JPH0461750A - 非水溶媒二次電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は非水溶媒電池に関し、特に正極活物質を改良し
た非水溶媒二次電池に係わる。

［従来の技術］ 近年、負極活物質としてリチウム、ナトリウム、アルミ
ニウム等の軽金属を用いた非水溶媒電池は高エネルギー
密度電池として注目されており、正極活物質に二酸化マ
ンガン（ＭｎＯ□）、ポリフッ化炭化水素［（ＣＦｌｎ
　］　、塩化チオニル（ＳＯＣ１’２）等を用いた一次
電池は既に電卓、時計の電源やメモリのバックアップ電
池として多用されている。更に、近年、ＶＴＲ、通信機
器等の各種の電子機器の小形、軽量化に伴い、それらの
電源として高エネルギー密度の二次電池の要求が高まり
、軽金属を負極活物質とする非水溶媒二次電池の研究が
活発に行われている。

非水溶媒二次電池は、負極兼活物質又は活物質としてリ
チウム、ナトリウム、アルミニウム等の軽金属を用い、
電解液として炭酸プロピレン（ＰＣＩ、１．２−ジメト
キシエタン（ＤＭＥＩ　、γ−ブチロラクトン（γ−■
）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦＩ等の非水溶媒中にＬ
ｉＣ１１０４，ＬｉＢＦ４．　ＬｉＡｓＦ５゜ＬｉＰＦ
ａの電解質を溶解したものを用いている。そこに用いら
れる正極活物質としては、主にＴｘＳｘ。

Ｍｏ５ｔ、　ＭｎＯ＊、　Ｖ２Ｏ５，ＶｓＯ＋ｓ、　Ｌ
ｉＭｎｇＯ４，ＬｉＣｏ０ｔ等が研究されている。

この中でｖ、０８は、これを正極に用いた場合、電気的
諸−特性に優れているため、この物質を正極活物質とす
るリチウム系非水溶媒二次電池の開発が盛んに行われて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の五酸化バナジウムを正極活物質と
した非水溶媒二次電池は、放電時に階段状に電位が変化
する放電曲線を描（ため、充電時と放電時との間の可逆
性が低く、特に重負荷における充放電サイクル特性が必
ずしも充分でないという問題があり、併せて、大電流放
電では活物質利用率が著しく低下するという問題があっ
た。

本発明は、従来のＰ２Ｏ，を正極に用いた電池について
上述の問題点を解決するためになされたもので、充放電
特性及び大電流放電特性に優れた非水溶媒二次電池を提
供しようとするものである。

【課題を解決するための手段］ 本発明はリチウム又はリチウム合金からなる負極あるい
はこれら軽金属を炭素質材に担持した構造の負極と、非
晶質の五酸化バナジウムを主体とする正極活物質からな
る正極と、非水溶媒中に電解質を溶解した電解液とを備
えた非水溶媒電池において、正極活物質として前記非晶
質の五酸化バナジウムに白金又は白金酸化物を含有する
ことを特徴とする。

本発明の非水溶媒二次電池の正極活物質として用いられ
る白金又は白金酸化物を含有する非晶質の五酸化バナジ
ウムは、Ｖ、Ｏ，とＰ２Ｏ，との混合物を溶融する時あ
るいは溶融径急冷して調整した非晶質物に、白金（Ｐｔ
ｌ又はＰｔＯ，Ｐｔ０ａ、　ＰｔｍＯ４等の白金酸化物
、好ましくは白金酸化物を混合することによって得るこ
とができる。白金又は白金酸化物の添加量はとくに限定
されないが、好ましくは五酸化バナジウムに対して０．
００５〜０．０１５重量％である。

その結果として得られる正極は、例えば上述の白金又は
白金酸化物を含有する非晶質の五酸化バナジウム粉末を
導電材、結着材とともに成形してペレット状にしたもの
、あるいは、この物の粉末を導電材、結着材とともに混
線、シート化したシート状物、又はこの物の粉末と、導
電材、結着材を適当な溶媒中に懸濁し、これを基板上に
塗布して塗膜としたもの等を挙げることができる。

また、前述の負極としては、金属リチウム、リチウム合
金（例えば、ＬｉＪｆ、　ＬｉｘＰｂ、　ＬｉｘＳｎ。

Ｌｚ＋＋Ｂｚ等、リチウムイオンをドープさせた導電性
高分子（例えば、ポリアセチレンやポリピロール等）、
リチウムイオンをドープさせた有機物焼結体からなる炭
素材料等が使用できる。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例及び比較例によって詳細に説明す
る。なお、実施例及び比較例として作製した電池は、第
１図のような構造のものである。

図中の１は、底部に絶縁体２が配置された負極端子を兼
ねる有底円筒状のステンレス容器である。この容器１内
には、電極群３が収納されている。この電極群３は、正
極４、セパレータ５及び負極６をこの順序で積層した帯
状物を、該負極６が外側に位置するように渦巻き状に巻
回した構造になっている。

実施例１ ■２０．粉末とＰ、０６粉末をモル比で９５：５となる
ように混合し、この混合物を９００℃で８時間溶融した
。得られた溶融物に白金粉末を非晶質ｖ２０゜に対して
重量比で０．０１％添加し、十分に分散したことを確認
し、て、得られた混合物を相対湿度２０％ＲＨの乾燥空
気中で降温速度１０６℃／Ｓで急冷し、次いで平均粒径
１００Ｐに粉砕することにより、白金を含有する非晶質
ｖ２０．を調製した。

次いで前記の白金粉末を含有した非晶質ｖ２０．粉末８
０重量％を、アセチレンブラック１５重量％及びポリテ
トラフルオロエチレン粉末５重量％と混合してシート化
し、エキスバンドメタル集電体に圧着することにより、
幅４０ｍｍ、長さ２００ｍｍの帯状正極４を作製した。

このようにして得られた正極を、ポリプロピレン性多孔
質フィルムからなるセパレータ５及び帯状リチウム箔か
らなる負極６と組み合わせて電極群３とした。

容器ｌ内に、１．５モル濃度の六フッ化ヒ酸リチウム（
ＬｉＡｓＦ５　）を溶解した２−メチルテトラヒドロフ
ランの電解液を収容し、電極群３の上には、中央部が開
口された絶縁紙７を載置した。また、前記容器ｌの上部
開口部には、絶縁封口板８を該容器１へのかしめ加工等
により液密に設け、かつ該絶縁封口板８の中央には正極
端子９を嵌合した。この正極端子９を前記電極群３の正
極４に正極り−ド１０を介して接続した。また、電極群
３の負極６は図示しない負極リードを介して負極端子で
ある容器１に接続した。

比較例１ 白金粉末を添加しなかったこと以外は実施例１と同様に
して、正極体を作製した。この正極体を用いて、実施例
１と同様の電池を組立てた。

比較例２ 正極活物質として結晶質ｖ２０６を用い、白金粉末を添
加しなかったこと以外は実施例１と同様にして正極体を
作製した。この正極体を用いて、実施例１と同様の電池
を組立てた。

実施例１及び比較例１．２の電池について各放電流で２
．０■まで放電した時の放電容量を測定した。その結果
、第２図に示すように、実施例１の電池では、比較例１
．２の電池に比べてとりわけ大電流放電における容■が
向上していた。

つぎに実施例１及び比較例１．２の電池について、充電
電流１００ｍＡ、放電電流６００ｍＡで、電圧３．３〜
２．０Ｖの範囲において充放電を繰り返し、各電池の放
電容量とサイクル寿命を測定した。その結果、第３図に
示すように、実施例１の電池では、比較例の各電池に比
べて、初期の電池容量もサイクル寿命も格段に向上して
いた。

実施例２ 白金粉末のかわりに、非晶質ＶＩｌＯ＠に対して重量比
で０．００８％のＰｔＯ□を添加したほかは実施例１と
同様にして正極体を作成し、実施例１と同様の電池を組
立てた。こうして得られた電池の放電容量及びそのサイ
クル寿命を測定したところ、実施例１とほぼ同等の結果
が得られた。

［発明の効果］ 本発明によれば、正極活物質としての非晶質の五酸化バ
ナジウムに白金又は白金酸化物を含有することにより、
非晶質五酸化バナジウムの非晶質構造が非常に安定化し
、長期の使用あるいは深度のある充放電において、構造
が結晶化することなく安定に非晶質を保ち、リチウムイ
オンの移動を容易にする。したがって、長期間の使用や
大電流放電の際の特性及び充放電の可逆性に優れた非水
溶媒電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す円筒型非水溶媒電池の
断面図である。 第２図は本実施例及び比較例の非水溶媒二次電池の電池
容量と放電電流との関係を示す特性図である。 第３図は本実施例及び比較例の非水溶媒二次電池の電池
容量と充放電サイクルとの関係を示す特性図である。 ｌ・・・・・・ステンレス容器 ３・・・・・・電極群　　　　　　４・・・・・・正極
５・・・・・・セパレータ　　　　６・・・・・・負極
８・・・・・・封口板　　　　　　９・・・・・・正極
端子１０・・・・・・正極リード 第 図 欽 ！ を 友 （ｍｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、リチウム又はリチウム合金からなる負極と、非晶質
   の五酸化バナジウムを主体とする正極活物質からなる正
   極と、非水溶媒中に電解質を溶解した電解液とを備えた
   非水溶媒電池において、正極活物質として前記非晶質の
   五酸化バナジウムに白金又は白金酸化物を含有すること
   を特徴とする非水溶媒二次電池。