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JPH0982327A - Electrode material for sulfide-lithium secondary battery and non-aqueous battery - Google Patents

Electrode material for sulfide-lithium secondary battery and non-aqueous battery

Info

Publication number
JPH0982327A
JPH0982327A JP7232767A JP23276795A JPH0982327A JP H0982327 A JPH0982327 A JP H0982327A JP 7232767 A JP7232767 A JP 7232767A JP 23276795 A JP23276795 A JP 23276795A JP H0982327 A JPH0982327 A JP H0982327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfide
battery
lithium secondary
secondary battery
positive electrode
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.)
Withdrawn
Application number
JP7232767A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Naoi
勝彦 直井
Takitaro Yamaguchi
滝太郎 山口
Akihiko Torigoe
昭彦 鳥越
Hiroshi Iizuka
弘 飯塚
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.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP7232767A priority Critical patent/JPH0982327A/en
Priority to US08/711,853 priority patent/US5792575A/en
Publication of JPH0982327A publication Critical patent/JPH0982327A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上記従来技術の問題点、すなわち、サイク
ル寿命に優れ、かつ、エネルギー密度の高い優れたスル
フィド−リチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 正極を構成する組成物中に塩基性の強
い高分子化合物が含有されているスルフィド−リチウム
二次電池。
(57) Abstract: [PROBLEMS] To provide a sulfide-lithium secondary battery having the above-mentioned problems of the prior art, that is, having excellent cycle life and high energy density. SOLUTION: A sulfide-lithium secondary battery in which a polymer compound having a strong basicity is contained in a composition constituting a positive electrode.

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、スルフィド系化合
物を正極活物質に用いるリチウム二次電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery using a sulfide compound as a positive electrode active material.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機ジスルフィド化合物などのスルフィ
ド系化合物は、電解還元により硫黄−硫黄結合が開裂さ
れて硫黄−リチウムイオン結合が生成し、電解酸化によ
り上記硫黄−リチウムイオン結合が開裂されて元の硫黄
−硫黄結合を生成する化合物であり、リチウム二次電池
の正極活物質として用いると高エネルギー密度が得られ
るとして注目を浴びつつある。
2. Description of the Related Art Sulfide compounds such as organic disulfide compounds have sulfur-sulfur bonds cleaved by electrolytic reduction to form sulfur-lithium ionic bonds, and electrolytic oxidation cleaves the sulfur-lithium ionic bonds to produce the original compounds. It is a compound that forms a sulfur-sulfur bond, and it has been drawing attention as a high energy density when it is used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

【0003】ところが、上記スルフィド系化合物を正極
活物質に用いたリチウム二次電池(以下「スルフィド−
リチウム二次電池」と云う)は、正極活物質の性質によ
り電子移動が極めて遅く、そのため、実用的な電流を取
り出すには、60℃程度の加熱を行う必要があり、従っ
て応用可能範囲が限られていた。
However, a lithium secondary battery using the above sulfide compound as a positive electrode active material (hereinafter referred to as "sulfide-
Lithium secondary battery)) has a very slow electron transfer due to the nature of the positive electrode active material. Therefore, in order to extract a practical electric current, it is necessary to perform heating at about 60 ° C. Therefore, the applicable range is limited. It was being done.

【0004】更に、これらスルフィド系化合物は、リチ
ウム系二次電池で用いられる電解液(非水溶媒)に可溶
である。そのため、これら非水溶媒にリチウム塩を溶解
させた有機電解質を用いることが困難で、ポリマー電解
質等の固形或いはゲル状の電解質を用いる必要があっ
た。
Further, these sulfide compounds are soluble in the electrolytic solution (non-aqueous solvent) used in lithium secondary batteries. Therefore, it is difficult to use an organic electrolyte in which a lithium salt is dissolved in these non-aqueous solvents, and it is necessary to use a solid or gel electrolyte such as a polymer electrolyte.

【0005】また、スルフィド系化合物は電子導電性に
乏しいことから、黒鉛粉末等の導電材及び高分子固体電
解質と混合した組成物として用いられていた。しかし、
これら組成物においても、電子とイオンとのネットワー
クが形成されず、その結果分極が大きくなると云う欠点
があった。
Further, since sulfide compounds have poor electronic conductivity, they have been used as a composition mixed with a conductive material such as graphite powder and a polymer solid electrolyte. But,
These compositions also have a drawback in that a network of electrons and ions is not formed, resulting in a large polarization.

【0006】これらの問題点を解決する手段として、ス
ルフィド系化合物と電極触媒及び導電材として作用する
ポリアニリンを担持した活性炭を用いたものが報告され
ている(特開平4−359865号公報)。このような
構成により、正極活物質の酸化と還元の速度が速くな
り、室温下の大電流での充放電が可能になることが報告
されている。
As a means for solving these problems, a method using activated carbon carrying a sulfide compound and polyaniline which acts as an electrode catalyst and a conductive material has been reported (JP-A-4-359865). It has been reported that such a structure increases the rate of oxidation and reduction of the positive electrode active material, and enables charging and discharging with a large current at room temperature.

【0007】しかし、この方法においても、スルフィド
とアニリンユニット(ポリアニリンにおける1ユニット
のアニリンをアニリンユニットとする。以下同。)との
比が1以上では、充放電のサイクル寿命が著しく短くな
ることが報告されている(ナショナルテクニカルレポー
トVol.40,P464〜469,1994年8
月)。これは、放電状態の電極では、1つのアニリンユ
ニットが捕捉できるスルフィドの数が1程度であること
に起因する。そこで、サイクル寿命を向上させるために
は、スルフィドとアニリンユニットの比を1付近になる
ように設定する必要があり、そのため、単位重量あたり
のエネルギー密度の向上を図ることが困難であった。
However, also in this method, if the ratio of the sulfide to the aniline unit (one unit of aniline in polyaniline is an aniline unit; the same applies hereinafter) is 1 or more, the charge / discharge cycle life may be significantly shortened. Reported (National Technical Report Vol.40, P464-469, August 1994)
Moon). This is because the number of sulfides that can be captured by one aniline unit is about 1 in the electrode in the discharged state. Therefore, in order to improve the cycle life, it is necessary to set the ratio of the sulfide to the aniline unit to be close to 1, and therefore it is difficult to improve the energy density per unit weight.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点、すなわち、サイクル寿命に優れ、かつ、エ
ネルギー密度の高い優れたスルフィド−リチウム二次電
池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a problem of the above-mentioned prior art, that is, an excellent sulfide-lithium secondary battery having excellent cycle life and high energy density.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、スルフィド−リチウム二次電池において、
正極を構成する組成物中に塩基性の強い高分子化合物が
含有されている構成を有する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a sulfide-lithium secondary battery comprising:
It has a constitution in which a polymer compound having a strong basicity is contained in the composition constituting the positive electrode.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明において、塩基性の強い高
分子化合物とは、アミノ基等の塩基性基を有する高分子
化合物を云う。上記において高分子化合物とは、ポリビ
ニル系高分子化合物、ポリアセチレン系高分子化合物等
が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a polymer compound having a strong basicity means a polymer compound having a basic group such as an amino group. In the above, the polymer compound includes a polyvinyl polymer compound, a polyacetylene polymer compound and the like.

【0011】上記のうち、ポリビニル系高分子化合物は
入手が容易であり、原料からの高分子化も容易である利
点を有し、同時にこの高分子の塩基性基は主鎖から三次
元的に配置されるので立体障害が少なくリチウムチオレ
ートを捕捉できる空間が大きいため、多くのリチウムチ
オレートを捕捉することができる(従来用いられてきた
ポリアニリンにスルフィドが捕捉される場合、ポリアニ
リンの構造上、二次元的に保持される)。一方、本発明
で用いられる塩基性の強いポリビニルの場合、また、ポ
リアセチレン系高分子化合物は導電性を有するため、電
極を形成するにあたって導電性フィラー等の添加量が不
要である利点を有する。
Among the above, the polyvinyl polymer compound has the advantage that it is easily available and can be polymerized easily from the raw material, and at the same time, the basic group of this polymer is three-dimensionally from the main chain. Since it is arranged, the steric hindrance is small and the space for trapping lithium thiolate is large, so that it is possible to trap a large amount of lithium thiolate (when sulfides are trapped on conventionally used polyaniline, it is Holds in two dimensions). On the other hand, in the case of the strongly basic polyvinyl used in the present invention, and since the polyacetylene-based polymer compound has conductivity, it has an advantage that an addition amount of a conductive filler or the like is unnecessary when forming an electrode.

【0012】ここで塩基性の強い高分子化合物として更
に具体的に説明する。例えばポリビニル系高分子化合物
の場合、一般式 −(CH2 −CHX−)n − で表すことができるが、Xが例えば、アミノ基(NH2
−)、アミノメチル基(NH2 CH−)、アミノエチル
基(NH2 CH2 CH2 −、CH3 CH(NH2
−)、アミノ−n−ブチル基(NH2 CH2 CH2 CH
2 −、CH3 CH(NH2 )CH2 −、CH3 CH2
H(NH2 )−)、メチルアミノメチル基(CH3 NH
CH2 −)、アミノフェニル基(式NH2 6 4 −で
表せられる各異性体)、アミノメチルフェニル基(式C
6 3 (CH3 )(NH2 )−で表せられる各異性
体)、アミノベンジル基(式NH2 6 4 CH2 −で
表せられる各異性体)、ピリジル基(NC5 4 −の各
異性体)、ヒドラジノ基(NH2 NH−)、或いは、オ
キソピロリジニル基(NOC4 6 −の各異性体)等の
塩基性基であるとき、塩基性の強い高分子化合物である
と云う。また、ポリアセチレン系高分子化合物の場合、
一般式 −(CH=CX−)n − で表すことができるが、ここでXが上記ポリビニル系高
分子化合物で例示したのと同様の塩基性基であるとき、
塩基性の強い高分子化合物と云う。
Here, the polymer compound having a strong basicity will be described more specifically. For example, a polyvinyl polymer compound can be represented by the general formula — (CH 2 —CHX—) n —, where X is, for example, an amino group (NH 2
-), aminomethyl group (NH 2 CH-), aminoethyl group (NH 2 CH 2 CH 2 - , CH 3 CH (NH 2)
-), amino -n- butyl group (NH 2 CH 2 CH 2 CH
2 -, CH 3 CH (NH 2) CH 2 -, CH 3 CH 2 C
H (NH 2 )-), methylaminomethyl group (CH 3 NH
CH 2 —), aminophenyl group (each isomer represented by the formula NH 2 C 6 H 4 —), aminomethylphenyl group (formula C
6 H 3 (CH 3) ( NH 2) - isomers) to be expressed by, aminobenzyl group (formula NH 2 C 6 H 4 CH 2 - each are expressed by the isomers), a pyridyl group (NC 5 H 4 - Is a basic compound such as a hydrazino group (NH 2 NH-), or an oxopyrrolidinyl group (each isomer of NOC 4 H 6- ), and the like, it is a high basic polymer compound. There is. In the case of polyacetylene-based polymer compound,
The compound can be represented by the general formula-(CH = CX-) n- , but when X is a basic group similar to those exemplified in the polyvinyl polymer compound,
It is called a high basic polymer compound.

【0013】これら塩基性の強い高分子化合物は粉状、
粒状、繊維状等の形状を問わず電極を構成するために用
いることができる。すなわち、これら形状の塩基性高分
子化合物を活物質であるスルフィド化合物、及び、導電
材と混合し、圧縮成型等の手段により電極を構成する。
These highly basic polymer compounds are powdery,
It can be used to form an electrode in any shape such as granular or fibrous. That is, the basic polymer compound having these shapes is mixed with a sulfide compound as an active material and a conductive material to form an electrode by means of compression molding or the like.

【0014】ここで、上記塩基性の強い高分子化合物が
熱可塑性を有するときには、その性質を利用して、加熱
成形して電極とすることができる。また、熱可塑性樹脂
をこれら電極用材料と混合して、加熱成形しても良い。
なお、上記電極は軽量なリチウムを陰極とするリチウム
二次電池に応用したときにエネルギー密度の点で最大の
効果が発揮できるが、リチウム以外の物質を陰極とする
非水溶媒系の二次電池にも応用が可能である。
Here, when the polymer compound having a strong basicity has thermoplasticity, it can be heat-molded into an electrode by utilizing its property. Further, a thermoplastic resin may be mixed with these electrode materials and heat-molded.
The above-mentioned electrode can exert the maximum effect in terms of energy density when applied to a lithium secondary battery having a lightweight lithium cathode, but a non-aqueous solvent secondary battery using a substance other than lithium as a cathode. It can also be applied to.

【0015】活物質であるスルフィド化合物としては、
一般に用いられているジスルフィド化合物、或いは、2
つ以上の連続した硫黄−硫黄結合を有するいわゆるポリ
スルフィド化合物等を用いることができる。なお、ポリ
スルフィド化合物を活物質として用いた場合、単位重量
あたりのエネルギー密度を高めることができるので、本
発明と組み合わせたとき、極めて高い単位重量あたりの
エネルギー密度が得られる。
As the sulfide compound which is the active material,
Commonly used disulfide compounds, or 2
So-called polysulfide compounds having three or more continuous sulfur-sulfur bonds can be used. When a polysulfide compound is used as the active material, the energy density per unit weight can be increased, so that when combined with the present invention, an extremely high energy density per unit weight can be obtained.

【0016】また、導電材としては、ファーネスブラッ
ク等の通常導電性付与材として用いられるものを使用で
きる。ここで、ケッチェンブラックとして市販されてい
るものは、高導電率であり、また、取扱い性に優れてい
る。また、混合時の作業性から、これら導電材としては
粉末状のものであることが望ましい。
As the conductive material, those which are usually used as conductivity imparting materials such as furnace black can be used. Here, what is marketed as Ketjen black has a high conductivity and is excellent in handleability. From the viewpoint of workability during mixing, it is desirable that these conductive materials be in powder form.

【0017】本発明に係るリチウム二次電池において、
電解液は有機溶媒と電解質とを組み合わせて調整され
る。すなわち、固体電解質或いはゲル状電解質に限定さ
れる必要がないので、その選択の自由度は極めて高い。
すなわち、上記の有機溶媒や電解質としては、通常の非
水溶媒系電池に用いられるものであれば、いずれも使用
可能である。即ち、有機溶媒としては、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、2−メチルテトラヒドロフラ
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、アセトニト
リル、プロピオニトリル、アニソール等を単独または混
合して用いることができる。
In the lithium secondary battery according to the present invention,
The electrolytic solution is prepared by combining an organic solvent and an electrolyte. That is, since it is not necessary to be limited to the solid electrolyte or gel electrolyte, the degree of freedom of selection is extremely high.
That is, as the above-mentioned organic solvent and electrolyte, any one can be used as long as it is one that is used in a normal non-aqueous solvent battery. That is, as the organic solvent, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1. , 3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole and the like can be used alone or in combination.

【0018】また、電解質としては、LiPF6 、Li
ClO4 、LiAsF6 、LiBF 4 、LiCF3 SO
3 等が使用可能である。これらは、適切な濃度になるよ
う、上記有機溶媒に溶解されて電解質を形成する。陰極
としては、通常リチウム二次電池に用いられている電極
を用いることができる。すなわち、金属リチウム、リチ
ウム−アルミニウム合金、或いはリチウムと黒鉛や炭素
などの層間化合物などが挙げられる。これら正極、電解
液及び陰極を組み合わせて電池を形成するが、そのとき
の電池形状、すなわち扁平型、円筒型或いは角形など電
池形状を問わず応用することが可能である。
The electrolyte is LiPF.6, Li
ClOFour, LiAsF6, LiBF Four, LiCFThreeSO
ThreeEtc. can be used. These will be the right concentrations
So, it is dissolved in the organic solvent to form an electrolyte. cathode
As an electrode normally used in lithium secondary batteries
Can be used. That is, metallic lithium, lithium
Um-aluminum alloy, or lithium and graphite or carbon
Intercalation compounds and the like. These positive electrodes, electrolysis
A battery is formed by combining the liquid and the cathode, at which time
Battery shape, such as flat type, cylindrical type or prismatic type
It can be applied regardless of the shape of the pond.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

《実施例1》 〔正極の作成〕正極活物質として2,5−ジメルカプト
−1,3,4−チアジアゾール(関東化学製、粉状)7
0重量部、塩基性を有するポリビニル化合物としてポリ
−4ビニルピリジン(アルドリッジ社製)25部、及び
導電材であるケッチェンブラック5重量部を混練機で混
合した後、プレス機で加圧成形し、次いで50℃で24
時間真空乾燥を行って、直径21mm、厚さ3.5mm
の電極を得た。
<< Example 1 >> [Preparation of positive electrode] 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., powder) 7 as a positive electrode active material
0 parts by weight, 25 parts of poly-4 vinyl pyridine (manufactured by Aldridge Co.) as a basic polyvinyl compound, and 5 parts by weight of Ketjen Black as a conductive material were mixed by a kneader and then pressure-molded by a press machine. , Then 24 at 50 ° C
Vacuum dried for 21 hours, diameter 21mm, thickness 3.5mm
The electrode of was obtained.

【0020】〔電池の組立〕上記で作成した電極を正極
とし、負極としてリチウム金属板を用い、また、プロピ
レンカーボネート及び1,2−ジメトキシエタンの等容
量混合液に過塩素酸リチウムを1mol / lになるよう溶
解して電解液とした。
[Assembly of Battery] The electrode prepared above was used as a positive electrode, a lithium metal plate was used as a negative electrode, and 1 mol / l of lithium perchlorate was added to an equal volume mixture of propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane. To obtain an electrolytic solution.

【0021】これらを用いて電池Aを組み立てた。この
電池Aの断面を図1に示す。図中符号1は正極で、その
一面は正極缶2内面に接している。正極の他面はポリプ
ロピレン製不織布のセパレータ6を介して、金属リチウ
ムからなる負極3(厚さ1mm)の一面に対向してい
る。負極3の他の面は負極缶5に接している。なお、正
極1が負極缶5に、そして負極3が正極缶1に接触しな
いようポリプロピレン製の絶縁パッキング4が正極缶2
内壁面に固定されていて、かつ、このパッキン4によっ
てこの電池A内が電池外部に対して気密に保たれてい
る。なお、上記電池Aの組立はすべてアルゴンボックス
内で行った。
A battery A was assembled using these materials. A cross section of this battery A is shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 is a positive electrode, and one surface thereof is in contact with the inner surface of the positive electrode can 2. The other surface of the positive electrode faces one surface of the negative electrode 3 (thickness: 1 mm) made of metallic lithium with the separator 6 made of polypropylene nonwoven fabric interposed therebetween. The other surface of the negative electrode 3 is in contact with the negative electrode can 5. It should be noted that the positive electrode 1 is not in contact with the negative electrode can 5 and the negative electrode 3 is not in contact with the positive electrode can 1 because the polypropylene insulating packing 4 is not in contact with the positive electrode can 2.
It is fixed to the inner wall surface, and the inside of the battery A is kept airtight with respect to the outside of the battery by the packing 4. The above-mentioned battery A was assembled in an argon box.

【0022】〔評価〕上記電池Aについて、充放電サイ
クル評価を行った。充放電とも20mAの定電流で、充
電は10時間、放電は電圧が2.0Vとなるまで行っ
た。このときの、第1回目の充電後の放電時の容量を1
00%としたときの、サイクル数と放電容量率との関係
を図2に示す。図2より、充放電25サイクル目におい
ても、第1サイクルにおける放電容量がほぼ保持されて
いることが判る。
[Evaluation] The battery A was evaluated for charge / discharge cycles. Both charging and discharging were performed with a constant current of 20 mA, charging was performed for 10 hours, and discharging was performed until the voltage reached 2.0V. At this time, the capacity at the time of discharging after the first charging is 1
FIG. 2 shows the relationship between the number of cycles and the discharge capacity ratio when it is set to 00%. It can be seen from FIG. 2 that the discharge capacity in the first cycle is almost maintained even in the 25th charge / discharge cycle.

【0023】《実施例2及び比較例》ポリ−4−ビニル
ピリジンの代わりにポリビニルピロリドン(アルドリッ
ジ社製、粉状)を塩基性の強い高分子化合物として用い
た以外はすべて実施例1の電池Aと同様に電池Bを作製
した(実施例2)。また、ポリアニリン(日東電工製、
粉状)をポリ−4−ポロビニルピリジンの代わりに用い
た以外はすべて実施例1の電池Aと同様に電池Cを作製
した(比較例)。
Example 2 and Comparative Example Battery A of Example 1 except that polyvinylpyrrolidone (powder, manufactured by Aldridge Co., Ltd.) was used as the high basic polymer compound instead of poly-4-vinylpyridine. A battery B was produced in the same manner as in (Example 2). In addition, polyaniline (manufactured by Nitto Denko,
A battery C was produced in the same manner as the battery A of Example 1 except that (powder) was used instead of poly-4-polyvinylpyridine (Comparative Example).

【0024】これら電池B及び電池Cについて、実施例
1の電池Aと同様にその充放電サイクル評価を行った。
その結果を図2に示す。図2により、実施例2の電池B
においては電池Aとほぼ同様に25回サイクル時の放電
容量は、当初の容量と殆ど変化がなかったが、比較例の
電池Cにおいては8サイクル程度でその容量が著しく低
下した。
The battery B and the battery C were evaluated for charge / discharge cycles in the same manner as the battery A of Example 1.
The result is shown in FIG. According to FIG. 2, battery B of Example 2
In almost the same manner as the battery A, the discharge capacity after 25 cycles was almost unchanged from the initial capacity, but in the battery C of the comparative example, the capacity was remarkably reduced after about 8 cycles.

【0025】なお、これら電池A、B及びCに含有され
る活物質量は等しく、またスルフィド(活物質)と塩基
性ユニットとの比はいずれも2.5以上である。これら
の活物質の利用率、すなわち、含有される活物質全体の
うち、7サイクル目の放電に関与した活物質の割合(放
電容量から計算した)は、電池A、B及びCでそれぞれ
1.5:1.5:1.0の割合であった。これにより、
本発明に係るスルフィド−リチウム二次電池で高エネル
ギー密度が得られることが判る。
The amounts of active materials contained in the batteries A, B and C are equal, and the ratio of sulfide (active material) to basic unit is 2.5 or more. The utilization rate of these active materials, that is, the ratio of the active materials involved in the discharge in the 7th cycle (calculated from the discharge capacity) of the whole active materials contained in each of the batteries A, B and C was 1. The ratio was 5: 1.5: 1.0. This allows
It can be seen that a high energy density can be obtained with the sulfide-lithium secondary battery according to the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】従来の電池においては、放電時、拡散移
動によって正極外に移動するリチウムチオレートが多く
存在した。このリチウムチオレートは充電時においても
正極に戻れずに正極外で酸化されて塊状のポリマーとな
り、電解質と電極との界面で析出する。この塊状ポリマ
ーは殆ど充放電に関与せず、活物質としての働きを失
う。充放電を繰り返すとこのような塊状ポリマーが増加
し、その結果、充放電容量が減少する。
In the conventional battery, a large amount of lithium thiolate migrated to the outside of the positive electrode due to diffusion migration during discharge. This lithium thiolate cannot return to the positive electrode even during charging and is oxidized outside the positive electrode to become a lumpy polymer, which is deposited at the interface between the electrolyte and the electrode. The bulk polymer hardly participates in charge and discharge and loses its function as an active material. Repeated charging / discharging increases the amount of such bulk polymer, resulting in a decrease in charging / discharging capacity.

【0027】本発明で用いられる塩基性の強い高分子化
合物は、従来用いられていたポリアニリン系化合物に比
べて塩基性が強いため、放電時に生成するリチウムチオ
レートの正極からの脱離をほぼ完全に防止することがで
きる。なお、上記リチウムチオレートの酸性度は比較的
低いため、本発明のように正極の塩基性を強くすること
により、多くのリチウムチオレートを正極内に捕捉した
ままとすることができる。
Since the polymer compound having a strong basicity used in the present invention has a stronger basicity than the conventionally used polyaniline-based compound, the desorption of the lithium thiolate formed during discharge from the positive electrode is almost complete. Can be prevented. Since the lithium thiolate has a relatively low acidity, a large amount of lithium thiolate can be retained in the positive electrode by increasing the basicity of the positive electrode as in the present invention.

【0028】上記作用により、本発明に係る正極を用い
たリチウム二次電池は、塩基性ユニット1つあたりのス
ルフィド捕捉数を1以上とすることができ、従って、単
位重量あたりのエネルギー密度向上とサイクル特性の長
寿命化が可能となる。また、本発明特有の構成により、
放電時に生成するリチウムチオレートは正極から離脱す
ることがないため、電解質として、固形或いはゲル状の
ものに限定されることがない。その結果、大電流での充
放電に優れた二次電池を得ることができる。
Due to the above action, the lithium secondary battery using the positive electrode according to the present invention can make the number of sulfide trapped per basic unit to be 1 or more, and therefore the energy density per unit weight can be improved. The cycle life can be extended. Further, due to the configuration unique to the present invention,
Lithium thiolate produced during discharge does not separate from the positive electrode, so the electrolyte is not limited to solid or gel electrolyte. As a result, it is possible to obtain a secondary battery that is excellent in charging and discharging with a large current.

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

【図1】本発明のスルフィド−リチウム二次電池の断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sulfide-lithium secondary battery of the present invention.

【図2】実施例及び比較例の電池における放充電を繰り
返したときの放電容量率の変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in discharge capacity rate when discharging is repeated in the batteries of Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 正極缶 3 負極 4 絶縁パッキング 5 負極缶 6 セパレータ 1 positive electrode 2 positive electrode can 3 negative electrode 4 insulating packing 5 negative electrode can 6 separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 弘 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Iizuka 1500 Onjuku, Susono, Shizuoka Prefecture Yazaki Corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極を構成する組成物中に塩基性の強い
高分子化合物が含有されていることを特徴とするスルフ
ィド−リチウム二次電池。
1. A sulfide-lithium secondary battery, wherein a polymer compound having a strong basicity is contained in the composition constituting the positive electrode.
【請求項2】 上記塩基性の強い高分子化合物がポリビ
ニル化合物であることを特徴とする請求項1に記載のス
ルフィド−リチウム二次電池。
2. The sulfide-lithium secondary battery according to claim 1, wherein the polymer compound having a strong basicity is a polyvinyl compound.
【請求項3】 上記塩基性の強い高分子化合物がポリア
セチレン化合物であることを特徴とする請求項1に記載
のスルフィド−リチウム二次電池。
3. The sulfide-lithium secondary battery according to claim 1, wherein the polymer compound having a strong basicity is a polyacetylene compound.
【請求項4】 上記正極を構成する組成物中に導電性粉
末が添加されていることを特徴とする請求項1乃至請求
項3に記載のスルフィド−リチウム二次電池。
4. The sulfide-lithium secondary battery according to claim 1, wherein a conductive powder is added to the composition constituting the positive electrode.
【請求項5】 塩基性の強い高分子化合物が含有されて
いることを特徴とする非水電池用電極材。
5. An electrode material for a non-aqueous battery, which contains a polymer compound having a strong basicity.
【請求項6】 上記塩基性の強い高分子化合物がポリビ
ニル化合物であることを特徴とする請求項5に記載の非
水電池用電極材。
6. The electrode material for a non-aqueous battery according to claim 5, wherein the polymer compound having strong basicity is a polyvinyl compound.
【請求項7】 上記塩基性の強い高分子化合物がポリア
セチレン化合物であることを特徴とする請求項5に記載
の非水電池用電極材。
7. The electrode material for a non-aqueous battery according to claim 5, wherein the polymer compound having a strong basicity is a polyacetylene compound.
【請求項8】 導電性粉末が添加されていることを特徴
とする請求項5乃至請求項7に記載の非水電池用電極
材。
8. The electrode material for a non-aqueous battery according to claim 5, wherein a conductive powder is added.
JP7232767A 1995-09-11 1995-09-11 Electrode material for sulfide-lithium secondary battery and non-aqueous battery Withdrawn JPH0982327A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100354229B1 (en) * 2000-08-02 2002-09-27 삼성에스디아이 주식회사 Low impedance lithium-sulfur batteries

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