JPH10125317A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH10125317A JPH10125317A JP8273602A JP27360296A JPH10125317A JP H10125317 A JPH10125317 A JP H10125317A JP 8273602 A JP8273602 A JP 8273602A JP 27360296 A JP27360296 A JP 27360296A JP H10125317 A JPH10125317 A JP H10125317A
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- secondary battery
- aqueous electrolyte
- electrode
- electrolyte secondary
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイクル寿命に優れ、高信頼性の非水電解質
二次電池を得る。 【解決手段】 充放電可能な正極、非水電解質、および
充放電可能な負極を具備する非水電解質二次電池におい
て、負極にＰを含有する金属あるいは半金属を用いる。
Ｐを含有する金属あるいは半金属には、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなどを用いる。
二次電池を得る。 【解決手段】 充放電可能な正極、非水電解質、および
充放電可能な負極を具備する非水電解質二次電池におい
て、負極にＰを含有する金属あるいは半金属を用いる。
Ｐを含有する金属あるいは半金属には、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓ
ｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなどを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池、特にその負極の改良に関するものである。
池、特にその負極の改良に関するものである。
【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、盛んに研究が行われている。これまで非水
電解質二次電池の正極活物質には、 ＬｉＣｏＯ2、Ｖ2
Ｏ5、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いる。
これらの化合物は、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っている。
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。
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、盛んに研究が行われている。これまで非水
電解質二次電池の正極活物質には、 ＬｉＣｏＯ2、Ｖ2
Ｏ5、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いる。
これらの化合物は、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っている。
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。
【０００３】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
ことできるリチウム−アルミニウムなどのリチウム合金
板を負極を用いる検討がなされている。しかしながら、
リチウム合金板を用いた場合、深い充放電を繰り返す
と、電極の微細化が生じ、このためサイクル特性に問題
があった。そこで、アルミニウムなどにおいては、さら
に他の元素を添加した合金を電極とすることで、電極の
微細化を抑制する提案がなされている（特開昭６２−１
１９８５６号公報、特開平４−１０９５６２号公報な
ど）。しかしながら、十分な特性改善がなされていない
のが現状である。
チウムの樹枝状成長を抑制しリチウムを吸蔵・放出する
ことできるリチウム−アルミニウムなどのリチウム合金
板を負極を用いる検討がなされている。しかしながら、
リチウム合金板を用いた場合、深い充放電を繰り返す
と、電極の微細化が生じ、このためサイクル特性に問題
があった。そこで、アルミニウムなどにおいては、さら
に他の元素を添加した合金を電極とすることで、電極の
微細化を抑制する提案がなされている（特開昭６２−１
１９８５６号公報、特開平４−１０９５６２号公報な
ど）。しかしながら、十分な特性改善がなされていない
のが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上に鑑
み、充放電サイクル特性に優れた非水電解質二次電池用
負極を提供することを目的とする。本発明は、充電でＬ
ｉを吸蔵してデンドライトを発生せず、電気容量が大き
く、かつサイクル寿命の優れた負極を提供するものであ
る。
み、充放電サイクル特性に優れた非水電解質二次電池用
負極を提供することを目的とする。本発明は、充電でＬ
ｉを吸蔵してデンドライトを発生せず、電気容量が大き
く、かつサイクル寿命の優れた負極を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、充放電可能な
正極、非水電解質、および充放電可能な負極を具備する
非水電解質二次電池において、負極に少なくともＰを含
有する金属あるいは半金属を用いることを特徴とする。
この負極を使用することにより、高エネルギー密度で、
デンドライトによる短絡のない、サイクル寿命に優れた
信頼性の高い二次電池を得ることが可能となる。
正極、非水電解質、および充放電可能な負極を具備する
非水電解質二次電池において、負極に少なくともＰを含
有する金属あるいは半金属を用いることを特徴とする。
この負極を使用することにより、高エネルギー密度で、
デンドライトによる短絡のない、サイクル寿命に優れた
信頼性の高い二次電池を得ることが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】Ｐを含有する金属あるいは半金属
としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶか
らなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。Ｐ
を含有する金属あるいは半金属の総重量におけるＰ含有
量としては、１〜５０ｗｔ％が好ましい。
としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶか
らなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。Ｐ
を含有する金属あるいは半金属の総重量におけるＰ含有
量としては、１〜５０ｗｔ％が好ましい。
【０００７】Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔは、単独でもＬ
ｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放出することが可能であ
るが、Ｐを含有することでサイクル特性が飛躍的に改善
される。また、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなどは、従来単独ではＬｉな
どのアルカリ金属を吸蔵・放出することができなかった
が、Ｐを含有することで充放電が可能になった。Ｐを含
有することによる効果の詳細は不明であるが、従来から
Ｐを含有しなくてもＬｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放
出することが可能なＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂ
ｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔに関して
は、Ｐを含有することで金属の機械的強度が高められ、
従来からの充放電を繰り返すことで生じる微粉化を抑制
するものと考えられる。容量特性とサイクル特性の両特
性から見て、Ｐ含有量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、
１〜３０ｗｔ％がより好ましく、１〜１５ｗｔ％が特に
好ましい。
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔは、単独でもＬ
ｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放出することが可能であ
るが、Ｐを含有することでサイクル特性が飛躍的に改善
される。また、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなどは、従来単独ではＬｉな
どのアルカリ金属を吸蔵・放出することができなかった
が、Ｐを含有することで充放電が可能になった。Ｐを含
有することによる効果の詳細は不明であるが、従来から
Ｐを含有しなくてもＬｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放
出することが可能なＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂ
ｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔに関して
は、Ｐを含有することで金属の機械的強度が高められ、
従来からの充放電を繰り返すことで生じる微粉化を抑制
するものと考えられる。容量特性とサイクル特性の両特
性から見て、Ｐ含有量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、
１〜３０ｗｔ％がより好ましく、１〜１５ｗｔ％が特に
好ましい。
【０００８】一方、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなど、従来単独で
はＬｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放出することができ
なかった金属に関しては、金属格子状にＰが固溶するこ
とで新たなＬｉ収納サイトが形成されたものと考えられ
る。容量特性とサイクル特性の両特性から見て、Ｐ含有
量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、１〜３０ｗｔ％がよ
り好ましく、５〜１５ｗｔ％が特に好ましい。
ｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖなど、従来単独で
はＬｉなどのアルカリ金属を吸蔵・放出することができ
なかった金属に関しては、金属格子状にＰが固溶するこ
とで新たなＬｉ収納サイトが形成されたものと考えられ
る。容量特性とサイクル特性の両特性から見て、Ｐ含有
量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、１〜３０ｗｔ％がよ
り好ましく、５〜１５ｗｔ％が特に好ましい。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 《実施例１》まず、表１に示すＰ含有量の異なるＡｌ、
Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、
Ｂ、Ａｕ、およびＰｔの負極活物質としての特性を検討
するため、図１に示す試験セルを作製した。活物質粉末
６ｇに対して、導電剤の黒鉛粉末３ｇ、および結着剤の
ポリエチレン粉末１ｇを混合して合剤とした。この合剤
０．１ｇを直径１７．５ｍｍの円盤に加圧成型して電極
１とした。この電極１をケース２の中央に配置し、その
上に微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ
３を置いた。１モル／ｌの過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ
Ｏ４）を溶解したエチレンカーボネートとジメトキシエ
タンの体積比１：１の混合溶液を非水電解質としてセパ
レータ上に注液した。この後、内側に直径１７．５ｍｍ
の金属リチウム板４を張り付け、外周部にポリプロピレ
ン製ガスケット５を付けた封口板６を前記ケースに組み
合わせ、封口し試験セルとした。
Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、
Ｂ、Ａｕ、およびＰｔの負極活物質としての特性を検討
するため、図１に示す試験セルを作製した。活物質粉末
６ｇに対して、導電剤の黒鉛粉末３ｇ、および結着剤の
ポリエチレン粉末１ｇを混合して合剤とした。この合剤
０．１ｇを直径１７．５ｍｍの円盤に加圧成型して電極
１とした。この電極１をケース２の中央に配置し、その
上に微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ
３を置いた。１モル／ｌの過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ
Ｏ４）を溶解したエチレンカーボネートとジメトキシエ
タンの体積比１：１の混合溶液を非水電解質としてセパ
レータ上に注液した。この後、内側に直径１７．５ｍｍ
の金属リチウム板４を張り付け、外周部にポリプロピレ
ン製ガスケット５を付けた封口板６を前記ケースに組み
合わせ、封口し試験セルとした。
【００１０】この試験セルについて、２ｍＡの定電流
で、電極がＬｉ対極に対して０Ｖになるまでカソード分
極（電極１を負極として見る場合には充電に相当）し、
次に電極が１．０Ｖになるまでアノード分極（放電に相
当）した。このカソード分極、アノード分極を繰り返し
て電極特性を評価した。また、比較例として、Ｐを含有
していない各種金属あるいは半金属についても検討し
た。この比較例についても、上記と同様に試験セルを作
製し、同条件で電極特性を調べた。表１に１サイクル目
の活物質１ｇ当たりの放電容量を示す。
で、電極がＬｉ対極に対して０Ｖになるまでカソード分
極（電極１を負極として見る場合には充電に相当）し、
次に電極が１．０Ｖになるまでアノード分極（放電に相
当）した。このカソード分極、アノード分極を繰り返し
て電極特性を評価した。また、比較例として、Ｐを含有
していない各種金属あるいは半金属についても検討し
た。この比較例についても、上記と同様に試験セルを作
製し、同条件で電極特性を調べた。表１に１サイクル目
の活物質１ｇ当たりの放電容量を示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】本実施例のＰを含有している電極は、いず
れも充放電することがわかった。Ｐを含有したＡｌ、Ｓ
ｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇ
ａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔ合金に関しては、Ｐ含有量が
増加するにつれて、１サイクル目の放電容量は低下する
が、Ｐ含有量が５０ｗｔ％まではＰを含有しない金属の
５０％以上の容量を示した。この試験セルの１０サイク
ル目のカソード分極が終了した後、試験セルを分解した
ところ、いずれも金属リチウムの析出は認められなかっ
た。以上より本発明の活物質電極では、カソード分極で
Ｌｉが電極中に吸蔵され、アノード分極で吸蔵されたＬ
ｉが放出され、金属Ｌｉの析出はないことがわかった。
れも充放電することがわかった。Ｐを含有したＡｌ、Ｓ
ｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇ
ａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔ合金に関しては、Ｐ含有量が
増加するにつれて、１サイクル目の放電容量は低下する
が、Ｐ含有量が５０ｗｔ％まではＰを含有しない金属の
５０％以上の容量を示した。この試験セルの１０サイク
ル目のカソード分極が終了した後、試験セルを分解した
ところ、いずれも金属リチウムの析出は認められなかっ
た。以上より本発明の活物質電極では、カソード分極で
Ｌｉが電極中に吸蔵され、アノード分極で吸蔵されたＬ
ｉが放出され、金属Ｌｉの析出はないことがわかった。
【００１３】《実施例２》ここでは、表２に示すＰ含有
量の異なるＭｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶの負極活物質とし
ての特性を検討するため、実施例１と同様に図１に示す
試験セルを作製し、実施例１と同様の条件で試験した。
その結果を表２に示す。また、比較例として、Ｐを含有
していない各種金属についても検討した。表２に１サイ
クル目の活物質１ｇ当たりの放電容量を示す。
量の異なるＭｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶの負極活物質とし
ての特性を検討するため、実施例１と同様に図１に示す
試験セルを作製し、実施例１と同様の条件で試験した。
その結果を表２に示す。また、比較例として、Ｐを含有
していない各種金属についても検討した。表２に１サイ
クル目の活物質１ｇ当たりの放電容量を示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】本実施例の電極は、Ｐを含有することで充
放電することがわかった。Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶ金属
単独では、ほとんど容量を有さないのに対して、Ｐをわ
ずかに含有することで容量が飛躍的に増加した。この試
験セルの１０サイクル目のカソード分極が終了した後、
試験セルを分解したところ、いずれも金属リチウムの析
出は認められなかった。以上より本発明の活物質電極で
は、カソード分極でＬｉが電極中に吸蔵され、アノード
分極で吸蔵されたＬｉが放出され、金属Ｌｉの析出はな
い。また、充放電容量は、Ｐを含有することできわめて
大きくなることがわかった。
放電することがわかった。Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶ金属
単独では、ほとんど容量を有さないのに対して、Ｐをわ
ずかに含有することで容量が飛躍的に増加した。この試
験セルの１０サイクル目のカソード分極が終了した後、
試験セルを分解したところ、いずれも金属リチウムの析
出は認められなかった。以上より本発明の活物質電極で
は、カソード分極でＬｉが電極中に吸蔵され、アノード
分極で吸蔵されたＬｉが放出され、金属Ｌｉの析出はな
い。また、充放電容量は、Ｐを含有することできわめて
大きくなることがわかった。
【００１６】《実施例３》ここでは、表３に示すＰ含有
量の異なるＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶを
負極とする図２に示した円筒形電池を構成して特性を調
べた。電池を以下の手順により作製した。正極活物質で
あるＬｉＭｎ1.8Ｃｏ0.2Ｏ4は、Ｌｉ2ＣＯ3とＭｎ3Ｏ4
とＣｏＣＯ3とを所定のモル比で混合し、９００℃で加
熱することによって合成した。さらに、これを１００メ
ッシュ以下に分級したものを正極活物質とした。正極活
物質１００ｇに対して、導電剤の炭素粉末を１０ｇ、結
着剤のポリ４フッ化エチレンの水性ディスパージョンを
８ｇ、および純水を加え、ペースト状にし、チタンの芯
材に塗布し、乾燥、圧延して正極を得た。一方、Ｐを含
有した各種合金粉末からなる負極活物質に、導電剤の黒
鉛粉末、結着剤のテフロンバインダ−を重量比で６０：
３０：１０の割合で混合し、石油系溶剤を用いてペ−ス
ト状としたものを銅の芯材に塗布後、１００℃で乾燥
し、負極板とした。セパレ−タには、微孔性ポリプロピ
レンフィルムを用いた。
量の異なるＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶを
負極とする図２に示した円筒形電池を構成して特性を調
べた。電池を以下の手順により作製した。正極活物質で
あるＬｉＭｎ1.8Ｃｏ0.2Ｏ4は、Ｌｉ2ＣＯ3とＭｎ3Ｏ4
とＣｏＣＯ3とを所定のモル比で混合し、９００℃で加
熱することによって合成した。さらに、これを１００メ
ッシュ以下に分級したものを正極活物質とした。正極活
物質１００ｇに対して、導電剤の炭素粉末を１０ｇ、結
着剤のポリ４フッ化エチレンの水性ディスパージョンを
８ｇ、および純水を加え、ペースト状にし、チタンの芯
材に塗布し、乾燥、圧延して正極を得た。一方、Ｐを含
有した各種合金粉末からなる負極活物質に、導電剤の黒
鉛粉末、結着剤のテフロンバインダ−を重量比で６０：
３０：１０の割合で混合し、石油系溶剤を用いてペ−ス
ト状としたものを銅の芯材に塗布後、１００℃で乾燥
し、負極板とした。セパレ−タには、微孔性ポリプロピ
レンフィルムを用いた。
【００１７】上記の正極板１１と負極板１２とを両極板
間に極板より幅の広いセパレータ１３を挟んで重ね合わ
せ、これらを渦巻状に捲回して極板群を構成した。この
極板群をその上下にそれぞれポリプロピレン製の絶縁板
１６および１７を配して電槽１８に挿入し、電槽１８の
上部に段部を形成させた後、非水電解液を注入し、封口
板１９で密閉して図２のような電池を作製した。なお、
電解液には、１モル／ｌの過塩素酸リチウムを溶解した
エチレンカーボネートとジメトキシエタンの等比体積混
合溶液を用いた。１４は正極の芯材と同材質の正極リー
ドで、封口板１９に設けた正極端子２０に接続されてい
る。１５は負極と同材質の負極リードで、電槽１８に接
続されている。比較例として、負極活物質にＰを含有し
ていない各種金属あるいは半金属粉末を用いた他は上記
と同様にして負極を作製し、電池を組み立てた。
間に極板より幅の広いセパレータ１３を挟んで重ね合わ
せ、これらを渦巻状に捲回して極板群を構成した。この
極板群をその上下にそれぞれポリプロピレン製の絶縁板
１６および１７を配して電槽１８に挿入し、電槽１８の
上部に段部を形成させた後、非水電解液を注入し、封口
板１９で密閉して図２のような電池を作製した。なお、
電解液には、１モル／ｌの過塩素酸リチウムを溶解した
エチレンカーボネートとジメトキシエタンの等比体積混
合溶液を用いた。１４は正極の芯材と同材質の正極リー
ドで、封口板１９に設けた正極端子２０に接続されてい
る。１５は負極と同材質の負極リードで、電槽１８に接
続されている。比較例として、負極活物質にＰを含有し
ていない各種金属あるいは半金属粉末を用いた他は上記
と同様にして負極を作製し、電池を組み立てた。
【００１８】これら電池を温度３０℃において、充放電
電流１ｍＡ／ｃｍ2、充放電電圧範囲４．２Ｖ〜３．０
Ｖで充放電を繰り返し、放電容量が初期容量の５０％に
低下するまでの寿命（サイクル数）を調べた。この結果
を表３に示す。
電流１ｍＡ／ｃｍ2、充放電電圧範囲４．２Ｖ〜３．０
Ｖで充放電を繰り返し、放電容量が初期容量の５０％に
低下するまでの寿命（サイクル数）を調べた。この結果
を表３に示す。
【００１９】
【表３】
【００２０】Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔは、Ｐ含有量が
５０ｗｔ％までは、Ｐ含有量が増加するほどサイクル特
性が向上した。実施例１で示した容量特性とサイクル特
性の両特性から見て、Ｐを含有したＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、
Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およ
びＰｔのＰ含有量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、１〜
３０ｗｔ％がより好ましく、１〜１５ｗｔ％が特に好ま
しい。一方、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶも、Ｐを含有する
ことで充放電が可能となり、また良好なサイクル特性を
示した。実施例２で示した容量特性とサイクル特性の両
特性から見て、Ｐ含有量は、１〜５０ｗｔ％好ましく、
１〜３０ｗｔ％がより好ましく、５〜１５ｗｔ％が特に
好ましい。
ｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およびＰｔは、Ｐ含有量が
５０ｗｔ％までは、Ｐ含有量が増加するほどサイクル特
性が向上した。実施例１で示した容量特性とサイクル特
性の両特性から見て、Ｐを含有したＡｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、
Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、およ
びＰｔのＰ含有量は、１〜５０ｗｔ％が好ましく、１〜
３０ｗｔ％がより好ましく、１〜１５ｗｔ％が特に好ま
しい。一方、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶも、Ｐを含有する
ことで充放電が可能となり、また良好なサイクル特性を
示した。実施例２で示した容量特性とサイクル特性の両
特性から見て、Ｐ含有量は、１〜５０ｗｔ％好ましく、
１〜３０ｗｔ％がより好ましく、５〜１５ｗｔ％が特に
好ましい。
【００２１】上記の実施例では、円筒型電池について説
明したが、本発明はこの構造に限定されるものではな
く、コイン型、角型、偏平型などの形状の二次電池にお
いても全く同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
明したが、本発明はこの構造に限定されるものではな
く、コイン型、角型、偏平型などの形状の二次電池にお
いても全く同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、高容量でかつ、サイク
ル寿命の極めて優れた負極が得られる。この負極を用い
ることにより、高エネルギー密度で、デンドライトによ
る短絡のない信頼性の高い非水電解質二次電池を得るこ
とが可能となる。
ル寿命の極めて優れた負極が得られる。この負極を用い
ることにより、高エネルギー密度で、デンドライトによ
る短絡のない信頼性の高い非水電解質二次電池を得るこ
とが可能となる。
【図１】本発明の実施例に用いた試験セルの縦断面概略
図である。
図である。
【図２】本発明の他実施例に用いた円筒型電池の縦断面
図である。
図である。
１ 試験電極 ２ ケース ３ セパレータ ４ 金属リチウム ５ ガスケット ６ 封口板 １１ 正極板 １２ 負極板 １３ セパレータ １４ 正極リード １５ 負極リード １６ 上部絶縁板 １７ 下部絶縁板 １８ 電槽 １９ 封口板 ２０ 正極端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊口 ▲吉▼徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 充放電可能な正極、非水電解質、および
充放電可能な負極を具備し、前記負極がＰを含有する金
属あるいは半金属からなることを特徴とする非水電解質
二次電池。 - 【請求項２】 充放電可能な正極、非水電解質、および
充放電可能な負極を具備し、前記負極がＰを含有する金
属粉末あるいは半金属粉末と炭素材と結着剤の混合物か
らなることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 前記Ｐを含有する金属あるいは半金属
が、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚ
ｎ、Ｇａ、Ｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＶから群よ
り選択される少なくとも１種である請求項１または２記
載の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 前記Ｐを含有する金属あるいは半金属の
Ｐ含有量が１〜５０ｗｔ％である請求項１、２、または
３記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8273602A JPH10125317A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8273602A JPH10125317A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125317A true JPH10125317A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17530056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8273602A Pending JPH10125317A (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10125317A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11242954A (ja) * | 1997-01-28 | 1999-09-07 | Canon Inc | 電極構造体、二次電池及びそれらの製造方法 |
| JP2010501995A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | リチウム挿入が可能な高可逆性電極活物質及びその製造方法、これを備えた電極並びに二次電池 |
| JP2010510625A (ja) * | 2006-11-17 | 2010-04-02 | パナソニック株式会社 | 非水二次電池用電極活物質 |
| US7811706B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-10-12 | Sony Corporation | Battery |
-
1996
- 1996-10-16 JP JP8273602A patent/JPH10125317A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11242954A (ja) * | 1997-01-28 | 1999-09-07 | Canon Inc | 電極構造体、二次電池及びそれらの製造方法 |
| US7811706B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-10-12 | Sony Corporation | Battery |
| JP2010501995A (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | リチウム挿入が可能な高可逆性電極活物質及びその製造方法、これを備えた電極並びに二次電池 |
| JP2010510625A (ja) * | 2006-11-17 | 2010-04-02 | パナソニック株式会社 | 非水二次電池用電極活物質 |
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