 3%.
It describes that V exhibits potential flatness.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、初期の充放
電容量は大きく、かつ放電容量のサイクル特性を改善し
たリチウムイオン二次電池を提供しようとするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery having a large initial charge / discharge capacity and improved cycle characteristics of the discharge capacity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるリチウム
イオン二次電池は、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能
に材料を活物質として含む負極と、一般式Li2 Mn
2-xx4 (ただし、MはFe、CoおよびNiから
選ばれる金属、xは0.05≦x≦0.2を示す)で表
わされるリチウムマンガン系複合酸化物を活物質として
含む正極と、非水電解液とを具備したことを特徴とする
ものである。
A lithium ion secondary battery according to the present invention comprises a negative electrode containing a material capable of occluding and releasing lithium ions as an active material, and a general formula Li 2 Mn.
As an active material, a lithium manganese-based composite oxide represented by 2-x M x O 4 (where M is a metal selected from Fe, Co and Ni, and x represents 0.05 ≦ x ≦ 0.2) It is characterized by comprising a positive electrode and a non-aqueous electrolyte.

【0011】前記リチウムマンガン系複合酸化物は、例
えばリチウム塩と、マンガン化合物と、反応時に酸化物
に変換されるFe、CoおよびNiから選ばれる金属の
化合物とをリチウム塩:マンガン化合物:金属化合物が
元素比で1:2−x:x(ただしxは0.05≦x≦
0.2を示す)となるように混合する工程と、前記混合
物を大気雰囲気中、700〜850℃で熱処理すること
によりLiMn2-xx4 (ただし、MはFe、Co
およびNiから選ばれる金属、xは0.05≦x≦0.
2を示す)で表される化合物を合成する工程と、前記化
合物をヨウ化リチウム(LiI)にモル比(LiMn
2-xx4 /LiI)が10以上になるようにアセト
ニトリルで溶解し、加熱還流することにより製造され
る。
The lithium-manganese-based composite oxide includes, for example, a lithium salt, a manganese compound, and a compound of a metal selected from Fe, Co, and Ni which is converted into an oxide during the reaction. Is 1: 2-x: x in element ratio (where x is 0.05 ≦ x ≦
0.2 and a heat treatment of the mixture at 700 to 850 ° C. in the air atmosphere to obtain LiMn 2-x M x O 4 (where M is Fe, Co
And a metal selected from Ni and x is 0.05 ≦ x ≦ 0.
2) and a molar ratio (LiMn) of the compound to lithium iodide (LiI).
2-x M x O 4 / LiI) is produced by dissolving with acetonitrile so as to be 10 or more and heating and refluxing.

【0012】前記二次電池は、(a)初充電を開回路電
圧から開始し、リチウム金属を基準にした正極電圧が
4.7V以下での電圧まで充電し、(b)初放電をリチ
ウム金属を基準にした正極電圧が3.0V以上の電圧に
なる間で行い、(c)2回目以降の充放電をリチウム金
属を基準にした正極電圧が3.0〜4.7Vの間で行
う。
In the secondary battery, (a) the initial charge is started from an open circuit voltage, the battery is charged to a voltage having a positive electrode voltage of 4.7 V or less based on lithium metal, and (b) the initial discharge is performed using lithium metal. (C) The second and subsequent charging / discharging is performed while the positive electrode voltage based on lithium metal is between 3.0 and 4.7 V.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるリチウムイ
オン二次電池を図1を参照して詳細に説明する。例えば
ステンレス鋼製の正極缶1内には、正極2が収納されて
いる。セパレータ3は、前記正極2上配置されている。
前記セパレータ3には、電解質を有機溶媒で溶解した非
水電解液が含浸保持されている。負極4は、前記セパレ
ータ3上に配置されている。前記正極缶1の開口部に
は、絶縁ガスケット5を介して負極缶6が設けられてお
り、この負極缶6および前記正極缶1のかしめ加工によ
り前記正極缶1および前記負極缶6内に前記正極2、セ
パレータ3および負極4が密閉されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a lithium ion secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. For example, a positive electrode 2 is housed in a positive electrode can 1 made of stainless steel. The separator 3 is disposed on the positive electrode 2.
The separator 3 is impregnated with a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. The negative electrode 4 is disposed on the separator 3. At the opening of the positive electrode can 1, a negative electrode can 6 is provided via an insulating gasket 5. By caulking the negative electrode can 6 and the positive electrode can 1, the negative electrode can 6 is inserted into the positive electrode can 1 and the negative electrode can 6. The positive electrode 2, the separator 3, and the negative electrode 4 are sealed.

【0014】次に、前記正極2、負極4およびセパレー
タ3および非水電解液について詳細に説明する。 (1)正極2 この正極2は、一般式Li2 Mn2-xx4 (ただ
し、MはFe、CoおよびNiから選ばれる金属、xは
0.05≦x≦0.2を示す)で表わされるリチウムマ
ンガン系複合酸化物からなる正極活物質と、黒鉛のよう
な導電助剤と、ポリテトラフルオロエチレンのような結
着剤とを含む混合物を加圧成形することにより作製され
る。
Next, the positive electrode 2, the negative electrode 4, the separator 3, and the non-aqueous electrolyte will be described in detail. (1) Positive electrode 2 This positive electrode 2 is made of a general formula Li 2 Mn 2-x M x O 4 (where M is a metal selected from Fe, Co and Ni, and x represents 0.05 ≦ x ≦ 0.2) ) Is produced by pressure-forming a mixture containing a positive electrode active material composed of a lithium manganese-based composite oxide represented by the following formula, a conductive additive such as graphite, and a binder such as polytetrafluoroethylene. .

【0015】前記一般式のMであるFe、CoおよびN
iのうち、特にFeは前記一般式で表されるリチウムマ
ンガン系複合酸化物を合成し易い点で好適である。前記
一般式中のxを規定したのは、次のような理由によるも
のである。xを0.05未満にすると、リチウムマンガ
ン系複合酸化物を含む正極を備えたリチウムイオン二次
電池において容量に対する充放電サイクルを向上させる
ことが困難になる。一方、xが0.2を越えると合成時
の固相反応において相分離を生じて目的とする組成のリ
チウムマンガン系複合酸化物を得ることができなくなる
ばかりか、リチウムマンガン系複合酸化物を含む正極を
備えたリチウムイオン二次電池において初期容量が低下
する。より好ましいxは、0.1≦x≦0.2である。
Fe, Co and N represented by M in the above general formula
Among i, Fe is particularly preferable because it easily synthesizes the lithium manganese-based composite oxide represented by the general formula. The reason for defining x in the above general formula is as follows. If x is less than 0.05, it becomes difficult to improve the charge / discharge cycle with respect to capacity in a lithium ion secondary battery provided with a positive electrode containing a lithium-manganese composite oxide. On the other hand, if x exceeds 0.2, phase separation occurs in the solid-phase reaction during synthesis, so that not only cannot a lithium-manganese composite oxide having the desired composition be obtained, but also a lithium-manganese composite oxide is contained. The initial capacity of a lithium ion secondary battery having a positive electrode decreases. More preferably, x is 0.1 ≦ x ≦ 0.2.

【0016】前記リチウムマンガン系複合酸化物は、例
えば次のような方法により製造される。まず、炭酸リチ
ウムまたは水酸化リチウムのようなリチウム塩と、電解
二酸化マンガンのようなマンガン化合物と、反応時に酸
化物に変換されるFe、CoおよびNiから選ばれる金
属の化合物とをリチウム塩:マンガン化合物:金属化合
物が元素比で1:2−x:x(ただしxは0.05≦x
≦0.2を示す)となるように混合する。つづいて、前
記混合物を大気雰囲気中、700〜850℃で熱処理す
ることによりLiMn2-xx4 (ただし、MはF
e、CoおよびNiから選ばれる金属、xは0.05≦
x≦0.2を示す)で表される化合物を合成する。次い
で、前記化合物をヨウ化リチウム(LiI)にモル比
(LiI/LiMn2-xx4 )が10以上になるよ
うにアセトニトリルで溶解し、加熱還流することにより
Li2 Mn2-xx4 で表されるリチウムマンガン系
複合酸化物を製造する。
The lithium manganese composite oxide is produced, for example, by the following method. First, a lithium salt such as lithium carbonate or lithium hydroxide, a manganese compound such as electrolytic manganese dioxide, and a compound of a metal selected from Fe, Co, and Ni which are converted into an oxide during the reaction are converted into a lithium salt: manganese. Compound: metal compound in an element ratio of 1: 2-x: x (where x is 0.05 ≦ x)
≤ 0.2). Subsequently, the mixture is subjected to a heat treatment at 700 to 850 ° C. in an air atmosphere to obtain LiMn 2-x M x O 4 (where M is F
e, a metal selected from Co and Ni, x is 0.05 ≦
(indicating x ≦ 0.2). Then, the compound was dissolved in acetonitrile so that the molar ratio of lithium iodide (LiI) (LiI / LiMn 2 -x M x O 4) is 10 or more, Li 2 Mn 2-x M by heating to reflux producing lithium manganese composite oxide represented by x O 4.

【0017】前記Fe、CoおよびNiから選ばれる金
属の化合物としては、例えば酸化物、炭酸塩、水酸化物
等を挙げることができる。前記LiMn2-xx4
表される化合物とヨウ化リチウム(LiI)とのモル比
(LiMn2-xx4 /LiI)を規定した理由は、
その値を10未満にすると、一般式Li2 Mn2-xx
4 で表されるリチウムマンガン系複合酸化物を製造す
ることが困難になる。
The metal compound selected from the group consisting of Fe, Co and Ni includes, for example, oxides, carbonates and hydroxides. The reason for defining the molar ratio (LiMn 2-x M x O 4 / LiI) between the compound represented by LiMn 2-x M x O 4 and lithium iodide (LiI) is as follows:
If the value is less than 10, the general formula Li 2 Mn 2-x M x
It becomes difficult to produce a lithium manganese-based composite oxide represented by O 4 .

【0018】前記正極活物質と、導電助剤と、結着剤と
の混合割合は、90:7:3〜100:10:1にする
ことが好ましい。 (2)負極4 この負極4は、炭素質材料、導電剤および結着剤からな
る混合物を加圧成形することにより作製される。
It is preferable that the mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive additive, and the binder is 90: 7: 3 to 100: 10: 1. (2) Negative Electrode 4 The negative electrode 4 is produced by pressure-forming a mixture comprising a carbonaceous material, a conductive agent and a binder.

【0019】前記炭素質材料としては、例えば人造黒
鉛、天然黒鉛、熱分解炭素、コークス、樹脂焼成体、メ
ソフェーズ小球体、メソフェーズ系ピッチ等を用いるこ
とができる。
As the carbonaceous material, for example, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbon, coke, resin fired body, mesophase sphere, mesophase pitch and the like can be used.

【0020】前記導電材としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック等を用いることができる。前
記結着剤としては、例えばスチレン・ブタジエンラテッ
クス(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CM
C)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ
フッ化ビニリデン(PVDE)、エチレン−プロピレン
−ジエン共重合体(EPDM)、ニトリル−ブタジエン
ゴム(NBR)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロ
プロピレン−テトラフルオロエチレン3元系共重合体、
ポリトリフルオロエチレン(PTrFE)、フッ化ビニ
リデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリ
デン−テトラフルオロエチレン共重合体等を用いること
ができる。
As the conductive material, for example, acetylene black, carbon black or the like can be used. Examples of the binder include styrene-butadiene latex (SBR), carboxymethyl cellulose (CM)
C), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDE), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), nitrile-butadiene rubber (NBR), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, fluorine Vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene terpolymer,
Polytrifluoroethylene (PTrFE), vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, or the like can be used.

【0021】(3)セパレータ3 このセパレータ3は、例えばポリプロピレン不織布、微
孔性ポリエチレンフィルム等からなる。
(3) Separator 3 The separator 3 is made of, for example, a polypropylene nonwoven fabric, a microporous polyethylene film, or the like.

【0022】(4)非水電解液 この非水電解液は、電解質を非水溶媒で溶解した組成を
有する。前記電解質としては、例えばホウフッ化リチウ
ム(LiBF4 )、六フッ化リン酸リチウム(LiPF
6 )、過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フッ化砒
素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメタンスル
ホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )、塩化アルミニウ
ムリチウム(LiAlCl)から選ばれる1種または2
種以上のリチウム塩を挙げることができる。
(4) Non-aqueous electrolyte This non-aqueous electrolyte has a composition in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the electrolyte include lithium borofluoride (LiBF 4 ) and lithium hexafluorophosphate (LiPF
6 ), one or two selected from lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and lithium aluminum chloride (LiAlCl)
More than one lithium salt can be mentioned.

【0023】前記非水溶媒としては、例えばエチレンカ
ーボネート、2−メメチルテトラヒドロフラン、1,2
−ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、1,3−ジオ
キソラン、1,3−ジメトキシプロパンから選ばれる1
種または2種以上の混合物を挙げることができる。
Examples of the nonaqueous solvent include ethylene carbonate, 2-methyltetrahydrofuran, 1,2
1 selected from dimethoxyethane, diethoxyethane, 1,3-dioxolan, and 1,3-dimethoxypropane
Species or mixtures of two or more can be mentioned.

【0024】前記電解質の非水溶媒に対する溶解量は、
0.5〜1.5モル/lとすることが望ましい。本発明
に係わるリチウムイオン二次電池は、次のような(a)
〜(c)に示す形態で充放電を行うことが好ましい。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is as follows:
It is desirably 0.5 to 1.5 mol / l. The lithium ion secondary battery according to the present invention has the following (a)
It is preferable to perform charging and discharging in the modes shown in FIGS.

【0025】(a)初充電を開回路電圧から開始し、リ
チウム金属を基準にした正極電圧が4.7V以下での電
圧まで充電する。 (b)初放電をリチウム金属を基準にした正極電圧が
3.0V以上の電圧になる間で行う。
(A) The initial charge is started from the open circuit voltage, and is charged to a voltage having a positive electrode voltage of 4.7 V or less based on lithium metal. (B) The first discharge is performed while the positive electrode voltage based on lithium metal becomes a voltage of 3.0 V or more.

【0026】(c)2回目以降の充放電をリチウム金属
を基準にした正極電圧が3.0〜4.7Vの間で行う。 前記(a)〜(c)の充放電条件を規定したのは次のよ
うな理由に寄るものである。
(C) The second and subsequent charging / discharging is performed while the positive electrode voltage is 3.0 to 4.7 V based on lithium metal. The charging / discharging conditions (a) to (c) are defined for the following reasons.

【0027】前記(a)の初放電での電圧が4.7Vを
越えると、非水電解液が分解する恐れがある。より好ま
しい初放電での電圧は、4.3〜4.7Vである。前記
(b)の初充電での電圧を3.0V未満にすると、前記
正極活物質である一般式で表されるリチウムマンガン系
複合酸化物が相変化して充放電サイクル特性が低下する
恐れがある。より好ましい初充電での電圧は、2.7〜
2.9Vである。
If the voltage at the first discharge in (a) exceeds 4.7 V, the non-aqueous electrolyte may be decomposed. A more preferable voltage at the initial discharge is 4.3 to 4.7 V. If the voltage at the initial charge in (b) is less than 3.0 V, the lithium manganese-based composite oxide represented by the general formula, which is the positive electrode active material, may undergo a phase change and the charge / discharge cycle characteristics may be deteriorated. is there. More preferably, the voltage at the first charge is 2.7 to
2.9V.

【0028】前記(c)の2回目以降の充放電での電圧
を3.0V未満にすると、前記正極活物質である一般式
で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の結晶構造が
変化する相転位が繰り返しなされるために、充放電サイ
クル特性が低下する恐れがある。一方、充放電電圧が
4.7Vを越えると電解液が分解する恐れがある。
When the voltage in the second and subsequent charging / discharging of (c) is less than 3.0 V, the phase in which the crystal structure of the lithium manganese-based composite oxide represented by the general formula as the positive electrode active material changes is changed. Since the rearrangement is repeated, the charge / discharge cycle characteristics may be degraded. On the other hand, when the charge / discharge voltage exceeds 4.7 V, the electrolyte may be decomposed.

【0029】以上説明した本発明によれば、正極は一般
式Li2 Mn2-xx4 (ただし、MはFe、Coお
よびNiから選ばれる金属、xは0.05≦x≦0.2
を示す)で表わされるリチウムマンガン系複合酸化物か
らなる活物質を含むため、初期容量が高く、充放電サイ
クル寿命が長いリチウムイオン二次電池を得ることがで
きる。
According to the present invention described above, the positive electrode has the general formula Li 2 Mn 2-x M x O 4 (where M is a metal selected from Fe, Co and Ni, and x is 0.05 ≦ x ≦ 0) .2
Since the active material comprises a lithium-manganese-based composite oxide represented by the formula (1), a lithium ion secondary battery having a high initial capacity and a long charge-discharge cycle life can be obtained.

【0030】特に、前記一般式のMがFeであるリチウ
ムマンガン系複合酸化物を正極活物質として用いること
によって、充放電サイクル寿命がより長いリチウムイオ
ン二次電池を実現できる。
In particular, a lithium-ion secondary battery having a longer charge / discharge cycle life can be realized by using a lithium-manganese-based composite oxide in which M in the above general formula is Fe as the positive electrode active material.

【0031】また、前述した(a)〜(c)に示す形態
で充放電を行うことによって、リチウムイオン二次電池
の充放電サイクル寿命をより一層長くすることが可能に
なる。
By performing charging / discharging in the above-described modes (a) to (c), the charge / discharge cycle life of the lithium ion secondary battery can be further extended.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。 (実施例1) <リチウムマンガン系複合酸化物の製造>まず、炭酸リ
チウム(Li2 CO3 )と電解二酸化マンガン(MnO
2 )と三酸化四鉄とをリチウムとマンガンと鉄のモル比
が1:1.95:0.05になるようにを秤量し、乾式
法にて均一に混合して混合粉末を調製した。つづいて、
この混合粉末を大気雰囲気中、800℃で24時間加熱
処理した。ひきつづき、室温まで冷却した後、再度、乾
式法にて均一に混合した。この粉末を再び大気雰囲気
中、800℃で48時間保持した。この後、10℃/h
rの速度で冷却した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail. (Example 1) <Production of lithium manganese composite oxide> First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and electrolytic manganese dioxide (MnO 2 )
2 ) and tetrairon trioxide were weighed so that the molar ratio of lithium, manganese and iron was 1: 1.95: 0.05, and uniformly mixed by a dry method to prepare a mixed powder. Then,
This mixed powder was heated at 800 ° C. for 24 hours in an air atmosphere. Subsequently, after cooling to room temperature, the mixture was again uniformly mixed by a dry method. This powder was again kept in the air atmosphere at 800 ° C. for 48 hours. After this, 10 ° C / h
Cooled at a rate of r.

【0033】得られた粉末をXDRで測定した。その結
果、回折ピークは立方晶の結晶構造を持つスピネルで指
数付けされ、その格子定数は0.825nmであった。
また、前記粉末は組成式LiMn1.95Fe0.054 であ
った。
The obtained powder was measured by XDR. As a result, the diffraction peak was indexed by a spinel having a cubic crystal structure, and its lattice constant was 0.825 nm.
The powder had a composition formula of LiMn 1.95 Fe 0.05 O 4 .

【0034】次いで、前記スピネル構造を有するLiM
1.95Fe0.054 粉末とヨウ化リチウム(LiI)粉
末とをモル比でLiI/LiMn1.95Fe0.054 が1
2になるようにアセトニトリルに溶解し、6時間還流し
た。反応温度は、82℃、反応は撹拌子を用いて溶液の
撹拌を行った。反応終了後、反応溶液を濾過し、得られ
た粉末をアセトニトリルで洗浄した後、乾燥した。
Next, the LiM having the spinel structure
n 1.95 Fe 0.05 O 4 powder and lithium iodide (LiI) powder have a molar ratio of LiI / LiMn 1.95 Fe 0.05 O 4 of 1
The resulting solution was dissolved in acetonitrile so as to obtain a solution No. 2 and refluxed for 6 hours. The reaction temperature was 82 ° C, and the reaction was stirred using a stirrer. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered, and the obtained powder was washed with acetonitrile and dried.

【0035】得られた粉末をXDRで測定した。その結
果、回折ピークは正方晶の結晶構造で指数付けされ、そ
の格子定数はa軸が0.557nm、c軸が0.885
nmnmであった。また、前記粉末は組成式Li2 Mn
1.95Fe0.054 であった。
The obtained powder was measured by XDR. As a result, the diffraction peak is indexed by the tetragonal crystal structure, and its lattice constant is 0.557 nm for the a-axis and 0.885 nm for the c-axis.
nm. The powder has a composition formula of Li 2 Mn.
1.95 Fe 0.05 O 4 .

【0036】次いで、得られた合成粉末(Li2 Mn
1.95Fe0.054 )と、導電材としてのアセチレンブラ
ックと、結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンと
を重量比で80:17:3の割合で均一に混合し、この
混合物をローラにより圧延して正極シートを作製した。
つづいて、この正極シートをステンレスネットに圧延し
て正極を作製した。
Next, the obtained synthetic powder (Li 2 Mn)
1.95 Fe 0.05 O 4 ), acetylene black as a conductive material, and polytetrafluoroethylene as a binder are uniformly mixed at a weight ratio of 80: 17: 3, and this mixture is rolled by a roller. To produce a positive electrode sheet.
Subsequently, the positive electrode sheet was rolled into a stainless steel net to prepare a positive electrode.

【0037】次いで、前記正極を用いて図2および図3
に示す構造の試験セルを組み立てた。図2および図3に
おいて、正極11とニッケル網体にリチウム金属箔を圧
着した負極12はガラス質のセパレータ13を介して対
峙されている。前記セパレータ13と反対側の前記正極
11側には、ステンレス網体にリチウム金属箔を圧着し
た参照電極14が近接して配置され、これら正極11、
負極12、セパレータ13および参照電極14は2枚の
ポリプロピレン製絶縁板15a、15bで挟持されてい
る。前記各電池要素を挟持した前記ポリプロピレン製絶
縁板15a、15bは、電解液16が収容されたガラス
製容器17に浸漬されている。なお、リード線18〜2
0は、それぞれ一端が前記正極11、負極12および参
照電極14に接続され、他端が前記容器17の外部に延
出されている。前記電解液16としては六フッ化リン酸
リチウム(LiPF6 )をエチレンカーボネートおよび
メチルエチルカーボネートの混合溶媒(混合体積比率
1:2)に1.0モル/l溶解した組成のものを使用し
た。
Next, FIG. 2 and FIG.
A test cell having the structure shown in FIG. 2 and 3, a positive electrode 11 and a negative electrode 12 in which a lithium metal foil is pressure-bonded to a nickel mesh body are opposed to each other with a glassy separator 13 interposed therebetween. On the side of the positive electrode 11 opposite to the separator 13, a reference electrode 14 in which a lithium metal foil is pressure-bonded to a stainless steel mesh body is disposed in close proximity.
The negative electrode 12, the separator 13, and the reference electrode 14 are sandwiched between two polypropylene insulating plates 15a and 15b. The polypropylene insulating plates 15a and 15b sandwiching each of the battery elements are immersed in a glass container 17 containing an electrolytic solution 16. In addition, lead wires 18-2
0 has one end connected to the positive electrode 11, the negative electrode 12, and the reference electrode 14, and the other end extending outside the container 17. As the electrolytic solution 16, a solution prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a mixed solvent of ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate (mixing volume ratio 1: 2) at 1.0 mol / l was used.

【0038】(実施例2)まず、炭酸リチウム(Li2
CO3 )と電解二酸化マンガン(MnO2 )と三酸化四
鉄とをリチウムとマンガンと鉄のモル比が1:1.9:
0.1になるようにを秤量し、乾式法にて均一に混合し
て混合粉末を調製した。つづいて、この混合粉末を実施
例1と同様に大気雰囲気中での加熱処理、乾式法による
混合、大気雰囲気中での加熱処理、冷却を行い、さらに
得られた粉末とヨウ化リチウム(LiI)粉末とをアセ
トニトリルに溶解し、還流し、得られた反応液の濾過、
乾燥を行うことにより所定の粉末を製造した。得られた
粉末は、XDRで測定により回折ピークが正方晶の結晶
構造で指数付けされ、その組成式Li2 Mn1.90Fe
0.14 であった。
Example 2 First, lithium carbonate (Li 2
CO 3 ), electrolytic manganese dioxide (MnO 2 ), and tetrairon trioxide at a molar ratio of lithium, manganese, and iron of 1: 1.9:
The mixture was weighed so as to be 0.1 and uniformly mixed by a dry method to prepare a mixed powder. Subsequently, the mixed powder was subjected to heat treatment in the air atmosphere, mixing by a dry method, heat treatment in the air atmosphere, and cooling in the same manner as in Example 1. Further, the obtained powder was mixed with lithium iodide (LiI). The powder was dissolved in acetonitrile, refluxed, and the resulting reaction solution was filtered,
By drying, a predetermined powder was produced. In the obtained powder, the diffraction peak is indexed by a tetragonal crystal structure as measured by XDR, and its composition formula is Li 2 Mn 1.90 Fe.
0.1 O 4 .

【0039】次いで、得られた合成粉末(Li2 Mn
1.90Fe0.14 )と、導電材としてのアセチレンブラ
ックと、結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンと
を重量比で80:17:3の割合で均一に混合し、この
混合物をローラにより圧延して正極シートを作製した。
つづいて、この正極シートをステンレスネットに圧延し
て正極を作製した。得られた正極を用いて前述した図2
および図3に示す構造の試験セルを組み立てた。
Next, the obtained synthetic powder (Li 2 Mn)
1.90 Fe 0.1 O 4 ), acetylene black as a conductive material, and polytetrafluoroethylene as a binder are uniformly mixed at a weight ratio of 80: 17: 3, and this mixture is rolled by a roller. To produce a positive electrode sheet.
Subsequently, the positive electrode sheet was rolled into a stainless steel net to prepare a positive electrode. FIG. 2 described above using the obtained positive electrode.
Then, a test cell having the structure shown in FIG. 3 was assembled.

【0040】(比較例1)まず、炭酸リチウム(Li2
CO3 )と電解二酸化マンガン(MnO2 )とをリチウ
ムとマンガンと鉄のモル比が1:2になるようにを秤量
し、乾式法にて均一に混合して混合粉末を調製した。つ
づいて、この混合粉末を大気雰囲気中、800℃で24
時間加熱処理した。ひきつづき、室温まで冷却した後、
再度、乾式法にて均一に混合した。この粉末を再び大気
雰囲気中、800℃で48時間保持した。この後、10
℃/hrの速度で冷却した。
Comparative Example 1 First, lithium carbonate (Li 2
CO 3 ) and electrolytic manganese dioxide (MnO 2 ) were weighed so that the molar ratio of lithium, manganese and iron was 1: 2, and uniformly mixed by a dry method to prepare a mixed powder. Subsequently, this mixed powder was placed in an air atmosphere at 800 ° C. for 24 hours.
Heated for hours. After cooling to room temperature,
Again, they were uniformly mixed by a dry method. This powder was again kept in the air atmosphere at 800 ° C. for 48 hours. After this, 10
Cooled at a rate of ° C / hr.

【0041】得られた粉末をXDRで測定した。その結
果、回折ピークは立方晶の結晶構造を持つスピネルで指
数付けされ、その格子定数は0.825nmであった。
また、前記粉末は組成式LiMn24 であった。
The obtained powder was measured by XDR. As a result, the diffraction peak was indexed by a spinel having a cubic crystal structure, and its lattice constant was 0.825 nm.
The powder had a composition formula of LiMn 2 O 4 .

【0042】次いで、前記スピネル構造を有するLiM
24 粉末とヨウ化リチウム(LiI)粉末とをモル
比でLiI/LiMn24 が12になるようにアセト
ニトリルに溶解し、6時間還流した。反応温度は、82
℃、反応は撹拌子を用いて溶液の撹拌を行った。反応終
了後、反応溶液を濾過し、得られた粉末をアセトニトリ
ルで洗浄した後、乾燥した。
Next, the LiM having the spinel structure
The n 2 O 4 powder and lithium iodide (LiI) powder were dissolved in acetonitrile so that the molar ratio of LiI / LiMn 2 O 4 became 12, and the mixture was refluxed for 6 hours. The reaction temperature was 82
In the reaction, the solution was stirred using a stirrer. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered, and the obtained powder was washed with acetonitrile and dried.

【0043】得られた粉末をXDRで測定した。その結
果、回折ピークは正方晶の結晶構造で指数付けされ、そ
の格子定数はa軸が0.565nm、c軸が0.924
nmnmであった。また、前記粉末は組成式Li2 Mn
24 であった。
The obtained powder was measured by XDR. As a result, the diffraction peak is indexed by the tetragonal crystal structure, and its lattice constant is 0.565 nm for the a-axis and 0.924 nm for the c-axis.
nm. The powder has a composition formula of Li 2 Mn.
2 O 4 .

【0044】次いで、得られた合成粉末(Li2 Mn2
4 )と、導電材としてのアセチレンブラックと、結着
剤としてのポリテトラフルオロエチレンとを重量比で8
0:17:3の割合で均一に混合し、この混合物をロー
ラにより圧延して正極シートを作製した。つづいて、こ
の正極シートをステンレスネットに圧延して正極を作製
した。得られた正極を用いて前述した図2および図3に
示す構造の試験セルを組み立てた。
Next, the obtained synthetic powder (Li 2 Mn 2
O 4 ), acetylene black as a conductive material, and polytetrafluoroethylene as a binder in a weight ratio of 8%.
The mixture was uniformly mixed at a ratio of 0: 17: 3, and this mixture was rolled by a roller to produce a positive electrode sheet. Subsequently, the positive electrode sheet was rolled into a stainless steel net to prepare a positive electrode. Using the obtained positive electrode, a test cell having the structure shown in FIGS. 2 and 3 was assembled.

【0045】(比較例2)まず、炭酸リチウム(Li2
CO3 )と電解二酸化マンガン(MnO2 )と三酸化四
鉄とをリチウムとマンガンと鉄のモル比が1:1.7
5:0.25になるようにを秤量し、乾式法にて均一に
混合して混合粉末を調製した。つづいて、この混合粉末
を実施例1と同様に大気雰囲気中での加熱処理、乾式法
による混合、大気雰囲気中での加熱処理、冷却を行い、
さらに得られた粉末とヨウ化リチウム(LiI)粉末と
をアセトニトリルに溶解し、還流し、得られた反応液の
濾過、乾燥を行うことにより所定の粉末を製造した。得
られた粉末は、XDRで測定により回折ピークが正方晶
の結晶構造で指数付けされ、その組成式Li2 Mn1.75
Fe0.254 であった。
Comparative Example 2 First, lithium carbonate (Li 2
CO 3 ), electrolytic manganese dioxide (MnO 2 ), and tetrairon trioxide at a molar ratio of lithium, manganese, and iron of 1: 1.7.
5: 0.25 was weighed and uniformly mixed by a dry method to prepare a mixed powder. Subsequently, the mixed powder was subjected to heat treatment in the air atmosphere, mixing by a dry method, heat treatment in the air atmosphere, and cooling in the same manner as in Example 1.
Further, the obtained powder and lithium iodide (LiI) powder were dissolved in acetonitrile, refluxed, and the obtained reaction liquid was filtered and dried to produce a predetermined powder. In the obtained powder, the diffraction peak was indexed by a tetragonal crystal structure as measured by XDR, and its composition formula was Li 2 Mn 1.75.
Fe 0.25 O 4 .

【0046】次いで、得られた合成粉末(Li2 Mn
1.75Fe0.254 )と、導電材としてのアセチレンブラ
ックと、結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンと
を重量比で80:17:3の割合で均一に混合し、この
混合物をローラにより圧延して正極シートを作製した。
つづいて、この正極シートをステンレスネットに圧延し
て正極を作製した。得られた正極を用いて前述した図2
および図3に示す構造の試験セルを組み立てた。
Next, the obtained synthetic powder (Li 2 Mn)
1.75 Fe 0.25 O 4 ), acetylene black as a conductive material, and polytetrafluoroethylene as a binder were uniformly mixed at a weight ratio of 80: 17: 3, and this mixture was rolled by a roller. To produce a positive electrode sheet.
Subsequently, the positive electrode sheet was rolled into a stainless steel net to prepare a positive electrode. FIG. 2 described above using the obtained positive electrode.
Then, a test cell having the structure shown in FIG. 3 was assembled.

【0047】実施例1、2および比較例1、2の試験セ
ルをそれぞれ初期の充電を開回路電圧から4.3Vまで
電流密度0.5mA/cm2 で行い、以後3.0〜4.
3VVの範囲で電流密度0.5mA/cm2 の条件で充
放電を100開繰り返した。このような充放電における
サイクル数と容量との関係を図4に示す。
The test cells of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were each initially charged from an open circuit voltage to 4.3 V at a current density of 0.5 mA / cm 2 , and thereafter, charged at 3.0 to 4.0.
Charge / discharge was repeated 100 times under the condition of a current density of 0.5 mA / cm 2 within a range of 3 VV. FIG. 4 shows the relationship between the number of cycles and the capacity in such charge and discharge.

【0048】図4から明らかなように一般式Li2 Mn
2-x Fex4 (xは0.05≦x≦0.2)のリチウ
ムマンガン系複合酸化物を正極活物質として含む正極を
備えた実施例1、2の試験セルは、組成式Li2 Mn2
4 のリチウムマンガン系複合酸化物を正極活物質とし
て含む正極を備えた比較例1の試験セルに比べて高い充
放電サイクル寿命を有し、組成式Li2 Mn1.75Fe
0.254 のリチウムマンガン系複合酸化物を正極活物質
として含む正極を備えた比較例2の試験セルに比べて高
い放電容量を有することがわかる。
As is apparent from FIG. 4, the general formula Li 2 Mn
2-x Fe x O 4 ( x is 0.05 ≦ x ≦ 0.2) test cells of Examples 1 and 2 having a positive electrode including a lithium manganese-based composite oxide as the positive electrode active material, the composition formula Li 2 Mn 2
It has a higher charge / discharge cycle life than the test cell of Comparative Example 1 provided with a positive electrode containing a lithium manganese composite oxide of O 4 as a positive electrode active material, and has a composition formula of Li 2 Mn 1.75 Fe
It can be seen that the battery has a higher discharge capacity than the test cell of Comparative Example 2 including the positive electrode including the lithium manganese composite oxide of 0.25 O 4 as the positive electrode active material.

【0049】また、比較例1の試験セルにおいて初期か
ら2.7〜4.3Vの範囲で電流密度0.5mA/cm
2 の条件にて充放電を100開繰り返した。その結果、
初期容量は220mAh/gと高い値を示すものの、3
0サイクル目には容量が60mAh/gと急激低下し
た。
In the test cell of Comparative Example 1, the current density was 0.5 mA / cm in the range of 2.7 to 4.3 V from the beginning.
Under the conditions of 2 , charge and discharge were repeated 100 times. as a result,
Although the initial capacity shows a high value of 220 mAh / g, 3
At the 0th cycle, the capacity rapidly dropped to 60 mAh / g.

【0050】なお、本発明に係わるリチウムイオン二次
電池は、正負極間に非水電解液が含浸されたセパレータ
を介在する形態に限らず、前記正負極間に非水電解液を
保持したポリマー電解質を介在した構造にも同様に適用
される。
The lithium ion secondary battery according to the present invention is not limited to a mode in which a separator impregnated with a non-aqueous electrolyte is interposed between a positive electrode and a negative electrode. The same applies to a structure with an electrolyte.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば初充
電時での放電容量が大きく、かつ充放電サイクル寿命の
長いリチウムイオン二次電池を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, a lithium ion secondary battery having a large discharge capacity at the time of initial charging and a long charge / discharge cycle life can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明におけるボタン型リチウムイオン二次電
池を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a button-type lithium ion secondary battery according to the present invention.

【図2】実施例および比較例で用いた試験セルを示す概
略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing test cells used in Examples and Comparative Examples.

【図3】図2の試験セルの要部斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the test cell of FIG. 2;

【図4】実施例1、2および比較例1、2の試験セルに
おけるサイクル数と容量との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the capacity in the test cells of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極缶、 2…正極、 4…負極、 6…負極缶、 11…正極、 12…負極、 13…セパレータ、 14…参照電極、 16…電解液、 17…ガラス製容器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode can, 2 ... Positive electrode, 4 ... Negative electrode, 6 ... Negative electrode can, 11 ... Positive electrode, 12 ... Negative electrode, 13 ... Separator, 14 ... Reference electrode, 16 ... Electrolyte, 17 ... Glass container.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C01G 51/00 C01G 51/00 A 53/00 53/00 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C01G 51/00 C01G 51/00 A 53/00 53/00 A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムイオンの吸蔵・放出が可能に材
料を活物質として含む負極と、 一般式Li2 Mn2-xx4 (ただし、MはFe、C
oおよびNiから選ばれる金属、xは0.05≦x≦
0.2を示す)で表わされるリチウムマンガン系複合酸
化物を活物質として含む正極と、 非水電解液とを具備したことを特徴とするリチウムイオ
ン二次電池。
1. A negative electrode containing a material as an active material capable of inserting and extracting lithium ions, and a general formula Li 2 Mn 2-x M x O 4 (where M is Fe, C
a metal selected from o and Ni, x is 0.05 ≦ x ≦
A lithium ion secondary battery comprising: a positive electrode containing a lithium-manganese-based composite oxide represented by 0.2 as an active material; and a non-aqueous electrolyte.
【請求項2】 前記リチウムマンガン系複合酸化物は、 リチウム塩と、マンガン化合物と、反応時に酸化物に変
換されるFe、CoおよびNiから選ばれる金属の化合
物とをリチウム塩:マンガン化合物:金属化合物が元素
比で1:2−x:x(ただしxは0.05≦x≦0.2
を示す)となるように混合する工程と、 前記混合物を大気雰囲気中、700〜850℃で熱処理
することによりLiMn2-xx4 (ただし、MはF
e、CoおよびNiから選ばれる金属、xは0.05≦
x≦0.2を示す)で表される化合物を合成する工程
と、 前記化合物をヨウ化リチウム(LiI)にモル比(Li
I/LiMn2-xx4 )が10以上になるようにア
セトニトリルで溶解し、加熱還流することにより製造さ
れることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二
次電池。
2. The lithium-manganese-based composite oxide includes: a lithium salt, a manganese compound, and a compound of a metal selected from Fe, Co, and Ni that is converted into an oxide during the reaction. The compound has an elemental ratio of 1: 2-x: x (where x is 0.05 ≦ x ≦ 0.2
And a heat treatment of the mixture at 700 to 850 ° C. in the air atmosphere to obtain LiMn 2-x M x O 4 (where M is F
e, a metal selected from Co and Ni, x is 0.05 ≦
x ≦ 0.2), and a molar ratio (Li) of the compound to lithium iodide (LiI).
2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the lithium ion secondary battery is manufactured by dissolving with acetonitrile so that I / LiMn 2-x M x O 4 ) becomes 10 or more and heating and refluxing.
【請求項3】 (a)初充電を開回路電圧から開始し、
リチウム金属を基準にした正極電圧が4.7V以下での
電圧まで充電し、 (b)初放電をリチウム金属を基準にした正極電圧が
3.0V以上の電圧になる間で行い、 (c)2回目以降の充放電をリチウム金属を基準にした
正極電圧が3.0〜4.7Vの間で行う、 ことを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電
池。
3. (a) starting an initial charge from an open circuit voltage;
Charging until the positive electrode voltage based on lithium metal is 4.7 V or less; (b) performing the initial discharge while the positive electrode voltage based on lithium metal is 3.0 V or more; (c) The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the second and subsequent charging / discharging is performed at a positive electrode voltage of 3.0 to 4.7 V based on lithium metal.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999059214A1 (en) * 1998-05-08 1999-11-18 Danionics A/S Electrochemical cell
WO2001015252A1 (en) * 1999-08-19 2001-03-01 Mitsubishi Chemical Corporation Positive electrode material for lithium secondary cell and positive electrode, and lithium secondary cell
JP2001118567A (en) * 1999-10-20 2001-04-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Positive electrode for lithium secondary battery
JP2003516297A (en) * 1999-12-10 2003-05-13 エフエムシー・コーポレイション Lithium cobalt oxide and method for producing the same
CN105502521A (en) * 2015-12-14 2016-04-20 山东精工电子科技有限公司 Method for preparing spherical nickel cobalt lithium aluminate precursor based on regulation and control nucleus growth mechanism
CN106025346A (en) * 2016-07-21 2016-10-12 天津巴莫科技股份有限公司 Composite cathode material for lithium ion batteries, preparation method of composite cathode material, and battery formed by assembling composite cathode material
CN106169605A (en) * 2016-08-18 2016-11-30 周新凤 A kind of modified polyaniline positive electrode and preparation method thereof
US10693123B2 (en) 2014-08-07 2020-06-23 Nec Corporation Positive electrode and secondary battery using same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999059214A1 (en) * 1998-05-08 1999-11-18 Danionics A/S Electrochemical cell
US6667131B1 (en) 1998-05-08 2003-12-23 Danionics A/S Electrochemical cell
WO2001015252A1 (en) * 1999-08-19 2001-03-01 Mitsubishi Chemical Corporation Positive electrode material for lithium secondary cell and positive electrode, and lithium secondary cell
JP2001118567A (en) * 1999-10-20 2001-04-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Positive electrode for lithium secondary battery
JP4649691B2 (en) * 1999-10-20 2011-03-16 株式会社豊田中央研究所 Positive electrode for lithium secondary battery
JP2003516297A (en) * 1999-12-10 2003-05-13 エフエムシー・コーポレイション Lithium cobalt oxide and method for producing the same
JP4960561B2 (en) * 1999-12-10 2012-06-27 エフエムシー・コーポレイション Lithium cobalt oxide and method for producing the same
US10693123B2 (en) 2014-08-07 2020-06-23 Nec Corporation Positive electrode and secondary battery using same
CN105502521A (en) * 2015-12-14 2016-04-20 山东精工电子科技有限公司 Method for preparing spherical nickel cobalt lithium aluminate precursor based on regulation and control nucleus growth mechanism
CN106025346A (en) * 2016-07-21 2016-10-12 天津巴莫科技股份有限公司 Composite cathode material for lithium ion batteries, preparation method of composite cathode material, and battery formed by assembling composite cathode material
CN106025346B (en) * 2016-07-21 2019-01-11 天津巴莫科技股份有限公司 The battery of lithium ion battery composite cathode material and preparation method thereof and assembling
CN106169605A (en) * 2016-08-18 2016-11-30 周新凤 A kind of modified polyaniline positive electrode and preparation method thereof

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