JPH1131508A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH1131508A JPH1131508A JP9183957A JP18395797A JPH1131508A JP H1131508 A JPH1131508 A JP H1131508A JP 9183957 A JP9183957 A JP 9183957A JP 18395797 A JP18395797 A JP 18395797A JP H1131508 A JPH1131508 A JP H1131508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- carbon
- active material
- electrode active
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負極活物質としてＬｉのインターカレート特
性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の粉末を用いつつ、
ハイレート特性を向上させることができる非水電解液二
次電池を提供する。 【解決手段】 Ｌｉを含む金属複酸化物を主成分とする
正極活物質と、人造黒鉛または天然黒鉛の粉末に非晶質
炭素をコーティングしたコーティング粉末と等軸形状の
炭素粉末との混合物を主成分とする負極活物質と、リチ
ウム塩を有機溶媒に溶解した非水電解液とを備え、前記
炭素粉末は、前記混合物に占める比率が５〜２５ｗｔ％
であり、その粒子径の前記コーティング粉末の粒子径に
対する比率が０．１〜０．８であることを特徴とする。
性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の粉末を用いつつ、
ハイレート特性を向上させることができる非水電解液二
次電池を提供する。 【解決手段】 Ｌｉを含む金属複酸化物を主成分とする
正極活物質と、人造黒鉛または天然黒鉛の粉末に非晶質
炭素をコーティングしたコーティング粉末と等軸形状の
炭素粉末との混合物を主成分とする負極活物質と、リチ
ウム塩を有機溶媒に溶解した非水電解液とを備え、前記
炭素粉末は、前記混合物に占める比率が５〜２５ｗｔ％
であり、その粒子径の前記コーティング粉末の粒子径に
対する比率が０．１〜０．８であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
等の非水電解液二次電池に関するものである。
等の非水電解液二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器のポータブル化、コード
レス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
小形、軽量でかつ高エネルギー密度を有する二次電池へ
の要望が高まっている。このような点で非水電解液二次
電池、特にリチウム二次電池はとりわけ高電圧、高エネ
ルギー密度を有する二次電池としてその期待が大きく、
種々の電極活物質の構成による電池が提案されている。
それらの中で、正極活物質としてＬｉ（リチウム）を含
む複酸化物であるＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭ
ｎ2 Ｏ4 やこれらの複酸化物中のＣｏ、ＮｉあるいはＭ
ｎの全部若しくは一部をＦｅ、Ａｌ等の他の元素で置換
した複酸化物を、負極活物質としてＬｉを可逆的にイン
ターカレートできる黒鉛等の炭素材料を、それぞれ用い
たものが検討されている。前記の正極活物質および負極
活物質を用いたリチウム二次電池は、両極とも金属Ｌｉ
を用いず、また両極とも電池反応においてＬｉイオンを
可逆的に吸蔵、放出できるのでサイクル特性、保存性お
よび安全性に優れており、一部実用化に至っている。
レス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
小形、軽量でかつ高エネルギー密度を有する二次電池へ
の要望が高まっている。このような点で非水電解液二次
電池、特にリチウム二次電池はとりわけ高電圧、高エネ
ルギー密度を有する二次電池としてその期待が大きく、
種々の電極活物質の構成による電池が提案されている。
それらの中で、正極活物質としてＬｉ（リチウム）を含
む複酸化物であるＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭ
ｎ2 Ｏ4 やこれらの複酸化物中のＣｏ、ＮｉあるいはＭ
ｎの全部若しくは一部をＦｅ、Ａｌ等の他の元素で置換
した複酸化物を、負極活物質としてＬｉを可逆的にイン
ターカレートできる黒鉛等の炭素材料を、それぞれ用い
たものが検討されている。前記の正極活物質および負極
活物質を用いたリチウム二次電池は、両極とも金属Ｌｉ
を用いず、また両極とも電池反応においてＬｉイオンを
可逆的に吸蔵、放出できるのでサイクル特性、保存性お
よび安全性に優れており、一部実用化に至っている。
【０００３】さて、負極活物質として用いられている黒
鉛粉末、特にＬｉのインターカレート特性に優れる人造
黒鉛または天然黒鉛の粉末は、一般に黒鉛結晶のベーサ
ル面に平行な偏平円板状を呈しており、その偏平円板の
側面部においては、層状のベーサル面の端辺が段差の激
しい凹凸状に露出していて炭素原子の活性が大きい。
鉛粉末、特にＬｉのインターカレート特性に優れる人造
黒鉛または天然黒鉛の粉末は、一般に黒鉛結晶のベーサ
ル面に平行な偏平円板状を呈しており、その偏平円板の
側面部においては、層状のベーサル面の端辺が段差の激
しい凹凸状に露出していて炭素原子の活性が大きい。
【０００４】そして、このような黒鉛粉末を用いた電池
に大きな充放電電流を流すと、この黒鉛結晶の側面部に
接触している電解液の成分が分解されて、電池容量が低
下したり分解ガスが発生することがある。
に大きな充放電電流を流すと、この黒鉛結晶の側面部に
接触している電解液の成分が分解されて、電池容量が低
下したり分解ガスが発生することがある。
【０００５】そこで、人造黒鉛または天然黒鉛の粉末の
前記の欠点を改善するため、それらの黒鉛粉末に非晶質
炭素を薄くコーティングすることによって、それら黒鉛
粉末の優れたＬｉのインターカレート特性を維持しつ
つ、偏平円板の側面部の炭素原子の活性を抑えることが
なされている。
前記の欠点を改善するため、それらの黒鉛粉末に非晶質
炭素を薄くコーティングすることによって、それら黒鉛
粉末の優れたＬｉのインターカレート特性を維持しつ
つ、偏平円板の側面部の炭素原子の活性を抑えることが
なされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極活
物質に用いられている人造黒鉛または天然黒鉛の粉末
は、上記説明のように黒鉛結晶のベーサル面に平行な偏
平円板状を呈しているため、これら黒鉛粉末のみを例え
ばペースト状にして集電体面上に塗着すると、偏平円板
面すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向する。
物質に用いられている人造黒鉛または天然黒鉛の粉末
は、上記説明のように黒鉛結晶のベーサル面に平行な偏
平円板状を呈しているため、これら黒鉛粉末のみを例え
ばペースト状にして集電体面上に塗着すると、偏平円板
面すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向する。
【０００７】ここで、これら黒鉛粉末において、Ｌｉを
可逆的にインターカレートする際の出入口はその偏平円
板の側面部であり、Ｌｉは隣接する二つのベーサル面の
間でベーサル面に平行な方向に容易に移動するが、ベー
サル面を横切る方向すなわちベーサル面に垂直な方向へ
のＬｉの移動度は小さい。また、電導度はベーサル面に
平行な方向で大きく、ベーサル面に垂直な方向で小さ
い。
可逆的にインターカレートする際の出入口はその偏平円
板の側面部であり、Ｌｉは隣接する二つのベーサル面の
間でベーサル面に平行な方向に容易に移動するが、ベー
サル面を横切る方向すなわちベーサル面に垂直な方向へ
のＬｉの移動度は小さい。また、電導度はベーサル面に
平行な方向で大きく、ベーサル面に垂直な方向で小さ
い。
【０００８】従って、負極活物質層中で前記のように黒
鉛粉末のベーサル面が集電体面に平行に配向している
と、集電体面に垂直な方向へのＬｉの移動度が小さくな
るし、黒鉛粉末の偏平円板が積み重なるようになるの
で、負極活物質層中の電解液内でのＬｉイオンの移動も
阻害されるし、さらに集電体面に垂直な方向の電導度も
小さくなり、その結果、大きな充放電電流を流す場合の
ハイレート特性が低下するという問題点がある。
鉛粉末のベーサル面が集電体面に平行に配向している
と、集電体面に垂直な方向へのＬｉの移動度が小さくな
るし、黒鉛粉末の偏平円板が積み重なるようになるの
で、負極活物質層中の電解液内でのＬｉイオンの移動も
阻害されるし、さらに集電体面に垂直な方向の電導度も
小さくなり、その結果、大きな充放電電流を流す場合の
ハイレート特性が低下するという問題点がある。
【０００９】本発明は、上記問題に鑑み、負極活物質と
してＬｉのインターカレート特性に優れる人造黒鉛また
は天然黒鉛の粉末を用いつつ、ハイレート特性を向上さ
せることができる非水電解液二次電池を提供することを
目的とする。
してＬｉのインターカレート特性に優れる人造黒鉛また
は天然黒鉛の粉末を用いつつ、ハイレート特性を向上さ
せることができる非水電解液二次電池を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液二次
電池は、上記目的を達成するため、Ｌｉを含む金属複酸
化物を主成分とする正極活物質と、人造黒鉛または天然
黒鉛の粉末に非晶質炭素をコーティングしたコーティン
グ粉末と等軸形状の炭素粉末との混合物を主成分とする
負極活物質と、リチウム塩を有機溶媒に溶解した非水電
解液とを備え、前記炭素粉末は、前記混合物に占める比
率が５〜２５ｗｔ％であり、その粒子径の前記コーティ
ング粉末の粒子径に対する比率が０．１〜０．８である
ことを特徴とする。
電池は、上記目的を達成するため、Ｌｉを含む金属複酸
化物を主成分とする正極活物質と、人造黒鉛または天然
黒鉛の粉末に非晶質炭素をコーティングしたコーティン
グ粉末と等軸形状の炭素粉末との混合物を主成分とする
負極活物質と、リチウム塩を有機溶媒に溶解した非水電
解液とを備え、前記炭素粉末は、前記混合物に占める比
率が５〜２５ｗｔ％であり、その粒子径の前記コーティ
ング粉末の粒子径に対する比率が０．１〜０．８である
ことを特徴とする。
【００１１】本発明の非水電解液二次電池によれば、コ
ーティング粉末よりも小さく等軸形状である適量の炭素
粉末が、負極活物質層中において、偏平円板状であるた
めに互いに平行に重なり合う傾向にあるコーティング粉
末間やコーティング粉末と集電体間に入り込むことによ
って、それらコーティング粉末同士がその偏平円板面を
互いに傾斜させて分布するようにできるし、集電体に隣
接するコーティング粉末が偏平円板面を集電体面に傾斜
して分布するようにできるので、コーティング粉末の偏
平円板すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向する
のを抑えることができる。また、コーティング粉末間や
コーティング粉末と集電体間に入り込んだ炭素粉末は、
それ自身が特定の方向に配向することなく、コーティン
グ粉末間やコーティング粉末と集電体間に十分な電導度
を付与できる。従って、負極活物質としてＬｉのインタ
ーカレート特性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の粉末
を用いつつ、集電体面に垂直な方向でのＬｉの移動度お
よび電導度を十分に保持することができ、その結果ハイ
レート特性を向上させることができる。
ーティング粉末よりも小さく等軸形状である適量の炭素
粉末が、負極活物質層中において、偏平円板状であるた
めに互いに平行に重なり合う傾向にあるコーティング粉
末間やコーティング粉末と集電体間に入り込むことによ
って、それらコーティング粉末同士がその偏平円板面を
互いに傾斜させて分布するようにできるし、集電体に隣
接するコーティング粉末が偏平円板面を集電体面に傾斜
して分布するようにできるので、コーティング粉末の偏
平円板すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向する
のを抑えることができる。また、コーティング粉末間や
コーティング粉末と集電体間に入り込んだ炭素粉末は、
それ自身が特定の方向に配向することなく、コーティン
グ粉末間やコーティング粉末と集電体間に十分な電導度
を付与できる。従って、負極活物質としてＬｉのインタ
ーカレート特性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の粉末
を用いつつ、集電体面に垂直な方向でのＬｉの移動度お
よび電導度を十分に保持することができ、その結果ハイ
レート特性を向上させることができる。
【００１２】ここで、等軸形状とは、略球状、略直方体
状、略円柱状などの外形を呈する粉末の空間３軸方向の
各外寸間の比が０．５〜２程度にあることをいう。
状、略円柱状などの外形を呈する粉末の空間３軸方向の
各外寸間の比が０．５〜２程度にあることをいう。
【００１３】コーティング粉末と炭素粉末との混合物に
占める炭素粉末の比率が５ｗｔ％に満たないと、単位体
積当りの炭素粉末の数が少なくなって、炭素粉末がコー
ティング粉末間に入り込む確率が小さくなり好ましくな
く、前記比率が２５ｗｔ％を越えると、Ｌｉイオンのイ
ンターカレート性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の単
位体積当りの充填量が減るので好ましくない。また、炭
素粉末の粒子径のコーティング粉末の粒子径に対する比
率が０．１に満たないと、重なるように隣接するコーテ
ィング粉末間に炭素粉末が入り込んでも、それらコーテ
ィング粉末同士が十分な傾斜を持たずに分布するので、
コーティング粉末の配向を抑えるのが十分でないため好
ましくなく、前記比率が０．８を越えると、単位体積当
りの炭素粉末の数が少なくなって、炭素粉末がコーティ
ング粉末間に入り込む確率が小さくなり好ましくない。
占める炭素粉末の比率が５ｗｔ％に満たないと、単位体
積当りの炭素粉末の数が少なくなって、炭素粉末がコー
ティング粉末間に入り込む確率が小さくなり好ましくな
く、前記比率が２５ｗｔ％を越えると、Ｌｉイオンのイ
ンターカレート性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の単
位体積当りの充填量が減るので好ましくない。また、炭
素粉末の粒子径のコーティング粉末の粒子径に対する比
率が０．１に満たないと、重なるように隣接するコーテ
ィング粉末間に炭素粉末が入り込んでも、それらコーテ
ィング粉末同士が十分な傾斜を持たずに分布するので、
コーティング粉末の配向を抑えるのが十分でないため好
ましくなく、前記比率が０．８を越えると、単位体積当
りの炭素粉末の数が少なくなって、炭素粉末がコーティ
ング粉末間に入り込む確率が小さくなり好ましくない。
【００１４】炭素粉末を、メソフェーズ炭素小球体を黒
鉛化して得た球状黒鉛粉末で構成すると、前記と同様の
作用効果を得られると共に、この球状黒鉛粉末は、炭素
粉末の中で人造黒鉛や天然黒鉛の粉末に次いでＬｉイオ
ンのインターカレート性に優れ、さらに球状であるため
充填性に優れるので、電池容量を増すことができ好適で
ある。
鉛化して得た球状黒鉛粉末で構成すると、前記と同様の
作用効果を得られると共に、この球状黒鉛粉末は、炭素
粉末の中で人造黒鉛や天然黒鉛の粉末に次いでＬｉイオ
ンのインターカレート性に優れ、さらに球状であるため
充填性に優れるので、電池容量を増すことができ好適で
ある。
【００１５】ここで、メソフェーズ炭素小球体とは、合
成樹脂粉末などを高温乾留して得られる球状の炭素材料
で、その内部構造は黒鉛結晶と不定型炭素との中間状態
にある相からなるものである。
成樹脂粉末などを高温乾留して得られる球状の炭素材料
で、その内部構造は黒鉛結晶と不定型炭素との中間状態
にある相からなるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て以下に説明する。
て以下に説明する。
【００１７】本発明の非水電解液二次電池の一実施形態
は、図１に示すような円筒型リチウム二次電池で、極板
群と、電解液と、これらを収容する電池ケースとからな
る。
は、図１に示すような円筒型リチウム二次電池で、極板
群と、電解液と、これらを収容する電池ケースとからな
る。
【００１８】極板群は、シート状の正極板１と、シート
状の負極板３と、正極板１と負極板３間を絶縁するシー
ト状のセパレータ５と、正極リード２と、負極リード４
と、上部絶縁板６と、下部絶縁板７とからなる。正極板
１は、アルミニウム箔の両面に正極活物質層を塗着形成
したものである。負極板３は、銅箔の両面に負極活物質
層を塗着形成したものである。これら正極板１と負極板
３とが、多孔質ポリエチレンフィルム製のセパレータ５
を介して重ねられ、渦巻き状に巻回されて、円筒型の電
池ケース内にきっちりと収容されている。
状の負極板３と、正極板１と負極板３間を絶縁するシー
ト状のセパレータ５と、正極リード２と、負極リード４
と、上部絶縁板６と、下部絶縁板７とからなる。正極板
１は、アルミニウム箔の両面に正極活物質層を塗着形成
したものである。負極板３は、銅箔の両面に負極活物質
層を塗着形成したものである。これら正極板１と負極板
３とが、多孔質ポリエチレンフィルム製のセパレータ５
を介して重ねられ、渦巻き状に巻回されて、円筒型の電
池ケース内にきっちりと収容されている。
【００１９】電解液は、炭酸エチレン３０ｗｔ％と、炭
酸ジエチル５０ｗｔ％と、プロピオン酸メチル２０ｗｔ
％との混合溶媒にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌｉｔｅｒの
濃度に溶解した非水電解液からなる。この非水電解液
は、電池ケース内に収容され、正極活物質層および負極
活物質層中の連続した空隙中にも充填されて、電池反応
において、多孔質なセパレータ５の微小孔を通しての正
極板１と負極板３間のＬｉイオンの移動を担う。
酸ジエチル５０ｗｔ％と、プロピオン酸メチル２０ｗｔ
％との混合溶媒にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌｉｔｅｒの
濃度に溶解した非水電解液からなる。この非水電解液
は、電池ケース内に収容され、正極活物質層および負極
活物質層中の連続した空隙中にも充填されて、電池反応
において、多孔質なセパレータ５の微小孔を通しての正
極板１と負極板３間のＬｉイオンの移動を担う。
【００２０】電池ケースは、耐有機電解液性のステンレ
ス鋼板を深絞り成形して得たケース本体８と、安全弁１
１を設けた封口板１０と、正極外部端子となる封口板１
０と負極外部端子となるケース本体８との間を絶縁しガ
スシールする絶縁ガスケット９とからなる。
ス鋼板を深絞り成形して得たケース本体８と、安全弁１
１を設けた封口板１０と、正極外部端子となる封口板１
０と負極外部端子となるケース本体８との間を絶縁しガ
スシールする絶縁ガスケット９とからなる。
【００２１】正極板１は、先ず、正極活物質としてＬｉ
ＣｏＯ2 の粉末を５０ｗｔ％、導電材としてアセチレン
ブラックを１．５ｗｔ％、結着剤としてフッ素樹脂系結
着剤を３．５ｗｔ％、ペースト溶液としてカルボキシル
メチルセルロース１ｗｔ％水溶液を４５ｗｔ％、配合し
て混練して正極活物質ペーストを得、この正極活物質ペ
ーストをアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後に圧延
して得た。
ＣｏＯ2 の粉末を５０ｗｔ％、導電材としてアセチレン
ブラックを１．５ｗｔ％、結着剤としてフッ素樹脂系結
着剤を３．５ｗｔ％、ペースト溶液としてカルボキシル
メチルセルロース１ｗｔ％水溶液を４５ｗｔ％、配合し
て混練して正極活物質ペーストを得、この正極活物質ペ
ーストをアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後に圧延
して得た。
【００２２】負極板３は、先ず、主な負極活物質として
種々の平均粒径の人造黒鉛粉末に非晶質炭素を厚さ１μ
ｍ程度コーティングした粉末（以降コーティング粉末と
略称する）を４７．５ｗｔ％、負極活物質を兼ねる添加
物として種々の平均粒径のメソフェーズ炭素小球体を２
８００℃に加熱して黒鉛化して得た球状黒鉛粉末を２．
５ｗｔ％、結着剤としてスチレンブタジエンゴムを２．
５ｗｔ％、ペースト溶液としてカルボキシルメチルセル
ロース１ｗｔ％水溶液を４７．５ｗｔ％、配合して混練
して負極活物質ペーストを得、この負極活物質ペースト
を銅箔の両面に塗布し、乾燥後に圧延して得た。ここ
で、表１に示すように、人造黒鉛の平均粒径と球状黒鉛
粉末の平均粒径との比が０．１〜０．８である種々の負
極板（実施例１〜６）３を得た。
種々の平均粒径の人造黒鉛粉末に非晶質炭素を厚さ１μ
ｍ程度コーティングした粉末（以降コーティング粉末と
略称する）を４７．５ｗｔ％、負極活物質を兼ねる添加
物として種々の平均粒径のメソフェーズ炭素小球体を２
８００℃に加熱して黒鉛化して得た球状黒鉛粉末を２．
５ｗｔ％、結着剤としてスチレンブタジエンゴムを２．
５ｗｔ％、ペースト溶液としてカルボキシルメチルセル
ロース１ｗｔ％水溶液を４７．５ｗｔ％、配合して混練
して負極活物質ペーストを得、この負極活物質ペースト
を銅箔の両面に塗布し、乾燥後に圧延して得た。ここ
で、表１に示すように、人造黒鉛の平均粒径と球状黒鉛
粉末の平均粒径との比が０．１〜０．８である種々の負
極板（実施例１〜６）３を得た。
【００２３】前記の正極板１とそれぞれの負極板３と
を、多孔質のセパレータ５を介して重ねて渦巻き状に巻
回して電池ケース内に組み込んだ。そして、前記の電解
液を電池ケース内に充填して、封口して種々のリチウム
二次電池を得、比較例１〜３と共に、それぞれのハイレ
ート特性を容量維持率で評価した。その試験条件は、先
ず２０℃において充電電流１３２０ｍＡという大電流
で、但し充電電圧４．２Ｖに制限して、３０分間充電し
た後、終止電圧が３．０Ｖになるまで放電電流１１０ｍ
Ａで放電したときの放電容量Ｐを測定した。次いで、再
度前記充電条件で充電した後、終止電圧が３．０Ｖにな
るまで放電電流１１００ｍＡという大電流で放電したと
きの放電容量Ｑを測定し、前記の放電電流１１０ｍＡに
おける放電容量Ｐと放電電流１１００ｍＡにおける放電
容量Ｑとの比Ｑ／Ｐを百分率で表して容量維持率として
評価し、その結果を表１および図２に示した。
を、多孔質のセパレータ５を介して重ねて渦巻き状に巻
回して電池ケース内に組み込んだ。そして、前記の電解
液を電池ケース内に充填して、封口して種々のリチウム
二次電池を得、比較例１〜３と共に、それぞれのハイレ
ート特性を容量維持率で評価した。その試験条件は、先
ず２０℃において充電電流１３２０ｍＡという大電流
で、但し充電電圧４．２Ｖに制限して、３０分間充電し
た後、終止電圧が３．０Ｖになるまで放電電流１１０ｍ
Ａで放電したときの放電容量Ｐを測定した。次いで、再
度前記充電条件で充電した後、終止電圧が３．０Ｖにな
るまで放電電流１１００ｍＡという大電流で放電したと
きの放電容量Ｑを測定し、前記の放電電流１１０ｍＡに
おける放電容量Ｐと放電電流１１００ｍＡにおける放電
容量Ｑとの比Ｑ／Ｐを百分率で表して容量維持率として
評価し、その結果を表１および図２に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１および図２に示すように、実施例１〜
６のものは容量維持率が７５％以上となりよいハイレー
ト特性を示したが、球状黒鉛粉末を添加しなかった比較
例１、粒子径のコーティング粉末の粒子径に対する比率
が０．０４の比較例２および前記比率が１．２の比較例
３は、いずれも容量維持率が７５％を下回った。
６のものは容量維持率が７５％以上となりよいハイレー
ト特性を示したが、球状黒鉛粉末を添加しなかった比較
例１、粒子径のコーティング粉末の粒子径に対する比率
が０．０４の比較例２および前記比率が１．２の比較例
３は、いずれも容量維持率が７５％を下回った。
【００２６】上記実施形態では、コーティング粉末と球
状黒鉛粉末との混合物に占める球状黒鉛粉末の比率を５
ｗｔ％としたが、この比率が５〜２５ｗｔ％の範囲にお
いても上記と同様の効果が得られた。なお、この比率を
３０ｗｔ％としたものは、負極活物質層中のコーティン
グ粉末の充填量が減ったため初期の放電容量Ｐが低かっ
た。
状黒鉛粉末との混合物に占める球状黒鉛粉末の比率を５
ｗｔ％としたが、この比率が５〜２５ｗｔ％の範囲にお
いても上記と同様の効果が得られた。なお、この比率を
３０ｗｔ％としたものは、負極活物質層中のコーティン
グ粉末の充填量が減ったため初期の放電容量Ｐが低かっ
た。
【００２７】また、上記実施形態では、コーティング粉
末として、人造黒鉛に粉末の非晶質炭素をコーティング
したものを用いたが、これに代えて天然黒鉛粉末に非晶
質炭素をコーティングしたものを用いてもＬｉのインタ
ーカレート特性に優れ好ましい。また、負極活物質を兼
ねる添加物として、メソフェーズ炭素小球体を黒鉛化し
て得た球状黒鉛粉末を用いたが、これに代えて他の等軸
形状の炭素粉末でもよく、例えば気相成長系炭素繊維や
ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維をその長さがその直径の
１〜２倍程度になるように粉砕して得た粉末でもよい。
末として、人造黒鉛に粉末の非晶質炭素をコーティング
したものを用いたが、これに代えて天然黒鉛粉末に非晶
質炭素をコーティングしたものを用いてもＬｉのインタ
ーカレート特性に優れ好ましい。また、負極活物質を兼
ねる添加物として、メソフェーズ炭素小球体を黒鉛化し
て得た球状黒鉛粉末を用いたが、これに代えて他の等軸
形状の炭素粉末でもよく、例えば気相成長系炭素繊維や
ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維をその長さがその直径の
１〜２倍程度になるように粉砕して得た粉末でもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池によれば、
コーティング粉末よりも小さく等軸形状である適量の炭
素粉末が、負極活物質層中において、偏平円板状である
ために互いに平行に重なり合う傾向にあるコーティング
粉末間やコーティング粉末と集電体間に入り込むことに
よって、それらコーティング粉末同士がその偏平円板面
を互いに傾斜させて分布するようにできるし、集電体に
隣接するコーティング粉末が偏平円板面を集電体面に傾
斜して分布するようにできるので、コーティング粉末の
偏平円板すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向す
るのを抑えることができる。また、コーティング粉末間
やコーティング粉末と集電体間に入り込んだ炭素粉末
は、それ自身が特定の方向に配向することなく、コーテ
ィング粉末間やコーティング粉末と集電体間に十分な電
導度を付与できる。従って、負極活物質としてＬｉのイ
ンターカレート特性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の
粉末を用いつつ、集電体面に垂直な方向でのＬｉの移動
度および電導度を十分に保持することができ、その結果
ハイレート特性を向上させることができる。
コーティング粉末よりも小さく等軸形状である適量の炭
素粉末が、負極活物質層中において、偏平円板状である
ために互いに平行に重なり合う傾向にあるコーティング
粉末間やコーティング粉末と集電体間に入り込むことに
よって、それらコーティング粉末同士がその偏平円板面
を互いに傾斜させて分布するようにできるし、集電体に
隣接するコーティング粉末が偏平円板面を集電体面に傾
斜して分布するようにできるので、コーティング粉末の
偏平円板すなわちベーサル面が集電体面に平行に配向す
るのを抑えることができる。また、コーティング粉末間
やコーティング粉末と集電体間に入り込んだ炭素粉末
は、それ自身が特定の方向に配向することなく、コーテ
ィング粉末間やコーティング粉末と集電体間に十分な電
導度を付与できる。従って、負極活物質としてＬｉのイ
ンターカレート特性に優れる人造黒鉛または天然黒鉛の
粉末を用いつつ、集電体面に垂直な方向でのＬｉの移動
度および電導度を十分に保持することができ、その結果
ハイレート特性を向上させることができる。
【００２９】炭素粉末を、メソフェーズ炭素小球体を黒
鉛化して得た球状黒鉛粉末で構成すると、前記と同様の
作用効果を得られると共に、この球状黒鉛粉末は、炭素
粉末の中で人造黒鉛や天然黒鉛の粉末に次いでＬｉイオ
ンのインターカレート性に優れ、さらに球状であるため
充填性に優れるので、電池容量を増すことができ好適で
ある。
鉛化して得た球状黒鉛粉末で構成すると、前記と同様の
作用効果を得られると共に、この球状黒鉛粉末は、炭素
粉末の中で人造黒鉛や天然黒鉛の粉末に次いでＬｉイオ
ンのインターカレート性に優れ、さらに球状であるため
充填性に優れるので、電池容量を増すことができ好適で
ある。
【図１】本発明の非水電解液二次電池の一実施形態を示
す概略断面図。
す概略断面図。
【図２】本発明の非水電解液二次電池の容量維持率を示
す図。
す図。
１ 正極板 ３ 負極板
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｌｉを含む金属複酸化物を主成分とする
正極活物質と、人造黒鉛または天然黒鉛の粉末に非晶質
炭素をコーティングしたコーティング粉末と等軸形状の
炭素粉末との混合物を主成分とする負極活物質と、リチ
ウム塩を有機溶媒に溶解した非水電解液とを備え、 前記炭素粉末は、前記混合物に占める比率が５〜２５ｗ
ｔ％であり、その粒子径の前記コーティング粉末の粒子
径に対する比率が０．１〜０．８であることを特徴とす
る非水電解液二次電池。 - 【請求項２】 炭素粉末が、メソフェーズ炭素小球体を
黒鉛化して得た球状黒鉛粉末である請求項１記載の非水
電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9183957A JPH1131508A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9183957A JPH1131508A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131508A true JPH1131508A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16144785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9183957A Pending JPH1131508A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131508A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013245A1 (fr) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Nec Corporation | Accumulateur a electrolyte non aqueux, procede de fabrication associe et composition de matiere carbonee |
| KR20010076586A (ko) * | 2000-01-26 | 2001-08-16 | 김순택 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| KR100315232B1 (ko) * | 1999-02-24 | 2001-11-26 | 김순택 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그 제조 방법 |
| WO2002034670A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | HYDRO-QUéBEC | Particules de graphite ayant la forme d'un patatoïde et un faible taux d'impuretés en surface, procédé pour leur préparation |
| KR100354226B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-09-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| EP1381098A1 (en) | 2002-07-08 | 2004-01-14 | Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. | Non-aqueous electrolytic solution secondary battery |
| KR100511232B1 (ko) * | 2001-09-03 | 2005-08-31 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | 2차 전지용 애노드 |
| JP2011519143A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-06-30 | エルエス エムトロン リミテッド | リチウム二次電池用負極活物質、その製造方法、及びそれを負極として含むリチウム二次電池 |
| JP2013016353A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Gs Yuasa Corp | 非水電解質二次電池 |
| JP2013137875A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池 |
| WO2014030720A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液二次電池用炭素材、非水系電解液二次電池用負極、非水系電解液二次電池、及び非水系電解液二次電池用炭素材の製造方法 |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP9183957A patent/JPH1131508A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013245A1 (fr) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Nec Corporation | Accumulateur a electrolyte non aqueux, procede de fabrication associe et composition de matiere carbonee |
| US6803150B1 (en) | 1998-08-27 | 2004-10-12 | Nec Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary cell, method for manufacturing the same, and carbonaceous material composition |
| KR100315232B1 (ko) * | 1999-02-24 | 2001-11-26 | 김순택 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그 제조 방법 |
| KR100354226B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-09-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| KR20010076586A (ko) * | 2000-01-26 | 2001-08-16 | 김순택 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법 |
| JP2004511422A (ja) * | 2000-10-25 | 2004-04-15 | ハイドロ−ケベック | ポテト形状で、表面に不純物が僅かな割合でしか存在しないグラファイト粒子、およびその製法 |
| US9184437B2 (en) | 2000-10-25 | 2015-11-10 | Hydro-Quebec | Potato-shaped graphite particles with low impurity rate at the surface, method for preparing the same |
| WO2002034670A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | HYDRO-QUéBEC | Particules de graphite ayant la forme d'un patatoïde et un faible taux d'impuretés en surface, procédé pour leur préparation |
| JP2009184915A (ja) * | 2000-10-25 | 2009-08-20 | Hydro Quebec | ポテト形状で、表面に不純物が僅かな割合でしか存在しないグラファイト粒子、およびその製法 |
| US9508983B2 (en) | 2000-10-25 | 2016-11-29 | Hydro-Quebec | Potatolike shaped graphite particles with low impurity rate at the surface, process for preparing same |
| US9444092B2 (en) | 2000-10-25 | 2016-09-13 | Hydro-Quebec | Potato-shaped graphite particles with low impurity rate at the surface, method for preparing the same |
| US9412999B2 (en) | 2000-10-25 | 2016-08-09 | Hydro-Quebec | Potato-shaped graphite particles with low impurity rate at the surface, method for preparing the same |
| JP2014028753A (ja) * | 2000-10-25 | 2014-02-13 | Hydro Quebec | ポテト形状で、表面に不純物が僅かな割合でしか存在しないグラファイト粒子、およびその製法 |
| US9312537B2 (en) | 2000-10-25 | 2016-04-12 | Hydro-Quebec | Potato-shaped graphite particles with low impurity rate at the surface, method for preparing the same |
| KR100511232B1 (ko) * | 2001-09-03 | 2005-08-31 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | 2차 전지용 애노드 |
| EP1381098A1 (en) | 2002-07-08 | 2004-01-14 | Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. | Non-aqueous electrolytic solution secondary battery |
| JP2011519143A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-06-30 | エルエス エムトロン リミテッド | リチウム二次電池用負極活物質、その製造方法、及びそれを負極として含むリチウム二次電池 |
| JP2013016353A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Gs Yuasa Corp | 非水電解質二次電池 |
| JP2013137875A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池 |
| WO2014030720A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液二次電池用炭素材、非水系電解液二次電池用負極、非水系電解液二次電池、及び非水系電解液二次電池用炭素材の製造方法 |
| US10720645B2 (en) | 2012-08-23 | 2020-07-21 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbon material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for carbon material for non-aqueous electrolyte secondary battery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001110418A (ja) | リチウム二次電池用正極およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JPWO2019216275A1 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極組成物、リチウムイオン二次電池用正極、及びリチウムイオン二次電池 | |
| JPH10312811A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2015153659A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2023531266A (ja) | 正極板及び電池 | |
| JP2007184261A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP7344440B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH1131508A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH1131534A (ja) | 非水電解液二次電池およびこれに用いる電極板の製造方法 | |
| JP2000228224A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH06111818A (ja) | 非水電解液二次電池用炭素負極 | |
| JP3052760B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2002151154A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2000228199A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP4430778B2 (ja) | リチウムイオン二次電池とその製造方法 | |
| JP5890715B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 | |
| CN115732673A (zh) | 正极活性物质和包含该正极活性物质的非水电解质二次电池 | |
| WO2012090728A1 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP6955660B2 (ja) | 蓄電素子 | |
| JP2002117834A (ja) | 非水系二次電池用正極および非水系二次電池 | |
| JP3350114B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP3115256B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP7303084B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
| US20170149055A1 (en) | Lithium-ion secondary battery | |
| JP7510399B2 (ja) | 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池 |