JP2002246023A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム含有複合酸化物を正極活物質とする
正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質材料
を負極活物質とする負極板とがセパレータを介して絶縁
されている極板群をケースに収納する電池において、初
期電池容量および充放電サイクル後の容量維持率に優れ
たリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 実電池における負極活物質密度下で炭素
質材料または炭素質材料および導電助材からなる混合物
の粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下の負極を用いる。
正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質材料
を負極活物質とする負極板とがセパレータを介して絶縁
されている極板群をケースに収納する電池において、初
期電池容量および充放電サイクル後の容量維持率に優れ
たリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 実電池における負極活物質密度下で炭素
質材料または炭素質材料および導電助材からなる混合物
の粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下の負極を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池容量、充放電
サイクル特性に優れた負極を備えたリチウム二次電池に
関するものである。
サイクル特性に優れた負極を備えたリチウム二次電池に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解液を用い、リチウム含有複合酸
化物を正極活物質とし、黒鉛などのリチウムイオンの吸
蔵放出可能な炭素質材料を負極活物質とするリチウム二
次電池は、水溶液系の二次電池に比べて高電圧でエネル
ギー密度が高く、かつ低温特性に優れ、負極にリチウム
金属を用いないことから安全性にも優れていることか
ら、近年その用途範囲が拡大し、かつ数量も急激に伸張
している。
化物を正極活物質とし、黒鉛などのリチウムイオンの吸
蔵放出可能な炭素質材料を負極活物質とするリチウム二
次電池は、水溶液系の二次電池に比べて高電圧でエネル
ギー密度が高く、かつ低温特性に優れ、負極にリチウム
金属を用いないことから安全性にも優れていることか
ら、近年その用途範囲が拡大し、かつ数量も急激に伸張
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような状況下で、
リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エ
ネルギー密度、低温特性、安全性以外に、その用途範囲
の拡大により電子機器内に組み込む用途も登場し、電池
の交換が困難であるため、長期信頼性、特に充放電サイ
クル特性の一段の向上が求められている。
リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エ
ネルギー密度、低温特性、安全性以外に、その用途範囲
の拡大により電子機器内に組み込む用途も登場し、電池
の交換が困難であるため、長期信頼性、特に充放電サイ
クル特性の一段の向上が求められている。
【０００４】リチウムイオン二次電池の負極活物質とし
て種々の炭素質材料が用いられているが、初期電池容量
の低下およびサイクル特性の著しい低下に影響を与える
原因の一つとして負極活物質間の接触および導電助材を
介する負極活物質間で生じる電子的導電性を有する導電
ネットワークがどれだけ存在するか、つまり粉体抵抗が
どれだけ低いかが重要となる。これらのネットワークが
不十分な場合、電子が十分に負極活物質に伝達供給され
ない部分が生じ、結果的には未反応のまま残存する活物
質が生じるため、負極の初期利用率が低下、つまり初期
電池容量が低下する。また、その後の充放電サイクルに
おいて、リチウムイオン吸蔵放出時の負極活物質の膨張
収縮が繰り返されることによって、負極活物質間のネッ
トワークが寸断され、電子が十分に伝達供給されない負
極活物質が増加し、放電容量が著しく低下する。
て種々の炭素質材料が用いられているが、初期電池容量
の低下およびサイクル特性の著しい低下に影響を与える
原因の一つとして負極活物質間の接触および導電助材を
介する負極活物質間で生じる電子的導電性を有する導電
ネットワークがどれだけ存在するか、つまり粉体抵抗が
どれだけ低いかが重要となる。これらのネットワークが
不十分な場合、電子が十分に負極活物質に伝達供給され
ない部分が生じ、結果的には未反応のまま残存する活物
質が生じるため、負極の初期利用率が低下、つまり初期
電池容量が低下する。また、その後の充放電サイクルに
おいて、リチウムイオン吸蔵放出時の負極活物質の膨張
収縮が繰り返されることによって、負極活物質間のネッ
トワークが寸断され、電子が十分に伝達供給されない負
極活物質が増加し、放電容量が著しく低下する。
【０００５】本発明は、負極活物質または負極活物質と
導電助剤からなる混合物の粉体抵抗を適正化することに
より、非水電解液を用い、リチウム含有複合酸化物を正
極活物質とし、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素材
料を負極に用いたリチウム二次電池において、初期電池
容量の低下がなく、充放電サイクル特性にも優れたリチ
ウム二次電池を提供することを目的とする。
導電助剤からなる混合物の粉体抵抗を適正化することに
より、非水電解液を用い、リチウム含有複合酸化物を正
極活物質とし、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素材
料を負極に用いたリチウム二次電池において、初期電池
容量の低下がなく、充放電サイクル特性にも優れたリチ
ウム二次電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、リチウム含有複合酸化物を正極活物質と
する正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質
材料を負極活物質とする負極板とがセパレータを介して
絶縁されている極板群をケースに収納する電池であっ
て、前記負極活物質のＪＩＳ Ｋ７１９４に基づく粉体
抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
めの本発明は、リチウム含有複合酸化物を正極活物質と
する正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質
材料を負極活物質とする負極板とがセパレータを介して
絶縁されている極板群をケースに収納する電池であっ
て、前記負極活物質のＪＩＳ Ｋ７１９４に基づく粉体
抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【０００７】また、リチウム含有複合酸化物を正極活物
質とする正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭
素質材料の負極活物質と導電助剤からなる負極混合物を
含む負極板とがセパレータを介して絶縁されている極板
群をケースに収納する電池であって、前記負極混合物の
ＪＩＳ Ｋ７１９４に基づく粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする。
質とする正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭
素質材料の負極活物質と導電助剤からなる負極混合物を
含む負極板とがセパレータを介して絶縁されている極板
群をケースに収納する電池であって、前記負極混合物の
ＪＩＳ Ｋ７１９４に基づく粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【０００９】図１は円筒形リチウム二次電池の断面図を
示し、１は電池ケース、２は絶縁板、３はガスケット、
４は封口板、５は正極リード、６は正極板、７はセパレ
ータ、８は負極板、９は負極リードである。
示し、１は電池ケース、２は絶縁板、３はガスケット、
４は封口板、５は正極リード、６は正極板、７はセパレ
ータ、８は負極板、９は負極リードである。
【００１０】正極板６は正極活物質と導電材と結着剤と
を溶液に混練分散したペーストを正極集電体に塗着し、
乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することにより得
られる。
を溶液に混練分散したペーストを正極集電体に塗着し、
乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することにより得
られる。
【００１１】負極板８は負極活物質および結着剤、また
は負極活物質、導電助剤と結着剤を溶液に混練分散した
ペーストを負極集電体に塗着し、乾燥、圧延したものを
所定寸法に切断することにより得られる。
は負極活物質、導電助剤と結着剤を溶液に混練分散した
ペーストを負極集電体に塗着し、乾燥、圧延したものを
所定寸法に切断することにより得られる。
【００１２】この負極活物質または負極活物質と導電助
剤からなる混合物の粉体抵抗が重要であり、実電池にお
ける負極活物質密度下での炭素質材料の粉体抵抗を０．
５Ω・ｃｍ以下にすること、または炭素質材料および導
電助材からなる混合物の粉体抵抗を０．５Ω・ｃｍ以下
にすることが必要であり、好ましくは０．２Ω・ｃｍ以
下である。
剤からなる混合物の粉体抵抗が重要であり、実電池にお
ける負極活物質密度下での炭素質材料の粉体抵抗を０．
５Ω・ｃｍ以下にすること、または炭素質材料および導
電助材からなる混合物の粉体抵抗を０．５Ω・ｃｍ以下
にすることが必要であり、好ましくは０．２Ω・ｃｍ以
下である。
【００１３】粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍを超えると導電
ネートワークが不十分になり、電子が十分に負極活物質
に伝達供給されないために、初期電池容量および充放電
サイクル後の容量維持率が低下してしまうので好ましく
ない。
ネートワークが不十分になり、電子が十分に負極活物質
に伝達供給されないために、初期電池容量および充放電
サイクル後の容量維持率が低下してしまうので好ましく
ない。
【００１４】なお、粉体抵抗の測定法は、電池における
負極活物質密度つまり実電池に用いられている負極板の
負極集電体を除く全負極合材体積で負極活物質の重量を
割った密度の状態で、炭素質材料、または炭素質材料お
よび導電助材からなる混合物の粉体抵抗をＪＩＳ Ｋ７
１９４に準拠して測定した値である。
負極活物質密度つまり実電池に用いられている負極板の
負極集電体を除く全負極合材体積で負極活物質の重量を
割った密度の状態で、炭素質材料、または炭素質材料お
よび導電助材からなる混合物の粉体抵抗をＪＩＳ Ｋ７
１９４に準拠して測定した値である。
【００１５】そして、実電池における負極活物質密度と
しては、０．８〜２．０ｇ／ｃｍ3の範囲が好ましく、
１．２〜１．６ｇ／ｃｍ3の範囲がより好ましい。
しては、０．８〜２．０ｇ／ｃｍ3の範囲が好ましく、
１．２〜１．６ｇ／ｃｍ3の範囲がより好ましい。
【００１６】正極活物質としては、リチウムイオンをゲ
ストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物が
使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、
クロム、鉄及びバナジウムから選ばれる少なくとも１種
類の金属とリチウムの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ2、
ＬｉＭｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ
2（０＜ｘ＜１）ＬｉＣｒＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＶ
Ｏ2等が好ましい。
ストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属化合物が
使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、
クロム、鉄及びバナジウムから選ばれる少なくとも１種
類の金属とリチウムの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ2、
ＬｉＭｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ
2（０＜ｘ＜１）ＬｉＣｒＯ2、αＬｉＦｅＯ2、ＬｉＶ
Ｏ2等が好ましい。
【００１７】正極集電体としては、アルミニウム製の
箔、ラス加工を施した箔、またはエッチング加工を施し
た箔からなり、厚みは１０μｍ〜６０μｍが好ましい。
また、負極集電体７は、銅製の箔、ラス加工を施した
箔、またはエッチング加工を施した箔からなり、厚みは
１０μｍ〜５０μｍが好ましい。
箔、ラス加工を施した箔、またはエッチング加工を施し
た箔からなり、厚みは１０μｍ〜６０μｍが好ましい。
また、負極集電体７は、銅製の箔、ラス加工を施した
箔、またはエッチング加工を施した箔からなり、厚みは
１０μｍ〜５０μｍが好ましい。
【００１８】負極活物質としては、黒鉛、活性炭、ある
いはフェノール樹脂やピッチ等を焼成炭化したものがあ
げられるが、特に、安全性やサイクル寿命特性等の観点
から、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５
０〜３．４００Åである黒鉛型結晶構造を有する炭素質
材料が好ましく、負極に加えることのできる導電助材と
しては炭素繊維の炭素系導電助材が好ましい。
いはフェノール樹脂やピッチ等を焼成炭化したものがあ
げられるが、特に、安全性やサイクル寿命特性等の観点
から、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５
０〜３．４００Åである黒鉛型結晶構造を有する炭素質
材料が好ましく、負極に加えることのできる導電助材と
しては炭素繊維の炭素系導電助材が好ましい。
【００１９】必要に応じて正極に加える導電材としては
アセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素
系導電材が好ましく、可塑剤としては、フタル酸ジイソ
ブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル
酸ジプロピル、フタル酸ジヘキシルなどのフタル酸エス
テルが好ましい。
アセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素
系導電材が好ましく、可塑剤としては、フタル酸ジイソ
ブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル
酸ジプロピル、フタル酸ジヘキシルなどのフタル酸エス
テルが好ましい。
【００２０】結着材としては、活物質間の密着性を保つ
フッ素樹脂材料、ポリアルキレンオキサイド骨格を持つ
高分子材料、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、カル
ボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などがある。フッ素
系樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプ
ロピレン（ＨＦＰ）の共重合体Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）が
好ましい。
フッ素樹脂材料、ポリアルキレンオキサイド骨格を持つ
高分子材料、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、カル
ボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などがある。フッ素
系樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプ
ロピレン（ＨＦＰ）の共重合体Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）が
好ましい。
【００２１】溶剤としては、結着材が溶解可能な溶剤が
適切で、有機系結着材の場合は、アセトン、シクロヘキ
サノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メチ
ルエチルケトン（ＭＥＫ）等の有機溶剤を単独またはこ
れらを混合した混合溶剤が好ましく、水系結着材の場合
は水が好ましい。
適切で、有機系結着材の場合は、アセトン、シクロヘキ
サノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メチ
ルエチルケトン（ＭＥＫ）等の有機溶剤を単独またはこ
れらを混合した混合溶剤が好ましく、水系結着材の場合
は水が好ましい。
【００２２】セパレータとしては、ポリエチレン樹脂、
ポリプロピレン樹脂などの微多孔性ポリオレフィン系樹
脂や、上記結着材を上記溶剤に溶解させたペーストをポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂などの耐熱性
フィルム上に製膜し、乾燥させることによって作製した
ものが好ましい。
ポリプロピレン樹脂などの微多孔性ポリオレフィン系樹
脂や、上記結着材を上記溶剤に溶解させたペーストをポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂などの耐熱性
フィルム上に製膜し、乾燥させることによって作製した
ものが好ましい。
【００２３】電池ケースとしては、一方が開口したアル
ミニウム合金やニッケルメッキを施した鉄製の円筒や角
形の金属ケース、ポリオレフィン樹脂フィルムの間に金
属箔を配して全体を積層一体化したラミネートシート
で、極板群に接する内側から接着層、金属層、絶縁層が
順次されているラミネートケースなどが好ましい。
ミニウム合金やニッケルメッキを施した鉄製の円筒や角
形の金属ケース、ポリオレフィン樹脂フィルムの間に金
属箔を配して全体を積層一体化したラミネートシート
で、極板群に接する内側から接着層、金属層、絶縁層が
順次されているラミネートケースなどが好ましい。
【００２４】非水電解液としては、非水溶媒と電解質か
らなり、非水溶媒としては、主成分として環状カーボネ
ートおよび鎖状カーボネートが含有される。前記環状カ
ーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、
プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびブチレンカー
ボネート（ＢＣ）から選ばれる少なくとも一種であるこ
とが好ましい。また、前記鎖状カーボネートとしては、
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネート（ＥＭ
Ｃ）等から選ばれる少なくとも一種であることが好まし
い。
らなり、非水溶媒としては、主成分として環状カーボネ
ートおよび鎖状カーボネートが含有される。前記環状カ
ーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、
プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびブチレンカー
ボネート（ＢＣ）から選ばれる少なくとも一種であるこ
とが好ましい。また、前記鎖状カーボネートとしては、
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネート（ＥＭ
Ｃ）等から選ばれる少なくとも一種であることが好まし
い。
【００２５】電解質としては、例えば、電子吸引性の強
いリチウム塩を使用し、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌ
ｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3等が挙げられる。これらの電解質
は、一種類で使用しても良く、二種類以上組み合わせて
使用しても良い。これらの電解質は、前記非水溶媒に対
して０．５〜１．５Ｍの濃度で溶解させることが好まし
い。
いリチウム塩を使用し、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、Ｌ
ｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2ＣＦ3）3等が挙げられる。これらの電解質
は、一種類で使用しても良く、二種類以上組み合わせて
使用しても良い。これらの電解質は、前記非水溶媒に対
して０．５〜１．５Ｍの濃度で溶解させることが好まし
い。
【００２６】なお、以上の説明では円筒形リチウム二次
電池を示したが、本発明は電池形状には関係なく効果を
発揮するものであり、他の形状である角形電池、コイン
形電池、ラミネート型電池などに用いることも可能であ
る。
電池を示したが、本発明は電池形状には関係なく効果を
発揮するものであり、他の形状である角形電池、コイン
形電池、ラミネート型電池などに用いることも可能であ
る。
【００２７】
【実施例】本発明を実施例と比較例を用いて詳細に説明
する。
する。
【００２８】（実施例１）正極板６は、正極活物質とし
てリチウムコバルト複合酸化物１００重量部、導電材と
してアセチレンブラック３重量部、結着材としてポリフ
ッ化ビニリデン７重量部を溶剤であるＮ−メチルー２−
ピロリドン（ＮＭＰ）に混練分散させた正極ペースト
を、厚さ３０μｍのアルミニウム箔製正極集電体に塗
着、乾燥、圧延した後、所定寸法に切断して作製した。
てリチウムコバルト複合酸化物１００重量部、導電材と
してアセチレンブラック３重量部、結着材としてポリフ
ッ化ビニリデン７重量部を溶剤であるＮ−メチルー２−
ピロリドン（ＮＭＰ）に混練分散させた正極ペースト
を、厚さ３０μｍのアルミニウム箔製正極集電体に塗
着、乾燥、圧延した後、所定寸法に切断して作製した。
【００２９】負極板８は、負極活物質として、リチウム
イオンの吸蔵放出が可能な炭素質材料で、実電池におけ
る負極活物質密度下における炭素質材料の粉体抵抗が
０．５０Ω・ｃｍの球状黒鉛粉末１００重量部、結着剤
としてスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）５重量部を
混合し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）の水溶
液に懸濁させた負極ペーストを、厚さ２０μｍの銅箔製
負極集電体に塗着、乾燥、圧延した後、所定寸法に切断
して作製した。
イオンの吸蔵放出が可能な炭素質材料で、実電池におけ
る負極活物質密度下における炭素質材料の粉体抵抗が
０．５０Ω・ｃｍの球状黒鉛粉末１００重量部、結着剤
としてスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）５重量部を
混合し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）の水溶
液に懸濁させた負極ペーストを、厚さ２０μｍの銅箔製
負極集電体に塗着、乾燥、圧延した後、所定寸法に切断
して作製した。
【００３０】そして、正極板６にはアルミニウム製の正
極リード５、負極板８には銅製の負極リード９をそれぞ
れ取付け、厚さ２５μｍのポリエチレン製微多孔質フィ
ルムからなるセパレータを介して渦巻き状に巻回した極
板群を、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池ケース１内
に収納した。
極リード５、負極板８には銅製の負極リード９をそれぞ
れ取付け、厚さ２５μｍのポリエチレン製微多孔質フィ
ルムからなるセパレータを介して渦巻き状に巻回した極
板群を、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池ケース１内
に収納した。
【００３１】次に、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエ
チルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を体積比１：３で混
合した混合溶媒に、電解質である６フッ化リン酸リチウ
ム（ＬｉＰＦ6）を１．５Ｍの濃度で溶解させた非水電
解液を注液した後、封口して図１に示した円筒形リチウ
ム二次電池を作製し、設計電池容量が６００ｍＡｈの実
施例１の電池とした。
チルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を体積比１：３で混
合した混合溶媒に、電解質である６フッ化リン酸リチウ
ム（ＬｉＰＦ6）を１．５Ｍの濃度で溶解させた非水電
解液を注液した後、封口して図１に示した円筒形リチウ
ム二次電池を作製し、設計電池容量が６００ｍＡｈの実
施例１の電池とした。
【００３２】（実施例２）実電池における負極活物質密
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．０４Ω・ｃｍである
球状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様
にして作製した電池を実施例２の電池とした。
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．０４Ω・ｃｍである
球状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様
にして作製した電池を実施例２の電池とした。
【００３３】（比較例１）実電池における負極活物質密
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．５３Ω・ｃｍである
球状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様
にして作製した電池を比較例１の電池とした。
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．５３Ω・ｃｍである
球状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様
にして作製した電池を比較例１の電池とした。
【００３４】（比較例２）実電池における負極活物質密
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．９Ω・ｃｍである球
状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様に
して作製した電池を比較例２の電池とした。
度下で炭素質材料の粉体抵抗が０．９Ω・ｃｍである球
状黒鉛粉末を負極に用いたこと以外は実施例１と同様に
して作製した電池を比較例２の電池とした。
【００３５】（実施例３）比較例２で用いた粉体抵抗が
０．９Ω・ｃｍである球状黒鉛粉末に、導電助材として
気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）を球状黒鉛粉末に対して
重量比で８％加え、実電池における負極活物質密度下
で、球状黒鉛と導電助材からなる混合物の粉末抵抗が
０．５０Ω・ｃｍのものを用いたこと以外は実施例１と
同様にして作製した電池を実施例３の電池とした。
０．９Ω・ｃｍである球状黒鉛粉末に、導電助材として
気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）を球状黒鉛粉末に対して
重量比で８％加え、実電池における負極活物質密度下
で、球状黒鉛と導電助材からなる混合物の粉末抵抗が
０．５０Ω・ｃｍのものを用いたこと以外は実施例１と
同様にして作製した電池を実施例３の電池とした。
【００３６】（比較例３）比較例２で用いた粉体抵抗が
０．９Ω・ｃｍである球状黒鉛粉末に、導電助材として
ＶＧＣＦを球状黒鉛粉末に対して重量比で４％加え、実
電池における負極活物質密度下で、球状黒鉛と導電助材
からなる混合粉末抵抗が０．５５Ω・ｃｍのものを用い
たこと以外は実施例１と同様にして作製した電池を比較
例３の電池とした。
０．９Ω・ｃｍである球状黒鉛粉末に、導電助材として
ＶＧＣＦを球状黒鉛粉末に対して重量比で４％加え、実
電池における負極活物質密度下で、球状黒鉛と導電助材
からなる混合粉末抵抗が０．５５Ω・ｃｍのものを用い
たこと以外は実施例１と同様にして作製した電池を比較
例３の電池とした。
【００３７】このようにして得られた実施例１〜３と比
較例１〜３の各電池を、２０℃の環境下、最大電流６０
０ｍＡ（１Ｃ）、４．２Ｖ定電圧で、電流値が３０ｍＡ
（０．０５Ｃ）となるまで充電を行い満充電とした。こ
のようにして満充電された実施例１〜３と比較例１〜３
の各電池を１２０ｍＡ（０．２Ｃ）の電流値で３．０Ｖ
の放電終止電圧まで放電させたときの各電池の初期電池
容量を測定した結果を表１にまとめて示した。
較例１〜３の各電池を、２０℃の環境下、最大電流６０
０ｍＡ（１Ｃ）、４．２Ｖ定電圧で、電流値が３０ｍＡ
（０．０５Ｃ）となるまで充電を行い満充電とした。こ
のようにして満充電された実施例１〜３と比較例１〜３
の各電池を１２０ｍＡ（０．２Ｃ）の電流値で３．０Ｖ
の放電終止電圧まで放電させたときの各電池の初期電池
容量を測定した結果を表１にまとめて示した。
【００３８】また、実施例１〜４と比較例１〜４の各電
池を、同条件で充放電サイクルを行い、初期の電池容量
を１００とした場合の１００サイクル目の電池容量を容
量維持率として表１にまとめて示した。
池を、同条件で充放電サイクルを行い、初期の電池容量
を１００とした場合の１００サイクル目の電池容量を容
量維持率として表１にまとめて示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１より明らかなように本発明の実施例で
は初期の電池容量は設計電池容量６００ｍＡｈを達成し
ており、充放電サイクルの１００サイクル目の容量維持
率も９０％以上であり、リチウム二次電池の初期電池容
量の低下抑制、および充放電サイクルによる電池容量低
下を抑制できることがわかる。
は初期の電池容量は設計電池容量６００ｍＡｈを達成し
ており、充放電サイクルの１００サイクル目の容量維持
率も９０％以上であり、リチウム二次電池の初期電池容
量の低下抑制、および充放電サイクルによる電池容量低
下を抑制できることがわかる。
【００４１】また、実施例１と実施例２の対比から明ら
かなように粉体抵抗が小さいほど充放電サイクルによる
電池容量の低下を抑制する効果は大きいことがわかっ
た。
かなように粉体抵抗が小さいほど充放電サイクルによる
電池容量の低下を抑制する効果は大きいことがわかっ
た。
【００４２】しかし、比較例１と比較例３から明らかな
ように実電池における負極活物質密度下で粉体抵抗が
０．５３Ω・ｃｍである場合には、電池初期容量は設計
電池容量６００ｍＡｈをほぼ達成しているが、容量維持
率は８０％以下である。実電池における負極活物質密度
下で粉体抵抗が０．５３Ω・ｃｍである場合には、初期
は電子が十分に負極活物質に伝達供給され、電池容量は
設計電池容量をほぼ達成するが、その後の充放電サイク
ルにおいて、リチウムイオン吸蔵放出時の負極活物質の
膨張収縮が繰り返されることによって、負極活物質間の
ネットワークが寸断され、電子が十分に伝達供給されな
い負極活物質が増加し、電池容量が低下したと推測され
る。
ように実電池における負極活物質密度下で粉体抵抗が
０．５３Ω・ｃｍである場合には、電池初期容量は設計
電池容量６００ｍＡｈをほぼ達成しているが、容量維持
率は８０％以下である。実電池における負極活物質密度
下で粉体抵抗が０．５３Ω・ｃｍである場合には、初期
は電子が十分に負極活物質に伝達供給され、電池容量は
設計電池容量をほぼ達成するが、その後の充放電サイク
ルにおいて、リチウムイオン吸蔵放出時の負極活物質の
膨張収縮が繰り返されることによって、負極活物質間の
ネットワークが寸断され、電子が十分に伝達供給されな
い負極活物質が増加し、電池容量が低下したと推測され
る。
【００４３】さらに、比較例２から明らかなように実電
池における負極活物質密度下で粉体抵抗が０．９Ω・ｃ
ｍである場合には、ネットワークが不十分であり、電子
が十分に負極活物質に伝達供給されない部分が生じ、結
果的には未反応のまま残存する活物質が生じるため、負
極の初期利用率が低下、つまり電池初期容量が低下し、
その後の充放電サイクルにおいて、リチウムイオン吸蔵
放出時の負極活物質の膨張収縮が繰り返されることによ
って、負極活物質間のネットワークが寸断され、電子が
十分に伝達供給されない負極活物質が増加し、放電容量
が著しく低下したと推測される。
池における負極活物質密度下で粉体抵抗が０．９Ω・ｃ
ｍである場合には、ネットワークが不十分であり、電子
が十分に負極活物質に伝達供給されない部分が生じ、結
果的には未反応のまま残存する活物質が生じるため、負
極の初期利用率が低下、つまり電池初期容量が低下し、
その後の充放電サイクルにおいて、リチウムイオン吸蔵
放出時の負極活物質の膨張収縮が繰り返されることによ
って、負極活物質間のネットワークが寸断され、電子が
十分に伝達供給されない負極活物質が増加し、放電容量
が著しく低下したと推測される。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のリチウム二
次電池によれば、実電池における負極活物質密度下で粉
体抵抗を０．５Ω・ｃｍ以下にすることにより、初期お
よび充放電サイクル後でも電子が十分に負極活物質に伝
達供給されるために、初期電池容量および充放電サイク
ル後の容量維持率に優れたリチウム二次電池を提供する
ことができる。
次電池によれば、実電池における負極活物質密度下で粉
体抵抗を０．５Ω・ｃｍ以下にすることにより、初期お
よび充放電サイクル後でも電子が十分に負極活物質に伝
達供給されるために、初期電池容量および充放電サイク
ル後の容量維持率に優れたリチウム二次電池を提供する
ことができる。
【図１】本発明の円筒型リチウム二次電池を示す断面図
１ 電池ケース ２ 絶縁板 ３ ガスケット ４ 封口板 ５ 正極リード ６ 正極板 ７ セパレータ ８ 負極板 ９ 負極リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ05 AJ06 AK03 AL06 AM02 AM06 BJ02 BJ14 DJ15 DJ16 EJ04 HJ20 5H050 AA07 AA08 AA12 BA17 CA07 CB08 CB09 DA10 EA08 FA05 FA17 HA17
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウム含有複合酸化物を正極活物質と
する正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質
材料を負極活物質とする負極板とがセパレータを介して
絶縁されている極板群をケースに収納する電池であっ
て、前記負極活物質のＪＩＳ Ｋ７１９４における粉体
抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするリチ
ウム二次電池。 - 【請求項２】 リチウム含有複合酸化物を正極活物質と
する正極板と、リチウムイオンの吸蔵放出可能な炭素質
材料の負極活物質と導電助剤からなる負極混合物を含む
負極板とがセパレータを介して絶縁されている極板群を
ケースに収納する電池であって、前記負極混合物のＪＩ
Ｓ Ｋ７１９４における粉体抵抗が０．５Ω・ｃｍ以下
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 |
|---|---|---|---|
| JP2001043026A JP2002246023A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001043026A JP2002246023A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246023A true JP2002246023A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18905257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001043026A Pending JP2002246023A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002246023A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014517454A (ja) * | 2011-05-23 | 2014-07-17 | エルジー ケム． エルティーディ． | 出力密度特性が向上した高出力のリチウム二次電池 |
| US9525167B2 (en) | 2011-07-13 | 2016-12-20 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy with improved energy property |
| US9601756B2 (en) | 2011-05-23 | 2017-03-21 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy density with improved energy property |
| US9620784B2 (en) | 2011-07-14 | 2017-04-11 | Nec Energy Devices, Ltd. | Negative electrode including platy graphite conductive additive for lithium ion battery, and lithium ion battery using the same |
| US9985278B2 (en) | 2011-05-23 | 2018-05-29 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy density with improved energy property |
| JPWO2018097213A1 (ja) * | 2016-11-22 | 2019-10-17 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系二次電池用負極材、非水系二次電池用負極及び非水系二次電池 |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001043026A patent/JP2002246023A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014517454A (ja) * | 2011-05-23 | 2014-07-17 | エルジー ケム． エルティーディ． | 出力密度特性が向上した高出力のリチウム二次電池 |
| US9385372B2 (en) | 2011-05-23 | 2016-07-05 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high power property with improved high energy density |
| US9601756B2 (en) | 2011-05-23 | 2017-03-21 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy density with improved energy property |
| US9985278B2 (en) | 2011-05-23 | 2018-05-29 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy density with improved energy property |
| US9525167B2 (en) | 2011-07-13 | 2016-12-20 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery of high energy with improved energy property |
| US9620784B2 (en) | 2011-07-14 | 2017-04-11 | Nec Energy Devices, Ltd. | Negative electrode including platy graphite conductive additive for lithium ion battery, and lithium ion battery using the same |
| JPWO2018097213A1 (ja) * | 2016-11-22 | 2019-10-17 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系二次電池用負極材、非水系二次電池用負極及び非水系二次電池 |
| US11183679B2 (en) | 2016-11-22 | 2021-11-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | Negative electrode material for nonaqueous secondary battery, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery |
| JP7192499B2 (ja) | 2016-11-22 | 2022-12-20 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系二次電池用負極材、非水系二次電池用負極及び非水系二次電池 |
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