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JP2000149953A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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Publication number
JP2000149953A
JP2000149953A JP11374093A JP37409399A JP2000149953A JP 2000149953 A JP2000149953 A JP 2000149953A JP 11374093 A JP11374093 A JP 11374093A JP 37409399 A JP37409399 A JP 37409399A JP 2000149953 A JP2000149953 A JP 2000149953A
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JP
Japan
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active material
battery
positive electrode
aqueous electrolyte
electrolyte secondary
Prior art date
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Application number
JP11374093A
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Japanese (ja)
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JP3469836B2 (en
Inventor
Shigeru Oishi
繁 大石
Toru Nagaura
亨 永浦
Naoyuki Kato
尚之 加藤
Yoshikatsu Yamamoto
佳克 山本
Masayuki Endo
正幸 遠藤
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Priority claimed from JP02092697A external-priority patent/JP3049727B2/en
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery whose current breaking means is operated surely, even when a nonaqueous electrolyte secon dary battery with the means is over-charged. SOLUTION: A positive active material is mainly composed of the first active material (LixNiyCo1-yO2; 0<x<=1 and 0<=y<0.50) and the second active material (Lix'Niy'Co1-y'O2; 0<x'<=1 and 0.50<=y'<=1.0), and 0.5-70 pts.wt. of the second active material per 100 pts.wt. of total active material is contained. When over- charged to increase a battery voltage, the second active material acts catalytically to promote decomposition of a nonaqueous electrolyte, and gas is generated thereby to increase internal pressure of a battery, so as to operate surely a current breaking means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池に関するものであり、特に、内圧の上昇に応じて電流
を遮断する手段を備え、過充電時にこの電流遮断手段が
確実に作動するようにした非水電解質二次電池に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is provided with a means for interrupting current in response to an increase in internal pressure, and which operates reliably when overcharged. And a non-aqueous electrolyte secondary battery as described above.

【0002】[0002]

【従来の技術】負極に対してドープ及び脱ドープされる
物質としてリチウムを使用し電解質に非水電解質を使用
した、いわゆる非水電解質電池は、自己放電が少なく保
存性に優れた電池として知られており、特に、5〜10
年という長期間の使用が要求される電子腕時計や種々の
メモリーバックアップ用電源として、広く利用されるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art A so-called non-aqueous electrolyte battery using lithium as a substance to be doped and de-doped with respect to a negative electrode and using a non-aqueous electrolyte as an electrolyte is known as a battery having a small self-discharge and excellent storage stability. Especially 5-10
It has been widely used as an electronic wristwatch and a power source for various memory backups that require long-term use for years.

【0003】これらの従来から使用されている非水電解
質電池は通常は一次電池であるが、長期間経済的に使用
できる電源としての再充電可能な非水電解質二次電池に
対する要望が多く、各方面で研究が進められている。そ
の中で、特に、負極に金属リチウムやリチウム合金ある
いは炭素質材料を使用し、正極にリチウム・コバルト複
合酸化物等のリチウム化合物を使用する非水電解質二次
電池は、電池電圧が高く、高エネルギー密度が得られ、
かつサイクル特性に優れているため、メモリーバックア
ップや小型電子機器の電源として期待されている。
[0003] These conventional nonaqueous electrolyte batteries are usually primary batteries, but there are many demands for rechargeable nonaqueous electrolyte secondary batteries as power sources that can be used economically for a long time. Research is being conducted in various directions. Among them, in particular, non-aqueous electrolyte secondary batteries using metal lithium, lithium alloy or carbonaceous material for the negative electrode and lithium compounds such as lithium-cobalt composite oxide for the positive electrode have a high battery voltage and high voltage. Energy density,
Because of its excellent cycle characteristics, it is expected as a power source for memory backup and small electronic devices.

【0004】ところで、一般に、電池の構造が密閉形で
ある場合、何らかの原因で電池内圧が上昇すると、電池
の比較的急速な破損が起って、電池がその機能を失いあ
るいは周辺機器に対しても損傷を与えてしまうことがあ
る。上述のような非水電解質二次電池においては、充電
時に、通常以上の電流が流れて過充電状態となると、電
解液が分解してガスが発生することによって、電池内圧
が上昇する場合がある。また、上述のような過充電状態
が続くと、電解質や活物質の急速な分解といった異常反
応が進んで、電池の温度が急速に上昇してしまうことも
ある。
In general, when the internal structure of a battery is a sealed type, if the internal pressure of the battery rises for some reason, the battery is relatively rapidly damaged, and the battery loses its function or is damaged by peripheral devices. Can also cause damage. In the above-described non-aqueous electrolyte secondary battery, when charging, when a current higher than usual flows to be in an overcharged state, the electrolytic solution is decomposed and gas is generated, so that the battery internal pressure may increase. . In addition, when the above-described overcharge state continues, an abnormal reaction such as rapid decomposition of the electrolyte or the active material proceeds, and the temperature of the battery may increase rapidly.

【0005】かかる問題についての対策として、本願の
発明者の一人は、先に他の発明者と共に特願昭63−2
65783号において防爆型密閉電池を提案した。この
防爆型密閉電池は、電池内圧の上昇に応じて作動する電
流遮断装置を備えている。次に、この電池について、本
願の図1、2を参照して説明する。
As a countermeasure against such a problem, one of the inventors of the present application, together with another inventor, has been described in Japanese Patent Application No. 63-2630.
No. 65783 has proposed an explosion-proof sealed battery. This explosion-proof sealed battery includes a current cutoff device that operates in response to an increase in battery internal pressure. Next, this battery will be described with reference to FIGS.

【0006】上記防爆型密閉電池は、図1に示すよう
に、電池要素が収納される円筒状の外装缶1の上部に電
流遮断装置25を備えている。この電流遮断装置25
は、上記外装缶1の上端部の内周面に設けられた環状の
ガスケット2と、このガスケット2に嵌入支持されかつ
中間蓋体を兼ねる防爆弁3と、この防爆弁3の下面に接
して設置されたほぼ円形のストリッパー4と、上記外装
缶1を閉塞する閉塞用蓋体5とから、主として構成され
ている。そして、上記ガスケット2、防爆弁3、閉塞用
蓋体5は、上記外装缶1にかしめられて取付けられてい
る。
As shown in FIG. 1, the above explosion-proof sealed battery is provided with a current interrupting device 25 above a cylindrical outer can 1 in which battery elements are stored. This current interruption device 25
Is an annular gasket 2 provided on the inner peripheral surface at the upper end of the outer can 1, an explosion-proof valve 3 fitted and supported by the gasket 2 and also serving as an intermediate lid, and in contact with the lower surface of the explosion-proof valve 3. It is mainly composed of an installed substantially circular stripper 4 and a closing lid 5 for closing the outer can 1. The gasket 2, the explosion-proof valve 3, and the closing lid 5 are caulked and attached to the outer can 1.

【0007】上記外装缶1内には、正極31と負極32
とが電解液を浸み込ませた一対のセパレータ33a、3
3bを挟んで巻芯21上に渦巻型に巻回されて構成され
る巻回体35が、電池要素として収納されると共に、こ
の巻回体35の上部には、シート状の絶縁板7が形成さ
れている。
A positive electrode 31 and a negative electrode 32 are provided in the outer can 1.
And a pair of separators 33a, 3
A wound body 35 formed by being spirally wound on the winding core 21 across the core 3b is housed as a battery element, and a sheet-shaped insulating plate 7 is provided on the upper part of the wound body 35. Is formed.

【0008】上記絶縁板7の中央部には、その一端側を
正極31に取付けられた正極リード板8を挿通するため
の挿通孔10が穿設されている。正極リード板8は、ス
トリッパー4の挿通孔11から下方に臨む防爆弁3の突
起3aの下面に、超音波溶接等の手法で接続されてい
る。このとき、正極リード板8は、ストリッパー4の下
面及び防爆弁3の突起3aを橋渡しする状態となる。
In the center of the insulating plate 7, an insertion hole 10 for inserting a positive electrode lead plate 8 having one end side attached to the positive electrode 31 is formed. The positive electrode lead plate 8 is connected to the lower surface of the projection 3a of the explosion-proof valve 3 facing downward from the insertion hole 11 of the stripper 4 by a method such as ultrasonic welding. At this time, the positive electrode lead plate 8 bridges the lower surface of the stripper 4 and the projection 3a of the explosion-proof valve 3.

【0009】一方、上記巻回体35が収納されている外
装缶1の上端部12には、上記ガスケット2が嵌入され
ている。このガスケット2は、外装缶1内に収納されて
いるセパレータ33a、33bに浸み込んでいる電解液
がこの電池の外部に漏れるのを防ぐために、上記外装缶
1の内部を密封している。そして、このガスケット2
は、正極と負極とのショートを防止するために、絶縁材
料、例えば合成樹脂材料により形成されている。
On the other hand, the gasket 2 is fitted into the upper end 12 of the outer can 1 in which the wound body 35 is stored. The gasket 2 seals the inside of the outer can 1 in order to prevent the electrolyte permeating the separators 33a and 33b housed in the outer can 1 from leaking out of the battery. And this gasket 2
Is formed of an insulating material, for example, a synthetic resin material in order to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.

【0010】防爆弁3は、アルミニウム、ニッケルある
いはそれらの合金から成り、上記ガスケット2の径より
もやや短径の円盤状をなすと共に、上記ガスケット2に
嵌入されている。防爆弁3の中心部には、下方に突出す
る突部3aが設けられ、更にその上面には、突起3aの
付け根近傍から放射状に延びる複数本の直線状溝とこれ
らの直線状溝の内側端を結ぶ円形状溝とにより形成され
た薄肉部15が設けられている。
The explosion-proof valve 3 is made of aluminum, nickel or an alloy thereof, has a disk shape slightly shorter than the diameter of the gasket 2, and is fitted into the gasket 2. At the center of the explosion-proof valve 3, there is provided a projection 3a projecting downward, and further on its upper surface, a plurality of linear grooves extending radially from near the base of the projection 3a and inner ends of these linear grooves. And a thin portion 15 formed by a circular groove connecting the two.

【0011】防爆弁3の下側に設置されたストリッパー
4は、アルミニウム等の材料で形成され、その中心部に
防爆弁3の突起3aが挿通される挿通孔11を有し、そ
の上面に絶縁膜16が被着形成されている。そして、ス
トリッパー4の下面と突起3aの下面とを橋渡しするよ
うにして、正極リード板8が突起3aの下面に溶接され
ている。
The stripper 4 installed below the explosion-proof valve 3 is made of a material such as aluminum, and has an insertion hole 11 at the center thereof through which the projection 3a of the explosion-proof valve 3 is inserted. A film 16 is formed. The positive electrode lead plate 8 is welded to the lower surface of the protrusion 3a so as to bridge the lower surface of the stripper 4 and the lower surface of the protrusion 3a.

【0012】上記防爆弁3の上方には、この防爆弁3と
面対向するように、閉塞用蓋体5が設けられている。こ
の閉塞用蓋体5は、正極端子を構成しており、上記防爆
弁3の径よりもやや短径の円盤状をなし、上記防爆弁3
の周端部に設けられた鍔部17内にその外周端を収納さ
れている。この閉塞用蓋体5は、硬質金属材料により形
成され、この例ではステンレス板により形成されてい
て、この電池の強度を高めている。更に、この閉塞用蓋
体5には、二つのガス抜き穴19、20が穿設されてい
る。
A closing lid 5 is provided above the explosion-proof valve 3 so as to face the explosion-proof valve 3. The closing lid 5 constitutes a positive electrode terminal and has a disk shape slightly shorter than the diameter of the explosion-proof valve 3.
The outer peripheral end thereof is housed in a flange portion 17 provided at the peripheral end portion. The closing lid 5 is formed of a hard metal material, and in this example, is formed of a stainless steel plate to increase the strength of the battery. Further, the closing lid 5 is provided with two gas vent holes 19 and 20.

【0013】上記ガスケット2、防爆弁3及び閉塞用蓋
体5は、上記外装缶1の上端部12により外装缶1の外
周囲からこの電池の軸心に向かってかしめられることに
よって、この上端部12に取付けられている。なお、上
述のように、かしめ取付けされた防爆弁3及び閉塞用蓋
体5と、外装缶1とは、ガスケット2を介して一体化さ
れて、この電池の絶縁が図られている。
The gasket 2, the explosion-proof valve 3 and the closing lid 5 are swaged from the outer periphery of the outer can 1 toward the axis of the battery by the upper end 12 of the outer can 1, thereby forming the upper end. 12 attached. As described above, the explosion-proof valve 3 and the closing lid 5 which are attached by caulking and the outer can 1 are integrated via the gasket 2 so as to insulate the battery.

【0014】特に図示しないが、上記外装缶1の下部に
おいて、巻回体35の下部端面と外装缶1の底面との間
に、中心に挿通孔が設けられた絶縁板が配置され、また
この挿通孔を通して負極32から延びる負極リード端子
が外装缶1の底面に溶接されている。
Although not shown, an insulating plate having a through hole at the center is disposed between the lower end surface of the winding body 35 and the bottom surface of the outer can 1 at a lower portion of the outer can 1. A negative electrode lead terminal extending from the negative electrode 32 through the insertion hole is welded to the bottom surface of the outer can 1.

【0015】上述のように構成された電流遮断装置25
を備えた電池は、例えば過充電状態が進んで電池内部の
化学変化によりガスが発生・充満し、そのガスの充満に
より電池内の内圧が上昇し始めると、この内圧の上昇に
より防爆弁3が変形する。更に詳しくは、図2に示すよ
うに、防爆弁3の突起3aが、内圧方向、即ち閉塞用蓋
体5の方向に押圧されて、上方に移動する。突起3aの
上方への移動により、突起3aの下面に溶接されていた
正極リード板8がその溶接部分において破断または剥離
して、充電電流が遮断される。なお、上記電流遮断装置
25が作動する電池内圧は、適宜に設定しえる。
The current interrupting device 25 configured as described above
For example, when the overcharge state progresses and a gas is generated and filled due to a chemical change inside the battery, and the internal pressure in the battery starts to increase due to the filling of the gas, the explosion-proof valve 3 is caused by the increase in the internal pressure. Deform. More specifically, as shown in FIG. 2, the protrusion 3a of the explosion-proof valve 3 is pressed in the direction of the internal pressure, that is, in the direction of the closing lid 5, and moves upward. As the protrusion 3a moves upward, the positive electrode lead plate 8 welded to the lower surface of the protrusion 3a breaks or separates at the welded portion, and the charging current is interrupted. The internal pressure of the battery at which the current interrupter 25 operates can be set as appropriate.

【0016】充電が極度に進むなどして、電池内部で大
量にガスが発生した場合は、防爆弁3の薄肉部15が開
裂して、ガスを閉塞用蓋体5の方向に導き、更にガス抜
き穴19、20を介して大気中に排気させる。以上のよ
うに、上記防爆型密閉電池は、例えば過充電されて電池
内圧が上昇すると充電電流を遮断することのできる電流
遮断装置25を備えているから、電池内部の異常な反応
の進行を停止させることができて、電池内圧の上昇や急
速な温度上昇を防止することができる。
When a large amount of gas is generated inside the battery due to extreme progress of charging or the like, the thin portion 15 of the explosion-proof valve 3 is cleaved, and the gas is guided toward the closing lid 5, and the gas is further discharged. The air is exhausted to the atmosphere through the holes 19 and 20. As described above, since the explosion-proof sealed battery is provided with the current interrupting device 25 that can interrupt the charging current when the internal pressure of the battery is increased due to overcharge, for example, the progress of the abnormal reaction inside the battery is stopped. It is possible to prevent a rise in battery internal pressure and a rapid rise in temperature.

【0017】上記電池に用いることの可能な非水電解質
二次電池用の巻回体35は、例えば次のようにして得る
ことができる。即ち、まず正極活物質としてのリチウム
・コバルト複合酸化物(LiCoO2 )を次のように合
成する。市販の炭酸リチウム粉末(Li2 Co3 )と炭
酸コバルト(CoCo3 )とをリチウム原子及びコバル
ト原子の比率が1:1となるように計量し、振動ミルを
用いて充分に混合した後、空気雰囲気中で電気炉を用い
て900℃で5時間焼成し、その後、自動乳鉢を用いて
粉砕して、LiCoO2 粉末を得る。
A wound body 35 for a non-aqueous electrolyte secondary battery that can be used for the above battery can be obtained, for example, as follows. That is, first, a lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material is synthesized as follows. Commercially available lithium carbonate powder (Li 2 Co 3 ) and cobalt carbonate (CoCo 3 ) were weighed such that the ratio of lithium atoms and cobalt atoms was 1: 1 and sufficiently mixed using a vibration mill. It is baked at 900 ° C. for 5 hours using an electric furnace in an atmosphere, and then pulverized using an automatic mortar to obtain LiCoO 2 powder.

【0018】得られたLiCoO2 のX線回析パターン
を図3に示す。このX線回析パターンから、この製造方
法で生成したものは、粉末X線回折データの標準として
広く利用されているJCPDS(Joint Committee on P
owder Diffraction Standards)カードのLiCoO2
と合致していることが確認できた。
FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of the obtained LiCoO 2 . From this X-ray diffraction pattern, the one produced by this production method was used as a standard for JCPDS (Joint Committee on P
owder Diffraction Standards) card LiCoO 2
It was confirmed that it matched.

【0019】次に、正極31を次のようにして作る。上
述の合成されたリチウム・コバルト複合酸化物(LiC
oO2 )を正極活物質として用い、この正極活物質91
重量部に導電材としてグラファイト6重量部、結着剤と
してポリフッ化ビニリデン3重量部を加えてから混合し
て、正極合剤を作る。そして、これらの正極合剤を溶剤
N−メチル−2−ピロリドンに分散させて、スラリーに
する。次に、これらの正極合剤スラリーを、正極集電体
としての帯状のアルミニウム箔の両面に均一に塗布して
乾燥し、その後に、ローラープレス機により圧縮成型し
て、帯状の正極31を得る。
Next, the positive electrode 31 is formed as follows. The synthesized lithium-cobalt composite oxide (LiC
oO 2 ) was used as the positive electrode active material.
6 parts by weight of graphite as a conductive material and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder are added to the parts by weight and mixed to prepare a positive electrode mixture. Then, these positive electrode mixtures are dispersed in a solvent N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Next, these positive electrode mixture slurries are uniformly applied to both sides of a band-shaped aluminum foil as a positive electrode current collector and dried, and thereafter, compression-molded with a roller press to obtain a band-shaped positive electrode 31. .

【0020】また、負極32を次のようにして作る。粉
砕したピッチコークスを負極活物質として用い、このピ
ッチコークス90重量部及び結着剤としてのポリフッ化
ビニリデン10重量部を加えてから混合して、負極合剤
とする。そして、この負極合剤を溶剤N−メチル−2−
ピロリドンに分散させて、スラリーにする。次に、この
負極合剤スラリーを、負極集電体としての帯状の銅箔の
両面に均一に塗布して、乾燥する。乾燥後に、ローラー
プレス機により圧縮成型して、帯状の負極32を得る。
The negative electrode 32 is manufactured as follows. Pulverized pitch coke is used as a negative electrode active material, and 90 parts by weight of the pitch coke and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder are added and mixed to prepare a negative electrode mixture. Then, this negative electrode mixture was mixed with the solvent N-methyl-2-
Disperse in pyrrolidone to form a slurry. Next, this negative electrode mixture slurry is uniformly applied to both sides of a strip-shaped copper foil as a negative electrode current collector, and dried. After drying, compression molding is performed with a roller press to obtain a strip-shaped negative electrode 32.

【0021】次いで、帯状の正極31と、帯状の負極3
2と、厚さ25μmの微孔性ポリプロピレンフィルムか
らなる一対のセパレータ33a、33bとを、負極3
2、セパレータ33a、正極31、セパレータ33bの
順序で積層してから、この積層体を巻芯21上に渦巻型
に多数回巻回することによって、巻回体35を作製す
る。
Next, the strip-shaped positive electrode 31 and the strip-shaped negative electrode 3
2 and a pair of separators 33 a and 33 b made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm,
2. After laminating in the order of the separator 33a, the positive electrode 31, and the separator 33b, the laminated body is spirally wound around the core 21 many times to produce the wound body 35.

【0022】そして、以上のような巻回体35及び非水
電解質(六フッ化リン酸リチウムを1モル/リットル溶
解した炭酸プロピレンと、1.2−ジメトキシエタンと
を混合して得たもの)を用いて、図1に示した構造と同
一の電流遮断装置25を備えた非水電解質二次電池を作
製できる。この場合、上記非水電解質二次電池は、例え
ば直径20.5mm、高さ42mmの円筒形とすること
ができ、通常に充電されると、約4.1Vの電圧で使用
できるものである。
The above-mentioned wound body 35 and non-aqueous electrolyte (obtained by mixing propylene carbonate in which lithium hexafluorophosphate is dissolved at 1 mol / l with 1.2-dimethoxyethane) Can be used to manufacture a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the same current interrupting device 25 as the structure shown in FIG. In this case, the non-aqueous electrolyte secondary battery can be, for example, a cylindrical shape having a diameter of 20.5 mm and a height of 42 mm, and can be used at a voltage of about 4.1 V when normally charged.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記非水電
解質二次電池20個を作製し、これらを電流2Aで2時
間ほど充電して過充電状態にしてみると、18個(90
%)の電池が急速な温度上昇を伴う発熱や比較的急速な
破損といった損傷状態を呈した。
However, 20 non-aqueous electrolyte secondary batteries were manufactured and charged at a current of 2 A for about 2 hours to obtain an overcharged state.
%) Of the batteries exhibited a damaged state such as heat generation with a rapid temperature rise and relatively rapid damage.

【0024】本発明者らがこの原因を鋭意調査したとこ
ろ、次のようなことが判明した。即ち、上述のような非
水電解質二次電池は、過充電されて電池電圧が約4.8
V程度になると、正極活物質(LiCoO2 )が分解し
て、酸素ガスが発生する。この酸素ガスが負極中のリチ
ウムと異常にかつ急速に反応して、電池が上述の損傷状
態に陥る。そして、後述する図9中に従来例として示す
ように、電池電圧が約4.8Vであるときには、電池内
圧はそれほど上昇しない。従って、上述した電流遮断装
置が作動する前に、酸素ガスと負極中のリチウムとの異
常反応が急速に進行してしまう。
The present inventors have conducted intensive studies on the cause, and have found the following. That is, the non-aqueous electrolyte secondary battery as described above is overcharged and the battery voltage becomes about 4.8.
At about V, the cathode active material (LiCoO 2 ) is decomposed to generate oxygen gas. This oxygen gas reacts abnormally and rapidly with lithium in the negative electrode, causing the battery to fall into the above-described damaged state. Then, as shown as a conventional example in FIG. 9 described later, when the battery voltage is about 4.8 V, the battery internal pressure does not increase so much. Therefore, the abnormal reaction between oxygen gas and lithium in the negative electrode rapidly proceeds before the above-described current interrupting device operates.

【0025】二次電池のかかる過充電についての防止対
策としては、上述したように電池自体に電流遮断手段を
設けること以外に、例えば二次電池の充電装置に過充電
防止機能を設けることなどがある。しかし、例えばその
ような防止機能がない充電装置で充電した場合などを考
慮すると、上記電流遮断手段が確実に作動しえること
は、安全対策上重要である。本発明は、電流遮断手段を
備えた非水電解質二次電池を過充電しても、上記電流遮
断手段が確実に作動する非水電解質二次電池を提供する
ことを目的とする。
As a measure for preventing such overcharging of the secondary battery, in addition to the provision of the current interrupting means in the battery itself as described above, for example, the charging device for the secondary battery is provided with an overcharge preventing function. is there. However, in consideration of, for example, a case where the battery is charged by a charging device without such a prevention function, it is important for safety measures that the current cutoff means can be reliably operated. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the above-mentioned current interrupting means operates reliably even when the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the current interrupting means is overcharged.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、正極活物質としてリチウム化合物を用い
た正極と、リチウムをドープしかつ脱ドープしえる負極
と、非水電解質と、内圧の上昇に応じて作動する電流遮
断手段とをそれぞれ備えた非水電解質二次電池におい
て、正極合剤を集電体の両面に均一に塗布した帯状正極
と、負極合剤を集電体の両面に均一に塗布した帯状負極
とが、一対のセパレータを挟んで渦巻型に巻回されて構
成された巻回体が電池要素として収納されており、上記
正極活物質が第1の活物質と第2の活物質とから主とし
て構成され、上記第1の活物質が、Lix Niy Co1-
y2(但し、0<x≦1及び0≦y<0.50)から
成り、上記第2の活物質が、Lix ′Niy ′Co
1-y ′O2 (但し、0<x′≦1及び0.50≦y′≦
1.0)から成り、上記正極活物質の全体を100重量
部として上記第2の活物質が0.5〜70重量部含まれ
ている。
To achieve the above object, the present invention provides a positive electrode using a lithium compound as a positive electrode active material, a negative electrode capable of doping and undoping lithium, a non-aqueous electrolyte, In a non-aqueous electrolyte secondary battery equipped with a current interrupting means that operates in response to an increase in internal pressure, a band-shaped positive electrode in which a positive electrode mixture is uniformly applied to both surfaces of a current collector, and a negative electrode mixture of a current collector A band-shaped negative electrode uniformly coated on both sides is wound in a spiral shape with a pair of separators interposed therebetween, and a wound body is housed as a battery element, and the positive electrode active material is a first active material. And the second active material, wherein the first active material is Li x Ni y Co 1-
y O 2 (where 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <0.50), and the second active material is Li x 'Ni y ' Co
1-y′O 2 (where 0 <x ′ ≦ 1 and 0.50 ≦ y ′ ≦
1.0), and the second active material is contained in an amount of 0.5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire positive electrode active material.

【0027】上記第2の活物質は、望ましくは2〜50
重量部含まれる。また、上記第1又は第2の活物質は、
それぞれ一種類である必要はなく、上記条件を満足させ
る範囲内でそれぞれ2種類又はそれより多い種類のもの
を併用してもよい。
The second active material is preferably 2 to 50.
Parts by weight are included. Further, the first or second active material is:
There is no need to use one kind each, and two or more kinds may be used together as long as the above conditions are satisfied.

【0028】また、上記負極の負極活物質としては、金
属リチウム、リチウム合金、ポリアセチレンのような導
電性ポリマー、コークスのような炭素質材料などを用い
ることができ、これらは何れもリチウムをドープしかつ
脱ドープし得るものである。また、非水電解質として
は、例えばリチウム塩を電解質としこれを有機溶剤(非
水溶媒)に溶解した非水電解質を使用することができ
る。
As the negative electrode active material of the negative electrode, a conductive polymer such as metallic lithium, lithium alloy, and polyacetylene, and a carbonaceous material such as coke can be used, all of which are doped with lithium. In addition, it can be undoped. Further, as the non-aqueous electrolyte, for example, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in an organic solvent (non-aqueous solvent) as an electrolyte can be used.

【0029】ここで、有機溶剤としては、例えばプロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、1.2−ジ
メトキシエタン、1.2−ジエトキシエタン、γ−ブチ
ロラクトン、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、ジエチルエー
テル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリ
ル、プロピオニトリル等の単独もしくは2種以上の混合
溶剤が使用できる。電解質も、従来より公知のものがい
ずれも使用可能であり、LiClO4 、LiAsF 6
LiPF6 、LiBF4 、LiB(C654 、Li
Cl、LiBr、CH3 SO 3Li、CF3 SO3 Li
等がある。
Here, as the organic solvent, for example, propylene
Lencarbonate, ethylene carbonate, 1.2-di
Methoxyethane, 1.2-diethoxyethane, γ-butyi
Lolactone, tetrahydrofuran, 1.3-dioxola
, 4-methyl-1.3-dioxolane, diethyl ether
Ter, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile
, Propionitrile, etc. alone or in combination of two or more
Solvents can be used. As for the electrolyte, those conventionally known are also used.
The displacement can be used, and LiClOFour , LiAsF 6 ,
LiPF6 , LiBFFour , LiB (C6 HFive )Four , Li
Cl, LiBr, CHThree SOThreeLi, CFThree SOThree Li
Etc.

【0030】また、上記電流遮断手段としては、図1、
2を参照して説明した電池の電流遮断装置を用いること
ができるが、これに限定されるものではなく、電池内圧
の上昇に応じて電流を遮断できるものであればよい。
The current interrupting means is shown in FIG.
2 can be used, but the present invention is not limited to this, and any device can be used as long as the current can be interrupted in accordance with an increase in battery internal pressure.

【0031】上記第1の活物質と上記第2の活物質とか
ら主として構成されると共に正極活物質の全体を100
重量部として上記第2の活物質が0.5重量部以上含ま
れている正極活物質を正極に用いた非水電解質二次電池
においては、過充電されて電池電圧が上昇すると、上記
第2の活物質が触媒的な働きをして非水電解質の分解が
促進されるから、ガスが発生する。従って、電池内圧
は、この非水電解質の分解ガスによって比較的ゆるやか
に上昇する。
The positive electrode active material is mainly composed of the first active material and the second active material.
In a non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode active material containing 0.5 part by weight or more of the second active material as a part by weight, when the battery voltage is overcharged and the battery voltage rises, the second The active material acts as a catalyst to promote the decomposition of the non-aqueous electrolyte, so that gas is generated. Therefore, the internal pressure of the battery rises relatively slowly due to the decomposition gas of the non-aqueous electrolyte.

【0032】そして、この分解ガスが発生する分解電圧
は、正極活物質が分解して酸素ガスを発生し、この酸素
ガスと負極中のリチウムとが急速に反応を起こすような
高い電圧ではないから、電池が急速な発熱や比較的急速
な破損を起こすことがなく、電池内圧の上昇によって確
実に電流遮断手段が作動する。従って、過充電に伴う電
池内部の異常反応を阻止できる。しかも、上記第2の活
物質が70重量部以下しか含まれていないので、放電電
圧及びエネルギー密度の低下並びに自己放電も少ない。
The decomposition voltage generated by the decomposition gas is not so high as to decompose the positive electrode active material to generate oxygen gas and cause a rapid reaction between the oxygen gas and lithium in the negative electrode. In addition, the battery does not generate heat or is damaged relatively quickly, and the current interrupting means operates reliably due to an increase in the internal pressure of the battery. Therefore, an abnormal reaction inside the battery due to overcharging can be prevented. In addition, since the second active material is contained in an amount of not more than 70 parts by weight, the discharge voltage and the energy density are reduced and the self-discharge is less.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施形態
について、図1〜9を参照して説明する。この場合、正
極31の正極活物質の構成が異なることを除いて、従来
の技術の項で説明したのと全く同様にして、電流遮断装
置を備えた非水電解質二次電池を作製した。そして、正
極31は、次のようにして作った。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to FIGS. In this case, a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with a current interrupting device was manufactured in exactly the same manner as described in the section of the prior art except that the configuration of the positive electrode active material of the positive electrode 31 was different. And the positive electrode 31 was produced as follows.

【0034】即ち、第1の活物質としては、Lix Ni
y Co1-y2 においてxがほぼ1でyが0である従来
例で説明したリチウム・コバルト複合酸化物(LiCo
2 )を用いた。また、第2の活物質としては、Lix
Niy Co1-y2 においてxがほぼ1でyが0.9で
あるリチウム・ニッケル・コバルト複合酸化物(LiN
0.9 Co0.12 )を次のように合成して用いた。
That is, as the first active material, Li x Ni
The lithium-cobalt composite oxide (LiCo) described in the conventional example in which x is almost 1 and y is 0 in y Co 1-y O 2
O 2 ) was used. Further, as the second active material, Li x
A lithium-nickel-cobalt composite oxide (LiN) in which Ni is approximately 1 and y is 0.9 in Ni y Co 1-y O 2
i 0.9 Co 0.1 O 2 ) was synthesized and used as follows.

【0035】市販の炭酸リチウム粉末(Li2 CO
3 )、炭酸ニッケル粉末(NiCO3 )及び炭酸コバル
ト粉末(CoCO3)をリチウム原子、コバルト原子及び
ニッケル原子の比率が1:0.1:0.9となるように
計量し、振動ミルを用いて充分に混合した後、空気雰囲
気中で電気炉を用い900℃で5時間焼成し、その後、
自動乳鉢を用いて粉砕して、LiNi0.9 Co0.12
粉末を得た。なお、以下では、Lix Niy Co1-y
2 におけるxの値は特にことわらない限り、ほぼ1であ
る。
Commercially available lithium carbonate powder (Li 2 CO 3
3 ) Nickel carbonate powder (NiCO 3 ) and cobalt carbonate powder (CoCO 3 ) were weighed so that the ratio of lithium atom, cobalt atom and nickel atom was 1: 0.1: 0.9, and was measured using a vibration mill. After satisfactorily mixing, bake at 900 ° C. for 5 hours using an electric furnace in an air atmosphere.
Grinding using an automatic mortar, LiNi 0.9 Co 0.1 O 2
A powder was obtained. In the following, Li x Ni y Co 1-y O
The value of x in 2 is approximately 1 unless otherwise stated.

【0036】以上のようなLiCoO2 90重量%とL
iNi0.9 Co0.12 10重量%とを混合して得られ
る混合品を正極活物質とし、これ以外は既述の場合と全
く同様にして、図1に示す電流遮断装置25を備えた非
水電解質二次電池を作製した。この電池を、後掲の表1
に示すように、便宜上、電池Iとする。なお、本発明の
効果を確認するために、上述のLix Niy Co1-y
2 において、yの値を0.3、0.5、0.7、1.0
と変えたリチウム・ニッケル・コバルト複合酸化物を、
上述の場合と同様な手法によって、それぞれ合成した。
As described above, 90% by weight of LiCoO 2 and L
A mixture obtained by mixing 10% by weight of iNi 0.9 Co 0.1 O 2 was used as a positive electrode active material. Other than that, a non-aqueous solution provided with a current interrupting device 25 shown in FIG. An electrolyte secondary battery was manufactured. This battery was used in Table 1 below.
As shown in FIG. In order to confirm the effects of the present invention, the above-mentioned Li x Ni y Co 1-y O
In 2 , the value of y is 0.3, 0.5, 0.7, 1.0
Lithium-nickel-cobalt composite oxide
Each was synthesized in the same manner as in the above case.

【0037】以上の複合酸化物のX線回析パターンを図
4〜8に示すが、上述のように合成されたリチウム・ニ
ッケル・コバルト複合酸化物Lix Niy Co1-y2
のyの値が異なっても、y=0であるLiCoO2 の基
本組成の時に示されるX線回析パターン(図3)は変化
することがなく、ただyの値に応じて面間隔のみ変化し
ている。即ち、LiCoO2 とLix Niy Co1-y
2 とは、結晶構造が同様であるが、層間距離が異なる物
質であるといえる。
FIGS. 4 to 8 show the X-ray diffraction patterns of the above-mentioned composite oxide. The lithium-nickel-cobalt composite oxide Li x Ni y Co 1-y O 2 synthesized as described above is shown in FIGS.
The X-ray diffraction pattern (FIG. 3) shown for the basic composition of LiCoO 2 where y = 0 does not change even if the y value of are doing. That is, LiCoO 2 and Li x Ni y Co 1-y O
2 can be said to be substances having the same crystal structure but different interlayer distances.

【0038】なお、リチウム・ニッケル・コバルト複合
酸化物は、上述の合成例に限られず、リチウム、ニッケ
ル、コバルトの各水酸化物又は各酸化物を用いて焼成す
ることにより合成した場合にも、同様に得ることがで
き、またその焼成温度は600〜900℃の範囲とする
ことができる。
The lithium-nickel-cobalt composite oxide is not limited to the above-mentioned synthesis example, but may be synthesized by firing using hydroxides or oxides of lithium, nickel and cobalt. Similarly, it can be obtained and its firing temperature can be in the range of 600 to 900C.

【0039】以上の計5種類のリチウム・ニッケル・コ
バルト複合酸化物を正極活物質として単独で用いて、表
1に示す非水電解質二次電池A〜Fを同様にして作製し
た。更に、上記リチウム・ニッケル・コバルト複合酸化
物とリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2 )と
を表1に示す重量比で混合して得られる混合品を正極活
物質として用いて、非水電解質二次電池G、H、J、K
を同様にして作製した。ここで二次電池H、I、Jは本
発明による実施例であり、二次電池A〜G、Kは比較例
である。
Non-aqueous electrolyte secondary batteries A to F shown in Table 1 were produced in the same manner using the above five kinds of lithium-nickel-cobalt composite oxides alone as the positive electrode active material. Further, a mixture obtained by mixing the above-mentioned lithium-nickel-cobalt composite oxide and lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) at a weight ratio shown in Table 1 was used as a positive electrode active material to prepare a non-aqueous electrolyte. Secondary batteries G, H, J, K
Was prepared in the same manner. Here, the secondary batteries H, I, and J are examples according to the present invention, and the secondary batteries A to G and K are comparative examples.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】次に、上述の非水電解質二次電池A〜Kを
各々20個づつ作製した。そして、これらの電池を電流
2Aで2時間充電して過充電状態にすることによって、
電池に急速な発熱や比較的急速な破損が生じるといった
電池の損傷品の発生率を調べた。その結果を、表1に示
す。なお、同表には、既に述べた従来例の場合について
も合せて示してある。
Next, 20 non-aqueous electrolyte secondary batteries A to K each were manufactured. Then, by charging these batteries at a current of 2 A for 2 hours to make them overcharged,
The incidence of damaged batteries, such as rapid heat generation and relatively rapid damage to batteries, was examined. Table 1 shows the results. The table also shows the case of the conventional example described above.

【0042】電解液の分解のしやすさを調べるために、
Lix Niy Co1-y2 においてy=0、0.1、
0.3、0.5、0.7、0.9、1.0とした計7種
類の複合酸化物を正極活物質としてそれぞれ単独で用い
た7種類の非水電解質二次電池について、過充電時にお
ける電池電圧と電池内圧とを測定し、その結果を図9に
示した。なお、y=0であるLiCoO2 は、従来例の
場合である。
In order to examine the ease of decomposition of the electrolyte,
In Li x Ni y Co 1-y O 2 , y = 0, 0.1,
Seven types of non-aqueous electrolyte secondary batteries using a total of seven types of composite oxides, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, and 1.0, as the positive electrode active material were used alone. The battery voltage and the battery internal pressure during charging were measured, and the results are shown in FIG. Note that LiCoO 2 with y = 0 is the case of the conventional example.

【0043】また、電池内圧が上昇したそれぞれの電池
を分解し、発生ガスを捕集して分析したところ、電解液
が分解して発生したガスであることが確認できた。従っ
て、図9における電池内圧の上昇は、電解液の分解ガス
によるということができる。同図から、Lix Niy
1-y2 におけるyの値が大きいものほど、上記分解
ガスが発生しやすいといえるので、電解液の分解電圧は
上記yの値が大きくなると低下する。
Further, each battery whose internal pressure was increased was disassembled, and the generated gas was collected and analyzed. As a result, it was confirmed that the electrolyte was a gas generated by decomposition. Therefore, it can be said that the increase in the battery internal pressure in FIG. 9 is due to the decomposition gas of the electrolytic solution. From the figure, it can be seen that Li x Ni y C
It can be said that the larger the value of y in o 1 -y O 2, the more easily the above-mentioned decomposition gas is generated. Therefore, the decomposition voltage of the electrolytic solution decreases as the value of the above y increases.

【0044】即ち、y=0であるLiCoO2 (従来
例)、y=0.1であるLiNi0.1 Co0.92 及び
y=0.3であるLiNi0.3 Co0.72 のそれぞれ
の場合は上記分解電圧は約4.8V前後である。またy
=0.5であるLiNi0.5 Co 0.52 、y=0.7
であるLiNi0.7 Co0.32 、y=0.9であるL
iNi0.9 Co0.12 及びy=1であるLiNiO2
のそれぞれの場合は、上記分解電圧は約4.5V前後で
ある。これらのリチウム・ニッケル・コバルト複合酸化
物は、電解液の分解を早める触媒的効果を有していると
考えられる。
That is, LiCoO with y = 0Two (Conventional
Example) LiNi with y = 0.10.1 Co0.9 OTwo as well as
LiNi with y = 0.30.3 Co0.7 OTwo Each of
In this case, the decomposition voltage is about 4.8V. Also y
LiNi = 0.50.5 Co 0.5 OTwo , Y = 0.7
LiNi0.7 Co0.3 OTwo , Y = 0.9, L
iNi0.9 Co0.1 OTwo And LiNiO with y = 1Two 
In each case, the decomposition voltage is about 4.5V.
is there. These lithium-nickel-cobalt composite oxidation
Substances have a catalytic effect to accelerate the decomposition of the electrolyte
Conceivable.

【0045】以上の図9の結論をもとに、表1における
電池A〜Kの電池損傷品発生率をみると、yが0.5以
上であるLix Niy Co1-y2 を正極活物質として
多少でも含有している電池C、D、E、F、H、I、J
は、全く損傷していないことが明らかである。即ち、ニ
ッケルを含まないリチウム・コバルト複合酸化物に上述
のリチウム・ニッケル・コバルト複合酸化物を少量添加
するだけでも、その効果があらわれて、電池内圧の上昇
し始める電圧、即ち電解液の分解電圧が低くなることが
確認された。
Based on the conclusions in FIG. 9 described above, the occurrence rates of damaged batteries A to K in Table 1 indicate that Li x Ni y Co 1 -y O 2 having y of 0.5 or more is obtained. Batteries C, D, E, F, H, I, J containing any amount as a positive electrode active material
Is clearly not damaged at all. That is, even if only a small amount of the above-mentioned lithium-nickel-cobalt composite oxide is added to the lithium-cobalt composite oxide containing no nickel, the effect appears, and the voltage at which the internal pressure of the battery starts to increase, that is, the decomposition voltage of the electrolyte solution Was confirmed to be lower.

【0046】また、yが0.5未満であるLix Niy
Co1-y2 を正極活物質として多少でも含有している
電池A、B、G、Kは、従来例の場合と同じような損傷
をかなり起こしている。即ち、yが0.5未満のLix
Niy Co1-y2 は、上記触媒的効果をあまり期待で
きないといえる。
Li x Ni y in which y is less than 0.5
Batteries A, B, G, and K containing Co 1-y O 2 as a positive electrode active material to some extent cause substantially the same damage as in the conventional example. That is, Li x where y is less than 0.5
It can be said that Ni y Co 1-y O 2 cannot expect much of the above catalytic effect.

【0047】また、電池C、D、EのようにLix Ni
y Co1-y2 を単独で非水電解質二次電池の正極活物
質として用いることは、特開昭63−299056号公
報に開示されている。正極活物質としての上記Lix
y Co1-y2 (y≠0)とLiCoO2 とを比較す
ると、前者の場合は、後者の場合に較べて、特にyの値
が大きくなると放電電圧が多少低目になってエネルギー
密度も低くなり、また自己放電もしやすくなる。
Also, as in the batteries C, D and E, Li x Ni
The use of y Co 1-y O 2 alone as the positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-299056. Li x N as the positive electrode active material
Comparing i y Co 1-y O 2 (y ≠ 0) and LiCoO 2 , the discharge voltage is somewhat lower in the former case, especially when the value of y is larger, and the energy is lower than in the latter case. Density is reduced, and self-discharge becomes easier.

【0048】電池H、I、Jは、放電電圧の高いLiC
oO2 を正極活物質として用いることができると共に、
電池が損傷してしまう高い充電電圧になる前に確実に電
流遮断装置が作動し、電池が急速に発熱したり比較的急
速に破損するといった損傷状態に陥らないことが確認さ
れた。
Batteries H, I and J are made of LiC having a high discharge voltage.
oO 2 can be used as a positive electrode active material,
It was confirmed that the current interrupting device was activated before the charging voltage became high enough to damage the battery, and that the battery did not fall into a damaged state such as rapidly generating heat or being damaged relatively quickly.

【0049】なお、電池HとKとを比較してみると、正
極活物質内のニッケルとコバルトとのモル比はほぼ同じ
であるにもかかわらず、上記電池損傷品発生率は全く違
う結果となっていることがわかる。以上の結果から、電
解液の分解が約4.6V以上で起こるものは、過充電時
に、電解液の分解と同時に正極活物質の分解も起こりは
じめて酸素を発生し、この酸素と負極中のリチウムとが
急速に反応するので、好ましくない。
When the batteries H and K were compared, it was found that although the molar ratios of nickel and cobalt in the positive electrode active material were almost the same, the above-mentioned battery damaged product occurrence rates were completely different. You can see that it is. According to the above results, in the case where the decomposition of the electrolytic solution occurs at about 4.6 V or more, during overcharging, decomposition of the positive electrode active material starts simultaneously with decomposition of the electrolytic solution to generate oxygen, and this oxygen and lithium in the negative electrode are generated. Are not preferred because they react rapidly.

【0050】つまり、正極活物質中にリチウム・ニッケ
ル・コバルト複合酸化物Lix NiyCo1-y2
(0.2≦x≦1)のyの値が0.50〜1.0の範囲
のものが混合されていると適切な電圧にて電解液が分解
するのであって、単に正極活物質内のニッケルとコバル
トのモル比だけでは電解液の分解電圧は決定されない。
That is, the lithium-nickel-cobalt composite oxide Li x Ni y Co 1-y O 2 is contained in the positive electrode active material.
If y of (0.2 ≦ x ≦ 1) in the range of 0.50 to 1.0 is mixed, the electrolytic solution is decomposed at an appropriate voltage, and the electrolyte is simply dissolved in the positive electrode active material. The decomposition voltage of the electrolytic solution is not determined only by the molar ratio of nickel to cobalt.

【0051】そして、このようなリチウム・ニッケル・
コバルト複合酸化物が全正極活物質中に0.5重量%、
好ましくは2重量%含まれればその効果があらわれ、ま
た70重量%、好ましくは50重量%含まれていても放
電電圧はそれほど低くなることはない。また、他の正極
活物質として、LiMnO2 等が少量含まれていてもよ
い。
Then, such lithium nickel nickel
0.5% by weight of cobalt composite oxide in all positive electrode active materials,
If the content is preferably 2% by weight, the effect is exhibited, and even if the content is 70% by weight, preferably 50% by weight, the discharge voltage does not become so low. Further, a small amount of LiMnO 2 or the like may be contained as another positive electrode active material.

【0052】なお、第1の正極活物質として、上述した
LiCoO2 以外にも、0<y<0.5であるLix
y Co1-y2 (0<x≦1、好ましくは0.2≦x
≦1)を用いることが可能である。また、本実施形態は
渦巻型の円筒形二次電池に適用したが、電池内圧の上昇
によって作動する電流遮断手段を備えた非水電解質二次
電池であれば、形状は特に限定されない。また、上記非
水電解質は固体であってもよく、この場合、従来より公
知の固体電解質を用いることができる。
As the first positive electrode active material, in addition to the above-mentioned LiCoO 2 , Li x N satisfying 0 <y <0.5
i y Co 1-y O 2 (0 <x ≦ 1, preferably 0.2 ≦ x
≦ 1) can be used. Further, although the present embodiment is applied to a spiral-type cylindrical secondary battery, the shape is not particularly limited as long as it is a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with a current interrupting means that operates by increasing the internal pressure of the battery. The non-aqueous electrolyte may be a solid, and in this case, a conventionally known solid electrolyte can be used.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、電流遮断手段を備えた非水電解質二次電池を過充
電しても、上記電流遮断手段が確実に作動して過充電に
伴う電池内部の異常反応を阻止できる。しかも、放電電
圧及びエネルギー密度の低下並びに自己放電も少ない。
従って、高エネルギー密度でサイクル特性に優れかつ安
全性の高い非水電解質二次電池を提供でき、その工業的
及び商業的価値は大である。
Since the present invention is configured as described above, even if the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the current interrupting means is overcharged, the current interrupting means operates reliably and the overcharging is performed. The accompanying abnormal reaction inside the battery can be prevented. In addition, the discharge voltage and the energy density are low and the self-discharge is small.
Accordingly, a non-aqueous electrolyte secondary battery having high energy density, excellent cycle characteristics and high safety can be provided, and its industrial and commercial value is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用しえる非水電解質二次電池の一例
を示しており、電池内圧の上昇に応じて作動する電流遮
断装置を備えた非水電解質二次電池の上半部分の概略的
な縦断面図である。
FIG. 1 shows an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention can be applied, and schematically shows an upper half portion of a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with a current cutoff device that operates according to an increase in battery internal pressure. FIG.

【図2】本発明を適用しえる非水電解質二次電池の一例
を示しており、上記電流遮断装置が作動した場合の非水
電解質二次電池の図1と同様の縦断面図である。
2 shows an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention can be applied, and is a longitudinal sectional view similar to FIG. 1 of the non-aqueous electrolyte secondary battery when the current interrupting device is operated.

【図3】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示して
おり、y=0である場合のX線回析パターンの曲線図で
ある。
FIG. 3 shows Li x Ni y Co 1-y for explaining the present invention.
FIG. 4 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.

【図4】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示して
おり、y=0.1である場合のX線回析パターンの曲線
図である。
FIG. 4 illustrates Li x Ni y Co 1-y for explaining the present invention.
FIG. 3 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.1.

【図5】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示して
おり、y=0.3である場合のX線回析パターンの曲線
図である。
FIG. 5 shows Li x Ni y Co 1-y for explaining the present invention.
FIG. 4 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.3.

【図6】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示しお
り、y=0.5である場合のX線回析パターンの曲線図
である。
FIG. 6 illustrates Li x Ni y Co 1-y for describing the present invention.
FIG. 4 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.5.

【図7】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示して
おり、y=0.7である場合のX線回析パターンの曲線
図である。
FIG. 7 illustrates Li x Ni y Co 1-y for explaining the present invention.
FIG. 3 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.7.

【図8】本発明を説明するためのLix Niy Co1-y
2 (x≒1)のX線回析による回析パターンを示して
おり、y=0.9である場合のX線回析パターンの曲線
図である。
FIG. 8 illustrates Li x Ni y Co 1-y for describing the present invention.
FIG. 4 shows a diffraction pattern by X-ray diffraction of O 2 (x ≒ 1), and is a curve diagram of the X-ray diffraction pattern when y = 0.9.

【図9】Lix Niy Co1-y2 (x≒1)のyの値
を7通りに変えた場合のそれぞれの過充電時における電
流電圧と電池内圧との関係を示す曲線図である。
FIG. 9 is a curve diagram showing the relationship between the current voltage and the battery internal pressure at the time of overcharging when the y value of Li x Ni y Co 1-y O 2 (x ≒ 1) is changed in seven ways. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

25…電流遮断装置(電流遮断手段)、31…正極、3
2…負極
25: current interrupting device (current interrupting means), 31: positive electrode, 3
2: Negative electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 尚之 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1−1 株式会社ソニー・エナジー・テック郡山 工場内 (72)発明者 山本 佳克 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1−1 株式会社ソニー・エナジー・テック郡山 工場内 (72)発明者 遠藤 正幸 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1−1 株式会社ソニー・エナジー・テック郡山 工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoyuki Kato 1-1 Shimosugishita, Takakura, Hiwada-cho, Koriyama-shi, Fukushima Prefecture Inside Sony Energy Tech Koriyama Factory (72) Yoshikazu Yamamoto Koriyama-shi, Fukushima 1-1, Shimosugishita, Takakura, Hiwadacho Sony Energy Tech Koriyama Factory (72) Inventor Masayuki Endo 1-1, Shimosugishita, Takakura, Hiwadacho, Koriyama-shi, Fukushima Prefecture Sony Energy Tech Koriyama Factory Inside

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極活物質としてリチウム化合物を用い
た正極と、リチウムをドープしかつ脱ドープしえる負極
と、非水電解質と、電池内圧の上昇に応じて作動する電
流遮断手段とをそれぞれ備えた非水電解質二次電池にお
いて、正極合剤を集電体の両面に均一に塗布した帯状正
極と、負極合剤を集電体の両面に均一に塗布した帯状負
極とが、一対のセパレータを挟んで渦巻型に巻回されて
構成された巻回体が電池要素として収納されており、上
記正極活物質が、第1の活物質と第2の活物質とから主
として構成され、上記第1の活物質が、Lix Niy
1-y2 (但し、0<x≦1及び0≦y<0.50)
から成り、上記第2の活物質が、Lix ′Niy ′Co
1-y ′O2 (但し、0<x′≦1及び0.50≦y′≦
1.0)から成り、上記正極活物質の全体を100重量
部として上記第2の活物質が0.5〜70重量部含まれ
ていることを特徴とする非水電解質二次電池。
1. A positive electrode using a lithium compound as a positive electrode active material, a negative electrode capable of doping and undoping lithium, a non-aqueous electrolyte, and a current cutoff device that operates according to an increase in battery internal pressure. In a non-aqueous electrolyte secondary battery, a band-shaped positive electrode in which a positive electrode mixture is uniformly applied to both surfaces of a current collector, and a band-shaped negative electrode in which a negative electrode mixture is uniformly applied to both surfaces of a current collector, form a pair of separators. A spirally wound spiral body is housed as a battery element, and the positive electrode active material is mainly composed of a first active material and a second active material. Is an active material of Li x Ni y C
o 1-y O 2 (however, 0 <x ≦ 1 and 0 ≦ y <0.50)
Wherein the second active material is Li x 'Ni y ' Co
1-y′O 2 (where 0 <x ′ ≦ 1 and 0.50 ≦ y ′ ≦
1.0), wherein the second active material is contained in an amount of 0.5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire positive electrode active material.
【請求項2】 上記負極の負極活物質が炭素質材料であ
ることを特徴とする請求項1記載の非水電解質二次電
池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material of the negative electrode is a carbonaceous material.
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