JP2000058043A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- lithium secondary
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エネルギー密度が大きく、充放電サイクル特性
に優れたリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】正極と負極と電解質を含む非水電解液とか
らなるリチウム二次電池において、前記負極は、負極活
物質として、高結晶性炭素または非晶質炭素粒子上にリ
チウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し非合金
性の金属のそれぞれの少なくとも１種以上の微細金属粒
子を分散した炭素材を用い、前記正極は、正極活物質と
してＮａＦｅＯ2 タイプの層状化合物を使用した。
に優れたリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】正極と負極と電解質を含む非水電解液とか
らなるリチウム二次電池において、前記負極は、負極活
物質として、高結晶性炭素または非晶質炭素粒子上にリ
チウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し非合金
性の金属のそれぞれの少なくとも１種以上の微細金属粒
子を分散した炭素材を用い、前記正極は、正極活物質と
してＮａＦｅＯ2 タイプの層状化合物を使用した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリーバックア
ップ及び携帯機器駆動用電源として好適なリチウム二次
電池に関するものである。
ップ及び携帯機器駆動用電源として好適なリチウム二次
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器等の小型・省電力化に伴いリチ
ウム二次電池の大容量化が望まれている。リチウム二次
電池は、正極，負極および非水電解液で構成されてお
り、個々の材料の特性を評価し電池の特性を向上を目指
している。例えば、正極材においては、ＮａＦｅＯ2 タ
イプの層状化合物であるＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2等の
複合酸化物あるいは、スピネル構造をもつＬｉＭｎ2Ｏ4
化合物を用い、容量増大とサイクル特性の向上を図って
いる。
ウム二次電池の大容量化が望まれている。リチウム二次
電池は、正極，負極および非水電解液で構成されてお
り、個々の材料の特性を評価し電池の特性を向上を目指
している。例えば、正極材においては、ＮａＦｅＯ2 タ
イプの層状化合物であるＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2等の
複合酸化物あるいは、スピネル構造をもつＬｉＭｎ2Ｏ4
化合物を用い、容量増大とサイクル特性の向上を図って
いる。
【０００３】また、負極材としては、Ｌｉイオンをドー
プし、脱ドープ可能な高結晶性炭素や非晶質系の炭素が
用いられている。しかし、これらの炭素は、（１）実用
的な充放電速度において炭素の理論容量を十分に発揮で
きない、（２）比較的容量の大きい炭素材においても放
電時の電位が直線的に変化し、電池系において実際に使
用する電圧における容量が小さいという欠点がある。
プし、脱ドープ可能な高結晶性炭素や非晶質系の炭素が
用いられている。しかし、これらの炭素は、（１）実用
的な充放電速度において炭素の理論容量を十分に発揮で
きない、（２）比較的容量の大きい炭素材においても放
電時の電位が直線的に変化し、電池系において実際に使
用する電圧における容量が小さいという欠点がある。
【０００４】これらの問題点を解決するため特開平5−2
99073 号公報では、芯を形成する高結晶性炭素粒子の表
面をVIII族の金属元素を含む膜で被覆し、さらにその上
を炭素で被覆する炭素複合体を電極材料としており、こ
れによって表面の乱層構造を有する炭素材料がリチウム
のインターカレーションを助けると同時に電極の表面層
が大きくなり、充放電容量および充放電速度が著しく向
上している。
99073 号公報では、芯を形成する高結晶性炭素粒子の表
面をVIII族の金属元素を含む膜で被覆し、さらにその上
を炭素で被覆する炭素複合体を電極材料としており、こ
れによって表面の乱層構造を有する炭素材料がリチウム
のインターカレーションを助けると同時に電極の表面層
が大きくなり、充放電容量および充放電速度が著しく向
上している。
【０００５】特開平2−121258 号公報では、Ｈ／Ｃ＜
０.１５、面間隔＞３.３７ÅおよびＣ軸方向の結晶子の
大きさＬｃ＜１５０Åである炭素物質とＬｉ合金可能な
金属との混合物を使用することにより、充放電サイクル
寿命を長く、大電流における充放電特性を良好にしてい
る。
０.１５、面間隔＞３.３７ÅおよびＣ軸方向の結晶子の
大きさＬｃ＜１５０Åである炭素物質とＬｉ合金可能な
金属との混合物を使用することにより、充放電サイクル
寿命を長く、大電流における充放電特性を良好にしてい
る。
【０００６】さらに、特開平5−136099 号公報において
は、リチウムのインターカレーション・デインターカレ
ーション可能な黒鉛に酸化銅を付着させた、酸化銅付着
黒鉛複合体を負極に用いると大きな放電容量を示すこと
が開示されている。しかし、いずれにおいても、負極炭
素材の合成の難しさや炭素の理論容量が引き出されてい
ないことなどから出力密度は未だ十分とはいえなかっ
た。
は、リチウムのインターカレーション・デインターカレ
ーション可能な黒鉛に酸化銅を付着させた、酸化銅付着
黒鉛複合体を負極に用いると大きな放電容量を示すこと
が開示されている。しかし、いずれにおいても、負極炭
素材の合成の難しさや炭素の理論容量が引き出されてい
ないことなどから出力密度は未だ十分とはいえなかっ
た。
【０００７】一方電解液についても、その耐酸化・還元
性，電解質塩の解離とイオンの移動に密接な関係にある
電解液の誘電率，粘度，イオン導電率，凝固点，電解質
の溶解度および安全性等について数多く報告されてい
る。これらは例えば、米国特許第5192629号，特開平5−
13105号公報，特開平5−121097号公報等に記載されてい
る。
性，電解質塩の解離とイオンの移動に密接な関係にある
電解液の誘電率，粘度，イオン導電率，凝固点，電解質
の溶解度および安全性等について数多く報告されてい
る。これらは例えば、米国特許第5192629号，特開平5−
13105号公報，特開平5−121097号公報等に記載されてい
る。
【０００８】実際的な電解液としては、環状エステルと
鎖状エステルの混合系に電解質として１モル程度のＬｉ
ＰＦ6 を溶解したものが用いられる傾向にある。しかし
ながら、炭素材料と電解液の組合せによって電極特性が
大きく変化するので、その選択がきわめて重要となる。
鎖状エステルの混合系に電解質として１モル程度のＬｉ
ＰＦ6 を溶解したものが用いられる傾向にある。しかし
ながら、炭素材料と電解液の組合せによって電極特性が
大きく変化するので、その選択がきわめて重要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、リ
チウム二次電池のエネルギー密度およびサイクル特性を
向上させるためには、正極の容量向上とサイクル特性の
改善と共に、負極においても、放電容量及びサイクル特
性の向上と、不可逆容量（第１回充電容量−第１回放電
容量）とが低減されなければならない。また、電解質を
含む非水電解液の組成を前述の正極及び負極に対して最
適化しなければならない。
チウム二次電池のエネルギー密度およびサイクル特性を
向上させるためには、正極の容量向上とサイクル特性の
改善と共に、負極においても、放電容量及びサイクル特
性の向上と、不可逆容量（第１回充電容量−第１回放電
容量）とが低減されなければならない。また、電解質を
含む非水電解液の組成を前述の正極及び負極に対して最
適化しなければならない。
【００１０】本発明の目的は、エネルギー密度が大き
く、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提
供することにある。
く、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の特徴は、リチウム二次電池において、負極
の負極活性物として炭素粒子上に２種類以上の金属の微
細粒子を分散・付着させた炭素材を用い、かつ正極の正
極活物質の結晶の単一相化を図ることにある。即ち、正
極と、負極と、電解質を含む非水電解液とからなるリチ
ウム二次電池において、前記負極は、負極活物質とし
て、高結晶性炭素粒子または非晶質系炭素粒子上にリチ
ウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し非合金性
の金属のそれぞれ少なくとも１種以上の微細粒子を分散
・付着させた炭素材を用い、前記正極は、正極活物質と
してＮａＦｅＯ2 型の層状化合物を使用したことにあ
る。
に、本発明の特徴は、リチウム二次電池において、負極
の負極活性物として炭素粒子上に２種類以上の金属の微
細粒子を分散・付着させた炭素材を用い、かつ正極の正
極活物質の結晶の単一相化を図ることにある。即ち、正
極と、負極と、電解質を含む非水電解液とからなるリチ
ウム二次電池において、前記負極は、負極活物質とし
て、高結晶性炭素粒子または非晶質系炭素粒子上にリチ
ウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し非合金性
の金属のそれぞれ少なくとも１種以上の微細粒子を分散
・付着させた炭素材を用い、前記正極は、正極活物質と
してＮａＦｅＯ2 型の層状化合物を使用したことにあ
る。
【００１２】また、本発明の他の特徴は、メモリーバッ
クアップ用及び携帯機器駆動用の電源に用いられ、充放
電を繰返すリチウム二次電池において、前記充放電の速
度が高い場合においても放電容量の大きい負極と、初期
的に前記充放電の容量が大きいＮａＦｅＯ2 タイプの正
極とを有し、前記負極と前記正極とを組み合わせること
により、電池のエネルギー密度が大きく、サイクル寿命
の良好な電池を提供することにある。
クアップ用及び携帯機器駆動用の電源に用いられ、充放
電を繰返すリチウム二次電池において、前記充放電の速
度が高い場合においても放電容量の大きい負極と、初期
的に前記充放電の容量が大きいＮａＦｅＯ2 タイプの正
極とを有し、前記負極と前記正極とを組み合わせること
により、電池のエネルギー密度が大きく、サイクル寿命
の良好な電池を提供することにある。
【００１３】負極については、Ｌｉイオンを吸蔵・放出
できる炭素に金属の微細粒子を分散・付着させた炭素材
を用い、正極については、活物質として初期的に充放電
容量の大きいＮａＦｅＯ2 タイプの正極材を用いること
により、電池のエネルギー密度とサイクル特性を向上さ
せる。
できる炭素に金属の微細粒子を分散・付着させた炭素材
を用い、正極については、活物質として初期的に充放電
容量の大きいＮａＦｅＯ2 タイプの正極材を用いること
により、電池のエネルギー密度とサイクル特性を向上さ
せる。
【００１４】以下、個々の解決手段について、詳しく説
明する。
明する。
【００１５】負極として本発明で用いる炭素としては、
リチウムをインターカレート，デインターカレート可能
なもの、例えば天然黒鉛，石油コークスあるいは炭素ピ
ッチコークス等から得られ易い黒鉛化材料を２５００℃
以上の高温で熱処理したもの、メソフェーズカーボン或
いは非晶質炭素及びこれらの混合物が用いられる。その
平均粒径は５０μｍ以下、好ましくは１〜２０μｍが好
適である。また形状は、球形，塊状，鱗片状，繊維状あ
るいはそれらの粉砕品であっても良い。
リチウムをインターカレート，デインターカレート可能
なもの、例えば天然黒鉛，石油コークスあるいは炭素ピ
ッチコークス等から得られ易い黒鉛化材料を２５００℃
以上の高温で熱処理したもの、メソフェーズカーボン或
いは非晶質炭素及びこれらの混合物が用いられる。その
平均粒径は５０μｍ以下、好ましくは１〜２０μｍが好
適である。また形状は、球形，塊状，鱗片状，繊維状あ
るいはそれらの粉砕品であっても良い。
【００１６】リチウムと合金を形成する代表的金属とし
ては例えば、Ａｌ，Ｓｂ，Ｂ，Ｂａ，Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｐｂ，Ｈｇ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｔｅ等であ
り好ましくは（１）リチウム含有量が多い合金組成、
（２）原子量が比較的小さく、密度が比較的大きい、
（３）還元が容易、（４）リチウム合金の酸化還元電位
が低い、（５）廃棄上の問題が少ない、（６）比較的安
価である、等の諸条件を満たすものであればよい。
ては例えば、Ａｌ，Ｓｂ，Ｂ，Ｂａ，Ｂｉ，Ｃｄ，Ｃ
ａ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｐｂ，Ｈｇ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｔｅ等であ
り好ましくは（１）リチウム含有量が多い合金組成、
（２）原子量が比較的小さく、密度が比較的大きい、
（３）還元が容易、（４）リチウム合金の酸化還元電位
が低い、（５）廃棄上の問題が少ない、（６）比較的安
価である、等の諸条件を満たすものであればよい。
【００１７】また、リチウムに対し非合金性の代表的金
属としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＴｉ等であり、好ま
しくは（１）酸化電位が高い、（２）還元が容易、
（３）廃棄上の問題が少ない、（４）比較的安価であ
る、等の諸条件を満たすものであればよく、例えば、Ｃ
ｕが良好である。
属としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＴｉ等であり、好ま
しくは（１）酸化電位が高い、（２）還元が容易、
（３）廃棄上の問題が少ない、（４）比較的安価であ
る、等の諸条件を満たすものであればよく、例えば、Ｃ
ｕが良好である。
【００１８】金属の分散・付着方法としては、蒸着法，
スパッタリング法，湿式還元法，電気化学的還元法，メ
ッキ法及び気相還元ガス処理法等の方法があるが、用い
る金属種に対応して最適な方法を適用すればよい。また
金属の分散量としては、両者の合計量として３０ｗｔ％
以下、好ましくは１〜１０ｗｔ％が好適である。
スパッタリング法，湿式還元法，電気化学的還元法，メ
ッキ法及び気相還元ガス処理法等の方法があるが、用い
る金属種に対応して最適な方法を適用すればよい。また
金属の分散量としては、両者の合計量として３０ｗｔ％
以下、好ましくは１〜１０ｗｔ％が好適である。
【００１９】リチウムと合金を形成する金属と、リチウ
ムに対し非合金性の金属との添加比率は、１：９〜９：
１、好ましくは１：３〜３：１である。そして、両者の
金属の添加比率が前記範囲でない場合は、高速充放電
（大電流充放電）の効果が得られない。
ムに対し非合金性の金属との添加比率は、１：９〜９：
１、好ましくは１：３〜３：１である。そして、両者の
金属の添加比率が前記範囲でない場合は、高速充放電
（大電流充放電）の効果が得られない。
【００２０】リチウムと合金を形成する金属及びリチウ
ムに対し非合金性の金属について、合金を形成させるに
は、例えば湿式法でＣｕとＰｂを炭素粒子上に分散・付
着させ乾燥した炭素粉を還元ガス気流中にて所定の温度
で熱処理することによって行われる。
ムに対し非合金性の金属について、合金を形成させるに
は、例えば湿式法でＣｕとＰｂを炭素粒子上に分散・付
着させ乾燥した炭素粉を還元ガス気流中にて所定の温度
で熱処理することによって行われる。
【００２１】以上で得られた炭素材を用いて負極を作成
するが、この場合、結着剤を用いる。結着剤としては、
ＥＰＤＭ，ＰＶＤＦおよびポリテトラフルオロエチレン
等電解液と反応しないものであれば特に限定されない。
結着剤の配合量は、炭素材に対し１〜３０ｗｔ％好まし
くは５〜１５ｗｔ％が好適である。
するが、この場合、結着剤を用いる。結着剤としては、
ＥＰＤＭ，ＰＶＤＦおよびポリテトラフルオロエチレン
等電解液と反応しないものであれば特に限定されない。
結着剤の配合量は、炭素材に対し１〜３０ｗｔ％好まし
くは５〜１５ｗｔ％が好適である。
【００２２】前述の合剤を用いた電極形状としては、シ
ート状，フィルム状あるいは、Ｃｕ等の金属箔上にフィ
ルム状に塗布するなど電池形状に適応させることが可能
である。合剤層の厚みは１０〜２００μｍが好ましく、
その密度は１.０〜２.０ｇ／cm3、好ましくは１.２〜
２.０ｇ／cm3が望ましい。
ート状，フィルム状あるいは、Ｃｕ等の金属箔上にフィ
ルム状に塗布するなど電池形状に適応させることが可能
である。合剤層の厚みは１０〜２００μｍが好ましく、
その密度は１.０〜２.０ｇ／cm3、好ましくは１.２〜
２.０ｇ／cm3が望ましい。
【００２３】一方、正極に関しては、活物質として、Ｎ
ａＦｅＯ2 タイプの層状化合物を用いてもよい。
ａＦｅＯ2 タイプの層状化合物を用いてもよい。
【００２４】上記活物質に導電剤と結着剤を混合したペ
ーストを厚さ２０μｍ前後のアルミニウム箔に塗布・乾
燥・圧延後熱処理する。ここで活物質の粒子径は０.１
μｍ〜５０μｍが良く、好ましくは１μｍ〜２０μｍが
望ましい。
ーストを厚さ２０μｍ前後のアルミニウム箔に塗布・乾
燥・圧延後熱処理する。ここで活物質の粒子径は０.１
μｍ〜５０μｍが良く、好ましくは１μｍ〜２０μｍが
望ましい。
【００２５】導電剤としては、カーボンブラックや黒鉛
系から選択するのが好ましく、添加量（活物質＋炭素＋
結着剤）は、全体重量（合剤量）に対し５〜３０ｗｔ％
好ましくは５〜１５ｗｔ％が望ましい。
系から選択するのが好ましく、添加量（活物質＋炭素＋
結着剤）は、全体重量（合剤量）に対し５〜３０ｗｔ％
好ましくは５〜１５ｗｔ％が望ましい。
【００２６】一方結着剤としては、エチレンプロピレン
ターポリマー（以下ＥＰＤＭと略記する），ポリフッ化
ビニリデン（以下ＰＶＤＦと略記する）やポリテトラフ
ルオロエチレン等電解液と反応しないものであれば特に
限定されない。その添加量は、前述の合剤量に対し１〜
１５ｗｔ％が望ましい。
ターポリマー（以下ＥＰＤＭと略記する），ポリフッ化
ビニリデン（以下ＰＶＤＦと略記する）やポリテトラフ
ルオロエチレン等電解液と反応しないものであれば特に
限定されない。その添加量は、前述の合剤量に対し１〜
１５ｗｔ％が望ましい。
【００２７】活物質に導電剤と結着剤を混合した合剤を
アルミニウム箔等の集電体に塗布・圧延して得られる合
剤層の厚みは、１０〜２００μｍが望ましく、その密度
は２.０〜３.５ｇ／cm3、好ましくは２.５〜３.２ｇ／c
m3が望ましい。
アルミニウム箔等の集電体に塗布・圧延して得られる合
剤層の厚みは、１０〜２００μｍが望ましく、その密度
は２.０〜３.５ｇ／cm3、好ましくは２.５〜３.２ｇ／c
m3が望ましい。
【００２８】電解液としては、環状エステル系のプロピ
レンカーボネート（以下ＰＣと略記する），エチレンカ
ーボネート（以下ＥＣと略記する），鎖状エステル系の
ジメトキシエタン(以下ＤＥＭと略記する），メチルエ
チルカーボネート(以下ＭＥＣと略記する），ジメチル
カーボネート（以下ＤＭＣと略記する）及びジエチルカ
ーボネート（以下ＤＥＣと略記する）等の２種類以上の
混合溶媒が用いられる。電解質としては、ＬｉＰＦ6，
ＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4 等があり、前述の溶媒に１mol
／Ｌ 程度溶解して用いる。
レンカーボネート（以下ＰＣと略記する），エチレンカ
ーボネート（以下ＥＣと略記する），鎖状エステル系の
ジメトキシエタン(以下ＤＥＭと略記する），メチルエ
チルカーボネート(以下ＭＥＣと略記する），ジメチル
カーボネート（以下ＤＭＣと略記する）及びジエチルカ
ーボネート（以下ＤＥＣと略記する）等の２種類以上の
混合溶媒が用いられる。電解質としては、ＬｉＰＦ6，
ＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4 等があり、前述の溶媒に１mol
／Ｌ 程度溶解して用いる。
【００２９】本発明によれば、負極材として、炭素粒子
上にリチウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し
非合金性の金属の微細粒子を分散・付着させた炭素材を
用いた負極によって、（１）放電容量の増大，（２）電
気電導性の増大，（３）熱伝導性の向上，（４）サイク
ル寿命の向上が達成できる。
上にリチウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し
非合金性の金属の微細粒子を分散・付着させた炭素材を
用いた負極によって、（１）放電容量の増大，（２）電
気電導性の増大，（３）熱伝導性の向上，（４）サイク
ル寿命の向上が達成できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態例を説
明する。
明する。
【００３１】（実施例１）エタノール５０mlを含む水８
００mlを約５０℃に加温する。この溶液に0.95ｇの硝酸
銅〔Ｃｕ(ＮＯ3)2・３Ｈ2Ｏ〕と１.２０ｇの硝酸鉛〔Ｐ
ｂ(ＮＯ3)2〕を添加溶解する。次いで高純度化処理した
人造黒鉛９ｇを加え懸濁させる。このスラリーを強かく
拌しながら、アンモニア水１０mlを含む水２００mlをマ
イクロチューブポンプを用いて、約２時間かけて加水分
解反応を完結させる。このスラリーを濾過・水洗・乾燥
して粉末を得た。この粉末を４％Ｈ2／Ｈｅ ガス気流中
400℃以上で１０ｈ還元処理した粉末を負極材とした。
００mlを約５０℃に加温する。この溶液に0.95ｇの硝酸
銅〔Ｃｕ(ＮＯ3)2・３Ｈ2Ｏ〕と１.２０ｇの硝酸鉛〔Ｐ
ｂ(ＮＯ3)2〕を添加溶解する。次いで高純度化処理した
人造黒鉛９ｇを加え懸濁させる。このスラリーを強かく
拌しながら、アンモニア水１０mlを含む水２００mlをマ
イクロチューブポンプを用いて、約２時間かけて加水分
解反応を完結させる。このスラリーを濾過・水洗・乾燥
して粉末を得た。この粉末を４％Ｈ2／Ｈｅ ガス気流中
400℃以上で１０ｈ還元処理した粉末を負極材とした。
【００３２】以上で得られた粉末をエネルギー分散型電
子プローブアナリシスによりＣｕとＰｂの分散状態を観
察したところ、Ｃｕ及びＰｂ粒子は黒鉛粒子の全面に均
一に分散しているのが確かめられた。又ＣｕとＰｂ粒子
の大きさは数百〜数千Åであった。この粉末のＸ線回折
によりＣｕとＰｂの存在状態を調べたところ、金属状態
のＣｕとＰｂの回折線が認められた。
子プローブアナリシスによりＣｕとＰｂの分散状態を観
察したところ、Ｃｕ及びＰｂ粒子は黒鉛粒子の全面に均
一に分散しているのが確かめられた。又ＣｕとＰｂ粒子
の大きさは数百〜数千Åであった。この粉末のＸ線回折
によりＣｕとＰｂの存在状態を調べたところ、金属状態
のＣｕとＰｂの回折線が認められた。
【００３３】（実施例２）正極材としてのＬｉＭｎ2Ｏ4
活物８７重量％に導電剤としての人造黒鉛９重量％添加
したものに、Ｎ−ＭＰに溶解したＰＶＤＦを用いてＰＶ
ＤＦが４重量％になるようにしたペーストを、厚さ２０
μｍのアルミニウム箔に片面９０μｍで両面に塗布し、
風乾後、真空中−８０℃で３ｈ乾燥した。その後ロール
圧延し合剤層密度が約３ｇ／cm3 になるように成型した
後、真空中−１２０℃で３ｈ熱処理して正極を得た。こ
こで得られた正極の単極試験において３００サイクル迄
115ｍＡｈ／ｇの容量が得られた。
活物８７重量％に導電剤としての人造黒鉛９重量％添加
したものに、Ｎ−ＭＰに溶解したＰＶＤＦを用いてＰＶ
ＤＦが４重量％になるようにしたペーストを、厚さ２０
μｍのアルミニウム箔に片面９０μｍで両面に塗布し、
風乾後、真空中−８０℃で３ｈ乾燥した。その後ロール
圧延し合剤層密度が約３ｇ／cm3 になるように成型した
後、真空中−１２０℃で３ｈ熱処理して正極を得た。こ
こで得られた正極の単極試験において３００サイクル迄
115ｍＡｈ／ｇの容量が得られた。
【００３４】実施の形態例１で得た負極材を用い、これ
にＮ−ＭＰに溶解したＰＶＤＦを用いてＰＶＤＦが１０
重量％になるようにしたペーストを、厚さ２０μｍの銅
箔に片面７５μｍで両面に塗布し、風乾後、真空中−８
０℃で３ｈ乾燥した。
にＮ−ＭＰに溶解したＰＶＤＦを用いてＰＶＤＦが１０
重量％になるようにしたペーストを、厚さ２０μｍの銅
箔に片面７５μｍで両面に塗布し、風乾後、真空中−８
０℃で３ｈ乾燥した。
【００３５】その後、ロール圧延し合剤密度が約１.５
ｇ／cm3になるように成型した後、真空中−１２０℃で
３ｈ熱処理して負極を得た。ここで得られた負極の単極
試験において３００サイクルまで３５０ｍＡｈ／ｇの放
電容量が得られた。
ｇ／cm3になるように成型した後、真空中−１２０℃で
３ｈ熱処理して負極を得た。ここで得られた負極の単極
試験において３００サイクルまで３５０ｍＡｈ／ｇの放
電容量が得られた。
【００３６】この正極１０，負極１２と厚さ２０μｍの
ポリエチレン製多孔質膜セパレータ１４を組合せて、図
１に示すように捲回して外寸法１４φ×４７mmの電池缶
に収納した。正極端子１１および負極端子１３は、それ
ぞれ正極１０，負極１２に接続されている。電解液とし
て１モルのＬｉＰＦ6／ＥＣ−ＤＭＣ を用いてその特性
を評価した。その結果、４００ｍＡｈの電池容量が得ら
れた。
ポリエチレン製多孔質膜セパレータ１４を組合せて、図
１に示すように捲回して外寸法１４φ×４７mmの電池缶
に収納した。正極端子１１および負極端子１３は、それ
ぞれ正極１０，負極１２に接続されている。電解液とし
て１モルのＬｉＰＦ6／ＥＣ−ＤＭＣ を用いてその特性
を評価した。その結果、４００ｍＡｈの電池容量が得ら
れた。
【００３７】リチウム二次電池において、負極の活物質
として炭素にＬｉと合金を形成する金属及びＬｉに対し
非合金性の金属のそれぞれ少なくとも１種以上の微細粒
子を分散・付着させた炭素材を用い、負極合剤層密度を
１.５ｇ／cm3とし、かつ正極の合剤層密度を３.０ｇ／c
m3とすることにより、充放電速度とエネルギー密度が大
であって、充放電サイクル特性の優れたリチウム二次電
池を提供することができる。
として炭素にＬｉと合金を形成する金属及びＬｉに対し
非合金性の金属のそれぞれ少なくとも１種以上の微細粒
子を分散・付着させた炭素材を用い、負極合剤層密度を
１.５ｇ／cm3とし、かつ正極の合剤層密度を３.０ｇ／c
m3とすることにより、充放電速度とエネルギー密度が大
であって、充放電サイクル特性の優れたリチウム二次電
池を提供することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、エネルギー密度が大き
く、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提
供できる。
く、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提
供できる。
【図１】本発明の実施例の円筒形電池の構成を示す図で
ある。
ある。
１０…正極、１１…正極端子、１２…負極、１３…負極
端子、１４…セパレータ。
端子、１４…セパレータ。
フロントページの続き (72)発明者 金田 潤也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村中 廉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA04 BA01 BB02 BB05 BD00 BD04 BD05 5H014 AA02 BB01 BB06 EE08 EE10 HH00 HH01 HH06 HH08 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL07 AL11 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 HJ01 HJ04 HJ08
Claims (3)
- 【請求項１】正極と負極と電解質を含む非水電解液とか
らなるリチウム二次電池において、前記負極は、負極活
物質として、高結晶性炭素または非晶質炭素粒子上にリ
チウムと合金を形成する金属及びリチウムに対し非合金
性の金属のそれぞれの少なくとも１種以上の微細金属粒
子を分散した炭素材を用い、 前記正極は、正極活物質としてＮａＦｅＯ2 タイプの層
状化合物を使用したことを特徴とするリチウム二次電
池。 - 【請求項２】請求項１において、負極合剤層の厚みは１
０〜２００μｍ、又その密度は、１.２〜２.０ｇ／cm3
であることを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項３】請求項１において、正極合剤層に含まれる
導電剤量は５〜１５ｗｔ％、合剤層厚みは１０〜２００
μｍ又その密度は２.５〜３.２ｇ／cm3 であることを特
徴とするリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226686A JP2000058043A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226686A JP2000058043A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058043A true JP2000058043A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16849075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10226686A Pending JP2000058043A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058043A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006252779A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Jfe Chemical Corp | リチウムイオン二次電池用負極材料およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 |
| KR100646546B1 (ko) * | 2005-01-27 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극활물질 및 그의 제조 방법 |
| CN100367543C (zh) * | 2004-08-17 | 2008-02-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂合金复合材料及其制备方法、负极材料、负极结构体及锂二次电池 |
| KR101093918B1 (ko) | 2008-02-20 | 2011-12-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬이차전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는리튬이차전지 |
| EP2683004A1 (en) * | 2012-07-04 | 2014-01-08 | GS Yuasa International Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for production of nonaqueous electrolyte secondary battery |
| CN104538632A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-04-22 | 湖南工业大学 | 一种碳复合电极材料及其制备方法 |
| CN113906592A (zh) * | 2019-04-16 | 2022-01-07 | 北伊利诺伊大学董事会 | 掺杂的锂阳极、具有掺杂的锂阳极的电池组及其使用方法 |
-
1998
- 1998-08-11 JP JP10226686A patent/JP2000058043A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9525172B2 (en) | 2012-07-04 | 2016-12-20 | Gs Yuasa International Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for production of nonaqueous electrolyte secondary battery |
| US9859587B2 (en) | 2012-07-04 | 2018-01-02 | Gs Yuasa International Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for production of nonaqueous electrolyte secondary battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040928 |