JPH11144734A - Lithium secondary battery and manufacture of lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery and manufacture of lithium secondary battery

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JPH11144734A
JPH11144734A JP9301855A JP30185597A JPH11144734A JP H11144734 A JPH11144734 A JP H11144734A JP 9301855 A JP9301855 A JP 9301855A JP 30185597 A JP30185597 A JP 30185597A JP H11144734 A JPH11144734 A JP H11144734A
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JP
Japan
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positive electrode
negative electrode
battery
lithium secondary
oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP9301855A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Nishimura
勝憲 西村
Toshinori Dosono
利徳 堂園
Masahiro Kasai
昌弘 葛西
Hisashi Ando
寿 安藤
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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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH11144734A publication Critical patent/JPH11144734A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery superior in safety to firing and explosion, even in an overcharge or the use under a high-temperature environment by including a composite material consisting of an oxygen absorbing material, consisting of a metal oxide and a conductive agent in a positive electrode. SOLUTION: A positive electrode agent material and a binder are mixed to a conductive agent having an oxygen absorbing material consisting of a metal oxide fixed thereto. The mixed positive electrode mix is adhered to a positive electrode current collector by the use of an organic solvent. the resulting positive electrode current collector is dried to manufacture a positive electrode. A negative electrode is manufactured by mixing a negative electrode active material to a binder, adhering the mixed negative electrode mix to a negative electrode current collector by the use of an organic solvent, and drying the resulting current collector. As the oxygen absorber, a copper oxide with an oxidation number of 2 or 1 represented by CuO or Cu3 O having defects, or an iron oxide with an oxidation number of 2 or an average oxidation number of 8/3 represented by FeO or Fe3 O4 can be used. Further, a series of oxygen defective compounds such as SnO, SnO2 and the like with tin oxidation number of 2 or 4 may be used.

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、リチウム二次電池
に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池を代表とする非水電解
液二次電池は、鉛蓄電池やニッケル・カドミニウム電池
よりも高いエネルギー密度が得られるため、軽量かつコ
ンパクトが要求されるビデオカメラ、携帯用電話、ノー
ト型パソコンなどのポ−タブル電子機器に利用されてい
る。
2. Description of the Related Art A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium secondary battery can obtain a higher energy density than a lead storage battery or a nickel-cadmium battery, so that a video camera, a portable camera, and a mobile phone that are required to be lightweight and compact. It is used in portable electronic devices such as telephones and notebook computers.

【0003】リチウム二次電池の負極に用いられている
活物質は、リチウム金属、リチウムイオンを吸蔵可能な
炭素材料などが挙げられ、他方、正極活物質には、リチ
ウムと、コバルト,ニッケルあるいはマンガンなどの遷
移金属との複合酸化物が利用されている。
The active material used for the negative electrode of a lithium secondary battery includes lithium metal, a carbon material capable of storing lithium ions, and the like. On the other hand, the positive electrode active material includes lithium, cobalt, nickel or manganese. Composite oxides with transition metals such as these have been used.

【0004】特に、リチウム−マンガン酸化物の代表例
には、特公昭58-34414号公報に記載されているスピネル
型構造を有するLiMn2O4がある。この正極活物質のサイ
クル寿命を向上させるために、アルニミウム(特公25122
41号公報記載)、鉄(特開平4-160758号公報記載、特開平
5-129019号公報記載)、コバルト(特開平4-160758号公報
記載、特開平5-129019号公報記載)、ニッケル(特開平4-
160758号公報記載、特開平5-129019号公報記載)、クロ
ム(特開平4-160758号公報記載)、銅(特開平5-129019号
公報記載)、亜鉛(特開平5-129019号公報記載)、マグネ
シウム(特開平5-129019号公報記載)、ホウ素(特開平5-1
29019号公報記載)などの異種金属によってマンガン原子
の一部を置換したリチウム−マンガン酸化物が公開され
ている。
[0004] In particular, a typical example of a lithium-manganese oxide is LiMn2O4 having a spinel structure described in Japanese Patent Publication No. 58-34414. In order to improve the cycle life of this positive electrode active material, aluminum (ex.
No. 41), iron (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-160758,
No. 5-129019), cobalt (described in JP-A-4-160758, described in JP-A-5-190919), nickel (described in JP-A-4-29019)
No. 160758, described in JP-A-5-29019), chromium (described in JP-A-4-160758), copper (described in JP-A-5-129019), zinc (described in JP-A-5-29019) , Magnesium (described in JP-A-5-129019), boron (JP-A 5-129019)
Lithium-manganese oxides in which a part of manganese atoms has been substituted by a dissimilar metal such as described in JP-A-29019) are disclosed.

【0005】また、最近では、正極活物質として、リチ
ウム−鉄酸化物(特開平8-78019号公報記載)、鉄−モリ
ブデン酸化物(特開平7-176324号公報記載、特開平7-312
217号公報記載)、鉄ハロゲン化物(特開平9-22698号公報
記載)が公開されている。
Recently, lithium-iron oxide (described in JP-A-8-78019) and iron-molybdenum oxide (described in JP-A-7-176324, JP-A-7-31212) have recently been used as positive electrode active materials.
217) and iron halides (described in JP-A-9-22698).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ポータブル電気機器の
普及に伴い、より長時間の使用に耐え、負荷特性の優れ
たリチウム二次電池が望まれている。また、一方では電
池をより低コストにする動きがあり、従来正極活物質に
用いられていたコバルト酸リチウムを、LiMn2O4で代表
される低コストで資源的に豊富なリチウム−マンガン酸
化物へ置き換えたリチウム二次電池が製品化されている
(Journal of Power Sources、第54巻、143〜145ページ
に記載)。
With the spread of portable electric equipment, there is a demand for a lithium secondary battery that can withstand longer use and has excellent load characteristics. On the other hand, there has been a move to lower the cost of batteries, and replaced lithium cobalt oxide, which was conventionally used as a positive electrode active material, with a low-cost, resource-rich lithium-manganese oxide represented by LiMn2O4. Lithium secondary batteries are commercialized
(Described in Journal of Power Sources, Vol. 54, pp. 143-145).

【0007】さらに、低コストな正極材料としてLiFeO2
などのリチウム−鉄酸化物が開発されている(8th Inter
national Meeting on Lithium Batteries、II-B-67、19
96、名古屋で公開)。
Further, LiFeO2 is used as a low-cost cathode material.
And other lithium-iron oxides (8th Inter
national Meeting on Lithium Batteries, II-B-67, 19
96, published in Nagoya).

【0008】上述したように、リチウム二次電池の需要
がますます拡大されているが、リチウム二次電池に可燃
性の有機電解液が使用されているため、電池に高い安全
性が望まれる。例えば過充電時、或いは火中投入や直射
日光による異常加熱時に、電池内部で正極活物質から放
出された酸素によって、電解液の溶媒が酸化反応し、さ
らに多量の熱が発生する。その結果、リチウム二次電池
が発火、爆発する危険性が存在する。
[0008] As described above, the demand for lithium secondary batteries is expanding more and more, but since flammable organic electrolytes are used in lithium secondary batteries, high safety is desired for the batteries. For example, at the time of overcharging, or when the battery is thrown into a fire or abnormally heated due to direct sunlight, oxygen released from the positive electrode active material inside the battery causes an oxidative reaction of the solvent of the electrolytic solution to generate more heat. As a result, there is a risk that the lithium secondary battery may ignite or explode.

【0009】本発明の目的は、過充電時や高温環境下使
用時でも、発火、爆発に対して安全性の優れたリチウム
二次電池を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having excellent safety against ignition and explosion even when overcharged or used in a high-temperature environment.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の技
術的課題に取り組んだ結果、銅,鉄,亜鉛,チタン,ス
ズ,バナジウム,モリブデン,マンガンのうち、少なく
とも一種類の元素を含む金属酸化物を導電剤表面に固定
した複合材料と正極活物質とからなる正極を用いること
により、高温環境下で正極活物質から発生する酸素の発
生量を低減することが可能になり、電解質を含む電解液
と正極活物質との反応を抑制できることを発見した。
Means for Solving the Problems As a result of working on the above technical problems, the present inventors have found that at least one element selected from the group consisting of copper, iron, zinc, titanium, tin, vanadium, molybdenum and manganese is contained. By using a positive electrode composed of a composite material in which a metal oxide is fixed on the surface of a conductive agent and a positive electrode active material, it is possible to reduce the amount of oxygen generated from the positive electrode active material in a high-temperature environment, and to reduce the electrolyte. It has been discovered that the reaction between the contained electrolyte and the positive electrode active material can be suppressed.

【0011】言い替えると、上記目的を達成するため
に、本発明は、正極と、負極と、電解質とからなるリチ
ウム二次電池において、前記正極は、金属酸化物からな
る酸素吸収物質と導電剤との複合材料と、正極活物質と
を含有することを特徴とする。
In other words, in order to achieve the above object, the present invention provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode comprises an oxygen-absorbing substance made of a metal oxide and a conductive agent. And a positive electrode active material.

【0012】また、本発明の他の特徴は、正極と、負極
と、電解質とからなるリチウム二次電池において、前記
正極は、正極集電体と、該正極集電体に付着した正極合
剤とで構成され、前記正極合剤は、金属酸化物からなる
酸素吸収物質を固定した導電剤と、正極活物質と、バイ
ンダ−とで構成されていることにある。
Another feature of the present invention is that, in a lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, the positive electrode includes a positive electrode current collector, and a positive electrode mixture adhered to the positive electrode current collector. Wherein the positive electrode mixture comprises a conductive agent to which an oxygen absorbing material made of a metal oxide is fixed, a positive electrode active material, and a binder.

【0013】また、本発明の他の特徴として、前記酸素
吸収物質は、化学式CuO1-α,Cu2O1-β,Fe2O3-γ,Fe3
O4-δ,FeO1-ε,SnO2-ζ,ZnO1-η,TiO2-θ,Ti2O
3-κ,TiO1-λ,V2O5-ν,VO2-ξ,VO1-σ,MoO2-τ,M
oO3-υ,MnO1-φ,MnO2-χ,Mn2O3-ψ、ただし、α=0
〜0.8,β=0〜0.8,γ=0〜0.8,δ=0〜0.8,ε=0〜
0.8,ζ=0〜1.8,η=0〜0.8,θ=0〜0.8,κ=0〜0.
8,λ=0〜0.8,ν=0〜2.8,ξ=0〜0.8,σ=0〜0.
8,τ=0〜1.8,υ=0〜0.8,φ=0〜0.8,χ=0〜1.
8,ψ=0〜0.8で表記される金属酸化物のうち、少なく
とも一種類の金属酸化物であることにある。
Further, as another feature of the present invention, the oxygen absorbing material has a chemical formula of CuO 1-α , Cu 2 O 1-β , Fe 2 O 3-γ , Fe 3
O 4-δ , FeO 1-ε , SnO 2-ζ , ZnO 1-η , TiO 2-θ , Ti 2 O
3-κ , TiO 1-λ , V 2 O 5-ν , VO 2-ξ , VO 1-σ , MoO 2-τ , M
oO 3-υ , MnO 1-φ , MnO 2-χ , Mn 2 O 3-ψ , where α = 0
~ 0.8, β = 0 ~ 0.8, γ = 0 ~ 0.8, δ = 0 ~ 0.8, ε = 0 ~
0.8, ζ = 0-1.8, η = 0-0.8, θ = 0-0.8, κ = 0-0.
8, λ = 0 to 0.8, ν = 0 to 2.8, ξ = 0 to 0.8, σ = 0 to 0.
8, τ = 0 to 1.8, υ = 0 to 0.8, φ = 0 to 0.8, χ = 0 to 1.
8, ψ = 0 to 0.8, at least one kind of metal oxide.

【0014】また、本発明の他の特徴は、正極と、負極
と、電解質とからなるリチウム二次電池の作製方法にお
いて、前記正極は、金属酸化物からなる酸素吸収物質を
固定した導電剤に、正極活物質及びバインダ−を混合
し、該混合した正極合剤を有機溶媒を用いて正極集電体
へ付着させ、該付着した正極集電体を乾燥して作製し、
前記負極は、負極活物質とバインダ−を混合し、該混合
した負極合剤を有機溶媒を用いて負極集電体へ付着さ
せ、該付着した負極集電体を乾燥して作製することにあ
る。
Another feature of the present invention is that, in the method for manufacturing a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, the positive electrode comprises a conductive agent having an oxygen absorbing material made of a metal oxide fixed thereon. A positive electrode active material and a binder are mixed, the mixed positive electrode mixture is attached to a positive electrode current collector using an organic solvent, and the attached positive electrode current collector is dried to produce a positive electrode mixture.
The negative electrode is produced by mixing a negative electrode active material and a binder, attaching the mixed negative electrode mixture to a negative electrode current collector using an organic solvent, and drying the attached negative electrode current collector. .

【0015】以下、個々の解決手段について、詳細に説
明する。リチウム二次電池に用いられる正極活物質に
は、コバルト,ニッケル,マンガン,鉄とリチウムとの
複合酸化物からなる材料が多い。これらの正極活物質を
加熱すると約200℃付近より酸素脱離反応が進行するこ
とが知られている(第37回電池討論会、1A11,1996,東
京)。
[0015] The individual solutions will be described in detail below. As the positive electrode active material used for the lithium secondary battery, there are many materials made of cobalt, nickel, manganese, and a composite oxide of iron and lithium. It is known that when these positive electrode active materials are heated, the oxygen elimination reaction proceeds from about 200 ° C (37th Battery Symposium, 1A11, 1996, Tokyo).

【0016】酸素脱離温度までリチウム二次電池の温度
が上昇すると、正極活物質から酸素が発生し、その酸素
によって電解質中の溶媒が燃焼反応により酸化され、電
池内部で大量の熱が発生し、電池の発火、爆発に至る。
そこで、正極活物質からの酸素脱離温度付近で酸素を吸
収可能な酸素吸収物質を正極に使用することによって、
電解液溶媒の酸化反応を抑制することが可能になる。
When the temperature of the lithium secondary battery rises to the oxygen desorption temperature, oxygen is generated from the positive electrode active material, and the oxygen oxidizes the solvent in the electrolyte by a combustion reaction, generating a large amount of heat inside the battery. , Battery ignition, explosion.
Therefore, by using an oxygen-absorbing substance capable of absorbing oxygen near the temperature at which oxygen is desorbed from the positive electrode active material for the positive electrode,
It is possible to suppress the oxidation reaction of the electrolyte solvent.

【0017】このような要求条件を満たす酸素吸収物質
の材料として、化学組成式でCuO1-α,Cu2O1-β,Fe2O
3-γ,Fe3O4-δ,FeO1-ε,SnO2-ζ,ZnO1-η,Ti
O2-θ,Ti2O3-κ,TiO1-λ,V2O5-ν,VO2-ξ,V
O1-σ,MoO2-τ,MoO3-υ,MnO1-φ,MnO2-χ,Mn2O
3-ψ、ただし、α=0〜0.8,β=0〜0.8,γ=0〜0.8,
δ=0〜0.8,ε=0〜0.8,ζ=0〜1.8,η=0〜0.8,θ
=0〜0.8,κ=0〜0.8,λ=0〜0.8,ν=0〜2.8,ξ=
0〜0.8,σ=0〜0.8,τ=0〜1.8,υ=0〜0.8,φ=0
〜0.8,χ=0〜1.8,ψ=0〜0.8で表記される金属酸化
物が挙げられる。
As materials for the oxygen-absorbing substance satisfying such requirements, CuO 1-α , Cu 2 O 1-β , Fe 2 O
3-γ , Fe 3 O 4-δ , FeO 1-ε , SnO 2-ζ , ZnO 1-η , Ti
O 2-θ , Ti 2 O 3-κ , TiO 1-λ , V 2 O 5-ν , VO 2-ξ , V
O 1-σ , MoO 2-τ , MoO 3-υ , MnO 1-φ , MnO 2-χ , Mn 2 O
3-ψ , where α = 0-0.8, β = 0-0.8, γ = 0-0.8,
δ = 0-0.8, ε = 0-0.8, ζ = 0-1.8, η = 0-0.8, θ
= 0 to 0.8, κ = 0 to 0.8, λ = 0 to 0.8, ν = 0 to 2.8, ξ =
0-0.8, σ = 0-0.8, τ = 0-1.8, υ = 0-0.8, φ = 0
Metal oxides represented by -0.8, χ = 0-1.8, ψ = 0-0.8.

【0018】例えば、銅系酸素吸収剤の具体例を示す
と、酸素欠陥を有するCuO,Cu2Oで表記される酸化数2
価または1価の銅酸化物、あるいはその酸素欠陥化合物
がある。その他に鉄系脱酸素剤ではFeO,Fe3O4で表記さ
れる酸化数2価または平均酸化数8/3である鉄酸化物、
あるいはFeO,Fe3O4の一連の酸素欠陥化合物、スズ系脱
酸素剤ではスズ酸化数2価または4価のSnOあるいはSnO
2やそれらの酸素欠陥化合物、亜鉛系脱酸素剤ではZnOの
酸素欠陥化合物を利用することが可能である。
For example, as a specific example of a copper-based oxygen absorber, an oxidation number of 2 represented by CuO and Cu 2 O having oxygen defects is shown.
There is a monovalent or monovalent copper oxide or its oxygen deficient compound. Other iron-based oxygen scavengers include iron oxides having a divalent oxidation number represented by FeO and Fe 3 O 4 or an average oxidation number of 8/3,
Alternatively, a series of oxygen-deficient compounds of FeO, Fe 3 O 4 , and tin-based oxygen scavengers having a divalent or tetravalent tin oxidation of SnO or SnO
2 and their oxygen-deficient compounds, and zinc-based oxygen scavengers, it is possible to use oxygen-deficient compounds of ZnO.

【0019】さらに、チタン系脱酸素剤の例としてTi
O,Ti2O3で表記される酸化数2価または3価のチタン酸
化物、ならびに酸素欠陥を有するTiO2,TiO,Ti2O3を使
用可能である。また、バナジウム系脱酸素剤の例とし
て、酸化数2価から4価の酸化物、すなわちVO,V2O3
VO2,さらにそれらの部分酸化物を利用できる。
Further, as an example of a titanium-based oxygen scavenger, Ti
It is possible to use titanium oxide having a bivalent or trivalent oxidation number represented by O and Ti 2 O 3 and TiO 2 , TiO, and Ti 2 O 3 having oxygen defects. Examples of vanadium-based oxygen scavengers include divalent to tetravalent oxides, ie, VO, V 2 O 3 ,
VO 2 and their partial oxides can be used.

【0020】これらの酸化物を導電剤表面に固定する
と、電池が過充電時や高温放置時に、酸素吸収物質がさ
らに酸化数の高い酸化物へ変化することにより、正極活
物質の酸素を吸収することを見い出した。
When these oxides are fixed on the surface of the conductive agent, when the battery is overcharged or left at a high temperature, the oxygen absorbing material changes to an oxide having a higher oxidation number, thereby absorbing the oxygen of the positive electrode active material. I found something.

【0021】本発明で利用可能な酸素吸収物質の例とし
て上記の酸化物を列挙したが、本発明の範囲はこれに限
定されることなく酸素を吸収することができる金属酸化
物であれば使用することができる。
The above-mentioned oxides are listed as examples of the oxygen-absorbing substance that can be used in the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to this, and any metal oxide that can absorb oxygen can be used. can do.

【0022】次に、酸素吸収物質、すなわち酸素吸収剤
の合成方法を述べる。銅,鉄,スズ,亜鉛,チタン,バ
ナジウムの原料は、それらの金属塩である。使用可能な
金属塩または酸化物を列挙すると、CuCl,Cu(CH3CO
O)2,Fe(NO3)3,SnCl2,ZnNO3,ZnCl2,TiCl4,V2O3
どがある。チタン塩には、イソプロピルアルコキシチタ
ン(Ti(i-C3H7O)4),エチルアルコキシチタン(Ti(C2H55
O)4)などのアルコキシ化合物,TiCl4,Ti(NO3)4などが
ある。スズ塩にはSnCl2,SnCl4,Sn(CH3COO)2,Sn(NO3)
2,Sn(NO3)4などがある。
Next, a method for synthesizing an oxygen absorbing substance, that is, an oxygen absorbing agent will be described. The raw materials of copper, iron, tin, zinc, titanium, and vanadium are their metal salts. Listed usable metal salts or oxides are CuCl, Cu (CH 3 CO
O) 2 , Fe (NO 3 ) 3 , SnCl 2 , ZnNO 3 , ZnCl 2 , TiCl 4 , V 2 O 3 and the like. Titanium salts, isopropyl alkoxy titanium (Ti (iC 3 H 7 O ) 4), ethyl alkoxy titanium (Ti (C 2 H 5 5
O) 4 ) and other alkoxy compounds, TiCl 4 , Ti (NO 3 ) 4 and the like. SnCl 2 , SnCl 4 , Sn (CH 3 COO) 2 , Sn (NO 3 )
2 and Sn (NO 3 ) 4 .

【0023】これらの金属塩は熱処理により分解し、金
属酸化物に変化すればよいので、上記した金属塩に限定
されず、銅,鉄,亜鉛,チタン,スズ,バナジウムのう
ち少なくとも一種類の元素を含む酸化物でもよい。ま
た、銅,鉄,亜鉛,チタン,スズ,バナジウムの酸化物
粉末またはこれらの混合粉末を、水素雰囲気中で部分還
元することにより、部分的に還元状態の金属酸化物を酸
素吸収物質として利用することが可能になる。
These metal salts are not limited to the above-mentioned metal salts and may be at least one of copper, iron, zinc, titanium, tin and vanadium, as long as they are decomposed by heat treatment and converted into metal oxides. May be used. Further, by partially reducing an oxide powder of copper, iron, zinc, titanium, tin, and vanadium or a mixed powder thereof in a hydrogen atmosphere, a partially reduced metal oxide is used as an oxygen absorbing material. It becomes possible.

【0024】上記合成した酸素吸収物質を正極に含有さ
せるために、酸素吸収物質を、直接、炭素質の導電剤、
正極活物質、バインダーと混合する方法がある。この方
法だと、正極活物質粒子間の電子伝導性を確保するため
に、酸素吸収物質が無添加の場合よりも、よりバインダ
ーや導電剤が必要となる欠点がみられた。
In order for the synthesized oxygen absorbing material to be contained in the positive electrode, the oxygen absorbing material is directly applied to a carbonaceous conductive agent,
There is a method of mixing with a positive electrode active material and a binder. According to this method, a disadvantage that a binder and a conductive agent are required more than in the case where no oxygen absorbing material is added in order to secure electron conductivity between the positive electrode active material particles was observed.

【0025】また、予めメカニカルフュージョンなどの
粉体衝撃法により酸素吸収物質を正極活物質に付着させ
ると、余分のバインダーは不要になるが、酸素吸収物質
によって正極活物質へのリチウム挿入・脱離反応が阻害
され、十分な充放電特性が得られなくなることが判っ
た。
When an oxygen-absorbing material is previously attached to the positive electrode active material by a powder impact method such as mechanical fusion, an extra binder is not required, but lithium insertion / desorption from the positive electrode active material is performed by the oxygen absorbing material. It was found that the reaction was inhibited and sufficient charge / discharge characteristics could not be obtained.

【0026】そこで、発明者らは鋭意検討した結果、酸
素吸収物質を導電剤表面に固定する技術を発見し、本発
明に至った。
Then, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, have found a technique for fixing an oxygen absorbing substance to the surface of a conductive agent, and have reached the present invention.

【0027】酸素吸収剤を導電剤に固定する方法として
最も簡便な手段は、導電剤と酸素吸収物質を溶剤等で混
練後に乾燥することにより固定する方法である。また、
混練中に界面活性剤やポリフッ化ビニリデン,テフロ
ン,エチレン−ブタジエンゴム,ポリエチレンオキシド
などの高分子系バインダーを小量添加することにより、
酸素吸収物質と導電剤との密着性を向上させることがで
きる。
The simplest method for fixing the oxygen absorbent to the conductive agent is a method in which the conductive agent and the oxygen absorbing substance are kneaded with a solvent or the like, and then dried and fixed. Also,
By adding a small amount of a surfactant or a high molecular binder such as polyvinylidene fluoride, Teflon, ethylene-butadiene rubber, or polyethylene oxide during kneading,
The adhesion between the oxygen absorbing substance and the conductive agent can be improved.

【0028】さらに、メカニカルフュージョン法を用
い、導電剤へ酸素吸収物質を機械衝撃により固定する方
法も有効である。本発明では、このメカニカルフュージ
ョン法による固定方法が最も効果的であった。この方法
を採用するためには酸素吸収物質と導電剤の形状が可能
な限り球状であることが望ましく、機械衝撃の効果を上
げるために、酸素吸収物質の粒径と導電剤の粒径との差
が1:10以上あることが望ましい。
It is also effective to use a mechanical fusion method and fix the oxygen absorbing substance to the conductive agent by mechanical impact. In the present invention, the fixing method by the mechanical fusion method was the most effective. In order to adopt this method, it is desirable that the shapes of the oxygen absorbing substance and the conductive agent are as spherical as possible, and in order to increase the effect of mechanical shock, the particle size of the oxygen absorbing substance and the particle size of the conductive agent are increased. It is desirable that the difference be 1:10 or more.

【0029】また、酸素吸収物質が正極活物質から放出
された酸素を吸収するために、酸素吸収物質の粒径は50
μm以下で、できるだけ小さい方が望ましい。最適な粒
径は、0.1〜1μmである。
Further, in order for the oxygen absorbing material to absorb oxygen released from the positive electrode active material, the particle size of the oxygen absorbing material is 50 μm.
It is desirable that the thickness be as small as possible and be as small as possible. The optimal particle size is between 0.1 and 1 μm.

【0030】また、導電剤に10μm以下の炭素粉末を用
いた場合、炭素粉末と酸素吸収物質の重量比は、100:5
〜100:200の範囲で、正極活物質からの酸素の捕捉作用
が現われる。
When carbon powder of 10 μm or less is used as the conductive agent, the weight ratio of the carbon powder to the oxygen absorbing material is 100: 5.
The effect of scavenging oxygen from the positive electrode active material appears in the range of 100100: 200.

【0031】導電剤は、一般に黒鉛,メソフェ−ズ炭
素,カーボンブラック,非結晶性炭素,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,石油コークス,ポリアクリロニトリル系炭素繊維,
カーボンブラックのなどの炭素質材料が利用可能であ
る。
The conductive agent is generally graphite, mesophase carbon, carbon black, amorphous carbon, carbon fiber, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, petroleum coke, polyacrylonitrile-based carbon fiber. ,
Carbonaceous materials such as carbon black are available.

【0032】さらに、ポリアセン,ポリパラフェニレ
ン,ポリアニリン,ポリアセチレンからなる導電性高分
子材料に脱酸素剤を固定することにより、導電剤として
使用可能であるので、本発明において導電剤の種類に制
限はない。
Further, since an oxygen scavenger can be fixed to a conductive polymer material composed of polyacene, polyparaphenylene, polyaniline, and polyacetylene to be used as a conductive agent, the type of the conductive agent is not limited in the present invention. Absent.

【0033】本発明で製造した酸素吸収物質を固定した
導電剤に、正極活物質、バインダ−、を混合し、混合し
た正極合剤に有機溶媒を加えて混練し、ドクタ−ブレ−
ド法、あるいはディッピング法などによって、正極合剤
を集電体へ付着させた後、合剤を乾燥する。
A positive electrode active material and a binder are mixed with the conductive agent to which the oxygen absorbing substance produced according to the present invention is fixed, and an organic solvent is added to the mixed positive electrode mixture and kneaded.
After the positive electrode mixture is attached to the current collector by a dipping method or a dipping method, the mixture is dried.

【0034】本発明で使用でき、電気化学的にリチウム
イオンを挿入・脱離する正極活物質の例として、LiMn2O
4,LiMnO3,LiMn2O3,LiMnO2,Li4Mn5O12,LiMn2-xMxO2
(ただし、M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Ta、x=0.01〜0.
2),Li2Mn3MO8(ただし、M=Fe,Co, Ni, Cu, Zn),Li1-x
AxMn2O4(ただし、A=Mg, B, Al, Fe, Co, Ni, Cr, Zn,C
a、x=0.01〜0.1),LiNi1-xMxO2(ただし、M=Co, Fe, G
a、x=0.01〜0.2),LiFeO2,Fe2(SO4)3,LiCo1-xMxO
2(ただし、M=Ni, Fe, Mn、x=0.01〜0.2),LiNi11-xMx
O2(ただし、M=Mn, Fe, Co, Al, Ga, Ca, Mg、x=0.01
〜0.2),Fe(MoO4)3,FeF3などを列挙することができ
る。
As an example of a positive electrode active material which can be used in the present invention and electrochemically inserts / desorbs lithium ions, LiMn 2 O
4, LiMnO 3, LiMn 2 O 3, LiMnO 2, Li4Mn 5 O 12, LiMn 2 -xMxO 2
(However, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn, Ta, x = 0.01-0.
2), Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, Ni, Cu, Zn), Li 1-x
A x Mn 2 O 4 (where A = Mg, B, Al, Fe, Co, Ni, Cr, Zn, C
a, x = 0.01 to 0.1), LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Fe, G
a, x = 0.01-0.2), LiFeO 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , LiCo 1-x M x O
2 (However, M = Ni, Fe, Mn, x = 0.01 to 0.2), LiNi1 1-x M x
O 2 (where M = Mn, Fe, Co, Al, Ga, Ca, Mg, x = 0.01
To 0.2), Fe (MoO 4 ) 3 , FeF 3 and the like.

【0035】他方、負極活物質には、電気化学的にリチ
ウムイオンを挿入・脱離可能な炭素、例えば黒鉛,メソ
フェ−ズ炭素,非晶質炭素,膨張黒鉛などが利用可能で
ある。
On the other hand, as the negative electrode active material, carbon to which lithium ions can be electrochemically inserted and desorbed, for example, graphite, mesophase carbon, amorphous carbon and expanded graphite can be used.

【0036】その他に、リチウムと合金化する金属また
は合金、あるいは炭素粒子表面に金属を担持した材料が
用いられる。例えばリチウム,アルミニウム,スズ,ケ
イ素,インジウム,ガリウム,マグネシウムより選ばれ
た金属あるいは合金、あるいは該金属または該合金とリ
チウムの合金を負極活物質として利用できる。
In addition, a metal or alloy capable of alloying with lithium or a material in which a metal is supported on the surface of carbon particles is used. For example, a metal or alloy selected from lithium, aluminum, tin, silicon, indium, gallium, and magnesium, or an alloy of the metal or the alloy and lithium can be used as the negative electrode active material.

【0037】さらに、天然黒鉛,人造黒鉛,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,石油コークス,ポリアクリロニトリル系炭素繊
維,カーボンブラックのなどの炭素質材料,あるいは5
員環または6員環の環式炭化水素または環式含酸素有機
化合物を熱分解によって合成した非晶質炭素材料,ある
いはポリアセン,ポリパラフェニレン,ポリアニリン,
ポリアセチレンからなる導電性高分子材料,あるいはSn
O,GeO2,SnSiO3,SnSi0.5O1.5,SnSi0.7Al0.1B0.3P0.2
O3.5,SnSi0.5Al0.3B0.3P0.5O4.15と表記される14族ま
たは15族元素の酸化物,あるいはインジウム酸化物,あ
るいは亜鉛酸化物,あるいはLi3FeN2、あるいはFe2S
i3,FeSi,FeSi2,Mg2Siで表記される珪化物なども使用
することができることを見いだしており、負極活物質に
特に制限はない。
Further, natural graphite, artificial graphite, carbon fiber,
Vapor-grown carbon fiber, pitch-based carbonaceous material, needle coke, petroleum coke, polyacrylonitrile-based carbon fiber, carbonaceous material such as carbon black, or 5
Amorphous carbon materials synthesized by pyrolysis of 6-membered or 6-membered cyclic hydrocarbons or cyclic oxygen-containing organic compounds, or polyacene, polyparaphenylene, polyaniline,
Conductive polymer material composed of polyacetylene or Sn
O, GeO 2 , SnSiO 3 , SnSi 0.5 O 1.5 , SnSi 0.7 Al 0.1 B 0.3 P 0.2
O 3.5, SnSi 0.5 Al 0.3 B 0.3 P 0.5 O 4.15 14 group is referred to as or oxide of a Group 15 element, or indium oxide, or zinc oxide, or Li 3 FeN 2 or Fe 2 S,
It has been found that silicides represented by i 3 , FeSi, FeSi 2 , and Mg 2 Si can also be used, and there is no particular limitation on the negative electrode active material.

【0038】前述した正極と同様に、負極活物質にバイ
ンダ−を混合し、混合した負極合剤に有機溶媒を加えて
混練し、混練した負極合剤を集電体へ付着させた後、乾
燥する。このように作製した正極と負極を加圧成型し、
電極として使用する。
As in the case of the positive electrode described above, a binder is mixed with the negative electrode active material, an organic solvent is added to the mixed negative electrode mixture, and the mixture is kneaded. The kneaded negative electrode mixture is adhered to the current collector, and then dried. I do. The positive electrode and the negative electrode produced in this way are molded under pressure,
Used as an electrode.

【0039】また、本発明の負極には、上記の負極活物
質以外でも適用可能であり、例えばリチウム金属シ−ト
を用いてもよい。
The negative electrode of the present invention can be applied to materials other than the above-mentioned negative electrode active materials. For example, a lithium metal sheet may be used.

【0040】正極と負極を加圧成型、切断後に、両電極
の間にポリプロピレンやポリエチレンからなるセパレ−
タを挟み、それらを捲回し、この電極群を円筒型または
角型電池缶に収納する。あるいは、正極と負極の間にセ
パレーターを介して積層し、この電極群を角型電池缶へ
収納する。そして、電極群の集電タブを電池蓋や電池缶
に溶接する。さらに電解液を電池内部へ注入した後に、
缶と蓋を溶接することにより、電池が完成する。
After the positive electrode and the negative electrode are molded under pressure and cut, a separator made of polypropylene or polyethylene is interposed between the two electrodes.
Then, the electrodes are wound, and the electrode group is housed in a cylindrical or square battery can. Alternatively, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator, and the electrode group is housed in a rectangular battery can. Then, the current collecting tab of the electrode group is welded to the battery lid or the battery can. After further injecting the electrolyte into the battery,
The battery is completed by welding the can and lid.

【0041】電解液に使用可能な溶媒は、プロピレンカ
ーボネート,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,γ-ブチロラクトン,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,
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,ジエチ
ルエーテル,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,1, 2-ジエトキシエタン,ク
ロルエチレンカーボネート,クロルプロピレンカーボネ
ートより選択された少なくとも一種類の溶媒であれば良
い。
Solvents usable for the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, Dimethyl sulfoxide, 1, 3-
Dioxolane, formamide, dimethylformamide,
From methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolan, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane, chloroethylene carbonate, chloropropylene carbonate It is sufficient that at least one selected solvent is used.

【0042】また、溶媒に溶解する電解質には、化学式
でLiPF6,LiBF4,LiClO4,LiCF3SO3,LiCF3CO2,LiAs
F6,LiSbF6,あるいはリチウムトリフルオロメタンスル
ホンイミドで代表されるリチウムのイミド塩などの多種
類のリチウム塩がある。これらの塩を、上述の溶媒に溶
解してできた非水電解液を電池用電解液として使用す
る。
The electrolyte dissolved in the solvent includes LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAs
There are many kinds of lithium salts such as F 6 , LiSbF 6 , and lithium imide salts represented by lithium trifluoromethanesulfonimide. A non-aqueous electrolyte obtained by dissolving these salts in the above-mentioned solvent is used as an electrolyte for a battery.

【0043】さらに、これらの電解質をエチレンオキシ
ド,アクリロニトリル,フッ化ビニリデン,メタクリル
酸メチル,ヘキサフルオロプロピレンの高分子に保持さ
せた固体電解質を、非水電解液の代わりに、使用しても
良い。
Further, a solid electrolyte in which these electrolytes are held by a polymer of ethylene oxide, acrylonitrile, vinylidene fluoride, methyl methacrylate, hexafluoropropylene may be used instead of the non-aqueous electrolyte.

【0044】また、エチレンオキシド,アクリロニトリ
ル,フッ化ビニリデン,メタクリル酸メチル,ヘキサフ
ルオロプロピレンの高分子内に、上述した非水電解液を
含浸させたゲル電解質を、使用しても良い。
A gel electrolyte obtained by impregnating the above-mentioned non-aqueous electrolyte into a polymer of ethylene oxide, acrylonitrile, vinylidene fluoride, methyl methacrylate, and hexafluoropropylene may be used.

【0045】本発明によれば、金属酸化物からなる酸素
吸収物質と導電剤との複合材料と、正極活物質とを含有
する正極を用いることにより、高温時に正極から発生す
る酸素を捕捉し、電解液の酸化反応を低減することがで
きる。その結果、高温時でのリチウム二次電池の発火、
爆発を防止することが可能になる。
According to the present invention, by using a positive electrode containing a composite material of an oxygen absorbing material made of a metal oxide and a conductive agent and a positive electrode active material, oxygen generated from the positive electrode at a high temperature is captured. The oxidation reaction of the electrolyte can be reduced. As a result, ignition of the lithium secondary battery at high temperatures,
Explosion can be prevented.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】本発明の主旨は、酸素吸収剤と導
電剤とを複合化した新規材料を非水電解質二次電池に適
用したことにあるので、正極活物質、負極活物質、電解
質などの材料においての制限がない。以下、本発明の内
容を、典型的な実施の形態例を用いて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The gist of the present invention is that a novel material obtained by combining an oxygen absorbent and a conductive agent is applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery. There are no restrictions on materials such as Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail using typical embodiments.

【0047】〔実施の形態例1〕本実施の形態例の正極
は、以下で述べる方法で作製した。水とエタノールの等
体積混合溶媒と共に、市販のFe(NO3)3と平均粒径5μmの
黒鉛粉末を混練した後、それを200℃で十分に乾燥し
た。乾燥した後にその粉末を、酸素分圧を調節した雰囲
気下で熱処理し、黒鉛粉末上に鉄酸化物を固定した。さ
らに水素中で加熱還元することにより、その鉄酸化物を
部分的に還元した。
Embodiment 1 The positive electrode of this embodiment was produced by the method described below. A commercially available Fe (NO 3 ) 3 and graphite powder having an average particle size of 5 μm were kneaded with an equal volume mixed solvent of water and ethanol, and then sufficiently dried at 200 ° C. After drying, the powder was heat-treated in an atmosphere in which the oxygen partial pressure was adjusted to fix the iron oxide on the graphite powder. Further, the iron oxide was partially reduced by heat reduction in hydrogen.

【0048】この粉末をX線光電子分光法によって分析
した結果、鉄酸化物の酸化状態がFeO,Fe2O,Fe3O4の混
合状態になっていることを確認した。また合成した粉末
の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、黒鉛粉末表
面に粒径に0.1〜1 μmの鉄酸化物が固定されていた。こ
の粉末をAと表記する。
As a result of analyzing the powder by X-ray photoelectron spectroscopy, it was confirmed that the oxidation state of the iron oxide was a mixed state of FeO, Fe 2 O, and Fe 3 O 4 . Further, as a result of observing the surface of the synthesized powder with a scanning electron microscope, iron oxide having a particle size of 0.1 to 1 μm was fixed on the graphite powder surface. This powder is designated as A.

【0049】同様に、平均粒径5μmの黒鉛粉末にCuCl,
SnCl2,ZnCl2,V2O5をそれぞれ混合し、水とエタノール
の等体積混合溶媒を添加して十分に混練した。その混練
物を粉末Aと同じ合成手順に従って、黒鉛粉末表面に
銅,スズ,亜鉛,バナジウムのそれぞれの部分酸化物を
固定した複合粉末を作製した。合成したそれぞれの粉末
をB,C,D,Eと表記する。X線光電子分光法によって分
析した結果、粉末B,C,Dの表面上にそれぞれ、組成式
で表現するとCu2O0.5〜0.7,SnO0.5〜0.8,ZnO0.5〜0.7
が存在していることを確認した。
Similarly, graphite powder having an average particle size of 5 μm was added to CuCl,
SnCl 2 , ZnCl 2 , and V 2 O 5 were each mixed, and an equal volume mixed solvent of water and ethanol was added and kneaded sufficiently. The kneaded product was subjected to the same synthesis procedure as for powder A to prepare a composite powder in which each partial oxide of copper, tin, zinc, and vanadium was fixed on the surface of graphite powder. The synthesized powders are denoted as B, C, D, and E. As a result of analysis by X-ray photoelectron spectroscopy, when expressed by a composition formula on the surfaces of powders B, C, and D, respectively, Cu 2 O 0.5 to 0.7 , SnO 0.5 to 0.8 , and ZnO 0.5 to 0.7
Confirmed that exists.

【0050】また、粉末Eの表面に存在するバナジウム
酸化物は、VO0.5〜0.8,V2O3.6〜3.8,VO2.7〜2.8の混
合状態にあることがわかった。粉末A,B,C,D,Eをそ
れぞれ正極活物質である平均粒径20μmのLiMn2O4粉末と
乳鉢で混合した後、バインダーであるポリフッ化ビニリ
デンと、有機溶媒である1-メチル-2-ピロリドン溶液と
を添加し、十分に混練して5種類の正極スラリーを調製
した。
[0050] In addition, vanadium oxide on the surface of the powder E is, VO 0.5~0.8, V 2 O 3.6~3.8 , it was found that the mixed state of VO from 2.7 to 2.8. Powders A, B, C, D, and E were each mixed with a positive electrode active material LiMn 2 O 4 powder having an average particle diameter of 20 μm in a mortar, and then polyvinylidene fluoride as a binder and 1-methyl- as an organic solvent. A 2-pyrrolidone solution was added and kneaded well to prepare five types of positive electrode slurries.

【0051】正極スラリー中の正極活物質、複合粉末、
ポリフッ化ビニリデンの重量組成比は、90:6:4とし
た。この正極スラリーを、ドクターブレード法によっ
て、厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の
表面に塗布した。この正極集電体を100℃で2時間乾燥
して5種類の正極を作製した。
The positive electrode active material in the positive electrode slurry, the composite powder,
The weight composition ratio of polyvinylidene fluoride was 90: 6: 4. This positive electrode slurry was applied to the surface of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm by a doctor blade method. This positive electrode current collector was dried at 100 ° C. for 2 hours to produce five types of positive electrodes.

【0052】本実施の形態例の負極は、以下で述べる手
順で作製した。平均粒径5μmの天然黒鉛粉末と、ポリフ
ッ化ビニリデンと1-メチル-2-ピロリドン溶液とを十分
に混練して負極スラリーを調製した。黒鉛とポリフッ化
ビニリデンの重量比は90:10とした。この負極スラリー
を、ドクターブレード法によって、厚さ20μmの銅箔か
らなる負極集電体の表面に塗布した。この負極を100℃
で2時間乾燥して負極を作製した。
The negative electrode of this embodiment was manufactured by the procedure described below. A negative electrode slurry was prepared by sufficiently kneading natural graphite powder having an average particle size of 5 μm, polyvinylidene fluoride and a 1-methyl-2-pyrrolidone solution. The weight ratio of graphite to polyvinylidene fluoride was 90:10. This negative electrode slurry was applied to the surface of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 20 μm by a doctor blade method. 100 ° C
For 2 hours to prepare a negative electrode.

【0053】本実施の形態例に使用した電解液は、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媒
に、1モル/リットル相当のLiPF6を溶かした非水電解
液を調製した。
As the electrolytic solution used in the present embodiment, a non-aqueous electrolytic solution was prepared by dissolving 1 mol / liter of LiPF6 in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate.

【0054】上述した5種類の正極に負極を組み合わせ
て、高さ65 mm、直径18 mmの円筒型電池を組み立てた。
A cylindrical battery having a height of 65 mm and a diameter of 18 mm was assembled by combining the above five types of positive electrodes with a negative electrode.

【0055】図1は、作製した円筒型電池の断面図であ
る。正極1と負極2は、上記で調製した非水電解液を含
浸させたポリエチレン製微孔フィルム3を介して渦巻き
状に巻き取られた状態で電池缶4に収納されている。正
極1は正極リード5を介して、電池蓋6へ電気的に接続
されている。
FIG. 1 is a sectional view of the manufactured cylindrical battery. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are housed in a battery can 4 in a state of being spirally wound through a polyethylene microporous film 3 impregnated with the nonaqueous electrolyte prepared as described above. The positive electrode 1 is electrically connected to a battery lid 6 via a positive electrode lead 5.

【0056】また、負極2は、負極リード7を介して電
池缶4の底面に溶接されている。電池蓋6には、電池内
部で発生したガスを開放するために安全弁8が設けてあ
る。電池缶4と電池蓋6との間にガスケット9を挿入
し、かしめによって電池が密閉されている。
The negative electrode 2 is welded to the bottom of the battery can 4 via a negative electrode lead 7. The battery cover 6 is provided with a safety valve 8 for releasing gas generated inside the battery. A gasket 9 is inserted between the battery can 4 and the battery lid 6, and the battery is sealed by swaging.

【0057】このような構成で、円筒型電池の繰り返し
充電・放電が可能になっている。粉末A,B,C,D,Eを
利用した円筒型リチウム二次電池を、それぞれB1,B
2,B3,B4,B5と表記する。
With such a configuration, it is possible to repeatedly charge and discharge the cylindrical battery. Cylindrical lithium secondary batteries using powders A, B, C, D, and E
2, B3, B4, and B5.

【0058】〔実施の形態例2〕チタン酸化物と導電剤
との複合材料を用いた円筒型リチウム二次電池は、以下
で述べる手順で作製した。水とエタノールの等体積混合
溶媒と共に、市販のTi(i-C3H7O)4と平均粒径5μmの黒鉛
粉末を混練した後、小量の純水を添加してTi(i-C3H7O)4
をTi(OH)4として黒鉛粉末上へ担持させた。これを200℃
で十分に乾燥した。乾燥した後にその粉末を、水素分圧
を調節した雰囲気下で熱処理し、黒鉛粉末上に部分還元
されたチタン酸化物を固定した。
Embodiment 2 A cylindrical lithium secondary battery using a composite material of a titanium oxide and a conductive agent was manufactured by the procedure described below. After kneading commercially available Ti (iC 3 H 7 O) 4 and graphite powder having an average particle size of 5 μm together with an equal volume mixed solvent of water and ethanol, a small amount of pure water is added to add Ti (iC 3 H 7 O). ) 4
Was supported on graphite powder as Ti (OH) 4 . 200 ℃
And dried sufficiently. After drying, the powder was heat-treated in an atmosphere in which the partial pressure of hydrogen was adjusted to fix the partially reduced titanium oxide on the graphite powder.

【0059】この粉末をX線光電子分光法によって分析
した結果、チタン酸化物がTiO0.8〜0.9,TiO2.6〜2.7
混合状態になっていることを確認した。また合成した粉
末の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、黒鉛粉末
表面に粒径に0.1〜1 μmのチタン酸化物が固定されてい
た。この粉末をFと表記する。
As a result of analyzing this powder by X-ray photoelectron spectroscopy, it was confirmed that the titanium oxide was in a mixed state of TiO 0.8-0.9 and TiO 2.6-2.7 . Further, as a result of observing the surface of the synthesized powder with a scanning electron microscope, titanium oxide having a particle size of 0.1 to 1 μm was fixed on the surface of the graphite powder. This powder is designated as F.

【0060】粉末Fを平均粒径20μmのLiMn2O4粉末と乳
鉢で混合した後、ポリフッ化ビニリデンと、1-メチル-2
-ピロリドン溶液とを添加し、十分に混練して、実施の
形態例1と同じ方法で正極を作製した。
After mixing powder F with LiMn 2 O 4 powder having an average particle size of 20 μm in a mortar, polyvinylidene fluoride and 1-methyl-2
-Pyrrolidone solution was added and kneaded sufficiently, and a positive electrode was produced in the same manner as in Embodiment 1.

【0061】上述の正極と実施の形態例1の負極及び非
水電解液とを組み合わせて、図1の円筒型電池を組み立
てた。粉末Fを利用した円筒型リチウム二次電池を、そ
れぞれB6と表記する。
The cylindrical battery shown in FIG. 1 was assembled by combining the above positive electrode, the negative electrode of Embodiment 1 and the nonaqueous electrolyte. The cylindrical lithium secondary battery using the powder F is denoted by B6.

【0062】〔実施の形態例3〕本実施の形態例の正極
は、以下で述べる方法で作製した。本実施の形態例で検
討した酸素吸収物質の原料粉末は、Cu2O,Fe3O4,SnO,
ZnO,TiO,V2O3の6種類の市販粉末である。
Embodiment 3 The positive electrode of this embodiment was manufactured by the method described below. The raw material powder of the oxygen-absorbing substance studied in the present embodiment is Cu 2 O, Fe 3 O 4 , SnO,
There are six commercially available powders of ZnO, TiO, and V 2 O 3 .

【0063】これらの粉末を水素気流中で部分還元後、
不活性ガス中にて、粉砕機で部分還元処理した粉末を粉
砕し、平均粒径20μmの微粉末を得た。これらの微粉末
それぞれと平均粒径2μmの黒鉛粉末を予備混合した後、
メカノフュージョン装置によって金属酸化物粒子表面に
黒鉛粒子を固定させた。
After partial reduction of these powders in a stream of hydrogen,
The powder partially reduced by the pulverizer was pulverized in an inert gas to obtain a fine powder having an average particle diameter of 20 μm. After pre-mixing each of these fine powders and graphite powder with an average particle size of 2 μm,
Graphite particles were fixed on the surface of the metal oxide particles by a mechanofusion device.

【0064】メカノフュージョン装置の反応容器内部
は、大気圧の窒素ガス雰囲気とした。金属酸化物粉末と
黒鉛粉末の混合重量比は10:90とした。
The inside of the reaction vessel of the mechanofusion apparatus was set to an atmospheric nitrogen gas atmosphere. The mixing weight ratio between the metal oxide powder and the graphite powder was 10:90.

【0065】このように、メカノフュージョンにより合
成した酸素吸収物質と導電剤の複合粉末を、G,H,I,
J,K,Lと表記する。各複合粉末に、実施の形態例1で
用いたLiMn2O4粉末に、ポリフッ化ビニリデンと1-メチ
ル-2-ピロリドン溶液とを添加し、十分に混練したもの
を正極スラリーとした。
As described above, the composite powder of the oxygen-absorbing substance and the conductive agent synthesized by mechanofusion was used for G, H, I,
Expressed as J, K, L. To each of the composite powders, a polyvinylidene fluoride and a 1-methyl-2-pyrrolidone solution were added to the LiMn2O4 powder used in the first embodiment and sufficiently kneaded to obtain a positive electrode slurry.

【0066】正極スラリー中の正極活物質、複合粉末、
ポリフッ化ビニリデンの重量組成比は、90:6:4とし
た。この正極スラリーを、ドクターブレード法によっ
て、厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の
表面に塗布した。この正極を100℃で2時間乾燥して、
6種類の正極を作製した。
The positive electrode active material in the positive electrode slurry, the composite powder,
The weight composition ratio of polyvinylidene fluoride was 90: 6: 4. This positive electrode slurry was applied to the surface of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm by a doctor blade method. This positive electrode was dried at 100 ° C for 2 hours,
Six types of positive electrodes were produced.

【0067】負極と電解液は、実施の形態例1と同一仕
様のものを使用した。6種類の正極、負極、および非水
電解液を使用して、図1に示した構造の6種類の円筒型
リチウム二次電池を組み立てた。粉末F,G,H,I,J,
K,Lを用いた電池を、B7,B8,B9,B10,B1
1,B12と表記する。
The negative electrode and the electrolyte used had the same specifications as those of the first embodiment. Six types of cylindrical lithium secondary batteries having the structure shown in FIG. 1 were assembled using the six types of positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte. Powder F, G, H, I, J,
B7, B8, B9, B10, B1
1 and B12.

【0068】(比較例1)実施の形態例1で用いた同一
仕様のLiMn2O4粉末、黒鉛粉末、およびバインダーとし
てポリフッ化ビニリデンを、重量比90:6:4で混合し、
有機溶媒として1-メチル-2-ピロリドン溶液を添加し、
十分に混練して従来仕様の正極スラリーを調製した。こ
の正極スラリーを用い、実施の形態例1で製造した正極
と同じ方法で正極を作製した。
(Comparative Example 1) LiMn 2 O 4 powder, graphite powder and polyvinylidene fluoride as binders having the same specifications used in Embodiment 1 were mixed at a weight ratio of 90: 6: 4.
Add 1-methyl-2-pyrrolidone solution as an organic solvent,
A well-kneaded positive electrode slurry was prepared by sufficiently kneading. Using this positive electrode slurry, a positive electrode was manufactured in the same manner as the positive electrode manufactured in Embodiment 1.

【0069】負極の作製の場合も、実施の形態例1と同
じ天然黒鉛粉末と、ポリフッ化ビニリデンを、重量比9
0:10で混合し、さらに1-メチル-2-ピロリドン溶液を添
加して、十分に混練して負極スラリーを調製した。この
スラリーを用い、実施の形態例1で製造した負極と同じ
方法で負極を作製した。
In the production of the negative electrode, the same natural graphite powder as in Embodiment 1 and polyvinylidene fluoride were used in a weight ratio of 9%.
The mixture was mixed at 0:10, a 1-methyl-2-pyrrolidone solution was further added, and the mixture was sufficiently kneaded to prepare a negative electrode slurry. Using this slurry, a negative electrode was manufactured in the same manner as the negative electrode manufactured in Embodiment 1.

【0070】本実施の形態例に使用した電解液は、実施
の形態例1と同一仕様である。ポリフッ化ビニリデンを
バインダーに使用した正極と負極、および非水電解液を
用いて、実施の形態例1と同一形状の円筒型リチウム二
次電池B13を組み立てた。
The electrolyte used in the present embodiment has the same specifications as in the first embodiment. Using a positive electrode and a negative electrode using polyvinylidene fluoride as a binder, and a nonaqueous electrolyte, a cylindrical lithium secondary battery B13 having the same shape as that of Embodiment 1 was assembled.

【0071】実施の形態例1、実施の形態例2、実施の
形態例3、比較例1の13種類の電池B1,B2,B
3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B
11,B12,B13について、充電電流1A、充電時
間2時間の条件で定電流充電を実施し、定格容量の200
%過充電試験をおこなった。電池本数は各種類毎に20
本、試験環境温度は室温とした。
Thirteen types of batteries B1, B2, B of Embodiment 1, Embodiment 2, Embodiment 3, and Comparative Example 1
3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B
Constant current charging was performed for 11, B12, and B13 under the conditions of a charging current of 1 A and a charging time of 2 hours.
% Overcharge test. The number of batteries is 20 for each type.
The test environment temperature was room temperature.

【0072】試験結果を、表1に示す。Table 1 shows the test results.

【0073】[0073]

【表1】 [Table 1]

【0074】表1は、過充電試験に使用した電池数に対
する爆発または発火に至った電池数の割合を示してい
る。比較例1の電池B13の場合、10本中4本が発火、
爆発し、発火・爆発発生率が40%と高いことが判った。
Table 1 shows the ratio of the number of batteries that exploded or ignited to the number of batteries used in the overcharge test. In the case of the battery B13 of Comparative Example 1, 4 out of 10 batteries ignited,
It exploded, and the ignition and explosion rate was found to be as high as 40%.

【0075】実施の形態例1、2、3の電池での発火・
爆発発生率は10%以下であり、本発明の酸素吸収物質を
使用することによって発火・爆発に至る危険性が大幅に
低減できることが明らかになった。
The ignition by the batteries of Embodiments 1, 2 and 3
The explosion rate was 10% or less, and it was clarified that the risk of ignition and explosion could be significantly reduced by using the oxygen absorbing substance of the present invention.

【0076】次に、実施の形態例1、実施の形態例2、
実施の形態例3、比較例1の13種類の電池B1,B
2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B1
0,B11,B12,B13について、火中投入による
電池の爆発試験を実施した。各電池を定格容量まで充電
した後、火中投入試験を実施した。
Next, the first embodiment, the second embodiment,
13 types of batteries B1 and B of Embodiment 3 and Comparative Example 1
2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B1
For 0, B11, B12, and B13, an explosion test of the battery was performed by throwing into a fire. After charging each battery to the rated capacity, a fire throw-in test was performed.

【0077】試験結果を、表2に示す。Table 2 shows the test results.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】表2は、火中投入試験に使用した電池数に
対する爆発に至った電池数の割合を示している。比較例
1の電池B13は10本中6本が爆発し、爆発発生率が60
%と高いことが判った。
Table 2 shows the ratio of the number of batteries that caused an explosion to the number of batteries used in the fire test. Six out of ten batteries B13 of Comparative Example 1 exploded, and the explosion rate was 60
%.

【0080】実施の形態例1、2、3の電池での爆発発
生率は10%以下となり、本発明の酸素吸収物質を使用す
ることによって火中投入による爆発危険性も大幅に低減
できることが明らかになった。
The rate of occurrence of explosion in the batteries of Embodiments 1, 2, and 3 is 10% or less, and it is clear that the use of the oxygen-absorbing substance of the present invention can significantly reduce the risk of explosion due to being thrown into a fire. Became.

【0081】〔実施の形態例4〕本実施の形態例の正極
は、以下で述べる方法で作製した。本実施の形態例で検
討した酸素吸収物質の原料粉末は、MoO2,MoO3,MnO,M
nO2,Mn2O3の5種類の市販粉末である。
[Embodiment 4] The positive electrode of this embodiment was prepared by the method described below. The raw material powder of the oxygen absorbing material studied in the present embodiment is MoO 2 , MoO 3 , MnO, M
There are five commercially available powders of nO 2 and Mn 2 O 3 .

【0082】これらの粉末を水素気流中で部分還元後、
不活性ガス中にて、粉砕機で部分還元処理した粉末を粉
砕し、平均粒径20μmの微粉末を得た。これらの粉末そ
れぞれと平均粒径2μmの黒鉛粉末を予備混合した後、メ
カノフュージョン装置によって金属酸化物粒子表面に黒
鉛粒子を固定させた。
After partial reduction of these powders in a stream of hydrogen,
The powder partially reduced by the pulverizer was pulverized in an inert gas to obtain a fine powder having an average particle diameter of 20 μm. After premixing each of these powders and graphite powder having an average particle size of 2 μm, the graphite particles were fixed on the surfaces of the metal oxide particles by a mechanofusion device.

【0083】メカノフュージョン装置の反応容器内部
は、大気圧の窒素ガス雰囲気とした。金属酸化物粉末と
黒鉛粉末の混合重量比は10:90とした。
The inside of the reaction vessel of the mechanofusion apparatus was set to an atmospheric nitrogen gas atmosphere. The mixing weight ratio between the metal oxide powder and the graphite powder was 10:90.

【0084】このように、メカノフュージョンにより合
成した酸素吸収物質と導電剤の複合粉末を、M,N,O,
P,Qと表記する。各複合粉末の化学組成をX線光電子分
光法によって調べた結果、粉末Mには、MoO2,MoO,Mo2O
3と推定されるピークが観測され、モリブデンの平均酸
化数は0.8であった。
As described above, the composite powder of the oxygen-absorbing substance and the conductive agent synthesized by mechanofusion was mixed with M, N, O,
Notated as P and Q. As a result of examining the chemical composition of each composite powder by X-ray photoelectron spectroscopy, MoO 2 , MoO, Mo 2 O
A peak estimated to be 3 was observed, and the average oxidation number of molybdenum was 0.8.

【0085】粉末Nには、MoO2,MoO,Mo2O3と推定され
るピークが観測され、モリブデンの平均酸化数は3.5で
あった。粉末O,P,Qのマンガンは、Mn,MnO,MnO2,Mn
2O3の混合状態になっており、それぞれのマンガンの平
均酸化数は1.4,3.1,2.4であった。
In the powder N, peaks estimated to be MoO 2 , MoO, and Mo 2 O 3 were observed, and the average oxidation number of molybdenum was 3.5. Manganese of powder O, P, Q is Mn, MnO, MnO 2 , Mn
It was in a mixed state of 2 O 3 , and the average oxidation number of each manganese was 1.4, 3.1, 2.4.

【0086】各粉末M,N,O,P,Qのそれぞれと、実施
の形態例1で用いたLiMn2O4粉末と、ポリフッ化ビニリ
デンとを混合した合剤に、1-メチル-2-ピロリドン溶液
を添加し、十分に混練したものを正極スラリーとした。
A mixture of each of the powders M, N, O, P, and Q, the LiMn 2 O 4 powder used in Embodiment 1, and polyvinylidene fluoride was added to 1-methyl-2- A pyrrolidone solution was added thereto and kneaded sufficiently to obtain a positive electrode slurry.

【0087】正極スラリー中の正極活物質、複合粉末、
ポリフッ化ビニリデンの重量組成比は、90:6:4とし
た。この正極スラリーを、ドクターブレード法によっ
て、厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の
表面に塗布した。この正極を100℃で2時間乾燥して、
5種類の正極を作製した。
The positive electrode active material in the positive electrode slurry, the composite powder,
The weight composition ratio of polyvinylidene fluoride was 90: 6: 4. This positive electrode slurry was applied to the surface of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm by a doctor blade method. This positive electrode was dried at 100 ° C for 2 hours,
Five types of positive electrodes were produced.

【0088】負極と電解液は、実施の形態例1と同一仕
様のものを使用した。5種類の正極、負極、および非水
電解液を使用して、図1に示した構造の5種類の円筒型
リチウム二次電池を組み立てた。
The negative electrode and the electrolyte used had the same specifications as those of the first embodiment. Five types of cylindrical lithium secondary batteries having the structure shown in FIG. 1 were assembled using five types of positive electrodes, negative electrodes, and non-aqueous electrolytes.

【0089】これらの電池について比較例1記載の過充
電試験をおこなった結果、本実施の形態例の電池の爆発
発生率が10%以下であった。したがって、本発明の酸素
吸収物質を使用することによって火中投入による爆発危
険性も大幅に低減できることが明らかになった。
As a result of performing the overcharge test described in Comparative Example 1 for these batteries, the explosion rate of the batteries of this embodiment was 10% or less. Therefore, it has been clarified that the use of the oxygen-absorbing substance of the present invention can significantly reduce the risk of explosion due to being thrown into a fire.

【0090】〔実施の形態例5〕実施の形態例1、2、
3で使用したLiPF6の替わりに、LiBF4,LiClO4,LiCF3S
O3,LiCF3CO2,LiAsF6,LiSbF6,リチウムトリフルオロ
メタンスルフォンイミドを電解質に用いても、電池での
爆発発生率は10%以下となり、電解質の種類に関係なく
同じ効果が得られた。
[Embodiment 5] Embodiments 1, 2,
LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 S instead of LiPF 6 used in 3
Even when O 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , and lithium trifluoromethanesulfonimide were used for the electrolyte, the explosion rate in the battery was less than 10%, and the same effect was obtained regardless of the type of electrolyte. .

【0091】さらに、実施の形態例1で用いた溶媒の替
わりに、プロピレンカーボネート,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,γ
-ブチロラクトン,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,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,ジエチルエーテル,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,1, 2-ジ
エトキシエタン,クロルエチレンカーボネート,クロル
プロピレンカーボネートの内、いずれの溶媒を電解液に
用いても、比較例1記載の爆発試験を実施した結果、本
発明の電池の爆発発生率は10%以下であった。
Further, in place of the solvent used in Embodiment 1, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ
-Butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, methyl propionate, methyl propionate, phosphorus Acid triester, trimethoxymethane,
Comparative Example 1 was described using any of dioxolane, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane, chloroethylene carbonate, and chloropropylene carbonate as the electrolyte. As a result of conducting an explosion test, the explosion rate of the battery of the present invention was 10% or less.

【0092】〔実施の形態例6〕実施の形態例1で作製
した正極と負極と、エチレンオキシド,アクリロニトリ
ル,フッ化ビニリデン,メタクリル酸メチル,ヘキサフ
ルオロプロピレンの高分子にLiClO4またはLiBF4を含有
させた厚さ50μmの固体電解質シートを用いて、実施の
形態例1のリチウム二次電池と同一形状の電池を作製し
た。
[Embodiment 6] The cathode and anode prepared in Embodiment 1 and a polymer of ethylene oxide, acrylonitrile, vinylidene fluoride, methyl methacrylate, and hexafluoropropylene contain LiClO 4 or LiBF 4. Using the solid electrolyte sheet having a thickness of 50 μm, a battery having the same shape as the lithium secondary battery of Embodiment 1 was produced.

【0093】さらに、ここで使用した固体電解質にプロ
ピレンカーボネート,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,γ-ブチロラク
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,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,ジエチルエーテル,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,1, 2-ジエトキシ
エタン,クロルエチレンカーボネート,クロルプロピレ
ンカーボネートを少量含浸させたゲル状電解質シートを
作製し、正極と負極を用いて実施の形態例1の同一形状
のリチウム二次電池を作製した。
Further, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate,
Methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2
-Methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, methyl propionate, ethyl propionate,
Gel electrolyte sheet impregnated with a small amount of phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolan, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane, chloroethylene carbonate, chloropropylene carbonate And a lithium secondary battery of the same shape as in Embodiment 1 was manufactured using the positive electrode and the negative electrode.

【0094】比較例1記載の爆発試験を実施した結果、
本実施の形態例の電池の爆発発生率は10%以下であっ
た。
The result of the explosion test described in Comparative Example 1 was
The explosion rate of the battery of this embodiment was 10% or less.

【0095】〔実施の形態例7〕実施の形態例1と同じ
原料を用い同様な方法で、鉄,銅,スズ,亜鉛,バナジ
ウム,モリブデン,マンガンの部分酸化物を黒鉛表面に
固定した複合粉末を作製した。つぎに、実施の形態例1
以外の正極活物質として、LiMnO3,LiMn2O3,LiMnO2,L
i4Mn5O12,LiMn1.8Co0.2O2,LiMn1.8Ni0.2O2,LiMn1.8F
e0.2O2,LiMn1.8Cr0.2O2,LiMn1.8Zn0.2O2,LiMn1.8Ta
0.2O2,Li2Mn3FeO8,Li2Mn3CoO8,Li2Mn3NiO8,Li2Mn3C
uO8,Li2Mn3ZnO8,Li0.1Mg0.1Mn2O4,Li0.1B0.1Mn2O4
Li0.1Al0.1Mn2O4,Li0.1Fe0.1Mn2O4,Li0.1Cr0.1Mn
2O4,Li0.1Zn0.1Mn2O4,Li0.1Ca0.1Mn2O4,Li0.1Co0.1M
n2O4,Li0.1Ni0.1Mn2O4,LiNi0.8Co0.2O2,LiNi0.8Fe
0.2O2,LiNi0.8Ga0.2O2,LiFeO2,Fe2(SO4)3,LiCo0.9N
i0.1O2,LiCo0.9Fe0.1O2,LiCo0.9Mn0.1O2,LiNi0.8Mn
0.2O2,LiNi0.8Fe0.2O2,LiNi0.8Co0.2O2,LiNi0.8Al
0.2O2,LiNi0.8Ga0.2O2,LiNi0.8Ca0.2O2,LiNi0.8Mg
0.2O2,Fe(MoO4)3,FeF3の中から1種類づつ選び、それ
ぞれの粉末に上述の5種類の複合粉末とバインダーを混
合して正極を作製した。
[Embodiment 7] A composite powder in which a partial oxide of iron, copper, tin, zinc, vanadium, molybdenum, and manganese is fixed on a graphite surface in the same manner and using the same raw materials as in Embodiment 1. Was prepared. Next, Embodiment 1
LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 , L
i4Mn 5 O 12, LiMn 1.8 Co 0.2 O 2, LiMn 1.8 Ni 0.2 O 2, LiMn 1.8 F
e 0.2 O 2 , LiMn 1.8 Cr 0.2 O 2 , LiMn 1.8 Zn 0.2 O 2 , LiMn 1.8 Ta
0.2 O 2 , Li 2 Mn 3 FeO 8 , Li 2 Mn 3 CoO 8 , Li 2 Mn 3 NiO 8 , Li 2 Mn 3 C
uO 8 , Li 2 Mn 3 ZnO 8 , Li 0.1 Mg 0.1 Mn 2 O 4 , Li 0.1 B 0.1 Mn 2 O 4 ,
Li 0.1 Al 0.1 Mn 2 O 4 , Li 0.1 Fe 0.1 Mn 2 O 4 , Li 0.1 Cr 0.1 Mn
2 O 4 , Li 0.1 Zn 0.1 Mn 2 O 4 , Li 0.1 Ca 0.1 Mn 2 O 4 , Li 0.1 Co 0.1 M
n 2 O 4 , Li 0.1 Ni 0.1 Mn 2 O 4 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Fe
0.2 O 2 , LiNi 0.8 Ga 0.2 O 2 , LiFeO 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , LiCo 0.9 N
i 0.1 O 2 , LiCo 0.9 Fe 0.1 O 2 , LiCo 0.9 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0.8 Mn
0.2 O 2 , LiNi 0.8 Fe 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Al
0.2 O 2 , LiNi 0.8 Ga 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Ca 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Mg
One type was selected from 0.2 O 2 , Fe (MoO 4 ) 3 , and FeF 3 , and each of the powders was mixed with the above-described five types of composite powders and a binder to prepare a positive electrode.

【0096】これらの正極と、実施の形態例1と同一仕
様の負極と、電解液とを組み合わせて、円筒型リチウム
二次電池を製作した。実施の形態例1と同じ爆発試験を
実施した結果、電池の爆発発生率が10%以下となり、実
施の形態例1以外の正極活物質に対しても効果があるこ
とが明らかになった。
A cylindrical lithium secondary battery was manufactured by combining these positive electrodes, a negative electrode having the same specifications as in the first embodiment, and an electrolytic solution. As a result of performing the same explosion test as in Embodiment 1, the explosion rate of the battery was 10% or less, and it was clarified that the present invention was also effective for positive electrode active materials other than Embodiment 1.

【0097】〔実施の形態例8〕実施の形態例1で使用
した鉄,銅,スズ,亜鉛,バナジウム,モリブデン,マ
ンガンのそれぞれの部分酸化物を黒鉛表面に固定した複
合粉末とLiMn2O4とポリフッ化ビニリデンから、実施の
形態例1と同じ方法で正極を作製した。つぎに、リチウ
ム金属負極、または1〜50μmの粒径をもつアルミニウ
ム,スズ,ケイ素,インジウム,ガリウム,マグネシウ
ムの粉末と炭素とポリフッ化ビニリデンとから作製した
負極のそれぞれと上述の正極を組み合わせて、実施の形
態例1と同一仕様の電池を作製した。
[Embodiment 8] A composite powder in which each partial oxide of iron, copper, tin, zinc, vanadium, molybdenum, and manganese used in Embodiment 1 is fixed on the graphite surface, LiMn2O4 and polyfluoride A positive electrode was produced from vinylidene in the same manner as in Embodiment 1. Next, a lithium metal negative electrode or a negative electrode prepared from aluminum, tin, silicon, indium, gallium, and magnesium powder having a particle size of 1 to 50 μm, carbon and polyvinylidene fluoride, and each of the above positive electrodes were combined. A battery having the same specifications as in Embodiment 1 was manufactured.

【0098】また、平均粒径10μmの人造黒鉛、平均直
径1μmかつ長さ5〜20μmの炭素繊維ならびに気相成長法
炭素繊維とポリフッ化ビニリデンを混合して、実施の形
態例1と同一組成の負極を作製した。
Further, artificial graphite having an average particle diameter of 10 μm, carbon fibers having an average diameter of 1 μm and a length of 5 to 20 μm, and vapor-grown carbon fibers and polyvinylidene fluoride were mixed to form the same composition as in the first embodiment. A negative electrode was manufactured.

【0099】石油ピッチ系炭素,ニードルコークス,石
油コークス,ポリアクリロニトリルを原料として、それ
らを高温下にて黒鉛化処理して合成した炭素粉末、なら
びにそれらの炭素粉末に重量組成で90:10でアセチレン
ブラックを混合した混合炭素粉末を用いて、同様に負極
を作製した。
Carbon powder synthesized by using petroleum pitch-based carbon, needle coke, petroleum coke, and polyacrylonitrile as raw materials and graphitizing them at a high temperature, and acetylene having a weight composition of 90:10 by weight on the carbon powder. A negative electrode was similarly prepared using a mixed carbon powder mixed with black.

【0100】フルルリルアルコールを熱処理し炭素化し
た非晶質炭素材料、あるいはポリアセン,ポリパラフェ
ニレン,ポリアニリン,ポリアセチレンからなる導電性
高分子材料、あるいはSnO,GeO2,SnSiO3,SnSi
0.5O1.5,SnSi0.7Al0.1B0.3P0.2O3.5,SnSi0.5Al0.3B
0.3P0.5O4.15と表記される14族または15族元素の酸化
物、あるいはIn2O3、あるいはZnO2、あるいはLi3FeN2
あるいはFe2Si3,FeSi,FeSi2,Mg2Siで表記される珪化
物のそれぞれと、ポリフッ化ビニリデンを混合し、実施
の形態例1と同様の方法で負極を作製した。
An amorphous carbon material obtained by heat-treating fururyl alcohol and carbonized, a conductive polymer material composed of polyacene, polyparaphenylene, polyaniline, polyacetylene, or SnO, GeO 2 , SnSiO 3 , SnSi
0.5 O 1.5 , SnSi 0.7 Al 0.1 B 0.3 P 0.2 O 3.5 , SnSi 0.5 Al 0.3 B
An oxide of a Group 14 or Group 15 element denoted as 0.3 P 0.5 O 4.15 , or In 2 O 3 , or ZnO 2 , or Li 3 FeN 2 ,
Alternatively, each of the silicides represented by Fe 2 Si 3 , FeSi, FeSi 2 , and Mg 2 Si was mixed with polyvinylidene fluoride, and a negative electrode was produced in the same manner as in Embodiment 1.

【0101】これらの負極と、実施の形態例1と同一仕
様の正極と、電解液とを組み合わせて、円筒型リチウム
二次電池を製作した。比較例1と同じ爆発試験を実施し
た結果、電池の爆発発生率が10%以下となり、実施の形
態例1以外の正極活物質に対しても効果があることが明
らかになった。
A cylindrical lithium secondary battery was manufactured by combining these negative electrodes, a positive electrode having the same specifications as in the first embodiment, and an electrolytic solution. As a result of performing the same explosion test as in Comparative Example 1, the rate of occurrence of the explosion of the battery was 10% or less, and it was clarified that the present invention was also effective for positive electrode active materials other than Embodiment 1.

【0102】〔実施の形態例9〕図2は、本発明の酸素
吸収物質を利用した角型リチウム二次電池の一例であ
る。粉末Aを含有する正極に用いた材料種類、負極に用
いた材料種類、電解液に用いた材料種類及び電極の作製
プロセスは、実施の形態例1の電池B1と同一である。
本発明の酸素吸収物質を含有している短冊状正極1は、
袋状に加工したセパレータ3の中に挿入され、短冊状負
極2と交互に積層されている。
[Embodiment 9] FIG. 2 shows an example of a prismatic lithium secondary battery using the oxygen absorbing material of the present invention. The type of material used for the positive electrode containing powder A, the type of material used for the negative electrode, the type of material used for the electrolytic solution, and the manufacturing process of the electrode are the same as those of the battery B1 of the first embodiment.
The strip-shaped positive electrode 1 containing the oxygen-absorbing substance of the present invention comprises:
It is inserted into a bag-shaped separator 3 and alternately stacked with the strip-shaped negative electrodes 2.

【0103】各電極の上部に正極リード5と負極リード
7が溶接され、蓋6の底面の外部端子11,12に接続
されている。蓋6には、電池内部の圧力を開放するため
に安全弁8が設けてある。電池缶4と蓋6をレーザー溶
接した後、注液口10より電解液が導入され、注液口1
0が溶接され電池が密閉化されている。
A positive electrode lead 5 and a negative electrode lead 7 are welded to the upper part of each electrode, and are connected to external terminals 11 and 12 on the bottom surface of the lid 6. The lid 6 is provided with a safety valve 8 for releasing the pressure inside the battery. After the battery can 4 and the lid 6 are laser-welded, an electrolyte is introduced from the liquid inlet 10 and the liquid inlet 1
0 is welded to seal the battery.

【0104】図3に、図2の角型リチウム二次電池8個
を搭載した組電池である電池パックの一例を示す。使用
した角型リチウム二次電池8個を4直列−2並列に接続
して、電池パック13を組み立てた。
FIG. 3 shows an example of a battery pack as an assembled battery on which the eight rectangular lithium secondary batteries shown in FIG. 2 are mounted. The battery pack 13 was assembled by connecting the used eight rectangular lithium secondary batteries in four series and two parallel.

【0105】電池パック13の外寸法は、高さ34 mm、
幅140 mm、奥行き58 mmである。制御パネル14は各単
電池15の充放電電流を制御し、正極外部端子16、負
極外部端子17、コモン端子18を用いて、機器または
充電器へ接続する。本発明の8個の電池を用いた電池パ
ック13は、平均放電15.2 V、定格放電容量3.4 Ah、放
電エネルギー52 Wh、エネルギー密度187 Wh/lであっ
た。この電池パックをP1と表記する。
The outer dimensions of the battery pack 13 are a height of 34 mm,
It is 140 mm wide and 58 mm deep. The control panel 14 controls the charging / discharging current of each unit cell 15 and connects to a device or a charger using the positive external terminal 16, the negative external terminal 17, and the common terminal 18. The battery pack 13 using the eight batteries of the present invention had an average discharge of 15.2 V, a rated discharge capacity of 3.4 Ah, a discharge energy of 52 Wh, and an energy density of 187 Wh / l. This battery pack is denoted as P1.

【0106】また、一方、比較例1で使用した同種類の
電極と電解液を組み合わせて、図2と同じ型の角型リチ
ウム二次電池8個を製作した。同一仕様の電池8個を、
4直列−2並列に接続して図3と同じような電池パック
を組み立てた。この電池パックの平均放電、定格放電容
量、放電エネルギー、エネルギー密度は、それぞれ15.2
V、3.4 Ah、52 Wh、187 Wh/lと、P1の電池パックと
同じであった。この電池パックをP2と表記する。
On the other hand, by combining the same type of electrode and electrolyte used in Comparative Example 1, eight prismatic lithium secondary batteries of the same type as in FIG. 2 were manufactured. Eight batteries of the same specifications
A battery pack similar to that of FIG. 3 was assembled by connecting four series and two parallel. The average discharge, rated discharge capacity, discharge energy, and energy density of this battery pack were 15.2, respectively.
V, 3.4 Ah, 52 Wh, 187 Wh / l, which were the same as the battery pack of P1. This battery pack is denoted as P2.

【0107】P1,P2の電池パックを定格放電容量ま
で充電した後、火中投入試験を実施した。その結果、電
池パックP1は発火・爆発することがなく、電池パック
P2は発火・爆発した。本発明の酸素吸収物質を利用す
ることにより、組電池のエネルギー密度の損失もなく安
全性を向上させることができた。
After charging the battery packs P1 and P2 to the rated discharge capacity, a fire test was carried out. As a result, the battery pack P1 did not ignite or explode, and the battery pack P2 ignited or exploded. By using the oxygen-absorbing substance of the present invention, safety could be improved without loss of energy density of the assembled battery.

【0108】図4は、本発明の角型リチウム二次電池を
組み合わせした組電池である電池パック13をノート型
パソコンへ搭載した一例である。19はキーボード部、
20は液晶表示部である.本発明の角型リチウム二次電
池を使用することによって、リチウム二次電池から構成
される電池パック13のエネルギー密度を減少させるこ
となく、電池の安全性を向上させることができ、比較例
1の従来方式の電池を用いた場合と同じように、電子機
器の使用可能時間を確保することができる。
FIG. 4 shows an example in which a battery pack 13 as an assembled battery obtained by combining the prismatic lithium secondary batteries of the present invention is mounted on a notebook personal computer. 19 is a keyboard part,
Reference numeral 20 denotes a liquid crystal display unit. By using the prismatic lithium secondary battery of the present invention, the safety of the battery can be improved without reducing the energy density of the battery pack 13 composed of the lithium secondary battery. As in the case of using a conventional battery, the usable time of the electronic device can be ensured.

【0109】〔実施の形態例10〕実施の形態例1で用
いた正極粉末A、負極、電解液を用いて、250 Wh級リチ
ウム二次電池を作製した。電池の外観は図2と同様に角
型形状であり、電池の高さ、幅、奥行きはそれぞれ116
mm、160 mm、45 mmである。本実施例で作製した角型リ
チウム二次電池は8個であり、以下で述べる方法で作製
した。
Embodiment 10 Using the positive electrode powder A, the negative electrode, and the electrolytic solution used in Embodiment 1, a 250 Wh class lithium secondary battery was manufactured. The appearance of the battery is a square shape as in FIG. 2, and the height, width, and depth of the battery are each 116.
mm, 160 mm and 45 mm. The number of prismatic lithium secondary batteries manufactured in this example was eight, and they were manufactured by the method described below.

【0110】実施の形態例1と同じ正極活物質、複合粉
末A、およびポリフッ化ビニリデンを重量比90:6:4で
混合し、さらに1-メチル-2-ピロリドンを添加して、十
分に混練して正極スラリーを調製した。
The same positive electrode active material, composite powder A, and polyvinylidene fluoride as in Embodiment 1 were mixed at a weight ratio of 90: 6: 4, and 1-methyl-2-pyrrolidone was added, followed by thorough kneading. Thus, a positive electrode slurry was prepared.

【0111】ドクターブレード法によって、厚さ20μm
のアルミニウム箔からなる正極集電体の表面に正極スラ
リーを塗布した。この正極を180℃で2時間乾燥後、正
極活物質塗布面を、高さ100 mm、幅150 mmに切断して正
極を作製した。電極厚さは0.6 mmとした。
According to the doctor blade method, a thickness of 20 μm
The positive electrode slurry was applied to the surface of the positive electrode current collector made of aluminum foil. After drying this positive electrode at 180 ° C. for 2 hours, the positive electrode active material coated surface was cut into a height of 100 mm and a width of 150 mm to produce a positive electrode. The electrode thickness was 0.6 mm.

【0112】負極は、実施の形態例1に従って作製し
た。平均粒径5μmの天然黒鉛粉末と、バインダーを重量
比95:5で混合し、有機溶媒として1-メチル-2-ピロリド
ンを添加して、十分に混練して負極スラリーを調製し
た。ドクターブレード法によって、厚さ20μmの銅箔か
らなる負極集電体の表面に負極スラリーを塗布した。こ
の負極を180℃で2時間乾燥後、負極活物質塗布面を、
高さ100 mm、幅150 mmに切断して負極を作製した。電極
厚さは0.5 mmとした。
The negative electrode was manufactured according to the first embodiment. A natural graphite powder having an average particle size of 5 μm and a binder were mixed at a weight ratio of 95: 5, 1-methyl-2-pyrrolidone was added as an organic solvent, and the mixture was sufficiently kneaded to prepare a negative electrode slurry. A negative electrode slurry was applied to the surface of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 20 μm by a doctor blade method. After drying the negative electrode at 180 ° C. for 2 hours, the negative electrode active material coated surface was
The negative electrode was produced by cutting into a height of 100 mm and a width of 150 mm. The electrode thickness was 0.5 mm.

【0113】本実施の形態に使用した電解液は、エチレ
ンカーボネートとジメチルカーボネートの混合溶媒に、
1モル/リットル相当のLiBF4を溶かした非水電解液を
調製した。
The electrolytic solution used in the present embodiment was prepared by mixing a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate with:
A non-aqueous electrolyte in which 1 mol / liter of LiBF4 was dissolved was prepared.

【0114】上記で作製した正極と負極および非水電解
液を組み合わせて、高さ116 mm、幅160 mm、奥行き45 m
mの角型リチウム二次電池8個を作製した。本実施の形
態の電池の構成は図2と同じである。電池の総容量は68
Ah、平均作動電圧3.8 V、放電エネルギー260 Whであ
る。
The above-prepared positive electrode, negative electrode and non-aqueous electrolyte were combined to obtain a height of 116 mm, a width of 160 mm and a depth of 45 m.
Eight m-type square lithium secondary batteries were produced. The configuration of the battery of the present embodiment is the same as that of FIG. Battery total capacity is 68
Ah, average operating voltage 3.8 V, discharge energy 260 Wh.

【0115】電極積層時に負極との接触を回避するため
に、封筒状に加工したポリエチレン製セパレーター3に
正極1を挿入した。これと負極2を交互に積層した電極
群を電池缶4に挿入した。正極1は正極リード5と連結
され、電池蓋6の底面から正極外部端子11へ電気的に
接続した。
In order to avoid contact with the negative electrode at the time of laminating the electrodes, the positive electrode 1 was inserted into a polyethylene separator 3 processed into an envelope. An electrode group in which this and the negative electrode 2 were alternately laminated was inserted into the battery can 4. The positive electrode 1 was connected to the positive electrode lead 5, and was electrically connected to the positive electrode external terminal 11 from the bottom of the battery lid 6.

【0116】また、負極2は負極リード7と連結され、
負極リード7は電池蓋6の底面から負極外部端子12へ
電気的に接続した。電池蓋6と電池缶4をレーザー溶接
した後、非水電解液を電池蓋6の注液口10より真空注
液し、注液口10を密封した。電池内圧を開放するため
に、電池蓋6にAl箔製の破裂弁を備えた安全弁8を取り
付けた。
Further, the negative electrode 2 is connected to the negative electrode lead 7,
The negative electrode lead 7 was electrically connected to the negative electrode external terminal 12 from the bottom of the battery lid 6. After laser welding the battery lid 6 and the battery can 4, a non-aqueous electrolyte was vacuum-injected from the injection port 10 of the battery lid 6, and the injection port 10 was sealed. In order to release the internal pressure of the battery, a safety valve 8 having a burst valve made of Al foil was attached to the battery lid 6.

【0117】このような構成で、電気化学的エネルギー
は正極外部端子11と負極外部端子12より取り出しが
でき、また、再充電が可能になっている。実施の形態例
10で作製した電池を記号B14とする。
With such a configuration, electrochemical energy can be extracted from the positive electrode external terminal 11 and the negative electrode external terminal 12, and can be recharged. The battery manufactured in Embodiment 10 is denoted by symbol B14.

【0118】実施の形態例10で製造した8個の電池B
14を直列接続した2 kWh組電池を製造し、その組電池
20個からなる組電池モジュール21を、図5に示すよ
うに、電気自動車22へ搭載した。電気自動車の前面に
は、通常走行時に外気がボンネットから車体へ流れ込む
ように、通風口23を設けた。電気自動車のボンネット
内部に組電池モジュール21を設置し、運転者がハンド
ル付き制御装置24を操作することにより、変換機25
を作動させて組電池モジュール21からの出力を増減で
きる構成とした。
Eight batteries B manufactured in Embodiment 10
14 were connected in series to manufacture a 2 kWh battery pack, and a battery pack module 21 including 20 battery packs was mounted on an electric vehicle 22 as shown in FIG. A vent 23 is provided on the front of the electric vehicle so that outside air flows from the hood to the vehicle body during normal running. When the battery pack module 21 is installed inside the hood of the electric vehicle, and the driver operates the control device 24 with the steering wheel, the converter 25
Is operated to increase or decrease the output from the battery module 21.

【0119】変換機25から供給される電力を利用し
て、モーター26と車輪27を駆動させて電気自動車を
走行させた。本発明の酸素吸収物質を用いることによ
り、電気自動車が衝突などの事故により発生するリチウ
ム二次電池の発火・爆発を抑制することが可能になる。
The electric vehicle was driven by driving the motor 26 and the wheels 27 using the electric power supplied from the converter 25. By using the oxygen-absorbing substance of the present invention, it becomes possible to suppress ignition and explosion of a lithium secondary battery that occurs in an electric vehicle due to an accident such as a collision.

【0120】また、ガソリンエンジンと電池を併用した
ハイブリッドタイプの電気自動車に関しても、本発明の
酸素吸収物質を正極に用いることにより、同様な効果を
得ることができる。
Further, the same effect can be obtained for a hybrid electric vehicle using a gasoline engine and a battery together by using the oxygen absorbing material of the present invention for the positive electrode.

【0121】〔実施の形態例11〕図6は、実施の形態
例10で製造した組電池または2〜5個の組電池のモジ
ュールからなる電源21を搭載した医療介護用車椅子2
8の一例である。医療介護用車椅子28には、使用者が
乗車した状態でコントローラー29を操作して、背もた
れシート30および足掛けシート31に備えた駆動部を
作動させて角度を調節できる。
[Embodiment 11] FIG. 6 shows a wheelchair for medical and nursing care 2 equipped with a power source 21 composed of a battery module or a module of 2 to 5 battery modules manufactured in Embodiment 10.
8 is an example. The angle can be adjusted by operating the controller 29 on the wheelchair 28 for medical care while the user is in the vehicle and operating the drive units provided on the backrest seat 30 and the footrest seat 31.

【0122】この機能を利用して、使用者が乗り降りす
るときは足掛けシート31を下へ倒しておき、使用者が
休む場合には背もたれシート30および足掛けシート3
1を水平にする。また、医療介護用車椅子28には移動
用の車輪27があるので、コントローラー29を操作し
て使用者が目的位置まで移動することも可能である。本
実施の形態例の医療介護用車椅子28は、すでに、表
1、2に示したように、比較例1のリチウム二次電池を
使用した場合と比較して、高温環境下でも発火、爆発す
る危険性が極めて低い製品である。
By utilizing this function, the footrest sheet 31 is lowered when the user gets on and off the vehicle, and the backrest seat 30 and the footrest seat 3 are used when the user rests.
Level 1 In addition, since the wheelchair 28 for medical care has the wheels 27 for movement, the user can operate the controller 29 to move to the target position. As shown in Tables 1 and 2, the medical care and wheelchair 28 of the present embodiment ignites and explodes even in a high-temperature environment as compared with the case where the lithium secondary battery of Comparative Example 1 is used. It is a very low risk product.

【0123】本発明のリチウム二次電池及び組電池は、
実施の形態例9、10および11のノート型パソコン、
電気自動車、医療介護用車椅子のみでなく、省電力型の
電子機器、例えばパーソナルコンピューター、ペン入力
パソコン、ノート型パソコン、ファックス、携帯電話、
複写機、据置型テレビ、ヘッドマウント型テレビ、液晶
テレビ、ビデオ、ビデオカメラ、電子手帳、電卓、通信
機能付き電子手帳、玩具などに適用可能であり、さらに
大電力・大容量の電源を必要とする機器システム、例え
ば大型電子計算機、電動工具、掃除機、エアコン、バー
チャルリアリティの機能などを持ったゲーム機器、電動
式自転車、医療介護用歩行補助機、医療介護用移動式ベ
ッド、エスカレーター、エレベーター、フォークリフ
ト、ゴルフカート、非常用電源、ロードコンディショナ
ー、電力貯蔵システムなどの製品に搭載することが可能
で、前述した実施の形態例と同様な効果が得られる。
The lithium secondary battery and the assembled battery of the present invention
Notebook personal computers according to Embodiments 9, 10, and 11,
Not only electric vehicles and medical care wheelchairs, but also power-saving electronic devices such as personal computers, pen input computers, notebook computers, fax machines, mobile phones,
It can be applied to copiers, stationary TVs, head mounted TVs, LCD TVs, videos, video cameras, electronic notebooks, calculators, electronic notebooks with communication functions, toys, etc., and requires a large power and large capacity power supply. Equipment systems, such as large computers, electric tools, vacuum cleaners, air conditioners, game devices with virtual reality functions, electric bicycles, walking aids for medical care, mobile beds for medical care, escalators, elevators, It can be mounted on products such as forklifts, golf carts, emergency power supplies, road conditioners, and power storage systems, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

【0124】[0124]

【発明の効果】本発明によれば、リチウム二次電池の正
極として、金属酸化物からなる酸素吸収物質と導電剤と
の複合材料と、正極活物質とを含有する正極を用いるこ
とにより、高温時に正極から発生する酸素が捕捉でき、
電解液の酸化反応を低減することができる。その結果、
過充電時や高温環境下使用時での電池の発火、爆発を防
止することができる。
According to the present invention, the use of a positive electrode containing a composite material of an oxygen-absorbing material composed of a metal oxide and a conductive agent and a positive electrode active material as a positive electrode of a lithium secondary battery enables high temperature operation. Sometimes oxygen generated from the positive electrode can be captured,
The oxidation reaction of the electrolyte can be reduced. as a result,
The battery can be prevented from igniting or exploding during overcharging or when used in a high-temperature environment.

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

【図1】本発明の正極を用いた円筒型リチウム二次電池
の構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of a cylindrical lithium secondary battery using a positive electrode of the present invention.

【図2】本発明の正極を用いた角型リチウム二次電池の
構造図である。
FIG. 2 is a structural diagram of a prismatic lithium secondary battery using the positive electrode of the present invention.

【図3】図2の角型リチウム二次電池で構成された電池
パックを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a battery pack including the prismatic lithium secondary battery of FIG. 2;

【図4】図3の電池パックを搭載したノート型パソコン
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a notebook computer equipped with the battery pack of FIG. 3;

【図5】2 kWh組電池20個からなる組電池モジュール
を搭載した電気自動車を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an electric vehicle equipped with an assembled battery module including 20 2 kWh assembled batteries.

【図6】本発明の組電池または組電池モジュールを搭載
した医療介護用車椅子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a wheelchair for medical care, on which the battery pack or battery module of the present invention is mounted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極、2…負極、3…ポリエチレン製微孔フィル
ム、4…電池缶、5…正極リード、6…電池蓋、7…負
極リード、8…安全弁、9…ガスケット、10…注液
口、11…正極外部端子、12…負極外部端子、13…
電池パック、14…制御パネル、15…角型リチウム二
次電池、16…正極外部端子、17…負極外部端子、1
8…リコモン端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Microporous film made of polyethylene, 4 ... Battery can, 5 ... Positive electrode lead, 6 ... Battery lid, 7 ... Negative electrode lead, 8 ... Safety valve, 9 ... Gasket, 10 ... Liquid inlet, 11 ... Positive electrode external terminal, 12 ... Negative electrode external terminal, 13 ...
Battery pack, 14 control panel, 15 rectangular lithium secondary battery, 16 positive external terminal, 17 negative external terminal, 1
8 ... Recommon terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 寿 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Hisashi Ando 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ren Muranaka 7, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 in the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正極と、負極と、電解質とからなるリチウ
ム二次電池において、 前記正極は、金属酸化物からなる酸素吸収物質と導電剤
との複合材料と、正極活物質とを含有することを特徴と
するリチウム二次電池。
1. A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode contains a composite material of an oxygen absorbing material made of a metal oxide and a conductive agent, and a positive electrode active material. A rechargeable lithium battery.
【請求項2】正極と、負極と、電解質とからなるリチウ
ム二次電池において、 前記正極は、正極集電体と、該正極集電体に付着した正
極合剤とで構成され、前記正極合剤は、金属酸化物から
なる酸素吸収物質を固定した導電剤と、正極活物質と、
バインダ−とで構成されていることを特徴とするリチウ
ム二次電池。
2. A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode comprises a positive electrode current collector, and a positive electrode mixture adhered to the positive electrode current collector. The agent is a conductive agent having a fixed oxygen absorbing material made of a metal oxide, a positive electrode active material,
A lithium secondary battery comprising: a binder.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記酸
素吸収物質は、化学式CuO1-α,Cu2O1-β,Fe2O3-γ,F
e3O4-δ,FeO1-ε,SnO2-ζ,ZnO1-η,TiO2-θ,Ti2O
3-κ,TiO1-λ,V2O5-ν,VO2-ξ,VO1-σ,MoO2-τ,M
oO3-υ,MnO1-φ,MnO2-χ,Mn2O3-ψ、ただし、α=0
〜0.8,β=0〜0.8,γ=0〜0.8,δ=0〜0.8,ε=0〜
0.8,ζ=0〜1.8,η=0〜0.8,θ=0〜0.8,κ=0〜0.
8,λ=0〜0.8,ν=0〜2.8,ξ=0〜0.8,σ=0〜0.
8,τ=0〜1.8,υ=0〜0.8,φ=0〜0.8,χ=0〜1.
8,ψ=0〜0.8で表記される金属酸化物のうち、少なく
とも一種類の金属酸化物であることを特徴とするリチウ
ム二次電池。
3. The oxygen absorbing material according to claim 1, wherein the oxygen absorbing substance has a chemical formula of CuO 1-α , Cu 2 O 1-β , Fe 2 O 3-γ , F
e 3 O 4-δ , FeO 1-ε , SnO 2-ζ , ZnO 1-η , TiO 2-θ , Ti 2 O
3-κ , TiO 1-λ , V 2 O 5-ν , VO 2-ξ , VO 1-σ , MoO 2-τ , M
oO 3-υ , MnO 1-φ , MnO 2-χ , Mn 2 O 3-ψ , where α = 0
~ 0.8, β = 0 ~ 0.8, γ = 0 ~ 0.8, δ = 0 ~ 0.8, ε = 0 ~
0.8, ζ = 0-1.8, η = 0-0.8, θ = 0-0.8, κ = 0-0.
8, λ = 0 to 0.8, ν = 0 to 2.8, ξ = 0 to 0.8, σ = 0 to 0.
8, τ = 0 to 1.8, υ = 0 to 0.8, φ = 0 to 0.8, χ = 0 to 1.
8. A lithium secondary battery comprising at least one kind of metal oxides among metal oxides represented by ψ = 0 to 0.8.
【請求項4】正極と、負極と、電解質とからなるリチウ
ム二次電池の作製方法において、 前記正極は、金属酸化物からなる酸素吸収物質を固定し
た導電剤に、正極活物質及びバインダ−を混合し、該混
合した正極合剤を有機溶媒を用いて正極集電体へ付着さ
せ、該付着した正極集電体を乾燥して作製し、前記負極
は、負極活物質とバインダ−を混合し、該混合した負極
合剤を有機溶媒を用いて負極集電体へ付着させ、該付着
した負極集電体を乾燥して作製することを特徴とするリ
チウム二次電池の作製方法。
4. A method for producing a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode comprises a conductive agent having an oxygen absorbing material made of a metal oxide fixed thereon, and a positive electrode active material and a binder. Mixed, the mixed positive electrode mixture is attached to a positive electrode current collector using an organic solvent, and the attached positive electrode current collector is dried to produce the negative electrode. The negative electrode is obtained by mixing a negative electrode active material and a binder. A method for producing a lithium secondary battery, comprising: attaching the mixed negative electrode mixture to a negative electrode current collector using an organic solvent; and drying the attached negative electrode current collector.
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