JPS58181268A - リチウム電池用正極材料 - Google Patents
リチウム電池用正極材料Info
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- JPS58181268A JPS58181268A JP57064044A JP6404482A JPS58181268A JP S58181268 A JPS58181268 A JP S58181268A JP 57064044 A JP57064044 A JP 57064044A JP 6404482 A JP6404482 A JP 6404482A JP S58181268 A JPS58181268 A JP S58181268A
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- Japan
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- lithium battery
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- positive electrode
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高エネルギー密度を有し、がっ、放。
電電圧の平坦性に優れたリチウム電池用正極材料。
およびその製造方法に関するものである。 ５近年
、電子機器の小型化、薄型化に伴い、これらの電源部と
なる電池の小型化、薄型化、高エネ。
、電子機器の小型化、薄型化に伴い、これらの電源部と
なる電池の小型化、薄型化、高エネ。
ルギー密度化に対する要望が大きくなってきてしいる。
この要求を満たす電池としてリチウム・二酸・化マンガ
ン電池があるが、放電電圧の平坦性が＋１゜分でない。
ン電池があるが、放電電圧の平坦性が＋１゜分でない。
このような欠点を改良する目的で、す。
チウム電池の正極材料に、ＴＩ金金属イオウを封管。
中で反応させたＴｉ ８３’：ｃ用いることが提案され
てい。
てい。
る。
この従来のリチウム電池用正極材料のＴ１５３は、１゜
チタンスポンジとイオウを石英封管中で反応させ。
チタンスポンジとイオウを石英封管中で反応させ。
て合成していた。その−例においては、２ゾーン。
電気炉中でチタン側温度を５２０”Ｃ，イオウ側温度。
ヲ４１０℃として、７０ｈ反応させ′てＴｉ Ｓ３粉末
を得て、この粉末を正極とし、１０％のテフロンをバイ
ンダっ１１、９ − とし、ＳＵＳネット」二に成型し、Ｌｉ Ｃ１０４１ｍ
ｏｌ／／ ・プロピレンカーボネート電解液中で、Ｌ
ｉ ｆ陰極と。
を得て、この粉末を正極とし、１０％のテフロンをバイ
ンダっ１１、９ − とし、ＳＵＳネット」二に成型し、Ｌｉ Ｃ１０４１ｍ
ｏｌ／／ ・プロピレンカーボネート電解液中で、Ｌ
ｉ ｆ陰極と。
し放電性能を評価した結果は、第１図の破線１に゛示す
ような放電特性（放電電流］、、５ ｍＡ／／ｃ／Ｉ）
のも ・のである。第１図の破線１で示される曲線から
、５電流が比較的大きい放電での電圧の平坦性が、まだ
悪いことが分かる。なお、この粉末の粒子形状。
ような放電特性（放電電流］、、５ ｍＡ／／ｃ／Ｉ）
のも ・のである。第１図の破線１で示される曲線から
、５電流が比較的大きい放電での電圧の平坦性が、まだ
悪いことが分かる。なお、この粉末の粒子形状。
は針状で、長軸方向が数十ノｒｍ 、短軸方向が数μｍ
。
。
の比較的大粒子径を有するものであった。
上記のように、Ｔｉ Ｓ、正極のものも、従来のも １
゜のでは、放電電流を大にすると放電電圧の平坦性は悪
くなるという欠点を有しているものであった。。
゜のでは、放電電流を大にすると放電電圧の平坦性は悪
くなるという欠点を有しているものであった。。
本発明の目的は、上記したような従来技術の欠。
点を解消し、エネルギー密度が高く、放電電流が。
大きくとれ、かつ、放電電圧の平坦性のすぐれた１゜リ
チウム電池用正極材料の三硫化チタン組成物微。
チウム電池用正極材料の三硫化チタン組成物微。
粉末およびそれの製造方法を提供するにある。 。
上記の目的のための本発明のリチウム電池用型。
極材料の三硫化チタン組成物微粉末は、ＴｉＣ１！４ガ
。
。
スとＨ２Ｓガスとを用いたＣＶＤ法による反応で得、た
超微粉末のＴｉＳ２をイオウ蒸気により再硫化し ゛た
、針状粒子の長軸が１０μｍより小であり短軸か 。
超微粉末のＴｉＳ２をイオウ蒸気により再硫化し ゛た
、針状粒子の長軸が１０μｍより小であり短軸か 。
１μｍ以下のものよりなることを特徴とするもの 。
であり、これが製造においては、上記における超。
微粉末のＴｉ Ｓ２を封管中においてイオウ蒸気と反
５応させて再硫化することを特徴とするものである。
５応させて再硫化することを特徴とするものである。
このような本発明の三硫化チタン組成物を材料。
に用いて正極としたリチウム電池によれば、電解。
液中のＬｉイオンとの反応性が向」二し、放電電流 ・
を大き（したり、放電電圧の平坦性を改善できる１０も
のである。
を大き（したり、放電電圧の平坦性を改善できる１０も
のである。
本発明における三硫化チタン組成物の組成は、。
Ｔｌ５３の化学量論組成Ｊ：りずれているのが好まし
。
。
（、好ましい組成の範囲は、一般式Ｔｉ ｔｏ＋〜１．
２５ Ｓ３の。
２５ Ｓ３の。
範囲内のものである。 １゜
本発明における三硫化チタン組成物微粉末の粒。
本発明における三硫化チタン組成物微粉末の粒。
径としては、剣状粒子の長軸が２μｍ以下の小で 。
あるものが望ましいが、合成プロセスの上から、。
０５μｍ以下の粒径の粉体を得ることはコスト高と。
なるので、０．５〜２μｍのものが実用上好ましいと、
。
。
・ ｑ ・
考えられる。
以下に、本発明を実施例につき、さらに詳細に。
説明する。
実施例
まず、’ｐｉ Ｃ１４ガスとＨ２Ｓガスを反応管中に導
入５し、高温で反応させるＣＶＤ法により、超微粉の
。
入５し、高温で反応させるＣＶＤ法により、超微粉の
。
Ｔｌ５２を合成する。このときの反応条件は、反応温。
度３５０〜７５０℃９反応ガス濃度１〜１０％２反応ガ
・ス濃度比Ｈ２Ｓ／ＴｌＣ１４−３〜３０．キャリヤー
ガス ・は窒素、ガス流速（線速度）１〜５ｃｍ／Ｓで
行うの１０が良い。
・ス濃度比Ｈ２Ｓ／ＴｌＣ１４−３〜３０．キャリヤー
ガス ・は窒素、ガス流速（線速度）１〜５ｃｍ／Ｓで
行うの１０が良い。
本実施例においては、上記中の代表的なＣＶＤ条。
件、温度６５０℃、ＴｉＣＪ４濃度０．３５％、Ｈ２Ｓ
濃度４％、。
濃度４％、。
窒素キャリヤーガス、ガス速度（線速度）４ｃ＋＋＋／
Ｓ 。
Ｓ 。
で、Ｔｉ Ｓ２超微粉末を合成した。
ｌ。
ｌ。
その後、このＴｉ Ｓ２超微粉末とイオウを石英管 。
中に真空封入し、２ゾーン電気炉中で反応させ、。
三硫化チタン組成物（ＴｉＸ５３． Ｔｉ Ｓ３に近い
もの）、を合成した。
もの）、を合成した。
三硫化チタン組成物（ＴｉＸＳ、＋）合成の代表的条件
、。
、。
は、Ｔｌ５２側温度を５２０℃、イオウ側温度を４１０
″Ｃ０とじ、一定のイオウ蒸気圧下でＴｉ ５２Ｆｉ
Ｔｉ Ｓ３構造。
″Ｃ０とじ、一定のイオウ蒸気圧下でＴｉ ５２Ｆｉ
Ｔｉ Ｓ３構造。
になるように硫化した。なお、上記反応温度にま。
で昇温する速度は７０℃／ｈとし、反応温度に達した。
後７０ｈ保持し、十分硫化反応を行わせ、Ｔｌ１ｏ８Ｓ
３な５る組成の微粉末を得た。
３な５る組成の微粉末を得た。
この粉末を正極とし、１０チのテフロンをパイン。
ダとし、ＳＵＳネット上に成型し、Ｌｉ Ｃｌ ０４１
ｍｏｌ／ｌ！。
ｍｏｌ／ｌ！。
プロピレンカーボネート電解液中で、Ｌｌを陰極と。
し放電性能を評価した。 １゜
第１図の曲線２，３が、それぞれ本実施例になる三硫化
チタン組成物（Ｔ１＋、ｏｇ Ｓｓ ）を正極に用いた
ものの放電曲線である。第１図において、曲線１は」二
記に述べた従来技術のＴｉＳ３を正極材料に用いたもの
の同様条件の放電曲線である。ここに放１゜電曲線１，
２の放電電流は１．５ｍＡ／ａｌ、曲線３の放電電流は
０５ｍＡ／／Ｃｉである。
第１図の曲線２，３が、それぞれ本実施例になる三硫化
チタン組成物（Ｔ１＋、ｏｇ Ｓｓ ）を正極に用いた
ものの放電曲線である。第１図において、曲線１は」二
記に述べた従来技術のＴｉＳ３を正極材料に用いたもの
の同様条件の放電曲線である。ここに放１゜電曲線１，
２の放電電流は１．５ｍＡ／ａｌ、曲線３の放電電流は
０５ｍＡ／／Ｃｉである。
第１図の曲線から、本実施例の三硫化チタン組成物（Ｔ
ｊ＋、ｏｓ Ｓ ） Ｆｃ正極材料に用いたものは、従
来のＴｉＳ３４用いたものに比し、放電の平坦性が良０ 好であることが良くわかる。
ｊ＋、ｏｓ Ｓ ） Ｆｃ正極材料に用いたものは、従
来のＴｉＳ３４用いたものに比し、放電の平坦性が良０ 好であることが良くわかる。
なお、本実施例におけるＴｉ １．０８ Ｓ３粉末の粒
子形 状は、長軸数μｍ、短軸１ ／ｒｍ以下の針状の
もので。
子形 状は、長軸数μｍ、短軸１ ／ｒｍ以下の針状の
もので。
あった。
なお、第１図に示されているように、Ｔｌ５３正５極の
理論放電容量］、２Ａｈ／ｃｃに対し、本実施のもの・
である曲線２，３は、電圧の大きい低下を伴わず。
理論放電容量］、２Ａｈ／ｃｃに対し、本実施のもの・
である曲線２，３は、電圧の大きい低下を伴わず。
にそれに達していることから、正極利用率が１００・係
のものが得られるものである。
のものが得られるものである。
上記の実施例の他に、本発明に関する多数の実１゜験を
行い、本発明のリチウム電池正極用材料の三。
行い、本発明のリチウム電池正極用材料の三。
硫化チタン組成物微粉末は、その組成か一般式 。
ＴｌｘＳ３で示されるものにおいてＸが１．０１〜１．
２５ 。
２５ 。
の範囲のものにして、その剣状粒子の大いさは長。
軸が２μｍより小にして、その短軸が１μｍ以下で１゜
あるものが良いことが確かめられた。
あるものが良いことが確かめられた。
以上説明したように、本発明によるリチウム電。
池用正極材料の三硫化チタン組成物（Ｔｉ＋、ｏ＋〜１
．２５ Ｓ３ ）。
．２５ Ｓ３ ）。
微粉末は、従来技術による正極材料のＴｉ Ｓ、に比。
べ、電池の放電電流が大きくとれ、かつ放電電圧、。
′・ ７ ・ の平坦性が優れているため、正極利用率が１００％ ’
のリチウム電池用正極が得られる。
′・ ７ ・ の平坦性が優れているため、正極利用率が１００％ ’
のリチウム電池用正極が得られる。
第１図は、正極材料に従来技術にょるＴｉＳ３４’用い
たものと、本発明の実施例におけるＴｌ １．０８ ｓ
３微５粉末を用いたものとの比較を示す、リチウム電池
。 の放電曲線のグラフである。 代理人弁理士 中村純之助 １（） ・ ８ ・ 矛 １ 図
たものと、本発明の実施例におけるＴｌ １．０８ ｓ
３微５粉末を用いたものとの比較を示す、リチウム電池
。 の放電曲線のグラフである。 代理人弁理士 中村純之助 １（） ・ ８ ・ 矛 １ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） Ｔｔ Ｃ１４ガスとＨ２Ｓガスの反応生成物
のＴｌ５２゜微粉末をイオウにより再硫化して得られた
針状の。 粒子にして長軸カ月Ｏμｍより小であり短軸が１μｍ・
以下の三硫化チタン組成物微粉末よりなることを・特徴
とするリチウム電池用正極材料。 １Ｏ（２）
前記の三硫化チタン組成物微粉末は、一般。 式。 １ｘＳ３ （ここにＸは、１．０１（ｘ（１，２５である）で示さ
れる組成のものである特許請求の範囲第１，５項記載の
リチウム電池用正極材料。 （３）前記の三硫化チタン組成物微粉末は、微粉。 米粒子が長軸数μｍ、短軸１μｍ以下の針状の微粒子よ
りなるものである脣許請求の範囲第１項また。 は第２項記載のリチウム電池用正極材料。 （４）前記の三硫化チタン組成物微粉末は、ＴｉＣ／４
゜ガスとＨ２Ｓガスを高温で反応させて生成したＴｌ５
２゛微粉末を封管中でイオウ蒸気と反応させて再硫化゛
したものである特許請求の範囲第１項ないし第３゛項の
いずれにか記載のリチウム電池用正極材料。５（５１Ｔ
ｉ Ｃ１４ガスとＨ２Ｓガスを高温で反応させ、生成し
たＴｌ５２微粉末を封管中でイオウ蒸気と反 応させて
再硫化して三硫化チタン組成物微粉末と・することを特
徴とするリチウム電池用正極材料の・製造方法。
１・）（６）前記の三硫
化チタン組成物微粉末は、一般式。 ｌＸ５３ （Ｘは、１．０１ （Ｘ （１，２５）で示される組成
のものである特許請求の範囲第５１゜項記載のリチウム
電池用正極材料の製造方法。 。 （７）前記の三値化チタン組成物微粉末は、微粉。 米粒子が長軸数μｍ、短軸１μｍ以下の針状の微粒。 子よりなるものである特許請求の範囲第５項また。 は第６項記載のリチウム電池用正極利料の製造力２゜法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064044A JPS58181268A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | リチウム電池用正極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57064044A JPS58181268A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | リチウム電池用正極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181268A true JPS58181268A (ja) | 1983-10-22 |
| JPH0415583B2 JPH0415583B2 (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=13246708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57064044A Granted JPS58181268A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | リチウム電池用正極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181268A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59186260A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-23 | デユラセル・インタ−ナシヨナル・インコ−ポレ−テツド | 化学電池用カソ−ドおよび化学電池 |
| US5340671A (en) * | 1993-06-14 | 1994-08-23 | Valence Technology, Inc. | Vanadium oxide cathode active material and method of making same |
| WO2020256806A1 (en) * | 2019-06-16 | 2020-12-24 | Applied Materials, Inc. | Protection interfaces for li-ion battery anodes |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP57064044A patent/JPS58181268A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59186260A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-23 | デユラセル・インタ−ナシヨナル・インコ−ポレ−テツド | 化学電池用カソ−ドおよび化学電池 |
| JPH0562432B2 (ja) * | 1983-04-01 | 1993-09-08 | Duracell Int | |
| US5340671A (en) * | 1993-06-14 | 1994-08-23 | Valence Technology, Inc. | Vanadium oxide cathode active material and method of making same |
| WO2020256806A1 (en) * | 2019-06-16 | 2020-12-24 | Applied Materials, Inc. | Protection interfaces for li-ion battery anodes |
| US11424454B2 (en) | 2019-06-16 | 2022-08-23 | Applied Materials, Inc. | Protection interfaces for Li-ion battery anodes |
| US12051810B2 (en) | 2019-06-16 | 2024-07-30 | Applied Materials, Inc. | Protection interfaces for Li-ion battery anodes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0415583B2 (ja) | 1992-03-18 |
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