JPS6223433B2 - - Google Patents

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JPS6223433B2
JPS6223433B2 JP56094788A JP9478881A JPS6223433B2 JP S6223433 B2 JPS6223433 B2 JP S6223433B2 JP 56094788 A JP56094788 A JP 56094788A JP 9478881 A JP9478881 A JP 9478881A JP S6223433 B2 JPS6223433 B2 JP S6223433B2
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JP
Japan
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negative electrode
lithium
graphite
battery
active material
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JP56094788A
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English (en)
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JPS57208079A (en
Inventor
Konosuke Ikeda
Satoshi Ubukawa
Hitoshi Nakajima
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • H01M4/58Selection 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
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • 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
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は再充電可能なリチウム電池に関するも
のである。
リチウムを負極活物質として用いる電池におい
てはリチウムの電気陰性度が大なるため高エネル
ギー密度の得られる電池として注目されており、
現に正極活物質としてフツ化炭素、二酸化マンガ
ンを用いる一次電池が市販されている。そして、
更に近年に至つては再充電可能な二次電池系の研
究が進められているが、この場合一次電池にはな
い重要な問題が存在する。
即ち、一般に負極は極板芯体、例えばステンレ
ス或いはニツケル製のパンチング板、金網上にリ
チウム圧延板を圧着するか又は電解によりリチウ
ム金属を析出させたもので構成されているが、充
電時、電解液中或いは正極中に存在するリチウム
イオンが負極の表面にリチウム金属として析出す
る際に樹枝状に生長して内部短絡を引起し、満足
しうるサイクル特性を得ることができないという
点である。
本発明者等はこのような点に鑑みて種々実験検
討した結果、充、放電反応によりドーピング、脱
ドーピングされるリチウムを結晶中に混入した黒
鉛の層間化合物を負極活物質とする負極を用いる
ことにより、サイクル特性を飛躍的に改善しうる
ことを見出した。
本発明は上記事実に基づいてなされたものであ
り、以下その実施例について詳述する。
実施例 黒鉛粉末にフツ素樹脂を5%混合し、この混合
粉末を加圧成型後300℃で熱処理した黒鉛粉末成
型体を電極基板とし、この基板にリチウムイオン
を混入して得た黒鉛層間化合物を負極とする。黒
鉛は炭素の結晶であつてその結晶型は六方晶系で
層状構造を有するものであり、この黒鉛の結晶層
間にリチウムイオンを混入すると黒鉛の層間化合
物が得られる。
正極活物質としてV205(五酸化バナジウム)
を用い、このV205粉末に導電剤及び結着剤を加
えた混合物を極板芯体となるステンレス金網に加
圧成型して正極とする。
そして電解液はプロピレンカーボネイトとジメ
トキシエタンとの混合溶媒に1モルの過塩素酸リ
チウムを溶解したものであり、これをポリプロピ
レン不織布よりなるセパレータに含浸して使用し
た。電池電圧は約2.5Vである。
尚、黒鉛の形態としては実施例で示した黒鉛粉
末成型体の他に黒鉛焼結板、黒鉛布なども利用で
きる。
又、黒鉛層間化合物を形成するためにリチウム
イオンを黒鉛の結晶中に混入する方法として次の
方法がある。即ち、(i)蒸気で混入する方法、(ii)金
属を混ぜハロゲン気流中で加熱する方法、(iii)溶媒
に溶かして混入する方法、(iv)電気分解による方法
などである。
そして本発明電池の性能を確認するためにニツ
ケル板よりなる極板芯体にリチウム圧延板を圧着
したるものを負極として用いることを除いて他は
実施例と同様の比較電池を作成した。
第1図は本発明電池の縦断面図を示し、図中1
は正極2と電気接続された正極外装罐、3は負極
4と電気接続された負極外装罐、5は正、負極間
に介挿せるセパレータ、6は正負極外装罐を絶縁
するための絶縁パツキングである。
第2図は本発明電池Aと比較電池Bとのサイク
ル特性比較図であり、充放電条件は充電々流100
μAで24時間充電し、放電々流100μAで放電し
て放電終止電圧を2.2Vとした。
第2図より明白なるように本発明電池によれ
ば、従来例である比較電池に比してサイクル特性
が飛躍的に改善されていることがわかる。
この理由を考案するに本発明電池においてはリ
チウムを結晶中に混入した黒鉛の層間化合物を負
極活物質とする負極を用いているため、充電の
際、リチウムイオンはほとんどが黒鉛の結晶中に
入りこんで層間化合物を形成するよう作用するた
め、従来電池におけるリチウムの樹枝状生長現象
が激減し、その結果として内部短絡を因とするサ
イクル特性の劣下が改善されたと考えられる。
又、充電時において一部が電極の表面に電着す
る際にも電極構成要素の一部となる活物質として
の黒鉛微粒子及び電極の細孔を含めて表面積が極
めて大なるため、リチウムの電着、溶解の反応活
性点が多く、均一な電着、溶解が生じることも一
因と考えられる。
尚、正極活物質としては実施例で示したV205
以外に、その他周知の各種硫化物、酸化物などが
適用でき、更に電解液としても実施例で示したも
の以外に溶媒としてγ−ブチロラクトン、テトラ
ヒドロフランなど、溶質としてLiAsF6、
LiBF4、LiCF3S03なども適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明電池の縦断面図、第2図は本発
明電池と比較電池とのサイクル特性比較図であ
る。 1……正極外装罐、2……正極、3……負極外
装罐、4……負極、5……セパレータ、6……絶
縁パツキング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 充、放電によりドーピング、脱ドーピングさ
    れるリチウムを結晶中に混入した黒鉛の層間化合
    物を負極活物質とする負極を用いたことを特徴と
    する再充電可能なリチウム電池。
JP56094788A 1981-06-18 1981-06-18 Rechargeable lithium cell Granted JPS57208079A (en)

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