KR960006425B1 - 재충전 유기 전해 전지 - Google Patents

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소니 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

재충전 유기 전해 전지
제1도는 음극 물질로 TiS2및 MoS2을 사용하여 만든 재충전 유기 전해 2차 전지의 충전 및 방전 주기특성 도시도.
제2도는 예시적인 재충전 유기 전해 2차 전지를 도시하는 개략의 단면도.
제3도는 전해액 망간 이산화물과 리튬 탄산염으로 합성된 LiMn2O4의 X선 회절 분석 결과 도시도.
제4도는 본 발명에 따르는 재충전 유기 전해 2차 전지의 방전 특성 도시도.
제5도는 본 발명에 따르는 유기 전해질 2차 전지의 충전 특성 도시도.
제6도는 본 발명에 따르는 유기 전해 2차 전지의 충방전 주기 특성 도시도.
제7도는 전해액 망간 이산화물과 리튬 탄산염으로 합성된 LiNn2O4의 X선 회절 분석 결과 도시도.
제8도는 상기 전지에 이용된 LiMn2O4회절 피크의 최대 반에서 전체 폭 차로 야기된 방전 특성차 도시도.
제9도는 상기 전지에 이용된 LiMn2O4의 회절 피크의 최대 전체폭 반 차에 의해 야기된 충전 특성차 도시도.
제10도는 LiMn2O4의 신터링 온도와 비수성 전해 전지의 방전 용량 사이의 관계 도시도.
제11도는 전해액 망간 이산화물과 리튬 탄산염으로 합성된 LiMn2O4의 X선 회절 분석 결과 도시도.
제12도는 300도에서 망간 이산화물과 리튬 요오드를 신터링함으로써 얻어진 LiMn2O4의 X선 회절 스펙트럼 도시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 5 : 음극팰릿 2,6 : 음극 캔
3 : 분리기 4 :가스킷
본 발명은 크기가 작은 여러 전자 장치용 전원으로 사용되는 재충전 유기 전해 전지에 관한 것이다.
전해액으로 유기 전해액과 양극 액티브 물질로 리튬을 사용하여 만든 소위 유기 전해 전지는 저장 수명이 우수하고 전압이 높으며, 전지는 저장 수명이 우수하고 전압이 높으며, 자체방전이 낮아서, 5 내지 10년의 연장 기간에 대해 높은 작동 신뢰도로 사용될 수 있다. 상기 이유로 전자시계 또는 여러 가지 메모리 후비 전원으로 현재 광범위하게 사용된다.
어쨌든, 현재 사용된 유기 전해 전지는 1차 전지이고, 유효 수명은 경제성을 고려하여 원하는 만큼을 떠나서 한 번 사용하면 끝난다.
다양한 전자 장치의 빠른 처리와 상기 이유로, 강한 요구가 연장시간동안 편리하고 경제적으로 사용될수 있는 재충전 유기 전해 전지에 대해 떠오르며, 많은 연구가가 상기 형의 전지를 개발하고 있다.
일반적으로, Li-Al 합금과 같은 금속 리튬, 리튬 합금, 크리스탈내로 혼합된 리튬 이온과 합성한 삽입물 또는 리튬 이온과 도포된 폴리피롤 또는 폴리아세틸렌과 같은 전기전도 중합체 물질은 상기 전지의 양극물질로 사용되는 반면에, 유기 전해용액은 그의 전해액으로 사용된다.
반면에, 여러 물질이 음극 액티브 물질로 제안되어 왔다. 상기 물질의 예는 일본국 공개 특허 공보54836/1975에 기재된 바와 같은 TiS2, MoS2, NbSe2또는 V2O5을 포함한다.
상기 양극의 리튬 이온으로 진행하는 상기 물질을 사용하여 만든 전지의 방전 반응은 상기 물질 사이의 공간내로 삽입되며, 그에 반해 리튬 이온으로 진행하는 충전 반응은 상기 공간으로부터 상기 양극쪽으로 비삽입된다. 환언하면, 충전 및 방전은 상기 음극 액티브 물질의 삽입층 공간으로부터 나오고 들어오는 입구를 만드는 양극의 리튬 이온이 있는 반응을 반복함으로써 진행한다. 예로, 음극 액티브 물질로 TiS2을 사용할 때, 충전 및 방전 반응은 다음식으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00001
(I)
종래의 음극 물질에 있어서, 충전 및 방전은 상기 반응으로 진행한다. 어쨌든, 종래의 음극 물질은 충전 및 방전 반응의 반복으로 인한 결핍을 가지며, 그의 방전 용량은 점차적으로 감소된다. 리튬 이온 때문에, 상기 음극 물질로 출구를 만들면, 증가된 결정으로 단지 그곳으로부터 나가려는 경향이 있으며, 리튬 이온의 한정된 소량은 충전 반응이 의해 양극쪽으로 궤환된 방전에 의한 음극 액티브 물질내로 입구를 만든다. 환언하면, 리튬 이온은 LixTiS2의 형태로 음극내에 남아있게 되어서 리튬 이온의 수는 충전 반응이 감소되게끔 참여한다. 그 결과, 충전후 전지의 방전 용량은 감소되고 상기 전지의 주기적인 유효 수명 특성은 대응하게 낮아진다.
본 발명의 목적은 개선된 재충전 유기 전해 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 충-방전 주기 특성이 우수한 재충전 유기 전해 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 전지에 포함된 액태브 물질의 거의 전체 용량까지 충전되고 방전되는 재충전 유기 전해 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, Li을 포함하는 양극, LiMn2O4로 형성된 음극과 유기 전해액을 포함하는 재충전 유기 전해 전지가 제공된다. LiMn2O4은 바람직하게 Fekα선을 사용한 X선 회절 분석에 의한 46.1과 같은 2θ 피크의 1.1 및 2.1도 사이에 전체 최대 반의 폭을 갖는다.
상기 목적을 달성하는 관점에서, 본 발명자는 음극 액티브 물질로 사용되도록 리튬 이온의 삽입에서 질이 덜 쉽게 되는 물질을 발견하는 여러 가지와 반복된 조사를 행했다. 그 결과, 우리는 좋은 결과를 주는 스피넬 구조를 갖는 화합물 LiMn2O4의 정보를 얻었다. 그러한 정보를 토대로, 본 발명은 유기 전해액, 근본적으로 LiMn2O4로 형성된 음극, 리튬을 포함하는 양극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 유기 전해 전기의 음극 액티브 물질로 이용된 화합물 LiMn2O4은 리튬 탄산염 Li2CO3을 반응시키고 망간 이산화물 MnO2을 섭씨 400도로 가열 또는 리튬 요오드 LiI를 반응시키고 망간 이산화물 MnO2을 섭씨 300도의 니트로겐 공기에서 가열함으로써 쉽게 얻을 수 있다. 화합물 LiMn2O4자체는 MnO2을 발생하는 시료로 미합중국 특허 제4246253호에 도시된다. 어쨌든 전지가 미합중국 특허 제4246253호의 기술에 따라 얻어진 LiMn2O4을 사용하여 준비될 때, 즉 상기 전지의 음극 액티브 물질로 섭씨 800도 내지 900도에서 신터링 리튬 탄산염 및 망간 이산화물을 함유하는 방법에 의해 준비될 때, 상기 전지의 이론적인 충전 및 방전 용량의 약 30퍼센트 용량이 얻어진다.
특히, 재충전 유기 전해 전지의 음극 액티브 물질로서 1.1도와 2.1도 사이의 범위인 Fekα선을 사용하는 X선 회절 분석의 경우에서 46.1도의 회절각으로 회절 피크의 전체폭 최대의 반에서 LiMn2O4을 사용함으로써, 이론적인 용량과 거의 같은 충전 및 방전 용량이 얻어질 수 있다. LiMn2O4은 대기중의 신터링 리튬 탄산염과 망간 이산화물에 의해 준비되며, X선 회절 분석에 따라 관찰된 상기 회절 피크의 전체폭의 반 최대값은 신터링 온도를 조정함으로써 변화된다. 본 발명에 따르면, 1.1도와 2.1도의 범위에서 Fekα선을 사용하는 X선 회절 분석의 경우에서 46.1도의 회절각으로 회절 피크의 전체폭 최대의 반에서 화합물 LiMn2O4은 선택적으로 이용된다. 전체폭 반 최대값은 상기 범위 이하일 때, 소정의 방전은 이룩되지 않는다.
리튬 요오드화물은 리튬 탄산염 대신에 사용될 수 있는 반면에, 상기 신터링은 공기중을 제외하고는 니트로겐 같은 불활성 가스에서 수행될 수 있다.
리튬 함유 물질이 LiAl, LiPb, LiSn, LiBi 또는 LiCd와 같은 양극 물질, 금속 리튬, 리튬 합금, 삽입 공간에 리튬을 포함하는 TiS2또는 MoS2와 같은 그의 크리스탈내로 혼합된 리튬 이온으로 삽입 화합물 또는 리튬 이온으로 도프된 폴리피롤 또는 폴리아세틸렌과 같은 전기 전도 중합체 물질로서 이용될 때 이용될수 있다.
전해 용액, 비수성 유기 전해액이 이용될 수 있을 때 리튬 솔트(salt)는 전해액으로 사용되고 유기 솔벤트에서 용해된다.
유기 솔벤트의 예는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, γ-부티로락톤, 테트라하이드로푸란, 2-메틸에트라하이드로푸란, 1,3-디옥소란 또는 4-메틸-1,3-디옥소란을 포함할 수 있다.
전해액의 예는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 LiC1O4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4또는 LiB(C6H5)을 포함할 수있다.
재충전 유기 전해 전지의 음극 액티브 물질로서 LiMnO4을 사용함으로써, 리튬 이온은 충전 반응동안 선택적으로 비삽입될 수 있는 방전 반응에 의해 음극으로 이동된다.
덧붙이면, 1.1도와 2.1도 사이의 범위에서 Fekα선을 사용하는 X선 회절 분석의 경우에서 46.1도의 회절각도를 회절 피크의 전체폭 최대의 반에서 LiMn2O4이 비수성 전해 전지의 음극 액티브 물질로서 선택적으로 이용될 때, 상기 물질의 이론적인 충전 용량의 90퍼센트 이하가 되지 않는 충전 및 방전 용량 획득이 가능하게 된다.
특수한 검사 예를 참조로 한 설명은 이하 주어진다. 이러한 예는 단지 설명을 위한 것이며 본 발명의 배경을 제한하는 것이 아닌 것을 알아야 한다.
(비교예)
음극액티브 물질로서 TiS2또는 MoS2을 사용하여 만든 Li/TiS2또는 Li/MoS2재충전 유기 전해 전지의 주기 특성이 연구되었다. 그 결과는 제1도에 도시되었으며, 도면으로부터 음극 액티브 물질로서 TiS2또는MoS2을 사용하여 만든 재충전 유기 전해 전지와 더불어, 상기 전지의 방전 용량은 약 10 충전-방전 주기의 반복후 빠르게 감소되어서, 방전 전류는 상기 전지의 원래 방전 용량의 단지 반 정도인 것을 알 수 있다. 또한 방전 용량은 충전-방전 주기의 반복으로 계속하여 감소되는 것을 알 수 있다.
(실시예)
(실시예 1)
다음의 생산 단계에 따르면 제2도에 도시된 단추형 전지가 생산된다.
각각 87그램과 26그램은 망간 이산화물과 리튬 탄산염은 완전히 반죽으로 혼합되고 결과 혼합물은 10시간동안 섭씨 400도의 니트로겐 가스에서 알루미나 보트상에 열처리되었다. 냉각후 얻어진 생산물은 X선 분석되어, 제3도에 도시된 바와같이 X선 분석의 챠트가 얻어진다. ASTM 카드에서 LiMn2O4로 표시된 물질과 비교해 보면, 상기 챠트는 LiMn2O4에 대해 X선 회절 챠트와 완전히 일치함을 알 수 있다. 그리하여 상술된 공정에 의해 얻어진 물질은 LiMn2O4로 식별될 수 있다.
그리고 나서, 상술된 공정에 의해 생산된 LiMn2O4의 무게에 의한 88.9파츠(parts)는 흑연 무게 9.3파츠와 바인더로서 폴리테트라플루오로에틸렌의 무게 1.8파츠로 혼합되었다. 결과 혼합물은 3톤 S/㎤의 압력을 이용하여 두께 0.3mm의 직경 15.5mm의 팰릿(pellet)내로 압형되었다. 상기 팰릿이 그리하여 생산되고 음극팰릿(5)으로 5시간동안 섭씨 300도에서 진공상태로 건조되었다.
반면에, 두께가 0.3mm인 알루미늄 박은 직경이 15.5mm의 디스크형 조각으로 펀치되었고, 그것은 음극캔(2)으로 스폿(spot)용접되었다. 두께가 0.3mm인 리튬박은 직경이 15mm인 디스크형 조각으로 펀지되었고, 그것은 음극으로 사용되도록 음극 팰릿(1)을 형성하게끔 알루미늄 박 조각에서 프레스 결합되었다.
상기 음극상에 1몰/리터의 비율로 용해된 LiClO4로 폴리필렌 탄산염과 분리기(3)로서 짜지않은 프로필렌 의류가 위치되어 전해 용액으로서 첨가되었다. 적당한 합성 물질로 형성된 가스킷(4)은 양극으로 프레스 고정되고 미리 얻어진 음극 팰릿(5)은 상기 분리기(3)상에 위치되었다. 음극 캔(6)은 음극 팰릿위에 위치되었고 개구를 밀봉하여 봉합하기 위한 코크는 두께가 1.6mm이고 외부 직경 20mm인 재충전 유기 전해 전지를 형성하도록 가스킷(4)과 그것 사이에 존재될 수 있다.
상기로서 얻어진 샘플 전지는 1킬로옴의 저항을 통해 방전되기 쉽다. 제4도에 도시된 방전 곡선이 얻어진다.
방전 반응은 다음 반응식으로 표현될 수 있다.
Li++ LiMn2O4+ e-→ 2LiMn2O4
완전히 방전된 샘플 전지는 3.1볼트의 상충 전압 세팅으로 2mA의 전류와 더불어 충전된다. 결과는 제5도에 도시된다. 상기 도면으로부터 알 수 있듯이 충전 전압 곡선은 아주 평평하다.
충전 반응에서 리튬 이온의 비삽입은 다음식으로 도시되는데 평탄하게 진행된다.
2LiMn2O4→ LiMn2O4+ Li++ e-
상술된 바와같은 충전 및 방진 특성을 도시하는 샘플 전지는 샘플 전지의 주기적인 충전-방전 특성으로 조사하도록 되풀이하여 충전 및 방전된다. 제6도에 도시된 바와같이, 주기적인 충전 및 방전으로 인해 방전 용량의 질저하는 최소한 관찰되지 않으며 진짜 우수한 특성을 갖는 재충전 전지가 얻어진다.
(실시예 2)
본 예 2에서, 여러 가지 LiMn2O4샘플이 다양한 신터링 온도를 사용하여 준비되며 소위 단추형 전지는 상기 전지의 충전-방전 특성으로 조사하도록 상기 샘플을 이용하여 준비된다.
먼저, 유기 전해 전지의 음극 액티브 물질로서 유리한 특성을 갖는 LiMn2O4생산을 위해, LiMn2O4의 신터링 온도는 신터링 온도에서의 변화로 야기한 방전 용량과 X선 회절 피크에서의 변화로 조사하도록 다양하게 변한다.
LiMn2O4샘플을 생산하기 위해, 망간 이산화물 및 리튬 탄산염의 각각 86.9그램(1몰)과 18.5그램(0.25몰)은 반죽하여 완전히 그라운드하는 동안 혼합된다. 결과 혼합물은 1시간동안 섭씨 430도 내지 900도의 신터링 온도로 아루미나 보트위에 공기중에서 신터된다.
상기 생산물은 냉각되고 Fekα을 사용한 X선 회절 분석에 의해 분석되며 측정 조건은 관전압 30kV, 관전류 15mA, 측정범위 200cps, 주사속도 1°/min, 챠트 속도 5mm/min, 확산 슬릿 폭 1°와 광 슬릿폭0.6mm을 포함한다. 검사 물질을 위한 아메리칸 소사이어티(ASTM)의 카드 인덱스 병합에서, 산물은 LiMn2O4로 인식될 수 있다. 제7도는 예로, 신터링 온도 섭씨 460도에서 얻어진 LiMn2O4의 X선 회절 스펙트럼을 도시한다. 46.1도의 회절각에서 회절 피크의 전체폭의 최대 반은 2.08도이며, 그것은 종래 생산 공정에 따라 섭씨 800도 내지 900도에서 신터링으로써 얻어진 LiMn2O4의 것보다 크다. LiMn2O4에 대한 전체폭 최대 데이터 반은 표 1에 요약된 여러 가지 다른 신터링 온도로 신터링함으로써 얻어진다.
그리고나서, 상술된 바와같이, 각각의 신터링 온도로 얻어진 LiMn2O4샘플을 사용하면, 제2도의 횡단부로 도시된 바와같은 유기 전해 전지가 준비된다. LiMn2O4의 무게에 의한 86.4파츠는 그리하여 음극 합성으로 폴리테트라플루오르에틸렌(테프론)의 무게에 의한 5파츠와 흑연 무게에 의한 8.6파츠로 혼합되고 그것은 0.213그람의 무게를 갖고 두께 0.44mm와 직경 15.5mm의 음극 팰릿(5)이 형성된다.
두께 03mm인 알루미늄판은 직경 15mm인 디스크형 조각으로 펀치되어 스폿 용접에 의해 음극 캔(2)에 결합된다. 두께 0.18mm인 리튬박은 직경 15mm인 디스크형 조각으로 펀치되고 양극을 형성하도록 양극 팰릿(1)에 알루미늄 조각이 프레스 결합된다.
그리고 나서 분리기(3)는 양극에 응용되고 적당한 합성 물질로 형성된 가스킷(4)은 그곳에 고정된다. 그리고 나서, 1몰/리터의 비율로 그곳에서 용해된 LiClO4인 프로필렌 탄산염과 1,2-디메톡시에탄의 전해 용액혼합물이 유입된다. 미리 생산된 음극 팰릿(5)은 분리기(30)에 응용되고 나서 음극캔(6)으로 덮히며, 두께1.6mm 직경 20mm인 소위 단추형 유기 전해 전지를 생산하도록 양극과 그것 사이의 갭 또는 개구를 밀봉하여 봉합하도록 코크된다.
다양한 신터링 온도에서 상기와 같은 방식으로 준비된 LiMn2O4을 사용하면, 유기 전해 전지 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J 및 K가 생산된다. 표 1에서, 상기 전지 명칭은 상기 전지에 사용된 LiMn2O4샘플에 대한 신터링 온도와 관련된다.
연구는 충전 및 방전 특성으로 이루어지며 유기 전해 전지 A 내지 K가 생산된다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
이러한 유기 전해질 전지는 1칼로옴의 저항에 각각 접속되며, 방전 특성은 2.0V의 단자 전압으로 측정된다. 그 결과가 제8도에 나타나 있으며, 여기에서 전지 전압 V와 충전 시간 Hr은 각각 세로좌표와 가로좌표상에 표시된다. 상기 도면으로부터, 평균 방전 전압은 판독될 수도 있으며, 1킬로옴의 저항이 본 측정 시스템에 사용되므로 본원에서 mAH의 단위로 주어지는 암페어-시간 용량으로 방전 용량을 주도록 단자 전압에 도달할 때까지 방전 지속기간에 의해 증배될 수도 있는 평균 방전 전류로 변환될 수도 있다.
그때, 단자 전압이 3.1V로 세트되므로, 4mA의 전류는 충전 특성을 측정하기 위하여 각각의 방전 전지를 통하여 흐른다. 그 결과가 제9도에 도시되어 있으며, 도면에서 전지 전압 V과 충전 시간 Hr은 각각 세로좌표와 가로좌표상에 표시된다. 본 발명에 따르는 유기 전해 전지는 각 전지에 대한 곡선의 주요부분이 평탄한 즉, 전압이 충전 시간에 따라 변화함이 나타나지 않음을 도시한 제8도 및 9도로부터 알 수 있는 바와같이, 극도로 안정한 충전-방전 특성을 갖는다. 이것은 인접 LiMn2O4층간의 공간으로 리튬이온의 주입 및 비주입이 극도로 신속하게 행해져, 상기 기술된 방법으로 얻어진 LiMn2O4가 음극 활성 물질로서 뛰어난 특성을 갖는다는 것을 나타낸다.
제10도는 표 1에 표시된 충전 용량과 신터링 온도간의 관계를 도시한 것이다. 제10도에서, 단위 mAH인 충전 용량이 세로좌표상에, 단위 ℃인 신터링 온도가 가로좌표상에 도시되어 있다. 표 1과 제8도 및 10도로부터, 전지 A, B, C, D, E 및 F가 20mAH보다 적지않는 뛰어난 방전 용량을 가져, 실제적 필요에 부합될 수 있으며, 46.1°의 X선 회절각으로의 상기 전지의 음극 활성 물질로써 LiMn2O4의 1/2 최대값에서의 전체폭은 1.1과 2.1°의 영역사이에 있다. 전체 폭 1/2 최대값은 430°내지 520°인 최적 신터링 온도 범위와 함께, LiMn2O4의 신터링 온도를 변화시키므로써 제어될 수도 있다. 방전 용량은 상기 범위보다 더 높은 신터링 온도가 사용될 때 점차적으로 낮아진다. 방전 용량은 유사하게 상기 범위보다 더 낮은 신터링 온도가 이용되었을 때, 더 낮아지고 400℃에서의 신터링에 의해 얻어진 LiMn2O4을 이용하는 전지 L과 함께, 방전용량은 제10도에 도시된 바와같이 19.1mAH로 낮아진다. 상기 LiMn2O4샘플에 대한 X-선 회절 스펙트럼이 제11도에 도시되어 있으며, 도면으로부터, 400℃의 하부 신터링 온도에 따라, 리튬 탄산염과 망간 이산화물의 일부가 소망특성이 얻어지지 않도록 비반응 상태로 남아 있다.
(실시예 3)
본 실시예에서, LiMn2O4를 준비하므로써, 리튬 이산화물이 실시예 1에 나타난 리튬 탄산염 대신에 사용되며, 신터링은 공기 대신에 질소 상태에서 실행된다.
50그램(0.57몰), 39그램(0.29몰) 및 5.2그램의 각각 마켓된 망간 이산화물, 리튬 요오드화물 및 망간은 반죽으로 그라운드되는 동안 완전히 혼합되며, 결과의 혼합물은 3톤/㎠의 압력하에서 팰릿내로 압착 몰드된다. 이러한 팰릿은 알루미늄 보트상에 위치되며, 6시간 동안 300℃로 질소상태에서 신터링된다. 신터링 된 후, 생산품은 에틸렌글리콜 디메틸레터로 냉각 세척된다. 생산품은 제2실시예에 특정된 상태하에 X선 회절분석에 의해 분석되며, ASTM 카드 인덱스로 대조되어 LiMn2O4로 확인된다. 상기 생산품에 대한 X-선회절 스펙트럼이 제12도에 도시되어 있다. 46.1°의 편향각으로 피크의 1/2 최대값에서의 전체폭은 1.57°이다. 상기 도면에서, 망간에 대응하는 피크가 제7도에 나타나 있는 피크에 부가하여 도시될 수도 있다.
그때, LiMn2O4의 중량에 의한 95파트가 캐소딕 합성물을 주도록 바인더로써 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론)의 중량에 따라 5파트가 가산된다. 유기 전해질 전지의 조립공정은 전치 샘플 M을 생성하도록 실시예 2에 기술된 방법에 따라 실행된다. 전지 샘플 M의 방전 용량은 실시예 2에 따르는 방법으로 검사되며 23.1mAH 이상으로 된다.
(실시예 4)
본 실시예 4에 있어서, LiMn2O4는 실시예 3과 같이 공기 대신에 니트로겐 상태의 신터링에 의해 준비된다.
각각 86.9그램(1몰) 및 18.5그램(0.25몰)인 마켓된 망간 이산화물과 리튬 탄산염은 반죽으로 그라운드되는동안 철저하게 혼합된다. 생성된 혼합물은 알루미늄 보트상에 위치되며, l시간동안 450℃로 니트로겐 상태내에서 선터링된다. 생산품은 실시예 1에서의 상태하에 X선 회절 분석으로 분석되며, LiMn2O4로 확인된다. 46.1°의 회절각으로 피크의 1/2 최대값에서의 전체폭은 1.60°이다.
유기 전해질 전지의 조립공정은 전지 샘플 N을 생성하도록 실시예 2에 따르는 방법으로 실행된다. 전지샘플의 방전 용량은 실시예 2에 따르는 방법으로 검사되며, 22.9mAH 이상이다.
상술한 설명으로부터, 재충전 유기 전해 전지의 음극 활성 물질로써 LiMn2O4를 사용하므로써, 재충전반응동안 음극으로 한 번 이동된 리튬 이온이 충전 반응동안 최적으로 주입될 수도 있어, 그 결과 재충전가능 유기 전해질 전지의 충전-방전 주기 수명 특성이 상당히 개선될 수 있다.
상기 방법으로, 반복된 충전-방전 주기에 의해 초래된 전지 용량에 제한된 악화상태로 부터만 영향을 받아 뛰어난 주기 특성을 갖는 재충전 유기 전해 전지가 제공된다.
재충전 유기 전해 전지의 음극 활성 물질로써 사용된 LiMn2O4가 1.1°내지 2.1°의 범위내의 46.1°의 회절각으로 회절 피크의 1/2 최대값에서 특정 전체폭을 가질 때, 90퍼센트 이상으로 그러한 음극 활성 물질을 사용하므로써 얻어진 전지의 충방전 특성을 상승시키는 것은 가능하다.
LiMn2O4은 가격이 저렴하여, TiS2, MoS2, NbSe2또는 V2O5와 같은 종래의 음극 활성 물질과 비교하여 경제적으로 양호할뿐 아니라, 유기 전해질 전지의 생산 공정에 있어서의 에너지 절약에 유익하다.

Claims (7)

  1. Li를 포함하는 양극과, 양극 사이에 LiMn2O4와 유기 전해액으로 형성된 음극을 구비하는 재충전 유기전해 전지.
  2. Li를 포함하는 양극과, Fekα를 사용하는 X선 회절 분석에 의해, 1.1°와 2.1°사이의 범위에서 46.1°와 동일한 2θ의 회절각으로 회절 피크의 1/2 최대값에서 전체폭을 갖는 LiMn2O4와 유기 전해액으로 형성된 음극을 구비하는 재충전 유기 전해 전지.
  3. 제1항에 있어서, LiMn2O4가 망간 이산화물과 리튬 탄산염을 신터링하므로써 얻어지는 것을 특징으로하는 재충전 유기 전해 전지.
  4. 제1항에 있어서, LiMn2O4가 망간 이산화물과 리튬 요오드화물을 신터링하므로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 재충전 유기 전해 전지.
  5. 제2항에 있어서, LiMn2O4가 430℃ 내지 520℃의 온도에서 망간 이산화물과 리튬 탄산염을 신터링 하므로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 재충전 유기 전해 전지.
  6. 제2항에 있어서, LiMn2O4가 망간 이산화물과 리튬 탄산염을 신터링하므로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 재충전 유기 전해 전지.
  7. 제2항에 있어서, LiMn2O4가 망간 이산화물과 리튬 요오드화물을 신터링하므로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 재충전 유기 전해 전지.
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