JPH04332472A - 非水電解質二次電池用負極 - Google Patents
非水電解質二次電池用負極Info
- Publication number
- JPH04332472A JPH04332472A JP3101288A JP10128891A JPH04332472A JP H04332472 A JPH04332472 A JP H04332472A JP 3101288 A JP3101288 A JP 3101288A JP 10128891 A JP10128891 A JP 10128891A JP H04332472 A JPH04332472 A JP H04332472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- secondary battery
- electrolyte secondary
- battery
- negative pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 21
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- -1 Cr2O5 Chemical compound 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003092 TiS2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 150000001786 chalcogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013733 LiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解質二次電池に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムまたはリチウム化合物を負極と
する非水電解質二次電池は、高電圧で高エネルギー密度
が期待され、多くの研究が行われている。
する非水電解質二次電池は、高電圧で高エネルギー密度
が期待され、多くの研究が行われている。
【０００３】これまで非水電解質二次電池の正極活物質
には、ＬｉＣｏＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２Ｏ５，ＭｎＯ２
，ＴｉＳ２，ＭｏＳ２などの遷移金属の酸化物およびカ
ルコゲン化合物が知られており、これらは層状もしくは
トンネル構造を有し、リチウムイオンが出入りできる結
晶構造を持つ。一方、負極活物質としては金属リチウム
が多く検討されてきた。しかしながら充電時にリチウム
表面に樹枝状にリチウムが析出し、充放電効率の低下も
しくは正極と接して内部短絡を生じるという問題点を有
していた。このような問題を解決する手段として、リチ
ウムの樹枝状成長を抑制しリチウムを吸蔵，放出するこ
とのできるアルミニウムやアルミニウム合金などのリチ
ウムを吸蔵，放出することのできる金属および合金の板
もしくは粉末を負極活物質に用いる検討がなされている
。
には、ＬｉＣｏＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２Ｏ５，ＭｎＯ２
，ＴｉＳ２，ＭｏＳ２などの遷移金属の酸化物およびカ
ルコゲン化合物が知られており、これらは層状もしくは
トンネル構造を有し、リチウムイオンが出入りできる結
晶構造を持つ。一方、負極活物質としては金属リチウム
が多く検討されてきた。しかしながら充電時にリチウム
表面に樹枝状にリチウムが析出し、充放電効率の低下も
しくは正極と接して内部短絡を生じるという問題点を有
していた。このような問題を解決する手段として、リチ
ウムの樹枝状成長を抑制しリチウムを吸蔵，放出するこ
とのできるアルミニウムやアルミニウム合金などのリチ
ウムを吸蔵，放出することのできる金属および合金の板
もしくは粉末を負極活物質に用いる検討がなされている
。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】負極活物質としてリチ
ウムを吸蔵，放出することのできる金属もしくは合金を
用いた場合、充電時にリチウムの樹枝状成長が抑えられ
るものの、充放電を繰り返すとともに活物質の微細化が
生じ、サイクル特性が良くないという欠点を有しており
、末だ充分な特性が得られていない。
ウムを吸蔵，放出することのできる金属もしくは合金を
用いた場合、充電時にリチウムの樹枝状成長が抑えられ
るものの、充放電を繰り返すとともに活物質の微細化が
生じ、サイクル特性が良くないという欠点を有しており
、末だ充分な特性が得られていない。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、リチウムを可逆的に吸蔵，放出でき、優れたサイ
クル特性を有する非水電解質二次電池用負極の提供を目
的とする。
ので、リチウムを可逆的に吸蔵，放出でき、優れたサイ
クル特性を有する非水電解質二次電池用負極の提供を目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の非水電解質二次電池用負極は、正極，負極，非
水電解質からなる非水電解質二次電池において、負極活
物質としてＡｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅより選ば
れる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金属）系ア
モルファス合金を用いるものである。
本発明の非水電解質二次電池用負極は、正極，負極，非
水電解質からなる非水電解質二次電池において、負極活
物質としてＡｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅより選ば
れる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金属）系ア
モルファス合金を用いるものである。
【０００７】
【作用】この構成により本発明の非水電解質二次電池用
負極は、一般にＡｌ系合金は脆く壊れ易い性質をもつが
、Ａｌ−Ｙ−Ｂ（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ば
れる少なくとも１種の元素、２％≦Ｙ≦２２％、３％≦
Ｂ≦３３％），Ａｌ−Ｌａ−Ｂ（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の元素、２％≦Ｌａ
≦１８％、４％≦Ｂ≦２５％）、およびＡｌ−Ｃｅ−Ｂ
（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも
１種の元素、２％≦Ｃｅ≦２２％、３％≦Ｂ≦３３％）
で表されるアモルファス合金は、非常に粘り強く、高強
度を有している。このＡｌ−Ａ−Ｂ系アモルファス合金
について非水電解質二次電池の電極活物質として特性を
調べたところ、リチウム極に対して０．３Ｖ付近でリチ
ウムを可逆的に吸蔵，放出した。また充放電を繰り返し
たところ、良好なサイクル特性を示すことがわかった。 これは、上記合金が粘り強く高強度をもつため、充放電
によるリチウムの吸蔵，放出にともない膨脹，収縮が生
じても微細化することなく初期の形状が保持されるため
であると考えられる。上記合金を非水電解質二次電池の
負極活物質に用いることで、高エネルギー密度で、優れ
たサイクル特性を有する非水電解質二次電池を得ること
ができることとなる。
負極は、一般にＡｌ系合金は脆く壊れ易い性質をもつが
、Ａｌ−Ｙ−Ｂ（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ば
れる少なくとも１種の元素、２％≦Ｙ≦２２％、３％≦
Ｂ≦３３％），Ａｌ−Ｌａ−Ｂ（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の元素、２％≦Ｌａ
≦１８％、４％≦Ｂ≦２５％）、およびＡｌ−Ｃｅ−Ｂ
（ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも
１種の元素、２％≦Ｃｅ≦２２％、３％≦Ｂ≦３３％）
で表されるアモルファス合金は、非常に粘り強く、高強
度を有している。このＡｌ−Ａ−Ｂ系アモルファス合金
について非水電解質二次電池の電極活物質として特性を
調べたところ、リチウム極に対して０．３Ｖ付近でリチ
ウムを可逆的に吸蔵，放出した。また充放電を繰り返し
たところ、良好なサイクル特性を示すことがわかった。 これは、上記合金が粘り強く高強度をもつため、充放電
によるリチウムの吸蔵，放出にともない膨脹，収縮が生
じても微細化することなく初期の形状が保持されるため
であると考えられる。上記合金を非水電解質二次電池の
負極活物質に用いることで、高エネルギー密度で、優れ
たサイクル特性を有する非水電解質二次電池を得ること
ができることとなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例の非水電解質二次電
池用負極について図面に基づいて詳細に説明する。本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
池用負極について図面に基づいて詳細に説明する。本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０００９】（実施例１）本実施例では、ＬｉＣｏＯ２
を正極活物質に用いて、負極活物質にＡｌ８５Ｙ１０Ｎ
ｉ５を用いた場合について説明する。
を正極活物質に用いて、負極活物質にＡｌ８５Ｙ１０Ｎ
ｉ５を用いた場合について説明する。
【００１０】Ａｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５の作製は、まず、Ａ
ｌ，ＹおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で８
５：１０：５となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
ｌ，ＹおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で８
５：１０：５となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
【００１１】電池の作製は以下のように行った。まず、
正極の作製は、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２を７重
量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラック２重
量部、結着剤としてポリ４フッカエチレン樹脂１重量部
を混合し、この正極合剤０．１ｇを直径１７．５ｍｍに
２トン／ｃｍ２でプレス成型することでおこなった。負
極の作製は、負極活物質としてのＡｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５
を７重量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラッ
クを２重量部、結着剤としてアクリル樹脂エマルジョン
１重量部を混合乾燥し、この負極合剤０．０５ｇを直径
１７．５ｍｍに２トン／ｃｍ２でプレス成型して、負極
とした。実施例１の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極を同様方法で作製した。製造した電池の断
面図を図１に示す。図１において、成型した正極１をケ
ース２に置く。 正極１の上にセパレータ３としての多孔性ポリプロピレ
ンフィルムを置き、さらにその上に負極４を置き、非水
電解質として、１モル／１の過塩素酸リチウムを溶解し
た、体積比で１対１のプロピレンカーボネートとジメト
キシエタンの混合溶解媒を注液後、ポリプロピレン製ガ
スケット５を付けた封口板６を置き、電池を封口した。 Ａｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５を負極に用いた実施例１の電池を
Ａ、従来例として負極にアルミニウム粉末を用いた実施
例１の比較電池をＢとする。
正極の作製は、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２を７重
量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラック２重
量部、結着剤としてポリ４フッカエチレン樹脂１重量部
を混合し、この正極合剤０．１ｇを直径１７．５ｍｍに
２トン／ｃｍ２でプレス成型することでおこなった。負
極の作製は、負極活物質としてのＡｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５
を７重量部に対して、導電剤としてのアセチレンブラッ
クを２重量部、結着剤としてアクリル樹脂エマルジョン
１重量部を混合乾燥し、この負極合剤０．０５ｇを直径
１７．５ｍｍに２トン／ｃｍ２でプレス成型して、負極
とした。実施例１の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極を同様方法で作製した。製造した電池の断
面図を図１に示す。図１において、成型した正極１をケ
ース２に置く。 正極１の上にセパレータ３としての多孔性ポリプロピレ
ンフィルムを置き、さらにその上に負極４を置き、非水
電解質として、１モル／１の過塩素酸リチウムを溶解し
た、体積比で１対１のプロピレンカーボネートとジメト
キシエタンの混合溶解媒を注液後、ポリプロピレン製ガ
スケット５を付けた封口板６を置き、電池を封口した。 Ａｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５を負極に用いた実施例１の電池を
Ａ、従来例として負極にアルミニウム粉末を用いた実施
例１の比較電池をＢとする。
【００１２】これらの電池を１ｍＡの定電流で３．７Ｖ
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５を用いた場合の電池
Ａが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｂの３
．４Ｖと比較して高い値となった。図２に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図２において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である。従来例の電池Ｂは、充放電を繰り返すとともに
容量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４０
％から５０％とも低下するのに対して、電池Ａは、１０
０サイクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５を用いた場合の電池
Ａが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｂの３
．４Ｖと比較して高い値となった。図２に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図２において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である。従来例の電池Ｂは、充放電を繰り返すとともに
容量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４０
％から５０％とも低下するのに対して、電池Ａは、１０
０サイクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
【００１３】以上のようにＡｌ８５Ｙ１０Ｎｉ５を負極
活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性に
優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認した
。
活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性に
優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認した
。
【００１４】本実施例では、負極活物質としてＡｌ８５
Ｙ１０Ｎｉ５を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｃｕを用い請求項２に示した組成
範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる。
Ｙ１０Ｎｉ５を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｃｕを用い請求項２に示した組成
範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる。
【００１５】（実施例２）本実施例では、ＬｉＣｏＯ２
を正極活物質に用い、負極活物質にＡｌ８７Ｌａ８Ｎｉ
５を用いた場合について説明する。
を正極活物質に用い、負極活物質にＡｌ８７Ｌａ８Ｎｉ
５を用いた場合について説明する。
【００１６】Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５の作製は、まず、Ａ
ｌ，ＬａおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で
８７：８：５となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
ｌ，ＬａおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で
８７：８：５となるように水冷銅るつぼに入れ、アルゴ
ン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合金
を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法によりア
モルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモル
ファス合金粉末とした。
【００１７】以上のようにして得られたＡｌ８７Ｌａ８
Ｎｉ５を負極活物質とし実施例１と同様にして電池を作
製した。実施例２の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極も実施例１の比較電池Ｂと同様の方法で作
製した。Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５を負極に用いた実施例２
の電池をＣ、従来例として負極にアルミニウム粉末を用
いた実施例２の比較電池をＤとする。
Ｎｉ５を負極活物質とし実施例１と同様にして電池を作
製した。実施例２の比較電池用としてアルミニウム粉末
を用いた負極も実施例１の比較電池Ｂと同様の方法で作
製した。Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５を負極に用いた実施例２
の電池をＣ、従来例として負極にアルミニウム粉末を用
いた実施例２の比較電池をＤとする。
【００１８】これらの電池を１ｍＡの定電流で３．７Ｖ
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５を用いた場合の電池
Ｃが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｄの３
．４Ｖと比較して高い値となった。図３に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図３において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である従来例の電池Ｄは、充放電を繰り返すとともに容
量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４０％
から５０％も低下するのに対して、電池Ｃは、１００サ
イクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイクル特
性を示すことを確認した。
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５を用いた場合の電池
Ｃが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｄの３
．４Ｖと比較して高い値となった。図３に充放電サイク
ル数と容量維持率の関係を示す。図３において、容量維
持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した値
である従来例の電池Ｄは、充放電を繰り返すとともに容
量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４０％
から５０％も低下するのに対して、電池Ｃは、１００サ
イクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイクル特
性を示すことを確認した。
【００１９】以上のように、Ａｌ８７Ｌａ８Ｎｉ５を負
極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性
に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認し
た。
極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特性
に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認し
た。
【００２０】本実施例では、負極活物質としてＡｌ８７
Ｌａ８Ｎｉ５を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを用い請求項３に示し
た組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる
。
Ｌａ８Ｎｉ５を用いた場合について説明したが、遷移金
属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを用い請求項３に示し
た組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られる
。
【００２１】（実施例３）本実施例では、ＬｉＣｏＯ２
を正極活物質に用い、負極活物質にＡｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ
１０を用いた場合について説明する。
を正極活物質に用い、負極活物質にＡｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ
１０を用いた場合について説明する。
【００２２】Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０作製は、まず、Ａ
ｌ，ＣｅおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で
８５：５：１０となるように水冷銅るつぼに入れ、アル
ゴン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合
金を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法により
アモルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモ
ルファス合金粉末とした。
ｌ，ＣｅおよびＮｉのそれぞれのインゴットをモル比で
８５：５：１０となるように水冷銅るつぼに入れ、アル
ゴン雰囲気下でアーク溶解し合金とした。次に、この合
金を再び溶解し、双ローラーを用いた液体急冷法により
アモルファス化した。これを、粉砕し負極活物質用アモ
ルファス合金粉末とした。
【００２３】以上のようにして得られたＡｌ８５Ｃｅ５
Ｎｉ１０を負極活物質とし実施例１と同様にして電池を
作製した。実施例３の比較電池用としてアルミニウム粉
末を用いた負極も実施例１の比較電池Ｂと同様の方法で
作製した。Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０を負極に用いた実施
例３の電池をＥ、従来例として負極にアルミニウム粉末
を用いた実施例３の比較電池をＦとする。
Ｎｉ１０を負極活物質とし実施例１と同様にして電池を
作製した。実施例３の比較電池用としてアルミニウム粉
末を用いた負極も実施例１の比較電池Ｂと同様の方法で
作製した。Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０を負極に用いた実施
例３の電池をＥ、従来例として負極にアルミニウム粉末
を用いた実施例３の比較電池をＦとする。
【００２４】これらの電池を１ｍＡの定電流で３．７Ｖ
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０を用いた場合の電
池Ｅが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｆの
３．４Ｖと比較して高い値となった。図４に充放電サイ
クル数と容量維持率の関係を示す。図４において、容量
維持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した
値である。従来例の電池Ｆは、充放電を繰り返すととも
に容量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４
０％から５０％も低下するのに対して、電池Ｅは、１０
０サイクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
から２．８Ｖの間で充放電を繰り返した。各電池の放電
平均電圧は、Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０を用いた場合の電
池Ｅが３．５Ｖで、アルミニウム粉末を用いた電池Ｆの
３．４Ｖと比較して高い値となった。図４に充放電サイ
クル数と容量維持率の関係を示す。図４において、容量
維持率は各サイクルの放電容量を初期放電容量で除した
値である。従来例の電池Ｆは、充放電を繰り返すととも
に容量が低下し１００サイクル目で初期容量に対して４
０％から５０％も低下するのに対して、電池Ｅは、１０
０サイクル目で１０％程度しか低下せず、優れたサイク
ル特性を示すことを確認した。
【００２５】以上のように、Ａｌ８５Ｃｅ５Ｎｉ１０を
負極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特
性に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認
した。
負極活物質に用いることで放電電圧が高く、サイクル特
性に優れた非水電解質二次電池を作製できることを確認
した。
【００２６】本実施例では、負極活物質としてＡｌ８５
Ｃｅ５Ｎｉ１０を用いた場合について説明したが、遷移
金属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを用い請求項４に示
した組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られ
る。
Ｃｅ５Ｎｉ１０を用いた場合について説明したが、遷移
金属としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕを用い請求項４に示
した組成範囲で合金化した場合にも同様の結果が得られ
る。
【００２７】以上、実施例として正極活物質にＬｉＣｏ
Ｏ２を用いた場合を例に説明したが、Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２
Ｏ５，ＭｎＯ２，ＴｉＳ２，ＭｏＳ２などの遷移金属の
酸化物およびカルコゲン化合物を正極活物質として用い
た場合にも同様の結果を得ることができる。
Ｏ２を用いた場合を例に説明したが、Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２
Ｏ５，ＭｎＯ２，ＴｉＳ２，ＭｏＳ２などの遷移金属の
酸化物およびカルコゲン化合物を正極活物質として用い
た場合にも同様の結果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の実施例の説明で明らかなように本
発明の非水電解質二次電池用負極によれば、正極，負極
，非水電解質を主体とする非水電解質二次電池において
、負極活物質としてＡｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅ
より選ばれる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金
属）系アモルファス合金を用いることで、放電電圧の高
い、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が可能と
なった。
発明の非水電解質二次電池用負極によれば、正極，負極
，非水電解質を主体とする非水電解質二次電池において
、負極活物質としてＡｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅ
より選ばれる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金
属）系アモルファス合金を用いることで、放電電圧の高
い、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が可能と
なった。
【図１】本発明の実施例の非水電解質二次電池用負極を
用いた電池の構成を示す縦断面図
用いた電池の構成を示す縦断面図
【図２】本発明の実施例１における電池Ａと比較電池Ｂ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
【図３】本発明の実施例２における電池Ｃと比較電池Ｄ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
【図４】本発明の実施例３における電池Ｅと比較電池Ｆ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
の充放電サイクル数−容量維持率の関係を示したグラフ
１ 正極
２ ケース
３ セパレータ
４ 負極
５ ガスケット
６ 封口板
Claims (4)
- 【請求項１】 正極，負極，非水電解質を主体とする
非水電解質二次電池において、負極活物質としてＡｌ−
Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅより選ばれる少なくとも１
種の希土類金属、ＢはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ば
れる少なくとも１種の遷移金属）系アモルファス合金を
用いる非水電解質二次電池用負極。 - 【請求項２】 Ａｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅよ
り選ばれる少なくとも１種の遷移金属、ＢはＦｅ，Ｃｏ
，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金属）
系アモルファス合金として、Ａｌ−Ｙ−Ｂ（ＢはＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも一種の元素、
２％≦Ｙ≦２２％、３％≦Ｂ≦３３％）で表されるアモ
ルファス合金を用いる請求項１記載の非水電解質二次電
池用負極。 - 【請求項３】 Ａｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅよ
り選ばれる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金属
）系アモルファス合金として、Ａｌ−Ｌａ−Ｂ（ＢはＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも一種の元
素、２％≦Ｌａ≦１８％、４％≦Ｂ≦２５％）で表され
るアモルファス合金を用いる請求項１記載の非水電解質
二次電池用負極。 - 【請求項４】 Ａｌ−Ａ−Ｂ（ＡはＹ，Ｌａ，Ｃｅよ
り選ばれる少なくとも１種の希土類金属、ＢはＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも１種の遷移金属
）系アモルファス合金として、Ａｌ−Ｃｅ−Ｂ（ＢはＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕより選ばれる少なくとも一種の元
素、２％≦Ｃｅ≦２２％、３％≦Ｂ≦３３％）で表され
るアモルファス合金を用いる請求項１記載の非水電解質
二次電池用負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128891A JP3168600B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 非水電解質二次電池用負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10128891A JP3168600B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 非水電解質二次電池用負極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04332472A true JPH04332472A (ja) | 1992-11-19 |
| JP3168600B2 JP3168600B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=14296663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10128891A Expired - Fee Related JP3168600B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 非水電解質二次電池用負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168600B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095363A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sony Corp | 電池用電極材料及び電池用電極材料の製造方法 |
| US7537862B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-05-26 | Panasonic Corporation | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same |
| US7858232B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-12-28 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| CN114420914A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-29 | 深圳先进技术研究院 | 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池 |
| WO2023108458A1 (zh) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 深圳先进技术研究院 | 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池 |
-
1991
- 1991-05-07 JP JP10128891A patent/JP3168600B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7537862B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-05-26 | Panasonic Corporation | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same |
| US7635540B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-12-22 | Panasonic Corporation | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same |
| US7858232B2 (en) | 2004-11-15 | 2010-12-28 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US7955735B2 (en) | 2004-11-15 | 2011-06-07 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2007095363A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sony Corp | 電池用電極材料及び電池用電極材料の製造方法 |
| CN114420914A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-29 | 深圳先进技术研究院 | 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池 |
| WO2023108458A1 (zh) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 深圳先进技术研究院 | 铝基非晶负极活性材料、复合负极活性材料、电池负极材料和电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3168600B2 (ja) | 2001-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3846661B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP5143852B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP3714205B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2003221236A (ja) | リチウム含有複合酸化物およびそれを用いた非水二次電池 | |
| JP3403449B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP4144997B2 (ja) | リチウム二次電池用負極 | |
| JP4056183B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極活物質および非水電解質二次電池 | |
| JP3640227B2 (ja) | 非水二次電池 | |
| JPH1186853A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH09293536A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH05182689A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP4608743B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH04294059A (ja) | 非水電解質二次電池用負極 | |
| JP4439660B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH04332472A (ja) | 非水電解質二次電池用負極 | |
| JP2003157896A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH10302776A (ja) | 全固体リチウム二次電池 | |
| JP3136679B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2001118574A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4056181B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極材料および非水電解質二次電池 | |
| JPH04328258A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2004185881A (ja) | 非水電解質電池用電極材料、電極及び非水電解質電池 | |
| JP2529479B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極 | |
| JP2701586B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極 | |
| JP2858374B2 (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |