JPS62123651A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明はりチウム−アルミニウム合金を負極に用いる
リチウム二次電池に係わり、さらに詳しくはその負極の
改良に関する。
リチウム二次電池に係わり、さらに詳しくはその負極の
改良に関する。
リチウム二次電池においては、負極の充放電可逆性を向
上させるためにリチウム−アルミニウム合金を負極に用
いることが行われている（たとえば米国特許第４，００
２，４９５号明細書、米国特許第４゜０５６、８８５号
明細書）。
上させるためにリチウム−アルミニウム合金を負極に用
いることが行われている（たとえば米国特許第４，００
２，４９５号明細書、米国特許第４゜０５６、８８５号
明細書）。
これは、リチウムを単独で負極に用いた場合は、電気量
密度的にはリチウム−アルミニウム合金を負極に用いる
よりも有利であるが、充電反応で電着するリチウムの形
状がデンドライト状（樹枝状）であり、このデンドライ
ト状リチウムが充放電の繰り返しにより成長して正極、
負極間を隔離するセパレータを突き破り正極に接触して
内部短絡を起こす可能性があることと、上記電着リチウ
ムが非常に活性で表面積が大きいため電解液中の微量の
不純物と反応して電極表面で孤立して不働態化し、放電
反応に利用できなくなるなどの問題があるからである。
密度的にはリチウム−アルミニウム合金を負極に用いる
よりも有利であるが、充電反応で電着するリチウムの形
状がデンドライト状（樹枝状）であり、このデンドライ
ト状リチウムが充放電の繰り返しにより成長して正極、
負極間を隔離するセパレータを突き破り正極に接触して
内部短絡を起こす可能性があることと、上記電着リチウ
ムが非常に活性で表面積が大きいため電解液中の微量の
不純物と反応して電極表面で孤立して不働態化し、放電
反応に利用できなくなるなどの問題があるからである。
そして、これに対し、リチうムーアルミニウム合金を負
極に用いた場合には、電着した活性なリチウムはアルミ
ニウムと合金化して平滑な結晶形態となり、デンドライ
ト成長が抑制され、また活性な電着リチウムの状態でと
どまる時間が短くなって上記問題点を解決することがで
きるからである。
極に用いた場合には、電着した活性なリチウムはアルミ
ニウムと合金化して平滑な結晶形態となり、デンドライ
ト成長が抑制され、また活性な電着リチウムの状態でと
どまる時間が短くなって上記問題点を解決することがで
きるからである。
上記のようにリチウム−アルミニウム合金を負極に用い
ることによって、リチウムを単独で負極に用いる場合に
比べて充放電サイクル特性をかなり向上させることがで
きるものの、電池需要者側からはより充放電サイクル寿
命の長い電池が求められており、ただ単にリチウム−ア
ルミニウム合金を負極に用いただけでは、需要者からの
要求を満足させることができなかった。
ることによって、リチウムを単独で負極に用いる場合に
比べて充放電サイクル特性をかなり向上させることがで
きるものの、電池需要者側からはより充放電サイクル寿
命の長い電池が求められており、ただ単にリチウム−ア
ルミニウム合金を負極に用いただけでは、需要者からの
要求を満足させることができなかった。
この発明は従来のリチウム二次電池の充放電サイクル特
性が充分でなかったという問題点を解決し、充放電サイ
クル特性の良好なリチウム二次電池を提供することを目
的とする。
性が充分でなかったという問題点を解決し、充放電サイ
クル特性の良好なリチウム二次電池を提供することを目
的とする。
本発明は負極をリチウム含有量の多いリチウム−アルミ
ニウム合＊層とリチウム含有量の少ないリチウム−アル
ミニウム合金層とで構成することによって、充放電サイ
クル特性を高めたものである。
ニウム合＊層とリチウム含有量の少ないリチウム−アル
ミニウム合金層とで構成することによって、充放電サイ
クル特性を高めたものである。
すなわち、従来は負極を構成するりチウム−アルミニウ
ム合金のリチウム濃度をできるだけ均一にする方向で研
究がなされてきたが、本発明者らの研究によれば、リチ
ウム含有量の均一なリチウム−アルミニウム合金だけで
負極を構成するよりも、負極中のリチウム濃度を異なら
せ、ｆＬ極の一部にリチウム含有量の少ないリチウム−
アルミニウム合金層を設けておく方が、充電時にリチウ
ムが電着するときに上記リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金層がリチウムが電気化学的に合金
化する母材として働き、電着リチウムの電気化学的合金
化が速くなり、かつ上記リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金層が負極内で簗電体として働き、
充放電の繰り返しにより負極の粉末化が生じはじめても
負極側の集電作用が低下せず、充放電サイクル特性が向
上することが判明したのである。
ム合金のリチウム濃度をできるだけ均一にする方向で研
究がなされてきたが、本発明者らの研究によれば、リチ
ウム含有量の均一なリチウム−アルミニウム合金だけで
負極を構成するよりも、負極中のリチウム濃度を異なら
せ、ｆＬ極の一部にリチウム含有量の少ないリチウム−
アルミニウム合金層を設けておく方が、充電時にリチウ
ムが電着するときに上記リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金層がリチウムが電気化学的に合金
化する母材として働き、電着リチウムの電気化学的合金
化が速くなり、かつ上記リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金層が負極内で簗電体として働き、
充放電の繰り返しにより負極の粉末化が生じはじめても
負極側の集電作用が低下せず、充放電サイクル特性が向
上することが判明したのである。
本発明の実施にあたり、充放電反応をスムーズに行わせ
るためには、リチウム含有量の多いリチウム−アルミニ
ウム合金層を正極と対向する側、つまりセパレータ側に
配置するのが好ましい。従って、たとえばリチウム含有
量が多いリチウム−アルミニウム合金層が１層で、かつ
リチウム含有量が少ないリチウム−アルミニウム合金層
が１層の２層で負極を構成する場合は、リチウム含有量
が多いリチウム−アルミニウム合金層を正極と対向する
側に配置し、リチウム含有量が少ないリチウム−アルミ
ニウム合金層を負極缶側に配置するのが好ましい。また
リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層が
２層で、リチウム含有量が少ないリチウム−アルミニウ
ム合金層が１層の３層で負極を構成する場合は、リチウ
ム含有量が少ないリチウム−アルミニウム合金層を中央
にしてその両側、つまり電池の高さ方向に上側および下
側にリチウム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金
層を配置して、リチウム含有量の多いリチウム−アルミ
ニウム合金層のうち１層が正極と対向する側に位置する
ようにするのが好ましい。
るためには、リチウム含有量の多いリチウム−アルミニ
ウム合金層を正極と対向する側、つまりセパレータ側に
配置するのが好ましい。従って、たとえばリチウム含有
量が多いリチウム−アルミニウム合金層が１層で、かつ
リチウム含有量が少ないリチウム−アルミニウム合金層
が１層の２層で負極を構成する場合は、リチウム含有量
が多いリチウム−アルミニウム合金層を正極と対向する
側に配置し、リチウム含有量が少ないリチウム−アルミ
ニウム合金層を負極缶側に配置するのが好ましい。また
リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層が
２層で、リチウム含有量が少ないリチウム−アルミニウ
ム合金層が１層の３層で負極を構成する場合は、リチウ
ム含有量が少ないリチウム−アルミニウム合金層を中央
にしてその両側、つまり電池の高さ方向に上側および下
側にリチウム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金
層を配置して、リチウム含有量の多いリチウム−アルミ
ニウム合金層のうち１層が正極と対向する側に位置する
ようにするのが好ましい。
そして、リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム
合金はリチウム含有量が３０〜５０原子％（ａｔｏｍｉ
ｃ％）になるようにし、リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金はリチウム含有量が１〜２０原子
％にするのが好ましい。これは、リチウム含有量の多い
リチウム−アルミニウム合金中のリチウム量が前記範囲
より多くなると充放電の繰り返しによる負極の粉末化が
激しくなり、リチウム量が前記範囲にり少なくなるとリ
チウムの電気量密度が低くなり高エネルギー密度という
リチウム電池の特長が発揮しがたくなるからである。ま
た、リチウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合
金中のリチウム量が前記範囲より多くなると充電時のリ
チウムの合金化母材としての作用や集電体としての作用
が充分に発揮できなくなり、リチウム量が前記範囲より
少なくなると３層構造にしたときにリチウムイオンが通
りにくくなって負極借倒のリチウム含有量の多いリチウ
ム−アルミニウム合金層が孤立化して充放電反応に利用
できなくなるからである。そして、このリチウム含有量
が少ないリチウム−アルミニウム合金層は、薄（でもそ
の効果を発揮でき、また厚くなりすぎると負極のリチウ
ムの電気量が少なくなって高エネルギー密度電池として
のリチウム電池の特長が発揮できなくなるので、リチウ
ム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金層に比べて
薄くする方が好ましい。また、３層構造にする場合、リ
チウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合金層の
両側に配置するリチウム含有量の多いリチウム−アルミ
ニウム合金層は２Ｎとも同一のリチウム含有量であるこ
とは要求されず、それらの間でリチウム含有量が異なっ
ていてもよい。
合金はリチウム含有量が３０〜５０原子％（ａｔｏｍｉ
ｃ％）になるようにし、リチウム含有量の少ないリチウ
ム−アルミニウム合金はリチウム含有量が１〜２０原子
％にするのが好ましい。これは、リチウム含有量の多い
リチウム−アルミニウム合金中のリチウム量が前記範囲
より多くなると充放電の繰り返しによる負極の粉末化が
激しくなり、リチウム量が前記範囲にり少なくなるとリ
チウムの電気量密度が低くなり高エネルギー密度という
リチウム電池の特長が発揮しがたくなるからである。ま
た、リチウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合
金中のリチウム量が前記範囲より多くなると充電時のリ
チウムの合金化母材としての作用や集電体としての作用
が充分に発揮できなくなり、リチウム量が前記範囲より
少なくなると３層構造にしたときにリチウムイオンが通
りにくくなって負極借倒のリチウム含有量の多いリチウ
ム−アルミニウム合金層が孤立化して充放電反応に利用
できなくなるからである。そして、このリチウム含有量
が少ないリチウム−アルミニウム合金層は、薄（でもそ
の効果を発揮でき、また厚くなりすぎると負極のリチウ
ムの電気量が少なくなって高エネルギー密度電池として
のリチウム電池の特長が発揮できなくなるので、リチウ
ム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金層に比べて
薄くする方が好ましい。また、３層構造にする場合、リ
チウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合金層の
両側に配置するリチウム含有量の多いリチウム−アルミ
ニウム合金層は２Ｎとも同一のリチウム含有量であるこ
とは要求されず、それらの間でリチウム含有量が異なっ
ていてもよい。
本発明の電池において、リチウムイオン伝導性非水電解
液としては、たとえば１．２−ジメトキシエタン、Ｉ＋
２−ジェトキシエタン、プロピレンカーボネート、Ｔ−
ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、１．３−ジオキソラン、４−メチル−
１，３−ジオキソランなどの単独または２種以上の混合
溶媒に、たとえばＬ ｉ ＣＩ ０４、ＬｉＰＦ５、Ｌ
ｉ＋’３Ｆ４、Ｔ−１Ｂ（Ｃ６ＨＣ１）４などの電解質
を１種または２種以上熔解したものが用いられる。また
、上記電解液中におけるＬｉＰＦＢなどの電解液を安定
化させるために、たとえばヘキサメチルホスホリックト
リアミドなどの安定化剤を電解液中に加えておくことも
好ましく採用される。正極を構成する正極活物質として
は、たとえば二硫化チタン（ＴｉＳ２）、二硫化モリブ
デン（ＭＯ３２）、三硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二
硫化欽（Ｆ ｅ ３２ ）、硫化ジルコニウム（ＺｒＳ
２）、二硫化ニオブ（ＮｂＳ２）、三硫化リンニッケル
（ＮｉＰＳ３）、バナジウムセレナイド（ＶＳｅ２）な
どが用いられる。
液としては、たとえば１．２−ジメトキシエタン、Ｉ＋
２−ジェトキシエタン、プロピレンカーボネート、Ｔ−
ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、１．３−ジオキソラン、４−メチル−
１，３−ジオキソランなどの単独または２種以上の混合
溶媒に、たとえばＬ ｉ ＣＩ ０４、ＬｉＰＦ５、Ｌ
ｉ＋’３Ｆ４、Ｔ−１Ｂ（Ｃ６ＨＣ１）４などの電解質
を１種または２種以上熔解したものが用いられる。また
、上記電解液中におけるＬｉＰＦＢなどの電解液を安定
化させるために、たとえばヘキサメチルホスホリックト
リアミドなどの安定化剤を電解液中に加えておくことも
好ましく採用される。正極を構成する正極活物質として
は、たとえば二硫化チタン（ＴｉＳ２）、二硫化モリブ
デン（ＭＯ３２）、三硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二
硫化欽（Ｆ ｅ ３２ ）、硫化ジルコニウム（ＺｒＳ
２）、二硫化ニオブ（ＮｂＳ２）、三硫化リンニッケル
（ＮｉＰＳ３）、バナジウムセレナイド（ＶＳｅ２）な
どが用いられる。
つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
リチウムとアルミニウムとを電気化学的に合金化してリ
チウムを４８原子％含有する直径７．８ｍｍ。
チウムを４８原子％含有する直径７．８ｍｍ。
厚さ０．４ｍｍのりチウム−アルミニウム合金板を得た
。これとは別に、リチウムとアルミニウムとを冶金学的
に合金化してリチウムを５原子％含有する直径７．８ｍ
ｍ、厚さ０．１ｍｍのリチウム−アルミニウム合金板を
得た。
。これとは別に、リチウムとアルミニウムとを冶金学的
に合金化してリチウムを５原子％含有する直径７．８ｍ
ｍ、厚さ０．１ｍｍのリチウム−アルミニウム合金板を
得た。
これらを負極材料として用い、上記リチウムを５原子％
含有するリチウム−アルミニウム合金板を負極借倒に、
リチウムを４８原子％含有するリチウム−アルミニウム
合金板を正極と対向する側に配置し、また正極には二硫
化チタンを正極活物質とする成形合剤を用いて、第１図
に示す構造のリチウム二次電池を作製した。
含有するリチウム−アルミニウム合金板を負極借倒に、
リチウムを４８原子％含有するリチウム−アルミニウム
合金板を正極と対向する側に配置し、また正極には二硫
化チタンを正極活物質とする成形合剤を用いて、第１図
に示す構造のリチウム二次電池を作製した。
図中、１はステンレス鋼製で表面にニッケルメッキを施
した負極缶であり、２は負極缶１の内面にスポット溶接
したステンレス鋼網よりなる負極集電体である。３は負
極で、この負極３はリチウム含有量が多いリチウム−ア
ルミニウム合金Ｍ３ａとリチウム含有量が少ないリチウ
ム−アルミニウム合金Ｎ３ｂとで構成されており、リチ
ウム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金ｊｉｆ３
ａは、本実施例においては前記のリチウムを４８原子％
含有するリチウム−アルミニウム合金板からなり、正極
５と対向する側に配置され、リチウム含有量が少ないリ
チウム−アルミニウム合金層３ｂは、本実施例において
は前記のリチウムを５原子％含有するリチウム−アルミ
ニウム合金層からなり、負極缶１側に配置されている。
した負極缶であり、２は負極缶１の内面にスポット溶接
したステンレス鋼網よりなる負極集電体である。３は負
極で、この負極３はリチウム含有量が多いリチウム−ア
ルミニウム合金Ｍ３ａとリチウム含有量が少ないリチウ
ム−アルミニウム合金Ｎ３ｂとで構成されており、リチ
ウム含有量が多いリチウム−アルミニウム合金ｊｉｆ３
ａは、本実施例においては前記のリチウムを４８原子％
含有するリチウム−アルミニウム合金板からなり、正極
５と対向する側に配置され、リチウム含有量が少ないリ
チウム−アルミニウム合金層３ｂは、本実施例において
は前記のリチウムを５原子％含有するリチウム−アルミ
ニウム合金層からなり、負極缶１側に配置されている。
４は微孔性ポリプロピレンフィルムとポリプロピレン不
織布からなるセパレータで、微孔性ポリプロピレンフィ
ルムが負極３のリチウム含有量が多いリチウムーアルミ
ニウム合金ＮＳａ側に配置されている。５は二硫化チタ
ンを正極活物質とし、ポリテトラフルオロエチレンをバ
インダーとして用いた正極合剤を加圧成形してなる正極
で、その一方の面にはステンレス鋼網からなる正極集電
体６が配置されている。７はステンレス鋼製で表面にニ
ッケルメッキを施した正極缶で、８はポリプロピレン製
のガスケットである。そして、この電池には、４−メチ
ル−１，３−ジオキソラン６０容量％、１，２−ジメト
キシエタン３４．８容量％およびヘキサメチルホスホリ
ックトリアミド５．２容量％からなる混合溶媒にＬｉＰ
Ｆ６を１．０ ｍｏｌ ／ Ａ溶解した有機非水電解液
が注入されている。この電池における負極中のリチウム
量は約３９．４原子％である。そして、上記電解液にお
けるヘキサメチルホスホリックトリアミドはＬｉＰＦ６
を安定化させるための安定化剤である。
織布からなるセパレータで、微孔性ポリプロピレンフィ
ルムが負極３のリチウム含有量が多いリチウムーアルミ
ニウム合金ＮＳａ側に配置されている。５は二硫化チタ
ンを正極活物質とし、ポリテトラフルオロエチレンをバ
インダーとして用いた正極合剤を加圧成形してなる正極
で、その一方の面にはステンレス鋼網からなる正極集電
体６が配置されている。７はステンレス鋼製で表面にニ
ッケルメッキを施した正極缶で、８はポリプロピレン製
のガスケットである。そして、この電池には、４−メチ
ル−１，３−ジオキソラン６０容量％、１，２−ジメト
キシエタン３４．８容量％およびヘキサメチルホスホリ
ックトリアミド５．２容量％からなる混合溶媒にＬｉＰ
Ｆ６を１．０ ｍｏｌ ／ Ａ溶解した有機非水電解液
が注入されている。この電池における負極中のリチウム
量は約３９．４原子％である。そして、上記電解液にお
けるヘキサメチルホスホリックトリアミドはＬｉＰＦ６
を安定化させるための安定化剤である。
実施例２
リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金Ｎ３
ａとして実施例１と同様のリチウムを４８原子％含有す
る直径７．８闘、厚さ０．４ｍｍのリチウム−アルミニ
ウム合金板を正極５と対向する側に配置し、リチウム含
有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｉｔ３ｂと
してリチウムを１０原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚
さ０．１ｍｍのりヂウムーアルミニウム合金板を負極缶
】側に配置したほかは実施例１と同様にして第１図に示
す構造のリチウム二次電池を作製した。この電池におけ
る負極中のリチウム量は約４０．４原子％である。
ａとして実施例１と同様のリチウムを４８原子％含有す
る直径７．８闘、厚さ０．４ｍｍのリチウム−アルミニ
ウム合金板を正極５と対向する側に配置し、リチウム含
有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｉｔ３ｂと
してリチウムを１０原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚
さ０．１ｍｍのりヂウムーアルミニウム合金板を負極缶
】側に配置したほかは実施例１と同様にして第１図に示
す構造のリチウム二次電池を作製した。この電池におけ
る負極中のリチウム量は約４０．４原子％である。
実施例３
リチウムを１原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚さ０．
１１のりヂウムーアルミニウム合金板と、リチウムを４
８原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのり
チウム−アルミニウム合金板２枚を用い、」１記リチウ
ムを１原子％含有するりチウム−アルミニウム合金板を
中央にしてその上下にリチウムを４８原子％含有するリ
チウム−アルミニウム合金板を配置して負極を構成した
ほかは前記実施例１の場合と同様にして第２図に示す構
造のリチウム二次電池を作製した。
１１のりヂウムーアルミニウム合金板と、リチウムを４
８原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのり
チウム−アルミニウム合金板２枚を用い、」１記リチウ
ムを１原子％含有するりチウム−アルミニウム合金板を
中央にしてその上下にリチウムを４８原子％含有するリ
チウム−アルミニウム合金板を配置して負極を構成した
ほかは前記実施例１の場合と同様にして第２図に示す構
造のリチウム二次電池を作製した。
第２図に示す電池においては、負極３はリチウム含有量
の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａ、リチウム含
有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｉ１３ｂお
よびリチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金
層３ａの３層で構成され、リチウム含有量の少ないリチ
ウム−アルミニウム合金層３ｂの上側および下側にリチ
ウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａ、
３ａが配置している。そして、リチウム含有量の少な
いリチウム−アルミニウム合金層３ｂは、本実施例にお
いては前記のリチウムを１原子％含有するリチウム−ア
ルミニウム合金板からなり、リチウム含有量の多いリチ
ウム−アルミニウム合金層３ａ、３ａは両者ともリチウ
ムを４８原子％含有するりチウム−アルミニウム合金板
からなるものであり、この電池における負極中のリチウ
ム量は約３８．６原子％である。
の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａ、リチウム含
有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｉ１３ｂお
よびリチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金
層３ａの３層で構成され、リチウム含有量の少ないリチ
ウム−アルミニウム合金層３ｂの上側および下側にリチ
ウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａ、
３ａが配置している。そして、リチウム含有量の少な
いリチウム−アルミニウム合金層３ｂは、本実施例にお
いては前記のリチウムを１原子％含有するリチウム−ア
ルミニウム合金板からなり、リチウム含有量の多いリチ
ウム−アルミニウム合金層３ａ、３ａは両者ともリチウ
ムを４８原子％含有するりチウム−アルミニウム合金板
からなるものであり、この電池における負極中のリチウ
ム量は約３８．６原子％である。
実施例４
リチウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合金Ｎ
３ｂとしてリチウムを５原子％含有する直径７．８ｍｍ
、厚さ０．０５ｍｍのリチウム−アルミニウム合金板を
中央にし、その上下にリチウム含有量の多いリチウム−
アルミニウム合金Ｎ３ａ、３ａとしてリチウムを４０原
子％含有する直径７．８開、厚さ０゜２２１１１ｍのり
チウム−アルミニウム合金板を配置したほかは実施例３
と同様にして第２図に示す構造のリチウム二次電池を作
製した。この電池における負極中のリチウム量は約３６
．４原子％である。
３ｂとしてリチウムを５原子％含有する直径７．８ｍｍ
、厚さ０．０５ｍｍのリチウム−アルミニウム合金板を
中央にし、その上下にリチウム含有量の多いリチウム−
アルミニウム合金Ｎ３ａ、３ａとしてリチウムを４０原
子％含有する直径７．８開、厚さ０゜２２１１１ｍのり
チウム−アルミニウム合金板を配置したほかは実施例３
と同様にして第２図に示す構造のリチウム二次電池を作
製した。この電池における負極中のリチウム量は約３６
．４原子％である。
比較例１
リチウムを４０原子％含有する直径７．８ｍｍ、厚さ０
．５１のりチウム−アルミニウム合金板を負極に用いた
ほかは実施例１の場合と同様にして第３図に示す構造の
リチウム二次電池を作製した。第３図に示す電池におい
ては、負極３は」１記のようにリチウムを４０原子％含
有するりチウム−アルミニウム合金板だけで構成されて
いるが、他の部材は実施例１の場合と同様のものである
。
．５１のりチウム−アルミニウム合金板を負極に用いた
ほかは実施例１の場合と同様にして第３図に示す構造の
リチウム二次電池を作製した。第３図に示す電池におい
ては、負極３は」１記のようにリチウムを４０原子％含
有するりチウム−アルミニウム合金板だけで構成されて
いるが、他の部材は実施例１の場合と同様のものである
。
以上のようにして得られた実施例１〜４の電池と比較例
１の電池を充電電流０．５ｍＡで２．２■まで充電し、
放電電流０．５ｍ Ａで２ｍＡｈ放電する条件で充放電
し、２ｍＡｈ放電後の終止電圧が１．５Ｖになるまでの
サイクル数で充放電サイクル特性を評価した。
１の電池を充電電流０．５ｍＡで２．２■まで充電し、
放電電流０．５ｍ Ａで２ｍＡｈ放電する条件で充放電
し、２ｍＡｈ放電後の終止電圧が１．５Ｖになるまでの
サイクル数で充放電サイクル特性を評価した。
上記充放電サイクル試験を行ったときの実施例１〜２の
電池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ放
電終止電圧との関係を第４図に、また実施例３〜４の電
池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ放電
終止電圧との関係を第５図に示す。
電池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ放
電終止電圧との関係を第４図に、また実施例３〜４の電
池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ放電
終止電圧との関係を第５図に示す。
第４図に示すように、負極３をリチウム含有量の多いリ
チウム−アルミニウム合金層３ａとリチウム含有量の少
ないリチウム−アルミニウム合金層３ｂの２層で構成し
た本発明の実施例１〜２の電池は、従来電池である比較
例１の電池に比べて、各サイクルにおける２ｍＡｈ放電
終了時の放電終止電圧が高く、また１、５■終了で見た
場合の２ｍＡｈ放電可能なサイクル数が多く、充放電サ
イクル特性が優れていた。
チウム−アルミニウム合金層３ａとリチウム含有量の少
ないリチウム−アルミニウム合金層３ｂの２層で構成し
た本発明の実施例１〜２の電池は、従来電池である比較
例１の電池に比べて、各サイクルにおける２ｍＡｈ放電
終了時の放電終止電圧が高く、また１、５■終了で見た
場合の２ｍＡｈ放電可能なサイクル数が多く、充放電サ
イクル特性が優れていた。
また、同様に、第５図に示すように、負極３をリチウム
含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａとリチ
ウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｆｉ
３ｂとリチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合
金層３ａの３層で構成した本発明の実施例３〜４の電池
は、従来電池である比較例１の電池に比べて、各サイク
ルにおける２ｍＡｈ放電終了時の放電終止電圧が高く、
また１、５■終了で見た場合の２ｍＡｈ放電可能なサイ
クル数が多く、充放電ザイクル特性が優れていた。
含有量の多いリチウム−アルミニウム合金層３ａとリチ
ウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム合金１ｆｉ
３ｂとリチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合
金層３ａの３層で構成した本発明の実施例３〜４の電池
は、従来電池である比較例１の電池に比べて、各サイク
ルにおける２ｍＡｈ放電終了時の放電終止電圧が高く、
また１、５■終了で見た場合の２ｍＡｈ放電可能なサイ
クル数が多く、充放電ザイクル特性が優れていた。
以上説明したように、本発明は負極をリチウム含有量の
多いリチウム−アルミニウム合金層とリチウム含有量の
少ないリチウム−アルミニウム合金層で構成することに
よって、充放電サイクル特性を向上させることができた
。
多いリチウム−アルミニウム合金層とリチウム含有量の
少ないリチウム−アルミニウム合金層で構成することに
よって、充放電サイクル特性を向上させることができた
。
第１〜２図はそれぞれ本発明のリチウム二次電池の実施
例を示す断面図である。第３図は従来のリチウム二次電
池を示す断面図である。第４図は本発明の実施例１〜２
の電池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ
放電終了時の放電終止電圧との関係を示す図であり、第
５図は本発明の実施例３〜４の電池と比較例１の電池の
充放電サイクル数と２ｍＡｈ放電終了時の放電終止電圧
との関係を示す図である。 ３・・・負極、 ３ａ・・・リチウム含有量の多いリチ
ウム−アルミニウム合金層、 ３ｈ・・・リチウム含有
量の少ないリチウム−アルミニウム合金層、５・・・正
極 ３・・・負極 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 充放電サイクル数
例を示す断面図である。第３図は従来のリチウム二次電
池を示す断面図である。第４図は本発明の実施例１〜２
の電池と比較例１の電池の充放電サイクル数と２ｍＡｈ
放電終了時の放電終止電圧との関係を示す図であり、第
５図は本発明の実施例３〜４の電池と比較例１の電池の
充放電サイクル数と２ｍＡｈ放電終了時の放電終止電圧
との関係を示す図である。 ３・・・負極、 ３ａ・・・リチウム含有量の多いリチ
ウム−アルミニウム合金層、 ３ｈ・・・リチウム含有
量の少ないリチウム−アルミニウム合金層、５・・・正
極 ３・・・負極 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 充放電サイクル数
Claims (4)
- （１）正極、リチウムイオン伝導性非水電解液およびリ
チウム−アルミニウム合金からなる負極を備えたリチウ
ム二次電池において、上記負極がリチウム含有量の多い
リチウム−アルミニウム合金層とリチウム含有量の少な
いリチウム−アルミニウム合金層からなることを特徴と
するリチウム二次電池。 - （２）リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合
金層が正極と対向する側に配置している特許請求の範囲
第１項記載のリチウム二次電池。 - （３）リチウム含有量の少ないリチウム−アルミニウム
合金層の上側および下側にリチウム含有量の多いリチウ
ム−アルミニウム合金層が配置している特許請求の範囲
第１項記載のリチウム二次電池。 - （４）リチウム含有量の多いリチウム−アルミニウム合
金のリチウム含有量が３０〜５０原子％で、リチウム含
有量の少ないリチウム−アルミニウム合金のリチウム含
有量が１〜２０原子％である特許請求の範囲第１項、第
２項または第３項記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264497A JPS62123651A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264497A JPS62123651A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123651A true JPS62123651A (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=17404059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264497A Pending JPS62123651A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261674A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| FR2615328A1 (fr) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Bridgestone Corp | Pile electrique et procede de fabrication |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP60264497A patent/JPS62123651A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261674A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| FR2615328A1 (fr) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Bridgestone Corp | Pile electrique et procede de fabrication |
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