JPH1140153A - Battery - Google Patents

Battery

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JPH1140153A
JPH1140153A JP9193612A JP19361297A JPH1140153A JP H1140153 A JPH1140153 A JP H1140153A JP 9193612 A JP9193612 A JP 9193612A JP 19361297 A JP19361297 A JP 19361297A JP H1140153 A JPH1140153 A JP H1140153A
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JP
Japan
Prior art keywords
compound
electrode active
alkali metal
positive electrode
active material
Prior art date
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Pending
Application number
JP9193612A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiko Igawa
享子 井川
Shigeo Tsuruoka
重雄 鶴岡
Masanori Yoshikawa
正則 吉川
Tadashi Muranaka
村中  廉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH1140153A publication Critical patent/JPH1140153A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve battery characteristic by using an element which forms a compound with an alkali metal and a carbon material having no element, which forms a compound with an alkali metal for a negative electrode active material and specifying the composition of a positive electrode active material. SOLUTION: At least one bind of element which forms a compound with an alkali metal and a carbon material containing no element which forms a compound with an alkali metal are used for a negative electrode active material, and at least one kind of material to be used for a positive electrode active material is a compound oxide having Formula I (in the formula, A stands for one or more metals selected from among alkali metals, P is one or more kinds of elements selected from among Mg, B, P, and In, M is one or more kinds of elements selected from Mn, Co, And Al, N for one or more kind of element selected from among Si, Al, Ca, Cu, Sn, Mo, Nb, Y, and Bi, and w, v, z, y, z for the numbers of respective formulas II, III, IV, V, VI) and a mixture of the material with graphite having 150 Å or higher Lc, and a carbon black having 50 m<2> /g or lager specific surface area as conductive agents is used as the composition for the positive electrode active material.

Description

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

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】携帯型コンピュータ(ペンコンピュータと
呼ばれるものも含む)や携帯情報端末(Personal Digi
tal Assistant、あるいはPersonal Intelligent Comm
unicator、あるいはハンドヘルド・コミュニケータ)と
いった移動体通信(モービル・コンピューティング)が
必要とされる要求として、小型化,軽量化が挙げられ
る。
A portable computer (including a pen computer) and a personal digital assistant (Personal Digi
tal Assistant or Personal Intelligent Comm
A demand for mobile communication (mobile computing) such as a unicator or a handheld communicator includes miniaturization and weight reduction.

【0004】しかし、液晶表示パネルのバックライトや
描画制御によって消費される電力が高いことや、二次電
池の容量が現状ではまだ不十分であることなどの点か
ら、システムのコンパクト化,軽量化が難しい状況にあ
る。
However, since the power consumed by the backlight of the liquid crystal display panel and the drawing control is high, and the capacity of the secondary battery is still insufficient at present, the system is made compact and lightweight. Is in a difficult situation.

【0005】さらに、地球環境問題の高まりとともに排
ガスや騒音を出さない電気自動車が関心を集めている。
しかし、現状の電池ではエネルギー密度,出力密度が低
いことから走行距離が短い,加速性が悪い,車内のスペ
ースが狭い,車体の安定性が悪いなどの問題点が生じて
いる。
[0005] Further, with the increase in global environmental problems, electric vehicles that do not emit exhaust gas or noise are attracting attention.
However, current batteries have problems such as short running distance, poor acceleration, small space inside the vehicle, and poor stability of the vehicle body due to low energy density and low output density.

【0006】二次電池の中でも特に非水電解液を用いた
リチウム二次電池は、電圧が高く、かつ軽量で、高いエ
ネルギー密度が期待されることから注目されている。こ
の二次電池の正極材料としては、ポリアニリン,ポリア
セン,ポリパラフェニレンなどの導電性高分子やLix
CoO2,LixNiO2,LixMn24,LixFe
2,V25,Cr25,MnO2などの遷移金属の酸化
物,TiS2,MoS2 などのカルコゲナイト化合物等
が代表的である。特に特開昭55−136131号公報で開示さ
れているLixCoO2,LixNiO2等の二次電池正極
はLi金属を負極として用いた場合4V以上の起電力を
有することから高エネルギー密度が期待できる。
[0006] Among secondary batteries, lithium secondary batteries using a non-aqueous electrolyte are attracting attention because they are expected to have high voltage, light weight, and high energy density. As the positive electrode material of this secondary battery, conductive polymers such as polyaniline, polyacene, polyparaphenylene and Li x
CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x Fe
Representative examples are oxides of transition metals such as O 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 5 , and MnO 2, and chalcogenite compounds such as TiS 2 and MoS 2 . In particular, the positive electrode of a secondary battery such as Li x CoO 2 or Li x NiO 2 disclosed in JP-A-55-136131 has an electromotive force of 4 V or more when Li metal is used as the negative electrode. Can be expected.

【0007】しかし、これらは現実には実際に利用しう
る容量がまだ低い、あるいは寿命が短いなどの他、充放
電時における過電圧,自己放電特性や高温特性などの点
でまだ充分な性能とは言えない。また、過充電時に正極
活物質が発熱分解し熱暴走を起こして、電池が発火,爆
発するなど、安全性の面でも問題があった。従来、正極
の高容量化,長寿命化を達成するため、さまざまな活物
質組成が提案されている。
[0007] However, these are not enough performances in terms of overvoltage, self-discharge characteristics, high temperature characteristics and the like during charging and discharging, in addition to the fact that the actually usable capacity is still low or the life is short. I can not say. In addition, there is also a problem in terms of safety such that the positive electrode active material is decomposed by heat during overcharge, causing thermal runaway, and the battery ignites and explodes. Conventionally, various active material compositions have been proposed in order to achieve higher capacity and longer life of a positive electrode.

【0008】例えば、サイクル特性を改善するものとし
ては、正極活物質に化学式LixMO2(MはCo,Ni,F
e,Mnのうちから選択される1種又は2種以上の元素
を表す)で示されるリチウム含有複合酸化物を用いるこ
と(特開平2−306022 号公報)、あるいは化学式Lix
yGezp(MはCo,Ni,Mnから選ばれる1種
以上の遷移金属元素、0.9≦x≦1.3,0.8≦y≦
2.0,0.01≦z≦0.2,2.0≦p≦4.5)で示
される複合酸化物を用いること(特開平7−29603号公
報)が開示されている。
For example, in order to improve the cycle characteristics, a positive electrode active material has a chemical formula of Li x MO 2 (M is Co, Ni, F
e, representing one or more elements selected from Mn) (JP-A-2-306022) or a chemical formula Li x
M y Ge z O p (M is Co, Ni, 1 or more transition metal elements selected from Mn, 0.9 ≦ x ≦ 1.3,0.8 ≦ y ≦
The use of a composite oxide represented by the following formula: 2.0, 0.01 ≦ z ≦ 0.2, 2.0 ≦ p ≦ 4.5) (JP-A-7-29603) is disclosed.

【0009】また、サイクル特性,自己放電特性を改善
するものとしては、Axyz2(Aはアルカリ金属か
ら選ばれた少なくとも1種であり、Mは遷移金属であ
り、NはAl,In,Snの群から選ばれた少なくとも
1種を表わし、0.05≦x≦1.10,0.85≦y≦
1.00,0.001≦z≦0.10)で示される複合酸化
物を使用することが(特開平7−176302号公報)、また、
容量,サイクル特性を改善するものとしては、Liy
(1-x)MxO2(MはCu,Zn,Nb,Mo,Wの群
から選ばれる少なくとも1種の元素、0<x<1,0.
9≦y≦1.3)で示される複合酸化物を使用する(特
開平6−283174 号公報)ことなどが開示されている。
Further, the cycle characteristics, those for improving the self-discharge characteristics, A x M y N z O 2 (A is at least one selected from alkali metal, M is a transition metal, N is the Represents at least one selected from the group consisting of Al, In, and Sn, wherein 0.05 ≦ x ≦ 1.10, 0.85 ≦ y ≦
1.00, 0.001 ≦ z ≦ 0.10) (JP-A-7-176302).
To improve capacity and cycle characteristics, Li y N
i (1-x) MxO 2 (M is at least one element selected from the group consisting of Cu, Zn, Nb, Mo, and W; 0 <x <1,0.
It discloses that a composite oxide represented by 9 ≦ y ≦ 1.3) is used (Japanese Patent Laid-Open No. 6-283174).

【0010】また、サイクル特性を改善し、負荷特性を
高くするものとしては、化学式LixMgyCozNi
1-y-za(0.95≦x≦1.05,0.02≦z≦0.1
5ならば、0.003<y<0.02,z<0.02なら
ば、0.003<y<0.05,a=2)で示される複合
酸化物を用いること(特開平8−185863 号公報)などが
開示されている。
In order to improve the cycle characteristics and increase the load characteristics, a chemical formula Li x Mg y Co z Ni is used.
1-yz O a (0.95 ≦ x ≦ 1.05, 0.02 ≦ z ≦ 0.1
5, a composite oxide represented by 0.003 <y <0.02, and if z <0.02, 0.003 <y <0.05, a = 2) is used. No. 185863).

【0011】さらに、充放電時における過電圧を低下さ
せ、容量劣化を抑えるため、正極に添加する導電剤とし
て、一次粒径の平均が0.1μm 以下のカーボンブラッ
クと平均粒径が20μm以下の黒鉛との混合材料を使用
する(特開平8−222206 号公報)ことなどが開示されて
いる。
Further, in order to reduce the overvoltage during charge and discharge and suppress the capacity deterioration, as a conductive agent added to the positive electrode, carbon black having an average primary particle size of 0.1 μm or less and graphite having an average primary particle size of 20 μm or less are used. (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-222206) is disclosed.

【0012】負極材料に関してはLiイオンをドープ,
脱ドープできる高結晶性黒鉛や非晶質炭素が主として使
用されている。
Regarding the negative electrode material, Li ions are doped,
Highly crystalline graphite and amorphous carbon that can be undoped are mainly used.

【0013】しかし、これらは現実には実際に利用しう
る容量がまだ低い、あるいは寿命が短い,負荷特性が低
いなどの他、急速充電や過充電時にLiが樹枝状に負極
表面に析出し、ショートを起こしたり、不可逆な容量が
大きくなったり、電池が発火,爆発するなどの問題があ
った。
[0013] However, in reality, in addition to the fact that the actually usable capacity is still low, the life is short, the load characteristics are low, and the like, Li precipitates in a dendritic manner on the negative electrode surface during rapid charging or overcharging. There have been problems such as short-circuiting, irreversible capacity increase, battery firing and explosion.

【0014】従来、負極の高容量化,負荷特性の改善を
達成するため、例えば、芯を形成する高結晶性炭素粒子
の表面をVIII族の金属元素を含む膜で被覆し、その上に
さらに炭素を被覆させた複合体を用いる(特開平5− 299
073号公報)ことが提案されている。サイクル特性を改善
するものとしては、H/C<0.15,面間隔>3.37
Å,Lc<150Åの炭素物質とLiと合金化が可能な
金属との混合物を用いる(特開平2−121258 号公報)こ
とが提案されている。また、高容量化できるものとし
て、黒鉛に酸化銅を付着させたものを使用する(特開平
5−136099 号公報)ことなどが提案されている。
Conventionally, in order to achieve a higher capacity and an improved load characteristic of a negative electrode, for example, the surface of highly crystalline carbon particles forming a core is coated with a film containing a Group VIII metal element, and further coated thereon. Using a composite coated with carbon (Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-299
No. 073) has been proposed. In order to improve the cycle characteristics, H / C <0.15, face spacing> 3.37
It has been proposed to use a mixture of a carbon material with {, Lc <150} and a metal that can be alloyed with Li (Japanese Patent Laid-Open No. 2-121258). Further, as a material capable of increasing the capacity, a material obtained by attaching copper oxide to graphite is used (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 5-136099).

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】正極活物質に化学式L
xMO2(MはCo,Ni,Fe,Mnのうちから選択
される1種又は2種以上の元素を表す)で示されるリチ
ウム含有複合酸化物を用いる場合、サイクル寿命は改善
される。しかし、容量の面では充分な特性とは言い難
い。また、電圧が低下するなどの欠点を有する。Axy
z2(Aはアルカリ金属から選ばれた少なくとも1種
であり、Mは遷移金属であり、NはAl,In,Snの
群から選ばれた少なくとも1種を表わし、0.05≦x
≦1.10,0.85≦y≦1.00,0.001≦z≦
0.10)で示される複合酸化物を使用する場合にも同
様にサイクル寿命は改善されるが、実際に充放電に利用
しうる容量は低下するため高容量化には至らない。正極
活物質に化学式LixyGezp(MはCo,Ni,M
nから選ばれる1種以上の遷移金属元素,0.9≦x≦
1.3,0.8≦y≦2.0,0.01≦z≦0.2,2.0
≦p≦4.5)で示される複合酸化物を用いる場合、容
量,サイクル寿命の点では改善される。
The positive electrode active material has the formula L
i x MO 2 (M is Co, Ni, Fe, represents one or more elements selected from among Mn) when using a lithium-containing composite oxide represented by the cycle life is improved. However, it is hard to say that the characteristics are sufficient in terms of capacity. In addition, it has disadvantages such as a decrease in voltage. A x M y
N z O 2 (A is at least one selected from alkali metals, M is a transition metal, N is at least one selected from the group consisting of Al, In and Sn, and 0.05 ≦ x
≤ 1.10, 0.85 ≤ y ≤ 1.00, 0.001 ≤ z ≤
When the composite oxide represented by 0.10) is used, the cycle life is similarly improved, but the capacity that can be actually used for charging and discharging is reduced, so that the capacity cannot be increased. Chemical positive electrode active material formula Li x M y Ge z O p (M is Co, Ni, M
one or more transition metal elements selected from n, 0.9 ≦ x ≦
1.3, 0.8 ≦ y ≦ 2.0, 0.01 ≦ z ≦ 0.2, 2.0
When the composite oxide represented by ≦ p ≦ 4.5) is used, the capacity and the cycle life are improved.

【0016】しかし、過充電時の熱暴走反応を抑制する
ことはできない。LiyNi(1-x)MxO2(MはCu,Zn,N
b,Mo,Wの群から選ばれる少なくとも1種の元素、
0<x<1,0.9≦y≦1.3)で示される複合酸化物
を使用する場合や化学式LixMgyCozNi1-y-za
(0.95≦x≦1.05,0.02≦z≦0.15なら
ば、0.003<y<0.02,z<0.02ならば、0.
003<y<0.05,a=2)で示される複合酸化物を用
いる場合にも同様である。
However, the thermal runaway reaction at the time of overcharging cannot be suppressed. Li y Ni (1-x) M x O 2 (M is Cu, Zn, N
at least one element selected from the group consisting of b, Mo, and W;
0 <x <1,0.9 ≦ y ≦ 1.3) When using a composite oxide represented by or formula Li x Mg y Co z Ni 1 -yz O a
(If 0.95 ≦ x ≦ 1.05, 0.02 ≦ z ≦ 0.15, then 0.003 <y <0.02, if z <0.02, 0.0.
003 <y <0.05, a = 2).

【0017】正極に添加添加する導電剤として、一次粒
径の平均が0.1μm 以下のカーボンブラックと平均粒
径が20μm以下の黒鉛との混合材料を使用することに
より、充放電時における過電圧を低下させ、サイクル劣
化を抑制できる。しかし粒径の制御だけでは、急速放電
特性、すなわちレート特性を改善することはできない。
このように、二次電池用正極材料の高容量化,長寿命
化,充放電時における過電圧の低下,レート特性の改善
に加えて、安全性の面で充分な改善方法はあまり見出さ
れていない。
By using a mixed material of carbon black having an average primary particle size of 0.1 μm or less and graphite having an average particle size of 20 μm or less as a conductive agent to be added to the positive electrode, overvoltage during charging and discharging can be reduced. And cycle deterioration can be suppressed. However, control of the particle size alone cannot improve the rapid discharge characteristics, that is, the rate characteristics.
As described above, in addition to increasing the capacity and prolonging the life of the positive electrode material for secondary batteries, reducing the overvoltage during charging and discharging, and improving the rate characteristics, a sufficient improvement in safety has been found. Absent.

【0018】また、負極活物質に芯を形成する高結晶性
炭素粒子の表面をVIII族の金属元素を含む膜で被覆し、
その上にさらに炭素を被覆させた複合体を用いる場合、
表面の炭素がリチウムのインターカレーションを助ける
ため容量が増大し、負荷特性も改善される。しかし、過
充電時のLiの樹枝状析出物の生成を抑制できないた
め、電池内で電解液や正極と反応して爆発を起こし、安
全性の面で問題が残る。H/C<0.15,面間隔>3.
37Å,Lc<150Åの炭素物質とLiと合金化が可
能な金属との混合物を用いる場合、見かけ上サイクル寿
命が改善されるが、サイクルが長期化するとLiと合金
化する金属の膨張収縮が大きいために崩壊,脱落が起こ
り、充分なサイクル寿命は得られない。
Further, the surface of the highly crystalline carbon particles forming the core of the negative electrode active material is coated with a film containing a Group VIII metal element,
When using a complex further coated with carbon on it,
Since the carbon on the surface assists the intercalation of lithium, the capacity is increased, and the load characteristics are also improved. However, the formation of dendritic precipitates of Li during overcharge cannot be suppressed, so that it reacts with the electrolyte or the positive electrode in the battery and causes an explosion, leaving a problem in terms of safety. H / C <0.15, face spacing> 3.
When a mixture of a carbon material of 37 ° and Lc <150 ° and a metal which can be alloyed with Li is used, the cycle life is apparently improved, but when the cycle is prolonged, the expansion and contraction of the metal alloyed with Li is large. As a result, collapse and falling off occur, and a sufficient cycle life cannot be obtained.

【0019】黒鉛に酸化銅を付着させたものを使用する
場合、高容量が得られるが、過充電時のLiの樹枝状析
出物の生成を抑制できない。
When graphite is used with copper oxide attached thereto, a high capacity can be obtained, but the formation of dendritic Li deposits during overcharge cannot be suppressed.

【0020】このように、従来の正極と負極の組合せで
は、高容量化,長寿命化,充放電時における過電圧の低
下,レート特性の改善を達成でき、かつ、過充電時にお
いて爆発,発火のない安全性の高い電池は得られていな
い。
As described above, in the conventional combination of the positive electrode and the negative electrode, it is possible to achieve a high capacity, a long life, a low overvoltage during charge and discharge, and an improvement in rate characteristics, and an explosion and ignition during overcharge. No safe batteries have been obtained.

【0021】本発明は二次電池用材料のこれらの電池特
性の改善を図ることを目的とする。
An object of the present invention is to improve these battery characteristics of a secondary battery material.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の電池は、負極活
物質の少なくとも一種はアルカリ金属と化合物を形成す
る元素とアルカリ金属と化合物を形成しない元素とを含
む炭素材料であり、かつ、前記正極活物質の少なくとも
一種は、一般式AwvNixyz2(但しAはアルカ
リ金属から選ばれた少なくとも1種であり、PはMg,
B,P,Inから選ばれた少なくとも1種であり、Mは
Mn,Co,Alから選ばれた少なくとも1種であり、
NはSi,Al,Ca,Cu,Sn,Mo,Nb,Y,
Biから選ばれた少なくとも1種を表わし、w,v,
x,y,zはそれぞれ0.05≦w≦1.2,0.000
1≦v≦0.2,0.5≦x≦0.95,0.005≦y≦
0.5,0≦z≦0.2の数を表わす)で示される複合酸
化物であり、前記正極活物質の導電剤としてLcが15
0Å以上の黒鉛と比表面積が50m2/g 以上のカーボ
ンブラックとの混合物を使用することを特徴とする。
According to the battery of the present invention, at least one of the negative electrode active materials is a carbon material containing an element forming a compound with an alkali metal and an element not forming a compound with an alkali metal. at least one of the positive electrode active material, the general formula a w P v Ni x M y N z O 2 ( where a is at least one selected from alkali metal, P is Mg,
B is at least one kind selected from B, P, and In; M is at least one kind selected from Mn, Co, and Al;
N is Si, Al, Ca, Cu, Sn, Mo, Nb, Y,
Represents at least one selected from Bi, w, v,
x, y, z are respectively 0.05 ≦ w ≦ 1.2, 0.000
1 ≦ v ≦ 0.2, 0.5 ≦ x ≦ 0.95, 0.005 ≦ y ≦
0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2), wherein Lc is 15 as a conductive agent of the positive electrode active material.
It is characterized by using a mixture of graphite of 0 ° or more and carbon black having a specific surface area of 50 m 2 / g or more.

【0023】本発明の新規な電池における正極活物質は
一般式AwvNixyz2で示されるものであって、
Aはアルカリ金属から選ばれた少なくとも一種、例えば
Li,Na,Kであり、中でもLiが好ましい。wの値
は充電状態,放電状態により変動し、その範囲は0.0
5≦w≦1.2である。即ち充電によりAイオンのディ
インターカレーションが起こりwの値は小さくなり、放
電によりAイオンのインターカレーションが起こりwの
値は大きくなる。
[0023] be one positive electrode active material in the novel cells of this invention represented by the general formula A w P v Ni x M y N z O 2,
A is at least one selected from alkali metals, for example, Li, Na, and K, and among them, Li is preferable. The value of w varies depending on the charge state and the discharge state, and the range is 0.0.
5 ≦ w ≦ 1.2. In other words, deintercalation of A ions occurs due to charging and the value of w decreases, and intercalation of A ions occurs and discharging increases the value of w.

【0024】また、PはMg,B,P,Inから選ばれ
た少なくとも1種であって、好ましくは、Mgであり、
さらに好ましくはMgとPの組合せである。Nの量を表
わすvの値は充電,放電により変動しないが、0.00
01≦v≦0.02の範囲である。vの値が0.0001
未満の場合、Nの効果が充分発揮されず、高容量を得
るための深い充電,深い放電におけるサイクル性が悪
く、容量も低下し、好ましくない。また、vの値が0.
2 を越える場合には容量が低下して好ましくない。M
gとPの組合せにおけるMg/Pの原子比は、0.1 以
上,12以下が望ましい。
P is at least one selected from Mg, B, P, and In, and is preferably Mg,
More preferably, it is a combination of Mg and P. Although the value of v representing the amount of N does not fluctuate due to charging and discharging, it is 0.00
It is in the range of 01 ≦ v ≦ 0.02. The value of v is 0.0001
If it is less than N, the effect of N is not sufficiently exhibited, the cycleability in deep charge and deep discharge for obtaining a high capacity is poor, and the capacity is undesirably reduced. In addition, the value of v is set to 0.
If it exceeds 2, the capacity is undesirably reduced. M
The atomic ratio of Mg / P in the combination of g and P is preferably 0.1 or more and 12 or less.

【0025】また、Ni量を表わすxの値は0.5≦x
≦0.95の範囲である。xの値が0.5未満の場合、容
量は著しく低下し、好ましくない。また、xの値が0.
95を越える場合には深い充電,深い放電におけるサイ
クル性が悪く、好ましくない。
The value of x representing the amount of Ni is 0.5 ≦ x
≦ 0.95. When the value of x is less than 0.5, the capacity is significantly reduced, which is not preferable. Also, if the value of x is 0.
If it exceeds 95, the cyclability in deep charge and deep discharge is poor, which is not preferable.

【0026】MはMn,Co,Alから選ばれた少なく
とも1種であり、yの値は充電状態,放電状態により変
動せず、その範囲は0.005≦y≦0.5である。yの
値が0.005 未満の場合、Mの効果が充分発揮され
ず、深い充電,深い放電におけるサイクル性が悪く好ま
しくない。また、yの値が0.5 を越える場合には容量
が低下し、さらに電圧が低下するため好ましくない。
M is at least one selected from Mn, Co, and Al. The value of y does not vary depending on the state of charge and the state of discharge, and its range is 0.005 ≦ y ≦ 0.5. When the value of y is less than 0.005, the effect of M is not sufficiently exhibited, and the cycleability in deep charging and deep discharging is poor, which is not preferable. On the other hand, when the value of y exceeds 0.5, the capacity is reduced and the voltage is further reduced, which is not preferable.

【0027】NはSi,Al,Ca,Cu,Sn,M
o,Nb,Y,Biから選ばれた少なくとも1種であ
り、yの値は充電状態,放電状態により変動せず、その
範囲は0≦y≦0.2である。yの値が0.2を越える場
合には容量が低下し、さらに電圧が低下するため好まし
くない。
N is Si, Al, Ca, Cu, Sn, M
It is at least one selected from o, Nb, Y, and Bi. The value of y does not vary depending on the state of charge and the state of discharge, and its range is 0 ≦ y ≦ 0.2. If the value of y exceeds 0.2, the capacity decreases and the voltage further decreases, which is not preferable.

【0028】本発明の新規な電池における正極活物質の
導電剤としてはLcが150Å以上の黒鉛と比表面積が
50m2/g 以上のカーボンブラックとの混合物を使用
することを特徴とする。黒鉛のみ、あるいはカーボンブ
ラックのみの添加では、電極の内部抵抗が高く良好な電
池特性が得られない。Lcが150Å未満の黒鉛を使用
した場合、電子伝導性が低く良好な電池特性が得られな
い。また、比表面積が50m2/g 未満のカーボンブラッ
クを使用した場合も、電極の内部抵抗が高くなるため、
良好な電池特性が得られない。
The novel battery according to the present invention is characterized in that a mixture of graphite having an Lc of 150 ° or more and carbon black having a specific surface area of 50 m 2 / g or more is used as a conductive agent of a positive electrode active material. If only graphite or only carbon black is added, the internal resistance of the electrode is high and good battery characteristics cannot be obtained. When graphite having an Lc of less than 150 ° is used, electron conductivity is low and good battery characteristics cannot be obtained. Also, when carbon black having a specific surface area of less than 50 m 2 / g is used, the internal resistance of the electrode increases,
Good battery characteristics cannot be obtained.

【0029】本発明の新規な電池における負極活物質の
少なくとも一種はアルカリ金属と化合物を形成する元素
とアルカリ金属と化合物を形成しない元素とを含む炭素
材料であり、アルカリ金属と化合物を形成する元素とし
て、鉛,錫,アルミニウム,珪素,インジウム,ガリウ
ム,銀,ほう素,マグネシウムからなる群より選ばれた
少なくとも一つ以上の元素を含み、好ましくは、鉛,
錫,アルミニウム,珪素,銀,ほう素であり、さらに好
ましくは、錫,アルミニウム,珪素,銀であり、最も好
ましくは、錫,銀である。アルカル金属と化合物を形成
しない元素としては、鉄,銅,コバルト,ニッケル,リ
ン,硫黄,セレンからなる群より選ばれた少なくとも一
つ以上の元素を含み、好ましくは、鉄,銅,コバルト,
リン,硫黄であり、さらに好ましくは、鉄,銅,リン,
硫黄であり、最も好ましくは鉄,銅である。
At least one of the negative electrode active materials in the novel battery of the present invention is a carbon material containing an element that forms a compound with an alkali metal and an element that does not form a compound with an alkali metal. Contains at least one element selected from the group consisting of lead, tin, aluminum, silicon, indium, gallium, silver, boron, and magnesium;
Tin, aluminum, silicon, silver, and boron; more preferably, tin, aluminum, silicon, and silver; and most preferably, tin and silver. The element that does not form a compound with the alkali metal includes at least one element selected from the group consisting of iron, copper, cobalt, nickel, phosphorus, sulfur, and selenium, and preferably includes iron, copper, cobalt,
Phosphorus, sulfur, more preferably iron, copper, phosphorus,
Sulfur, most preferably iron and copper.

【0030】アルカル金属と化合物を形成する元素とア
ルカリ金属と化合物を形成しない元素とは、単体,金属
間化合物,酸化物のうちの少なくとも一つもしくはこれ
らの複数個の組合せで前記炭素材料上に存在することを
特徴とする。例えば、アルカリ金属と化合物を形成する
元素として錫を含む場合、錫単体でも、錫を含む酸化物
でもよく、錫を含む金属間化合物でもよい。錫の場合、
好ましくは錫を含む酸化物であり、特に非晶質が望まし
い。銀の場合、好ましくは銀単体もしくは銀を含む金属
間化合物がよい。
The element that forms a compound with an alkali metal and the element that does not form a compound with an alkali metal are at least one of a simple substance, an intermetallic compound, and an oxide, or a combination of a plurality of these, on the carbon material. It is characterized by being present. For example, when tin is contained as an element forming a compound with an alkali metal, tin alone, an oxide containing tin, or an intermetallic compound containing tin may be used. For tin,
An oxide containing tin is preferable, and amorphous is particularly desirable. In the case of silver, silver alone or an intermetallic compound containing silver is preferred.

【0031】また、アルカリ金属と化合物を形成しない
元素として銅を含む場合、銅単体でも、銅を含む酸化物
でもよく、銅を含む金属間化合物でもよい。銅の場合、
好ましくは、銅単体もしくは銅を含む金属間化合物がよ
く、特に銀と銅の金属間化合物が望ましい。また、リン
や硫黄の場合、リンや硫黄単体でも、リンや硫黄を含む
酸化物でも、リン酸塩,硫酸塩でも、リンや硫黄を含む
金属間化合物でもよい。
When copper is contained as an element which does not form a compound with an alkali metal, copper alone, an oxide containing copper, or an intermetallic compound containing copper may be used. For copper,
Preferably, simple copper or an intermetallic compound containing copper is preferable, and an intermetallic compound of silver and copper is particularly desirable. In the case of phosphorus or sulfur, phosphorus or sulfur alone, an oxide containing phosphorus or sulfur, a phosphate or a sulfate, or an intermetallic compound containing phosphorus or sulfur may be used.

【0032】アルカリ金属と化合物を形成する元素とア
ルカリ金属と化合物を形成しない元素とは、無電解メッ
キプロセス、あるいは電解メッキプロセス、あるいはド
ライプロセスにより、粒径が1000Å以下の粒子状に
して炭素材料に担持させることにより、上記元素の効果
が十分に発揮される。粒径が1000Åよりも大きい場
合、アルカリ金属と化合物を形成する元素がアルカリ金
属を挿入,放出する際の体積変化が大きいために崩壊,
脱落してサイクル寿命が短い。
The element which forms a compound with an alkali metal and the element which does not form a compound with an alkali metal are formed into particles having a particle size of 1000 ° or less by an electroless plating process, an electrolytic plating process, or a dry process. The effect of the above-mentioned elements is sufficiently exerted by supporting them on. When the particle size is larger than 1000 °, the element forming a compound with the alkali metal undergoes a large volume change when the alkali metal is inserted and released, so that the element collapses.
Cycle life is short due to dropout.

【0033】負極活物質としては、グラフアイト,熱分
解グラフアイト,炭素繊維,気相成長炭素質材料,ピッ
チ系炭素質材料,コークス系炭素質材料,フエノール系
炭素質材料,レーヨン系炭素質材料,ポリアクリロニト
リル系炭素質材料,グラッシーカーボン,カーボンブラ
ック,フルフリルアルコール系炭素質材料,ポリパラフ
エニレン等導電性材料からなる群より選ばれた低結晶性
炭素,高結晶性炭素のうちの少なくとも一つあるいはこ
れらを複数個組合せた炭素材料を含むことにより、本発
明の電池は良好な特性を示す。
Examples of the negative electrode active material include graphite, pyrolysis graphite, carbon fiber, vapor-grown carbonaceous material, pitch-based carbonaceous material, coke-based carbonaceous material, phenol-based carbonaceous material, rayon-based carbonaceous material. , Polyacrylonitrile-based carbonaceous materials, glassy carbon, carbon black, furfuryl alcohol-based carbonaceous materials, polyparaphenylene, etc. The battery of the present invention exhibits good characteristics by including one or a carbon material obtained by combining a plurality of them.

【0034】電解液としては、例えばプロピレンカーボ
ネート,プロピレンカーボネート誘導体,エチレンカー
ボネート,ブチレンカーボネート,ビニレンカーボネー
ト,ガンマーブチルラクトン,ジメチルカーボネート,
ジエチルカーボネート,メチルエチルカーボネート、
1,2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフ
ラン,ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラ
ン,ホルムアミド,ジメチルホルムアミド,ジオキソラ
ン,アセトニトリル,ニトロメタン,ギサンメチル,酢
酸メチル,プロピオン酸メチル,プロピオン酸エチル,
リン酸トリエステル,トリメトキシメタン,ジオキソラ
ン誘導体,ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルト
ン,スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン,
テトラヒドロフラン,テトラヒドロフラン誘導体,ジオ
キソラン、1,2−ジエトキシエタン、また、これらの
ハロゲン化物などからなる群より選ばれた少なくとも一
つ以上の非水溶媒とリチウム塩、例えばLiClO4
LiBF4,LiPF6,LiCF3SO3,LiCF3CO2,Li
AsF6,LiSbF6,LiB10Cl10,LiAlCl
,LiCl,LiBr,LiI,低級脂肪族カルボン
酸リチウム,クロロボランリチウム,四フェニルホウ酸
リチウムなどからなる群より選ばれた少なくとも一つ以
上の塩との混合溶液、また、これらの混合溶液とポリマ
ー、例えばポリアクリロニトリル,ポリエチレンオキサ
イド,ポリフッ化ビニリデン,ポリメタクリル酸メチ
ル,ヘキサフロロプロピレンからなる群より選ばれた少
なくとも一つ以上とを混合したゲル状電解液を用いるこ
とにより、本発明の電池は良好な特性を示す。
Examples of the electrolyte include propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, and the like.
Diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate,
1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, gisanmethyl, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,
Triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivative, diethyl ether, 1,3-propanesultone, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone,
At least one non-aqueous solvent selected from the group consisting of tetrahydrofuran, tetrahydrofuran derivative, dioxolan, 1,2-diethoxyethane, and halides thereof, and a lithium salt such as LiClO 4 ,
LiBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li
AsF 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl
4 , a mixed solution of at least one salt selected from the group consisting of LiCl, LiBr, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, etc .; For example, by using a gel electrolyte mixed with at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene, the battery of the present invention has a good performance. Characteristics.

【0035】本発明の可逆的に充放電が可能な電池の用
途は、特に限定されないが、例えばノートパソコン,ペ
ン入力パソコン,ポケットパソコン,ノート型ワープ
ロ,ポケットワープロ,電子ブックプレーヤー,携帯電
話,コードレスフォン子機,ページャー,ハンディータ
ーミナル,携帯コピー,電子手帳,電卓,液晶テレビ,
電気シェーバー,電動工具,電子翻訳機,自動車電話,
トランシーバー,音声入力機器,メモリーカード,バッ
クアップ電源,テープレコーダー,ラジオ,ヘッドホン
ステレオ,携帯プリンター,ハンディークリーナー,ポ
ータブルCD,ビデオムービー,ナビゲーションシステ
ムなどの機器用の電源や、冷蔵庫,エアコン,テレビ,
ステレオ,温水器,オーブン電子レンジ,食器洗い器,
洗濯機,乾燥器,ゲーム機器,照明機器,玩具,ロード
コンディショナー,医療機器,自動車,電気自動車,ゴ
ルフカート,電動カート,電力貯蔵システムなどの電源
として使用することができる。また,民生用の他,軍需
用,宇宙用としても用いることができる。
The use of the reversibly chargeable / dischargeable battery of the present invention is not particularly limited. For example, notebook personal computers, pen input personal computers, pocket personal computers, notebook word processors, pocket word processors, electronic book players, mobile phones, cordless phones Phone handset, pager, handy terminal, portable copy, electronic organizer, calculator, LCD TV,
Electric shaver, power tool, electronic translator, car phone,
Power supplies for equipment such as transceivers, voice input devices, memory cards, backup power supplies, tape recorders, radios, headphone stereos, portable printers, handy cleaners, portable CDs, video movies, navigation systems, refrigerators, air conditioners, televisions,
Stereo, water heater, microwave oven, dishwasher,
It can be used as a power source for washing machines, dryers, game devices, lighting devices, toys, road conditioners, medical devices, automobiles, electric vehicles, golf carts, electric carts, power storage systems, and the like. In addition to civilian use, it can also be used for military use and space use.

【0036】即ち、負極活物質の少なくとも一種に、ア
ルカリ金属と化合物を形成する元素とアルカリ金属と化
合物を形成しない元素とを含む炭素材料を用い、かつ、
正極活物質の少なくとも一種に、一般式AvNix
yz2(但しAはアルカリ金属から選ばれた少なくと
も1種であり、PはMg,B,P,Inから選ばれた少
なくとも1種であり、MはMn,Co,Alから選ばれ
た少なくとも1種であり、NはSi,Al,Ca,C
u,Sn,Mo,Nb,Y,Biから選ばれた少なくと
も1種を表わし、w,v,x,y,zはそれぞれ0.0
5≦w≦1.2,0.0001≦v≦0.2,0.5≦x≦
0.95,0.005≦y≦0.5,0≦z≦0.2 の数
を表わす)で示される複合酸化物を使用することによ
り、高容量化,長寿命化,充放電時における過電圧の低
下を達成でき、かつ、過充電時において爆発,発火のな
い安全性の高い電池が得られる。
That is, a carbon material containing an element forming a compound with an alkali metal and an element not forming a compound with an alkali metal is used as at least one of the negative electrode active materials;
At least one of the positive electrode active materials has a general formula of A w P v Ni x M
y N z O 2 (where A is at least one selected from alkali metal, P is Mg, B, at least one selected P, from an In, M is selected Mn, Co, from Al And N is Si, Al, Ca, C
represents at least one selected from u, Sn, Mo, Nb, Y and Bi, w, v, x, y and z each being 0.0
5 ≦ w ≦ 1.2, 0.0001 ≦ v ≦ 0.2, 0.5 ≦ x ≦
0.95, 0.005 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2) by using a complex oxide represented by the following formula: A highly safe battery that can achieve a reduction in overvoltage and that does not explode or ignite during overcharge can be obtained.

【0037】また、正極活物質の導電剤としてLcが1
50Å以上の黒鉛と比表面積が50m2/g 以上のカー
ボンブラックとの混合物を使用することにより、急速充
電特性が大幅に改善され、特に、低温でのレート特性に
優れた電池が得られる。本発明の電極及びこれを用いた
電池を種々のシステムに使用することにより、システム
のコンパクト化及び軽量化が図れる。加えて、低温での
ハイレートの放電が必要なシステムへの適用が可能とな
る。
As a conductive agent for the positive electrode active material, Lc is 1
By using a mixture of graphite of 50 ° or more and carbon black having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, rapid charging characteristics are greatly improved, and a battery having particularly excellent low-temperature rate characteristics can be obtained. By using the electrode of the present invention and a battery using the same in various systems, the size and weight of the system can be reduced. In addition, it can be applied to a system that requires high-rate discharge at a low temperature.

【0038】具体的に本発明の正極活物質の作用を述べ
る。
The operation of the positive electrode active material of the present invention will be specifically described.

【0039】Mn,Co,AlはNiに比べて酸化し難
いため、これらのピラ−効果により長寿命化が図れる。
ピラー効果とは、特定の元素に関し、それ自身が充放電
において酸化還元反応に関与しない、即ち、変化を伴わ
ないことから、結晶内でピン止めとなって結晶構造のス
トレスを抑制する効果のことを言う。Mg,Mo,C
u,Al,Ca,Siは正極活物質の電気伝導性を高め
る作用があるため、充放電時における過電圧を低下させ
ることができる。
Since Mn, Co, and Al are less susceptible to oxidation than Ni, their pillar effect can extend the life.
The pillar effect refers to the effect of suppressing the stress of the crystal structure by pinning in the crystal because the specific element itself does not participate in the oxidation-reduction reaction in charge and discharge, that is, does not involve a change. Say Mg, Mo, C
Since u, Al, Ca, and Si have the effect of increasing the electrical conductivity of the positive electrode active material, overvoltage during charging and discharging can be reduced.

【0040】また、B,P,Siはイオン半径が小さい
ため、これらの置換により正極活物質の格子体積を収縮
させ、充電時の格子体積の膨張による崩壊を抑制して寿
命を延長させるこことができる。B,Pは格子間位置に
存在するためB,Pの置換による容量の低下がなく、高
容量を維持できる。Si,In,Sn,Mg,Ca,B
iによる置換は結晶中で欠陥を生じやすいため、高容量
化を図れるほか、レート特性の改善にも効果がある。M
g,P,Al,B,Si,Y,Nb,Caは酸素放出能
が低く、酸化物として安定に存在するため、高温での安
全性を改善できる。
In addition, since B, P, and Si have small ionic radii, their substitution reduces the lattice volume of the positive electrode active material, suppresses collapse due to expansion of the lattice volume during charging, and extends the life. Can be. Since B and P are present at interstitial positions, the capacity does not decrease due to the replacement of B and P, and a high capacity can be maintained. Si, In, Sn, Mg, Ca, B
Substitution with i tends to cause defects in the crystal, so that the capacity can be increased and the rate characteristics can be improved. M
Since g, P, Al, B, Si, Y, Nb, and Ca have low oxygen releasing ability and are stably present as oxides, safety at high temperatures can be improved.

【0041】また、Mg,P,Si,Caは主となる構
成イオンであるNiやLiと異なる価数をとり、格子間
位置に挿入されるため、結晶内での電子構造が変化し、
電気伝導性の向上が期待されることから、電極の内部抵
抗の低下による過電圧の低下や、レート特性,温度特性
の改善、さらには高容量化が図れる。また、MgはLi
イオンよりもイオン半径が小さいため、これのLiサイ
トへの置換により正極活物質の格子体積を収縮させ、充
電時の格子体積の膨張による崩壊を抑制して寿命を延長
させることができる。さらにMgはLiサイトへの置換
によりLiが放出した後のピラー効果があることから、
充電末期に起こる格子の収縮が抑制され、格子のストレ
スがほとんどなく、過充電を行っても長寿命化を図れ
る。
Further, Mg, P, Si, and Ca have different valences from the main constituent ions, Ni and Li, and are inserted at interstitial positions, so that the electronic structure in the crystal changes.
Since an improvement in electrical conductivity is expected, it is possible to achieve a reduction in overvoltage due to a reduction in internal resistance of the electrode, an improvement in rate characteristics and temperature characteristics, and a higher capacity. Mg is Li
Since the ionic radius is smaller than that of the ions, the replacement of the Li site with the Li site can reduce the lattice volume of the positive electrode active material, suppress the collapse due to expansion of the lattice volume during charging, and extend the life. Further, since Mg has a pillar effect after Li is released by substitution to the Li site,
The contraction of the grid that occurs at the end of charging is suppressed, the grid has almost no stress, and the life can be extended even when overcharging is performed.

【0042】次に本発明の導電剤の作用を述べる。Lc
が400Å以上の黒鉛は電子伝導度が高いので、これの
添加によって電極自体の電子伝導性が高まる。さらに比
表面積が50m2/g 以上のカーボンブラックは、正極
活物質を集電体に固定するために用いられる結着剤を細
孔内部に取り込むため、電極が絶縁性の高い結着剤に覆
われることがなく、電子伝導性が高まる。これら二種類
のカーボンの添加により、電子伝導性はさらに高まり、
従来難しいとされてきた低温でのハイレート放電が可能
となる。
Next, the function of the conductive agent of the present invention will be described. Lc
Is 400 ° or more, and the addition thereof increases the electron conductivity of the electrode itself. Further, in the case of carbon black having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, a binder used for fixing the positive electrode active material to the current collector is taken into the pores, so that the electrode is covered with a binder having a high insulating property. And the electronic conductivity is increased. By the addition of these two types of carbon, the electron conductivity is further enhanced,
High-rate discharge at low temperatures, which has been considered difficult, becomes possible.

【0043】次に本発明の負極活物質の作用を述べる。
過充電時には、アルカリ金属と化合物を形成する元素と
Liとの反応により、炭素材料上でのLiの樹枝状析出
の生成を抑制でき、爆発や発火の少ない安全性の高い電
池が得られる。また、過放電時には、Liとの反応によ
って得られた上記の化合物からのLiの放出反応によ
り、炭素材料上における電解液の還元反応を防止し、正
極活物質の劣化を抑制して長寿命化できる。
Next, the operation of the negative electrode active material of the present invention will be described.
At the time of overcharging, the reaction of Li and an element forming a compound with an alkali metal can suppress the formation of dendritic precipitation of Li on the carbon material, and a highly safe battery with less explosion or ignition can be obtained. In addition, at the time of overdischarge, the release reaction of Li from the above compound obtained by the reaction with Li prevents the reduction reaction of the electrolytic solution on the carbon material, suppresses the deterioration of the positive electrode active material, and extends the life. it can.

【0044】さらに、アルカリ金属と化合物を形成しな
い元素を含むことにより、アルカリ金属と化合物を形成
する元素を炭素材料上に比較的容易に、1000Å以下
の粒子状に高分散させることができることが実験的に確
認されている。1000Å以下の粒子状に高分散させる
ことの効果は、アルカリ金属と化合物を形成する元素に
おけるLiの挿入,放出時の膨張,収縮のストレスを緩
和させ、寿命を大幅に延長できることにある。また、本
発明で示した元素を炭素材料へ担持することにより、炭
素材料の電子構造を変化させることができる。これによ
り、層内に残存するLiの静電的なトラップを解除させ
ることができ、Liの放出が容易になる。これによりほ
ぼ理論容量に相当する容量が得られ、かつ、不可逆な容
量損失が低減できる。
Further, it was confirmed that by containing an element which does not form a compound with an alkali metal, the element forming a compound with the alkali metal can be relatively easily dispersed in the form of particles of 1,000 ° or less on a carbon material. Has been confirmed. The effect of highly dispersing into particles of 1000 ° or less is that the stress of expansion and contraction during insertion and release of Li in the element forming the compound with the alkali metal can be reduced, and the life can be greatly extended. In addition, by supporting the element shown in the present invention on a carbon material, the electronic structure of the carbon material can be changed. Thereby, the electrostatic trap of Li remaining in the layer can be released, and Li can be easily released. Thereby, a capacity substantially corresponding to the theoretical capacity can be obtained, and irreversible capacity loss can be reduced.

【0045】アルカリ金属と化合物を形成する元素とし
ては鉛,錫,アルミニウム,珪素,インジウム,ガリウ
ム,銀,ほう素,マグネシウムがサイクル可逆性に優れ
るためによい。アルカリ金属と化合物を形成しない元素
としては、鉄,銅,コバルト,ニッケル,リン,硫黄,
セレンが、アルカリ金属と化合物を形成する元素を容易
に高分散できる。中でも銀,錫,銅,アルミニウムの単
体あるいは金属間化合物は電気伝導性を向上させる効果
もあるため、レート特性や温度特性の改善に効果があ
る。リン酸塩や硫酸塩,酸化物を含む場合にはこれらの
マトリックスの存在により、Liの挿入,放出時の膨
張,収縮のストレスを緩和でき,長寿命化できる。
As an element forming a compound with an alkali metal, lead, tin, aluminum, silicon, indium, gallium, silver, boron, and magnesium are preferable because of excellent cycle reversibility. Elements that do not form compounds with alkali metals include iron, copper, cobalt, nickel, phosphorus, sulfur,
Selenium can easily and highly disperse an element forming a compound with an alkali metal. Above all, simple substances or intermetallic compounds of silver, tin, copper and aluminum also have the effect of improving the electrical conductivity, and are therefore effective in improving the rate characteristics and temperature characteristics. When phosphates, sulfates, and oxides are contained, the presence of these matrices can alleviate the stress of expansion and contraction at the time of Li insertion and release, and extend the life.

【0046】本発明の負極活物質と正極活物質の組合せ
の作用を述べる。本発明の正極活物質を用いた場合に問
題となる低温での過充電時の安全性を本発明の負極活物
質を組み合わせることにより改善できる。過充電状態に
おいて、負極に析出した金属状のLiが多い場合、析出
Liと本発明の正極活物質とが急激に反応し、低温にお
いて膨大な熱が発生して、発火,爆発に至る。従来の炭
素材料、例えば天然黒鉛やメソフエーズピッチ系黒鉛を
負極に用いた場合、室温における過充電では、本発明の
正極活物質と組合せても、発火,爆発には至らないが、
低温、特に10℃以下においては、炭素表面に金属状の
Liが析出しやすくなり、析出したLiと反応して発
火,爆発する。本発明の負極活物質は10℃以下におい
ても金属状のLiが析出しないため、低温での過充電に
おいても、発火,爆発が抑制できる。
The operation of the combination of the negative electrode active material and the positive electrode active material of the present invention will be described. The safety at the time of overcharging at a low temperature, which becomes a problem when the positive electrode active material of the present invention is used, can be improved by combining the negative electrode active material of the present invention. In the overcharged state, if the amount of metallic Li deposited on the negative electrode is large, the deposited Li and the positive electrode active material of the present invention react rapidly, generating enormous heat at low temperature, leading to ignition and explosion. When a conventional carbon material, for example, natural graphite or mesophase pitch-based graphite is used for the negative electrode, overcharging at room temperature does not result in ignition or explosion even when combined with the positive electrode active material of the present invention.
At low temperatures, particularly at 10 ° C. or lower, metallic Li tends to precipitate on the carbon surface and reacts with the deposited Li to ignite or explode. The negative electrode active material of the present invention does not deposit metallic Li even at 10 ° C. or less, so that ignition and explosion can be suppressed even at overcharge at low temperatures.

【0047】また、本発明の負極活物質と正極活物質の
組合せにより、過放電時の容量低下がなく、過放電特性
が大幅に改善される。従来の炭素材料、例えば天然黒鉛
やメソフエーズピッチ系黒鉛を負極に本発明の正極活物
質を正極に用いた場合、過放電では、炭素材料上におい
て電解液が分解し、生成した分解物が本発明の正極活物
質上で反応して正極活物質が劣化する。
Further, by the combination of the negative electrode active material and the positive electrode active material of the present invention, there is no capacity reduction at the time of overdischarge, and the overdischarge characteristics are greatly improved. When a conventional carbon material, for example, natural graphite or mesophase pitch-based graphite is used as a negative electrode and the positive electrode active material of the present invention is used as a positive electrode, in an overdischarge, an electrolytic solution is decomposed on the carbon material, and a generated decomposed product is formed. The reaction on the positive electrode active material of the present invention causes the positive electrode active material to deteriorate.

【0048】本発明の負極活物質では過放電時の炭素材
料上における電解液の還元反応が抑制できるため、正極
活物質の劣化がなく長寿命化できる。さらに、本発明の
負極活物質を用いた場合に問題となる低温特性と低温で
のレート特性を本発明の正極活物質を組み合わせること
により改善できる。従来の正極材料、例えば、Axy
z2(Aはアルカリ金属から選ばれた少なくとも1種で
あり、Mは遷移金属であり、NはAl,In,Snの群
から選ばれた少なくとも1種を表わし、0.05≦x≦
1.10,0.85≦y≦1.00,0.001≦z≦0.
10)を用いた場合、低温、特に−20℃以下において
正極活物質の電気伝導性が著しく低下するため、正極の
容量が著しく低下する。これにより、負極の作動電位が
設計値から大幅に外れるため、Liの析出領域や、電解
液の分解領域に到達して、電池の充放電ができなくな
る。
In the negative electrode active material of the present invention, since the reduction reaction of the electrolytic solution on the carbon material at the time of overdischarge can be suppressed, the life of the positive electrode active material can be extended without deterioration. Further, low-temperature characteristics and low-temperature rate characteristics, which are problems when the negative electrode active material of the present invention is used, can be improved by combining the positive electrode active material of the present invention. Conventional cathode material, for example, A x M y N
z O 2 (A is at least one selected from alkali metals, M is a transition metal, N is at least one selected from the group consisting of Al, In and Sn, and 0.05 ≦ x ≦
1.10, 0.85 ≦ y ≦ 1.00, 0.001 ≦ z ≦ 0.
When 10) is used, the electric conductivity of the positive electrode active material is significantly reduced at a low temperature, particularly at −20 ° C. or lower, so that the capacity of the positive electrode is significantly reduced. As a result, the operating potential of the negative electrode greatly deviates from the design value, and reaches the Li deposition region or the electrolytic solution decomposition region, and the battery cannot be charged or discharged.

【0049】本発明の正極活物質では電気伝導度が高
く、特に低温側で電気伝導度が上昇する金属的な挙動を
示す。さらに、本発明の正極活物質及び導電剤と組み合
わせることにより、−20℃以下の急速放電においても
室温とほぼ同じ容量が得られ、負極の作動電位が設計値
から大幅に外れて、Liの析出領域や、電解液の分解領
域に到達するといった支障は起こらず、特に低温でのレ
ート特性が大幅に向上する。
The positive electrode active material of the present invention has a high electric conductivity, and exhibits a metallic behavior in which the electric conductivity increases particularly at a low temperature side. Furthermore, by combining with the positive electrode active material and the conductive agent of the present invention, even at a rapid discharge of −20 ° C. or less, almost the same capacity as at room temperature can be obtained, and the operating potential of the negative electrode greatly deviates from the design value, thereby causing Li deposition. There is no problem such as reaching the region or the decomposition region of the electrolytic solution, and the rate characteristics particularly at a low temperature are greatly improved.

【0050】本発明の正極及び負極と電解液との組合せ
としてリチウム塩にLiClO4,LiBF4,LiPF
6,LiCF3SO3,LiCF3CO2,LiAsF6,L
iSbF6,LiB10Cl10,LiAlCl4,LiC
l,LiBr,LiI,低級脂肪族カルボン酸リチウ
ム,クロロボランリチウム,四フェニルホウ酸リチウム
を用いた場合、温度特性で優れた特性を示す。特にLi
BF4,LiPF6,LiCF3SO3,LiCF3CO2
うち少なくとも一つを用いた場合、60℃に放置しても
本発明の正極活物質中のM元素の溶出が抑制されるた
め、高温特性に優れた効果を発揮する。
As the combination of the positive electrode and the negative electrode of the present invention with the electrolytic solution, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF
6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , L
iSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiC
When l, LiBr, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, and lithium tetraphenylborate are used, they show excellent temperature characteristics. Especially Li
When at least one of BF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , and LiCF 3 CO 2 is used, the elution of the M element in the positive electrode active material of the present invention is suppressed even at 60 ° C. Demonstrates excellent effect on high temperature characteristics.

【0051】また、本発明の正極及び負極と電解液との
組合せとして溶媒にプロピレンカーボネート,プロピレ
ンカーボネート誘導体,エチレンカーボネート,ブチレ
ンカーボネート,ビニレンカーボネート,ガンマーブチ
ルラクトン,ジメチルカーボネート,ジエチルカーボネ
ート,メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシ
エタン、2−メチルテトラヒドロフラン,ジメチルスル
フォキシド、1,3−ジオキソラン,ホルムアミド,ジ
メチルホルムアミド,ジオキソラン,アセトニトリル,
ニトロメタン,ギサンメチル,酢酸メチル,プロピオン
酸メチル,プロピオン酸エチル,リン酸トリエステル,
トリメトキシメタン,ジオキソラン誘導体,ジエチルエ
ーテル、1,3−プロパンサルトン,スルホラン、3−
メチル−2−オキサゾリジノン,テトラヒドロフラン,
テトラヒドロフラン誘導体,ジオキソラン、1,2−ジ
エトキシエタンを用いた場合、寿命特性で優れた特性を
示す。特にプロピレンカーボネート,プロピレンカーボ
ネート誘導体,エチレンカーボネート,ブチレンカーボ
ネート,ビニレンカーボネート,ガンマーブチルラクト
ン,ジメチルカーボネート,ジエチルカーボネート,メ
チルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、
2−メチルテトラヒドロフラン,ジメチルスルフォキシ
ドのうち少なくとも一つを用いた場合、本発明の負極活
物質と溶媒との不可逆な反応が抑制されるため、寿命特
性に優れた効果を発揮する。
Further, as a combination of the positive electrode and the negative electrode of the present invention with an electrolytic solution, propylene carbonate, a propylene carbonate derivative, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile,
Nitromethane, gisan methyl, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester,
Trimethoxymethane, dioxolane derivative, diethyl ether, 1,3-propanesultone, sulfolane, 3-
Methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran,
When a tetrahydrofuran derivative, dioxolan, or 1,2-diethoxyethane is used, it shows excellent life characteristics. In particular, propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane,
When at least one of 2-methyltetrahydrofuran and dimethylsulfoxide is used, an irreversible reaction between the negative electrode active material of the present invention and a solvent is suppressed, so that an effect with excellent life characteristics is exhibited.

【0052】さらに、本発明の正極及び負極と電解液と
の組合せとして溶媒に上記溶媒のハロゲン化物を含むこ
とにより、安全性は著しく改善される。特にプロピレン
カーボネート,プロピレンカーボネート誘導体,エチレ
ンカーボネート,ブチレンカーボネート,ビニレンカー
ボネート,ガンマーブチルラクトン,ジメチルカーボネ
ート,ジエチルカーボネート,メチルエチルカーボネー
ト、1,2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒド
ロフラン,ジメチルスルフォキシドの一部の元素を−
F,−CF,−CF2,−CF3,−Cl,−CCl,−
CCl2,−CCl3で置き換えたもののうち少なくとも
一つを用いた場合、本発明の正極活物質と溶媒との過充
電条件下での発熱反応が抑えられ、発火の確立が著しく
低下し、高安全性を示す。
Furthermore, by including a halide of the above solvent in the solvent as a combination of the positive electrode and the negative electrode of the present invention and the electrolytic solution, the safety is remarkably improved. In particular, propylene carbonate, propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, part of 2-methyltetrahydrofuran, and dimethyl sulfoxide Element of-
F, -CF, -CF 2, -CF 3, -Cl, -CCl, -
When at least one of CCl 2 and -CCl 3 is used, the exothermic reaction between the positive electrode active material of the present invention and the solvent under overcharge conditions is suppressed, the establishment of ignition is significantly reduced, Show safety.

【0053】本発明の正極及び負極と電解液との組み合
わせとして上記のリチウム塩と溶媒との混合溶液にポリ
アクリロニトリル,ポリエチレンオキサイド,ポリフッ
化ビニリデン,ポリメタクリル酸メチル,ヘキサフロロ
プロピレンからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上
とを混合したゲル状電解液を用いた場合、本発明の正極
活物質とゲル電解液との過充電条件下での発熱反応が抑
えられ、発火の確立が著しく低下し、高安全性を示す。
また、本発明の正極活物質とゲル電解液と組合せでは
4.5V の高電位においても、本発明の正極活物質にお
いて充電が可能であることから、高容量化が図れる。
The combination of the positive electrode, the negative electrode and the electrolytic solution of the present invention is selected from the group consisting of polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene in the above mixed solution of the lithium salt and the solvent. When a gel electrolyte mixed with at least one of the above is used, the exothermic reaction of the positive electrode active material of the present invention and the gel electrolyte under overcharge conditions is suppressed, and the establishment of ignition is significantly reduced. Shows high security.
In addition, in the combination of the positive electrode active material of the present invention and the gel electrolyte, even at a high potential of 4.5 V, the positive electrode active material of the present invention can be charged, so that the capacity can be increased.

【0054】[0054]

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

【0055】(実施例1)正極材料として表1に示した
組成の材料を使用し、導電剤として表1に示したLcの
黒鉛と比表面積のカーボンブラック5:1を結着剤とし
てポリフッ化ビニリデンを重量比で88:7:5となる
ように秤量,らいかい機で30分混煉後、厚さ20ミク
ロンのアルミ箔の両面に塗布した。負極材料として表1
に示した組成の材料を使用し、これを93重量%、結着
剤としてポリフッ化ビニリデンを7重量%調製した合剤
を用い、厚さ20ミクロンの銅箔の両面に塗布した。正
負両極はプレス機で圧延成型し、端子をスポット溶接し
た後150℃で5時間真空乾燥した。微多孔性ポリプロ
ピレン製セパレ−タを介して正極と負極を積層し、これ
を渦巻状に捲回し、アルミ製の電池缶に挿入した。負極
端子は電池缶に、正極端子は電池蓋に溶接した。電解液
には1molのLiPF6を1リットルのエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートの混合溶液に溶解したもの
を使用し、電池缶内に注液した。電池蓋をかしめて18
00mAh容量の円筒型電池を作製した。電池は360
mAで4.2Vまで充電後、360mAで2.7Vまで放
電する定電流充放電を行い、容量,寿命,−20℃での
1.5C のレート特性,−20℃での2Cの過充電試験
を評価した。結果を表1に示す。
(Example 1) A material having the composition shown in Table 1 was used as a positive electrode material, and graphite of Lc shown in Table 1 and carbon black 5: 1 having a specific surface area as a conductive agent were used as a binder. Vinylidene was weighed so as to have a weight ratio of 88: 7: 5, kneaded with a grinder for 30 minutes, and applied to both sides of a 20-micron thick aluminum foil. Table 1 as negative electrode material
Was applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 20 microns using a mixture prepared by mixing 93% by weight of a material having the composition shown in Table 1 and 7% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder. The positive and negative electrodes were roll-formed by a press, and the terminals were spot-welded and then vacuum-dried at 150 ° C. for 5 hours. A positive electrode and a negative electrode were laminated via a microporous polypropylene separator, wound up spirally, and inserted into an aluminum battery can. The negative electrode terminal was welded to the battery can, and the positive electrode terminal was welded to the battery lid. As an electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 1 mol of LiPF 6 in 1 liter of a mixed solution of ethylene carbonate and diethyl carbonate was used, and the solution was injected into a battery can. Caulked the battery cover 18
A cylindrical battery having a capacity of 00 mAh was produced. Battery is 360
After charging to 4.2V at mA, constant current charge / discharge is performed to discharge to 2.7V at 360mA, capacity, life, 1.5C rate characteristics at -20 ° C, 2C overcharge test at -20 ° C Was evaluated. Table 1 shows the results.

【0056】(比較例1)正極材料,負極材料及び導電
剤として表1に示す材料を使用し、実施例1と同様にし
て電池を作製した。容量,寿命,−20℃での1.5 C
のレート特性,−20℃での2Cの過充電試験を評価し
た。結果を表1に示す。実施例1と比較して極端に低い
特性が存在する。
Comparative Example 1 A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials shown in Table 1 were used as the positive electrode material, the negative electrode material, and the conductive agent. Capacity, life, 1.5 C at -20 ° C
And the overcharge test of 2C at −20 ° C. were evaluated. Table 1 shows the results. There is an extremely low characteristic as compared with the first embodiment.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】[0058]

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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01M 10/40 H01M 10/40 A (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 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01M 10/40 H01M 10/40 A (72) Inventor Ren Murakana 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi Research Laboratory, Hitachi Research Laboratory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】負極,正極,リチウム塩を含む非水電解質
からなる可逆的に複数回の充放電が可能な電池に関し、
該負極活物質の少なくとも一種はアルカリ金属と化合物
を形成する元素とアルカリ金属と化合物を形成しない元
素とを含む炭素材料であり、かつ、前記正極活物質の少
なくとも一種は、一般式AwvNixyz2(但しA
はアルカリ金属から選ばれた少なくとも1種であり、P
はMg,B,P,Inから選ばれた少なくとも1種であ
り、MはMn,Co,Alから選ばれた少なくとも1種
であり、NはSi,Al,Ca,Cu,Sn,Mo,N
b,Y,Biから選ばれた少なくとも1種を表わし、
w,v,x,y,zはそれぞれ0.05≦w≦1.2,
0.0001≦v≦0.2,0.5≦x≦0.95,0.0
05≦y≦0.5,0≦z≦0.2の数を表わす)で示さ
れる複合酸化物であり、前記正極活物質の導電剤として
Lcが150Å以上の黒鉛と比表面積が50m2/g 以
上のカーボンブラックとの混合物を使用することを特徴
とする電池。
1. A battery comprising a negative electrode, a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, which can be charged and discharged a plurality of times reversibly.
At least one of the negative electrode active materials is a carbon material containing an element that forms a compound with an alkali metal and an element that does not form a compound with an alkali metal, and at least one of the positive electrode active materials has a general formula of A w P v Ni x M y N z O 2 ( where A
Is at least one selected from alkali metals, and P
Is at least one selected from Mg, B, P, In, M is at least one selected from Mn, Co, Al, and N is Si, Al, Ca, Cu, Sn, Mo, N
represents at least one selected from b, Y, and Bi;
w, v, x, y, z are respectively 0.05 ≦ w ≦ 1.2,
0.0001 ≦ v ≦ 0.2, 0.5 ≦ x ≦ 0.95, 0.0
05 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2), a graphite having an Lc of 150 ° or more as a conductive agent of the positive electrode active material, and a specific surface area of 50 m 2 / g. A battery characterized by using a mixture with carbon black.
【請求項2】前記負極活物質のアルカリ金属と化合物を
形成する元素として、鉛,錫,アルミニウム,珪素,イ
ンジウム,ガリウム,銀,ほう素,マグネシウムからな
る群より選ばれた少なくとも一つ以上の元素を含み、か
つ、アルカリ金属と化合物を形成しない元素として、
鉄,銅,コバルト,ニッケル,リン,硫黄,セレンから
なる群より選ばれた少なくとも一つ以上の元素を含むこ
とを特徴とする請求項1記載の電池。
2. An element forming a compound with an alkali metal of the negative electrode active material, wherein at least one element selected from the group consisting of lead, tin, aluminum, silicon, indium, gallium, silver, boron and magnesium. As an element that contains an element and does not form a compound with an alkali metal,
2. The battery according to claim 1, further comprising at least one element selected from the group consisting of iron, copper, cobalt, nickel, phosphorus, sulfur, and selenium.
【請求項3】前記アルカリ金属と化合物を形成する元素
とアルカリ金属と化合物を形成しない元素とは、単体,
金属間化合物,酸化物のうちの少なくとも一つもしくは
これらの複数個の組合せで前記炭素材料上に存在するこ
とを特徴とする請求項1記載の電池。
3. The element that forms a compound with an alkali metal and the element that does not form a compound with an alkali metal are a simple substance,
The battery according to claim 1, wherein at least one of an intermetallic compound and an oxide or a combination of a plurality thereof is present on the carbon material.
【請求項4】前記アルカリ金属と化合物を形成する元素
とアルカリ金属と化合物を形成しない元素とを、粒径が
1000Å以下の粒子状にして炭素材料に担持させるこ
とを特徴とする請求項1記載の電池。
4. The carbon material according to claim 1, wherein said element forming a compound with said alkali metal and said element not forming a compound with said alkali metal are supported on a carbon material in the form of particles having a particle size of 1000 ° or less. Batteries.
【請求項5】前記負極活物質として、グラフアイト,熱
分解グラフアイト,炭素繊維,気相成長炭素質材料,ピ
ッチ系炭素質材料,コークス系炭素質材料,フエノール
系炭素質材料,レーヨン系炭素質材料,ポリアクリロニ
トリル系炭素質材料,グラッシーカーボン,カーボンブ
ラック,フルフリルアルコール系炭素質材料,ポリパラ
フエニレン等導電性材料からなる群より選ばれた低結晶
性炭素,高結晶性炭素のうちの少なくとも一つあるいは
これらを複数個組合せた炭素材料を含むことを特徴とす
る請求項1記載の電池。
5. The negative electrode active material includes graphite, pyrolysis graphite, carbon fiber, vapor-grown carbonaceous material, pitch-based carbonaceous material, coke-based carbonaceous material, phenol-based carbonaceous material, rayon-based carbonaceous material. Low-crystalline carbon and high-crystalline carbon selected from the group consisting of conductive materials such as porous materials, polyacrylonitrile-based carbonaceous materials, glassy carbon, carbon black, furfuryl alcohol-based carbonaceous materials, and polyparaphenylene. 2. The battery according to claim 1, wherein the battery comprises a carbon material obtained by combining at least one of the above or a plurality thereof.
【請求項6】電解液として、プロピレンカーボネート,
プロピレンカーボネート誘導体,エチレンカーボネー
ト,ブチレンカーボネート,ビニレンカーボネート,ガ
ンマーブチルラクトン,ジメチルカーボネート,ジエチ
ルカーボネート,メチルエチルカーボネート、1,2−
ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン,ジ
メチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン,ホルム
アミド,ジメチルホルムアミド,ジオキソラン,アセト
ニトリル,ニトロメタン,ギサンメチル,酢酸メチル,
プロピオン酸メチル,プロピオン酸エチル,リン酸トリ
エステル,トリメトキシメタン,ジオキソラン誘導体,
ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトン,スルホ
ラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン,テトラヒド
ロフラン,テトラヒドロフラン誘導体,ジオキソラン、
1,2−ジエトキシエタン、および/または、これらの
ハロゲン化物からなる群より選ばれた少なくとも一つ以
上の非水溶媒と、LiClO4,LiBF4,LiP
6,LiCF3SO3,LiCF3CO2,LiAsF6,LiS
bF6,LiB10Cl10,LiAlCl4,LiCl,Li
Br,LiI,低級脂肪族カルボン酸リチウム,クロロ
ボランリチウム,四フェニルホウ酸リチウムなどからな
る群より選ばれた少なくとも一つ以上のリチウム塩との
混合溶液、および/または、これらの混合溶液と、ポリ
アクリロニトリル,ポリエチレンオキサイド,ポリフッ
化ビニリデン,ポリメタクリル酸メチル,ヘキサフロロ
プロピレンからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上
のポリマとを混合したゲル状電解液を用いる請求項1に
記載の電池。
6. An electrolyte comprising propylene carbonate,
Propylene carbonate derivatives, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, gamma-butyl lactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-
Dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, gisanmethyl, methyl acetate,
Methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative,
Diethyl ether, 1,3-propane sultone, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran derivative, dioxolan,
At least one or more non-aqueous solvents selected from the group consisting of 1,2-diethoxyethane and / or halides thereof, and LiClO 4 , LiBF 4 , LiP
F 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiS
bF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiCl, Li
A mixed solution of at least one or more lithium salts selected from the group consisting of Br, LiI, lithium lower aliphatic carboxylate, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, and / or a mixed solution thereof, and 2. The battery according to claim 1, wherein a gel electrolyte mixed with at least one polymer selected from the group consisting of acrylonitrile, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and hexafluoropropylene is used.
【請求項7】ノートパソコン,ペン入力パソコン,ポケ
ットパソコン,ノート型ワープロ,ポケットワープロ,
電子ブックプレーヤー,携帯電話,コードレスフォン子
機,ページャー,ハンディーターミナル,携帯コピー,
電子手帳,電卓,液晶テレビ,電気シェーバー,電動工
具,電子翻訳機,自動車電話,トランシーバー,音声入
力機器,メモリーカード,バックアップ電源,テープレ
コーダー,ラジオ,ヘッドホンステレオ,携帯プリンタ
ー,ハンディークリーナー,ポータブルCD,ビデオム
ービー,ナビゲーションシステム,冷蔵庫,エアコン,
テレビ,ステレオ,温水器,オーブン電子レンジ,食器
洗い器,洗濯機,乾燥器,ゲーム機器,照明機器,玩
具,ロードコンディショナー,医療機器,自動車,電気
自動車,ゴルフカート,電動カート,電力貯蔵システム
に請求項1に記載の電池を使用することを特徴とする請
求項1に記載の電池。
7. A notebook personal computer, a pen input personal computer, a pocket personal computer, a notebook type word processor, a pocket word processor,
E-book player, mobile phone, cordless phone handset, pager, handy terminal, mobile copy,
Electronic organizer, calculator, liquid crystal television, electric shaver, electric tool, electronic translator, car phone, transceiver, voice input device, memory card, backup power supply, tape recorder, radio, headphone stereo, portable printer, handy cleaner, portable CD, Video movie, navigation system, refrigerator, air conditioner,
TV, stereo, water heater, microwave oven, dishwasher, washing machine, dryer, game equipment, lighting equipment, toy, road conditioner, medical equipment, automobile, electric car, golf cart, electric cart, power storage system The battery according to claim 1, wherein the battery according to item 1 is used.
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