JPS5834576A - リチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池

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JPS5834576A
JPS5834576A JP56130865A JP13086581A JPS5834576A JP S5834576 A JPS5834576 A JP S5834576A JP 56130865 A JP56130865 A JP 56130865A JP 13086581 A JP13086581 A JP 13086581A JP S5834576 A JPS5834576 A JP S5834576A
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JP
Japan
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charge
lithium
discharge
active material
alumina
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Pending
Application number
JP56130865A
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English (en)
Inventor
Yoji Sakurai
桜井 庸司
Akihiko Yamaji
昭彦 山路
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS5834576A publication Critical patent/JPS5834576A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • YGENERAL 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
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本嚢鴫は、小麺にして充放1ic4jikが大きく且光
Jk@寿命が兼〈又高電圧でTo少、Lかも大wg+流
坂得III mlな二次電池に係多、更に詳細にはりチ
クム1− を負極活物質として用いるニー次電池に関する0従来か
らリチウムを負極活W質として用iる^エネルギv!I
直電池に1する提案lよ多くなされており、例えば正偽
活物質としてJ!Ii給及び弗凧のインターカレータ曹
ン化合吻、負極活物質としてリチウム金属を使用した電
池(米tlA特許第3,514,337号明細書参M)
が知られている0又、弗化縄鉛を正極活物質に用いたリ
チウム電池(棟上IElii!R)及び二酸化!ンガン
を正極活物質としたりナク^電池(三洋電dllll!
りが既に市販されてiる。
しかし、これらの電池は充電不能で二次電池として使用
できな−という欠点があり、鍵には電池II1性も満足
のいくものではなかった。
リチウAを負極活9に!J質とじて用いる二次に池につ
いては、正極活物質としてチタン、ジルコニクム、ハフ
ニウム、ニオビクム、タンタル、パナジクムの硫化物、
セレン化物、テルル化物を用−九電池(米1特許第4,
009,052号明−優一照)及び鈑化クロム、七し/
化エオビクム等を用いた4a(J、glectroch
em、8oc、、 V(11,124、A 7. J 
9682− 買及び第325頁、11177年)等が提案されている
oしかし、これらの電電はその電圧、電圧千撞性光款電
容量、充放電寿命、取得電流@度及びthiflII性
等から必ずしも十分であるとはぎえななかつ九〇 本発明は飾紀IA状を改良するために提案されたもOで
、その目的は小JIKして充放電容量が大きく、星光放
電寿命が長く又高電圧であシ、しかも大電流取得回部な
二次電池を提供する事にある。
本発明を概説すれば、正極活物質はβ−アル省す(N%
 O@l tAi、 0. ) 、そのLi 、 Af
、 Ga、 K、 N)(4゜!1.. &b、 NO
,Cm、 In  等のIt置換体はβl−アル建す(
Na、0・5ム−へ)の一種以上であ抄、負極活壽質は
リテウ^であり、電解質榔實は正極活物質及びリチウム
に対して化学的に安yでろ9、且すテクムイオンが正極
活物質と電気化学灰石をするための移−を行う物質であ
る逼を待機とするものであるO 重置#RKよれば、正極活物質としてβ−アルずす又は
そOLi、ムf、 (ja、 K、 N)1. 、 T
4 )4b、 NO,Cs。
3− In等の置換体又はβ〃−アンナ(N町0・5Al、0
.)の一種以上を用いる事によシ、小型で充放電容量が
大きく、光放電寿命が長く、高電圧でありしかも天竜f
IL取得可能な二次電池を作製する◆ができるO本発明
を貴に−しく説明する0 本発明によるリチウム電池において用いられる正極活物
質は前述のようにβ−アル建す、その目、 At、 G
a、 K、 N)(、、Tl、 Rh、 NO,Cs、
 In  等の置換体又はβl−アルンナ(N−0・5
Al、0.)  の一種以上である。
これらの化合物は、イオン伝導度の高い1体物質であり
、アルカリ金属電池用固体電解質として研究されている
0これらの化合物はリチウムイオンの入夛込む隙間を有
しており、特に初期充電を行う事により結晶中の可動性
イオンを抜いておけば、リチウムイオンの受は入れナイ
ト(位It)が増大し、その後のリチウムイオンの出入
シが容易とな9、その謔果電圧、充放111容虚及び光
放電寿命の増大を図る事ができる。
本発明における正−活資貞として前記β−アル4− ミナ又はそOLi、ムf、Ga、 K、 Nil、 、
 Tz、 ab、 NO。
Cm、 In  等の置換体又はβl−アルζすを使用
する場合、正極はこれら正極活物質の粉末、又はこれと
ポリテトラフルオロエチレンの如き結合剤粉末と01重
合管ニッケル・ステ/レス等の支持体に真上に圧着成形
する◎或いは正極8匈質に導電性を付与する丸めアセチ
レンプラックの様な導電体粉末を混合しsJl!srポ
リテトラフルオpエチレンの如き結合剤を加え、この混
合物金金属容器に入れ、或いは前記混合物をニッケル・
ステンレス等の支持体上に圧着Jjl形する等の手段に
よってtF3或1れる。
負ム活物質であるリチウムは、一般のリチウム電池のそ
れと同様にシート吠として、又はそのシートをニッケル
・ステンレス等の導区体網に圧着し員僑として形成され
る。
電解質としては、グービVンカーボネート、エチレン方
−Iネート、ジメデルスルホキクド、r−ブチ−ツクト
ン、アセトニトリル、ジオキソレ/、テト9ヒトw7ラ
ン、1.2−ジメトキシエ5− タン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド9、二繊合
せ又はLiイオンを伝導体とする溶−1などを用いるφ
ができるO 又、電池m成上gb賛ならば、多孔質のポリプロビレ/
等より成る隔膜を使用しても良い0次に本発明を実施例
について説明するが、本発明はこれらによりなんら「艮
定されるものではないO尚、実施例に於−て、4池の作
製及び一定はアルゴンガス雰囲気下で行った。
実施例1 第1図は本発明による11tIlllLの一^体例でろ
るボタン盛電池の特性測定用電池セルのLtr血峨略図
であり、1はニッケルメッキを施した貢A11に容器、
2riリチウム負極、3は多孔質ポリグロビレンー噛編
、4はカーボン繊−より成る7エルト、S會よ正極合剤
、6はテフロン製容器、71まニッケルリード騙を示す
容器1の凹富内に正−合剤5倉入れ、その上に6一 電解液含浸用の7二ル)4を載せ、容器6 g 、 6
bでしめつけ、隔1[3を介してリチウム負他2t−載
にした0リチクム極は径19腑の円板形で、カーメン繊
繍より成る7エルFは径25闘犀さ3111Jlの円板
形である。電解液にはAt溜後モレキエラーシ−yスで
脱水したL j C104とプロピレンカーボネートの
1モに/111111E(を用いた0電解液はP4膜3
及びカーボン繊織より成るフェルト4、正極合剤!sK
倉f18 # ? 使M L タo 正’甑合All 
5 u、0.05fのβ−アル(?11末と0.051
のアセチレンブラック粉末を1合して用いた。β−アル
建すは市販品を用%A丸が、例えば以下の方法で合成す
る◆ができる。
出発原料として、N町C鴨とAI、鴨をN〜0・llA
l、0゜の層成で秤量し、この1111合吻を1s00
℃で4時間燐酸して目的物を4る◎ この様にして作属しえ電1t!L t” l mA  
で定*g放電を行つ九ところ、712図の人の様な放電
1!IMとなった0電池の電圧がIVK低下する迄の正
極活11買の腋電容量d12ムh/44 であシエネル
ギ蕾度7− は16.4 Wh為であった。
実施内2 実施例1と同一の1池を作製し、この電池について1m
A 定電流で2時間20分の紡期光電を行った仮、Ig
mA  で屍電流放電を行ったところ、放電時間と電比
の関係は第2図の蘭1MBの儂になり電圧が^く、XF
−4fi性の良好な2段の放電−−となった01V終止
電圧での放電容量は100 AhAyであり、エネルギ
密質は186Wh/Kf となり、実施例刻と比較して
電圧、放寛容墓、エネルギ密度共により良好&値が得ら
れた。
実施仇3 実施例1と同一の電池を作製し、この電池につめて、1
 mA 定X*で2時間20仕初期充電(464ムhA
f の光電容量)した後、1mA定電流で光放電を行っ
た0充放電サイクルは放鑞!時間10分、休止1時間、
充414間10分、休止1時間でめル、これは23.3
  ムhAダの充放1鑵さく11子関与に相当)である
43図は充放lt試植の結果をボナ図である0即8− ちこの−纏は放電伏趨、次に休止期間ついで充電伏總、
次に休止期間を示す。1iI−人、B、Cri夫々1s
1d、#!5回及び410回の放電及び充−を示す。
第5−目O款電綾藉電圧(−巌B)は2,3 V 。
第10回目の放電最終電圧(曲線C)は1,95  V
と嵐好な充放電特性を示した。
−A施例4 実施例1と同一の1池を作製しこのt FJI ’ic
りいて1一定電流で2時間20+41JIA充電した後
、1mム定電流で充放電を行った。充放電サイクルは放
@2時間20分2.休止1時間、光−424間20分、
休止14関であ夛、これは4ti、dAh膚の光放電#
さく2電子関与に相当)で弗る0 114図は充放電試験の結果を示す−であプ、放電最終
電圧がIY以上の条件下では約40回の光放電が可能で
あった・図中1線人、H,C,D。
蔵は夫々$11−、$10回、第20回、第30回、總
40dの放電及び充電を示す。
夷i*ss 9− 実施例1と同一の電池を作製し、この*filLKつい
て1 mA 定電流で2時間40仕初期光−(51,3
Ah、Δりの充電6董)した故1m人定電流で充放電を
行った。光放電サイクルは、放電1時1410分(1電
子関与に相当)、休止lO分9元域1時間20分(1,
1電子関与に相当)、休止I ILf間であるO 第5図は充放シ試鹸の&M釆を示すAであり、放電*’
w=電圧が2■以上の条件下でtま約50回の充放電が
可能であ3  lV以上の条件下では約1430回の充
放電が可能でめった。図中1fllJA、H,C0Dは
夫々第1回、#110回、第50回及び講ioo回の放
電及び充電を示す。
実り例6 実施例1と同一の電池を炸裂し、この電池について1 
mA 定電流で2時間40仕初期光題した後、1m定1
1流で光放電を行った0光放域tイクルは、放′@2時
間20分(21を子調与に惰当)、休止1時118.光
電2時間40分(2,2域子関与に<flm)休止14
1i4である。
10− #I6−は充放電試験の結果tボす図であり、放電最終
電圧が2v以上の条件下では251!8!Jの充放電が
回部であり、IV以上の条件下では約60回の充放電が
町艶であった0図中@#MA 、 B 、 C。
Dは夫々第1−9第1θ回、第25回及び第55鵡O放
電及び充電を示す@ 夷11 正極合剤としてLi−β−アルミナ0.05 Fとア竜
チレンブラック0.05 f を用いた以外は実瑚渕1
と一様にして電池を作製した。この電池にりいて、1一
定電流で2時間20仕初期尤電した鰻、1一定電流で充
放電を行った。光放電サイクルは放電2時間20分、休
止1時間、光42時間20分、休止1時閾であシ、これ
は46.6  Ah/l−の充放電#l″S(Z電子−
与Km尚)である。
J17園は充放電試験の結果を示す図で69、放電層l
l511!圧がtV以上の条件下でri約40回の充放
電が可能であり九。間中*−ム、B、Cは夫々J111
i12m、第20關、嬉40−の放電及び充電を示す0 Na−β−アルミナ、Lトβ−アル電す以外の物質につ
いても、下表〈示す如く初期充電後良好な放電特性が得
られ九。
以上説明した様に、本発明のIIC池は小履くして充放
電8菫が大きく、且、光放電寿命が長く、又^電圧であ
シしかも大1を訛取傅町絽な二久嵐池として種々0分針
に使用できるという々り点を有する。
【図面の簡単な説明】
lll1図は本発明の一実施例であるボタ/酸電池のq
#性−電用電池セル断面概略図、講2図は本発明の実施
例における電池の放電時間と電圧の関係を示したー、w
43図%M4図、第5図、第6図及びJ17a!Itは
本発明の実施例における4池の光放電mり返し数と充放
電時の電圧変化を示し九図であみO 1・−・容−12−リチウムfIL極、3・・・隔護、
4−・7エルシ、  5・−正極合剤、 6暑、6b−
テフロン容器、1・・・リード−〇 出願人代理人  燗  宮  正  季13−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 正偽活物質はβ−アル(す(Na、0・11ム1*’%
    )、!−アkitOLi、ムf、 Ga、 K、 NH
    ,、Tt、 fLb、 NO、Ca、 I+a  等の
    1秦体、又B II−アルミナ(NJI、04ム1.へ
    )〇一種以上でめシ、員他后書貞はリチウムで6珈、電
    解質榔負は正−Ili!i物質及びリチウムに対して化
    学的に安定であp、且、リチウムイオンが正極活物質と
    電気化学反応をするための移−會行匹得る物質よ参構成
    されて−る◆を特徴とするリチウム二次電池。
JP56130865A 1981-08-22 1981-08-22 リチウム二次電池 Pending JPS5834576A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56130865A JPS5834576A (ja) 1981-08-22 1981-08-22 リチウム二次電池

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JPS5834576A true JPS5834576A (ja) 1983-03-01

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JP56130865A Pending JPS5834576A (ja) 1981-08-22 1981-08-22 リチウム二次電池

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6262945A (ja) * 1985-09-06 1987-03-19 エタブリスマン・シユトイブリ−ベルドル 傾動する固定フックを有する織機のひ口形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6262945A (ja) * 1985-09-06 1987-03-19 エタブリスマン・シユトイブリ−ベルドル 傾動する固定フックを有する織機のひ口形成装置

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