JPH117943A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
- Publication number
- JPH117943A JPH117943A JP9162224A JP16222497A JPH117943A JP H117943 A JPH117943 A JP H117943A JP 9162224 A JP9162224 A JP 9162224A JP 16222497 A JP16222497 A JP 16222497A JP H117943 A JPH117943 A JP H117943A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- secondary battery
- boron
- lithium secondary
- carbon material
- 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
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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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電容量が高く、かつサイクル特性に優れる
リチウム二次電池。 【解決手段】 負極の炭素材料として０．０１〜４０重
量％のホウ素を含有した黒鉛粉末に鱗片状の黒鉛を混合
させる。これにより、ホウ素含有黒鉛の周囲に導電性に
優れた鱗片状黒鉛が存在する形態となるため、隣接する
黒鉛粒子間の導電性が維持されてサイクル特性が向上す
る。
リチウム二次電池。 【解決手段】 負極の炭素材料として０．０１〜４０重
量％のホウ素を含有した黒鉛粉末に鱗片状の黒鉛を混合
させる。これにより、ホウ素含有黒鉛の周囲に導電性に
優れた鱗片状黒鉛が存在する形態となるため、隣接する
黒鉛粒子間の導電性が維持されてサイクル特性が向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は負極の材質を改良し
たリチウム二次電池に関する。
たリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リチウム二次電池の大容量化を目
指して種々の改良が重ねられており、その炭素材料から
なる負極の材質についてもいくつかの改良が加えられて
いる。その一例として、特開平５−２５１０８０号公報
に記載された技術があり、これは負極にホウ素を含有し
た黒鉛を用いるものである。この技術によれば、負極へ
のリチウムイオンの吸蔵量が増大して放電容量を高める
ことができるという優れた利点が得られる。
指して種々の改良が重ねられており、その炭素材料から
なる負極の材質についてもいくつかの改良が加えられて
いる。その一例として、特開平５−２５１０８０号公報
に記載された技術があり、これは負極にホウ素を含有し
た黒鉛を用いるものである。この技術によれば、負極へ
のリチウムイオンの吸蔵量が増大して放電容量を高める
ことができるという優れた利点が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
リチウム二次電池は、反面、サイクル特性に劣って寿命
が短いという問題があった。その理由は、本発明者の研
究によれば、ホウ素を含有した黒鉛の表面には導電性が
低いホウ素化合物が生成しやすく、黒鉛粉末間の接触抵
抗が大きくなるためである。元来、この種の二次電池で
は、その充放電に伴い黒鉛にリチウムイオンが吸蔵した
り放出されたりすると、黒鉛粉末は膨張・収縮を繰り返
すため、隣接する黒鉛粉末との接触性が低下して外部と
の電流の出入りに関係しない黒鉛が徐々に増大する傾向
にある。しかるに、従来のホウ素含有黒鉛を使用したリ
チウム二次電池では、黒鉛の表面抵抗がより大きいため
に、黒鉛粉末間の接触性がより早期に低下してサイクル
特性が悪くなるのである。
リチウム二次電池は、反面、サイクル特性に劣って寿命
が短いという問題があった。その理由は、本発明者の研
究によれば、ホウ素を含有した黒鉛の表面には導電性が
低いホウ素化合物が生成しやすく、黒鉛粉末間の接触抵
抗が大きくなるためである。元来、この種の二次電池で
は、その充放電に伴い黒鉛にリチウムイオンが吸蔵した
り放出されたりすると、黒鉛粉末は膨張・収縮を繰り返
すため、隣接する黒鉛粉末との接触性が低下して外部と
の電流の出入りに関係しない黒鉛が徐々に増大する傾向
にある。しかるに、従来のホウ素含有黒鉛を使用したリ
チウム二次電池では、黒鉛の表面抵抗がより大きいため
に、黒鉛粉末間の接触性がより早期に低下してサイクル
特性が悪くなるのである。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、放電容量を高めることができながら、
しかも、サイクル特性にも優れるリチウム二次電池を提
供することにある。
で、その目的は、放電容量を高めることができながら、
しかも、サイクル特性にも優れるリチウム二次電池を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１のリチウム二次
電池は、リチウムを吸蔵する炭素材料を備えた負極と、
リチウム化合物を備えた正極とをセパレータを介して対
向させてなるリチウム二次電池であって、前記炭素材料
は、０．０１〜４０重量％のホウ素を含有した黒鉛粉末
に鱗片状の黒鉛粉末を混合してなるところに特徴を有す
る。
電池は、リチウムを吸蔵する炭素材料を備えた負極と、
リチウム化合物を備えた正極とをセパレータを介して対
向させてなるリチウム二次電池であって、前記炭素材料
は、０．０１〜４０重量％のホウ素を含有した黒鉛粉末
に鱗片状の黒鉛粉末を混合してなるところに特徴を有す
る。
【０００６】請求項２のリチウム二次電池は、上記鱗片
状の黒鉛を炭素材料全体に対して５〜２０重量％となる
ように添加したところに特徴を有する。
状の黒鉛を炭素材料全体に対して５〜２０重量％となる
ように添加したところに特徴を有する。
【０００７】
【発明の作用・効果】請求項１の発明によれば、ホウ素
を含有した黒鉛の使用により放電容量を増大させること
ができる。しかも、そのホウ素含有黒鉛の周囲に導電性
に優れた鱗片状黒鉛が存在する形態となるから、これら
が導電剤として機能し、電極の集電性が向上する。この
結果、充放電を繰り返しても隣接する黒鉛粒子間の導電
性が維持されてサイクル特性が改善されるのである。
を含有した黒鉛の使用により放電容量を増大させること
ができる。しかも、そのホウ素含有黒鉛の周囲に導電性
に優れた鱗片状黒鉛が存在する形態となるから、これら
が導電剤として機能し、電極の集電性が向上する。この
結果、充放電を繰り返しても隣接する黒鉛粒子間の導電
性が維持されてサイクル特性が改善されるのである。
【０００８】なお、鱗片状黒鉛としては、例えば天然黒
鉛、あるいは石炭や石油コークスを原料とした成形炭素
を黒鉛化したものを使用し、これらを平均粒径が５〜５
０μｍの鱗片状となるように粉砕した人造黒鉛を使用す
ることが好ましい。これらは表面が清浄であり、かつ、
粒子内の異方性が強く導電性が高いからである。表面に
不純物が付着していると、表面の導電性が低下して集電
性向上の妨げとなり、また、初期の不可逆容量が増大す
ることになる。
鉛、あるいは石炭や石油コークスを原料とした成形炭素
を黒鉛化したものを使用し、これらを平均粒径が５〜５
０μｍの鱗片状となるように粉砕した人造黒鉛を使用す
ることが好ましい。これらは表面が清浄であり、かつ、
粒子内の異方性が強く導電性が高いからである。表面に
不純物が付着していると、表面の導電性が低下して集電
性向上の妨げとなり、また、初期の不可逆容量が増大す
ることになる。
【０００９】また、ホウ素を含有した黒鉛としては、例
えばＨ3ＢＯ3の水溶液を黒鉛に添加して混合し、これを
不活性雰囲気中で焼成することで製造することができ
る。ホウ素の含有量としては、０．００１〜４０重量％
が適切であり、特に０．１〜１５重量％が最も好まし
い。
えばＨ3ＢＯ3の水溶液を黒鉛に添加して混合し、これを
不活性雰囲気中で焼成することで製造することができ
る。ホウ素の含有量としては、０．００１〜４０重量％
が適切であり、特に０．１〜１５重量％が最も好まし
い。
【００１０】鱗片状黒鉛の配合比は、０．１重量％以上
であれば相応の効果を得ることができるが、ホウ素含有
黒鉛が炭素材料全体の５〜２０重量％となるように添加
することが好ましい（請求項２の発明）。不可逆容量の
増大を効果的に抑えながら放電容量の増大を図ることが
できるからである。
であれば相応の効果を得ることができるが、ホウ素含有
黒鉛が炭素材料全体の５〜２０重量％となるように添加
することが好ましい（請求項２の発明）。不可逆容量の
増大を効果的に抑えながら放電容量の増大を図ることが
できるからである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例について説
明する。黒鉛中のホウ素存在比が５重量％であるホウ素
含有黒鉛と、平均粒径１５μｍの鱗片状黒鉛を次の表１
に示す割合で混合し、その炭素材料にＮ−メチルピロリ
ドンを溶媒とした１０％のポリフッ化ビニリデン溶液を
５重量％添加して混合して負極ペーストを製造した。上
記負極ペーストを厚さ３０μｍの銅箔に厚みが１００μ
ｍとなるように塗布して１００℃で２時間乾燥し、これ
を２cm角となるように切り出して多孔度が２５％となる
ようにプレスして負極板とした。
明する。黒鉛中のホウ素存在比が５重量％であるホウ素
含有黒鉛と、平均粒径１５μｍの鱗片状黒鉛を次の表１
に示す割合で混合し、その炭素材料にＮ−メチルピロリ
ドンを溶媒とした１０％のポリフッ化ビニリデン溶液を
５重量％添加して混合して負極ペーストを製造した。上
記負極ペーストを厚さ３０μｍの銅箔に厚みが１００μ
ｍとなるように塗布して１００℃で２時間乾燥し、これ
を２cm角となるように切り出して多孔度が２５％となる
ようにプレスして負極板とした。
【００１２】上述の負極板を作用極とし、参照極に金属
リチウムを用いて例えばポリエチレン製の微孔膜セパレ
ータを挟んで周知の電池構造とし、ここに電解液（１モ
ルＬi ＰＦ6 ／ＥＣ＋ＤＥＣ）を注液してリチウム二次
電池を構成した。この二次電池を０．２ｍＡ／cm2 の定
電流で負極電位が金属リチウム正極に対して０Ｖになる
まで充電し、次に負極の電位が１．５Ｖになるまで放電
し、この充放電サイクルを繰り返して次表のように電極
特性を評価した。
リチウムを用いて例えばポリエチレン製の微孔膜セパレ
ータを挟んで周知の電池構造とし、ここに電解液（１モ
ルＬi ＰＦ6 ／ＥＣ＋ＤＥＣ）を注液してリチウム二次
電池を構成した。この二次電池を０．２ｍＡ／cm2 の定
電流で負極電位が金属リチウム正極に対して０Ｖになる
まで充電し、次に負極の電位が１．５Ｖになるまで放電
し、この充放電サイクルを繰り返して次表のように電極
特性を評価した。
【００１３】
【表１】 ここで、容量保持率は、２０サイクル目の１サイクル目
に対する放電容量の割合を示している。上表から明らか
なように、鱗片状黒鉛を混合していない比較例１では２
０サイクル目の容量保持率が７４％であるのに対し、鱗
片状黒鉛の添加量を全体に対して０．１〜９９重量％と
した実施例１〜６では、容量保持率が８９〜９６％と大
きく改善されており、優れたサイクル特性が得られてい
る。なお、鱗片状黒鉛の配合比を１００％とした比較例
２では、不可逆容量が４２mAh/gと大きく好ましくな
い。
に対する放電容量の割合を示している。上表から明らか
なように、鱗片状黒鉛を混合していない比較例１では２
０サイクル目の容量保持率が７４％であるのに対し、鱗
片状黒鉛の添加量を全体に対して０．１〜９９重量％と
した実施例１〜６では、容量保持率が８９〜９６％と大
きく改善されており、優れたサイクル特性が得られてい
る。なお、鱗片状黒鉛の配合比を１００％とした比較例
２では、不可逆容量が４２mAh/gと大きく好ましくな
い。
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムを吸蔵する炭素材料を備えた負
極と、リチウム化合物を備えた正極とをセパレータを介
して対向させてなるリチウム二次電池において、前記炭
素材料は、０．０１〜４０重量％のホウ素を含有した黒
鉛粉末に鱗片状の黒鉛を混合してなることを特徴とする
リチウム二次電池。 - 【請求項２】 鱗片状の黒鉛は炭素材料全体に対して５
〜２０重量％であることを特徴とする請求項１記載のリ
チウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162224A JPH117943A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162224A JPH117943A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH117943A true JPH117943A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15750338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162224A Pending JPH117943A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH117943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7238449B2 (en) * | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162224A patent/JPH117943A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7238449B2 (en) * | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
| US7608366B2 (en) | 2001-05-15 | 2009-10-27 | Fdk Corporation | Nonaqueous electrolytic secondary battery and method of producing anode material thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040610 |