JP2000195499A

JP2000195499A - リチウム電池

Info

Publication number: JP2000195499A
Application number: JP10368841A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Mishima; 洋光三島; Toshihiko Kamimura; 俊彦上村; Nobuyuki Kitahara; 暢之北原; Shinji Umagome; 伸二馬込; Makoto Osaki; 誠大崎; Hisashi Higuchi; 永樋口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】正極および負極の活物質充填率を向上させ、
高エネルギー密度化を図るとともに、高信頼性を有する
リチウム電池を提供する。【解決手段】正極、負極および電解質を具備するリチ
ウム電池において、前記正極あるいは負極の少なくとも
一方が活物質焼結体がエキスパンドメタルに保持されて
なる複合焼結体であって、前記の正極および負極の活物
質がリチウムイオンを吸蔵・放出可能な酸化物であるこ
とを特徴とするリチウム電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリチウム電池に関
し、特に電極を改良したリチウム電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話やパーソナルコンピュータに代
表される携帯機器の近年の目覚しい発達に伴い、その電
源としての電池の需要も急速に増加している。特に、リ
チウムイオン電池は、原子量が小さく、かつイオン化エ
ネルギーが大きなリチウムを使う電池であることから、
高エネルギー密度を得ることができる電池として盛んに
研究が行われ、現在では携帯機器の電源をはじめとして
広範囲に用いられるに至っている。これらのリチウムイ
オン電池には、大きく分けて円筒型と角型があるが、い
ずれも正極と負極がセパレータに巻回された極群を電槽
缶内に挿入し、そこに有機電解液が注入されて封口され
た構造となっている。

【０００３】上述したリチウムイオン電池では、正極活
物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）やマン
ガン酸リチウム（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）が一般に用いられて
いる。負極活物質には、コークスや炭素繊維などの炭素
材料が用いられるのが一般的である。ここで挙げたＬｉ
ＣｏＯ₂やＬｉＭｎ₂Ｏ₄の充放電電圧は約４Ｖであ
る。これに対して炭素材料の充放電電圧は０Ｖ付近であ
る。したがって、これらの正極活物質と負極活物質を組
み合わせることでリチウムイオン電池は約３．５Ｖの高
電圧を達成している。また、一般的にリチウムイオン電
池の電極は、これらの正極または負極活物質に有機バイ
ンダー、例えばポリテトラフルオロエチレンやポリフッ
化ビニリデンなどと必要に応じて黒鉛などの導電剤およ
び溶媒を加えて塗液を作製した後、この塗液を特開平１
０―１８８９６２号公報などで開示されるエクストルー
ジョン方式やドクターブレード方式などの塗布方法によ
り集電体と呼ばれるアルミニウムあるいは銅製の金属箔
上に塗布して乾燥・裁断することでシート状に作製され
る。また、裁断前に電極の充填密度を向上させるため
に、必要に応じて特開平１０―６４５２１号公報で開示
されるようなロールプレス装置により加圧・圧縮される
ことがある。

【０００４】しかしながら、集電体上に塗布により形成
された電極には、電池反応に直接は寄与しない粒子同士
を結着するためのバインダーや粒子間の電子伝導性を確
保するための導電剤が体積比で１０から４０％含まれて
いるため、実質的な活物質が電極内で占める体積は２０
から６０％にとどまっている。つまり、活物質充填率が
高くならないという問題がある。したがって、塗布型の
電極を用いた場合は電池の容量が小さくなり、結果的に
電池のエネルギー密度が小さいものとなっている。ま
た、コイン形電池のように加圧成形されたペレット状の
電極においても同様で、導電剤やバインダーを含有する
ため活物質充填率を上げられないという問題がある。

【０００５】かかる問題を解決する方法として、例えば
特開平６−１５０９０８号公報、特開平７−２８８１２
６号公報に開示されているように、炭素材料を用いる負
極においてバインダーを用いる代わりに加熱によって炭
素化し、充放電に対して可逆性を有するようになる固形
有機物または各種ピッチ類を活物質保持剤として用いる
ことが提案されている。

【０００６】この炭素負極を作製するには、主たる負極
活物質となる炭素材料と固形有機物または各種ピッチ
類、および溶剤よりなる負極合剤を金属集電体に塗布し
た後、加熱する。この加熱過程で、負極合剤中の固形有
機物または各種ピッチ類は炭化し、活物質同士を結着す
る。この炭素化した固形有機物または各種ピッチ類は、
活物質を結着する働きをするとともに、それ自体充放電
に寄与し、電池容量を増加させる。さらに、この炭素化
した固形有機物または各種ピッチ類は活物質粒子間を三
次元的に集電する役目を果たす。したがって、このよう
な複合焼結体を用いる電池は、結着剤の分が容量損にな
らず、高エネルギー密度化できることになる。

【０００７】しかしながら、金属箔集電体上に負極合剤
を塗布し、焼成する複合焼結体作製方法では、加熱過程
で固形有機物あるいは各種ピッチ類が炭素化する際に、
金属箔集電体が炭素層の均一な収縮を阻害し、その結果
炭素層がひび割れしたり、集電体から剥離するといった
問題が生じる。

【０００８】そこで、特開平１０−５０３１９号公報で
は集電体にエキスパンドメタルを用いることが提案され
ている。このエキスパンドメタルは柔軟であるため、焼
結過程で生じる炭素層の収縮や充放電にともなった炭素
層の膨張・収縮に追従して変形することができる。従っ
て、炭素層のひび割れや剥離のない負極複合焼結体を得
られることとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】負極活物質に炭素材料
を用いるリチウムイオン電池は、炭素材料の充放電電圧
が０Ｖ付近であることから高エネルギー密度が期待され
る。さらに、炭素材料複合焼結体を用いるリチウムイオ
ン電池では、電極に無駄な結着剤を含まないことから一
層高エネルギー密度化が期待される。しかしながら、負
極活物質に炭素材料を用いたリチウムイオン電池の場
合、通常の充放電反応においてもエッジ効果によって電
流が集中しやすい負極周縁部にリチウムが析出し、デン
ドライト状に結晶成長して内部短絡を引き起こす可能性
がある。特に、大電流で急速充電した際や、電極にひび
割れなどがあるとリチウムの析出が顕著に起こる。この
現象は、炭素材料中へリチウムイオンが進入する挿入反
応電位とリチウムの析出電位が近いために、電流集中の
起こるエッジ部や電極表面のひび割れによって生じたエ
ッジ部分で挿入と析出が競争反応として同時に起こるた
めと考えられる。従って、電池の充電過程でリチウム金
属が負極表面に析出し内部短絡を引き起こす可能性があ
る炭素材料を負極活物質に用いたリチウムイオン電池
は、十分な安全性、信頼性を有しているとはいえない。

【００１０】そこで、本発明は上述のような従来のリチ
ウムイオン電池の問題点に鑑み、充放電中のリチウムの
析出を抑止し、高エネルギー密度を有し、かつ安全性、
信頼性に優れるリチウム電池を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のリチウム電池は、正極と負極との間に電
解質を配設したリチウム電池において、前記正極もしく
は負極の少なくとも一方を活物質とエキスパンドメタル
の複合焼結体で構成した。

【００１２】上記リチウム電池では、前記活物質が金属
酸化物もしくは金属複合酸化物であることが望ましい。

【００１３】

【作用】上記のように構成すると、有機バインダーや導
電剤を含まない焼結体で電極を形成でき、活物質の充填
率が向上し、電池のエネルギー密度が向上する。また、
一般的に酸化物の充放電電圧は炭素材料の充放電電圧よ
りも貴な電位を示すことから、原理的にリチウムの析出
反応が起こらないので、電池の安全性、信頼性が向上す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のリチウム電池の実
施形態について説明する。図１は、本発明に係る角形リ
チウム電池の構成例を示す一部破断面図、図２は断面図
である。図１および図２において、１は例えばステンレ
スからなる電槽缶、２はステンレス製の正極端子、３は
同じくステンレス製の負極端子、４は正極端子２よび負
極端子３がガラスハーメチックシール６によって取り付
けられたステンレス製の蓋である。５は電極と電槽缶を
絶縁するための樹脂製の絶縁板である。８は酸化物系負
極活物質をエキスパンドメタルとともに加圧成形したの
ち焼成して得られた負極複合焼結体である。１０は酸化
物系正極活物質をエキスパンドメタルとともに加圧成形
したのち焼成して得られた正極複合焼結体である。ま
た、９は負極複合焼結体８と正極複合焼結体１０の絶縁
と電解液の保持のために積層配置されたセパレータであ
る。上述の負極複合焼結体８と正極複合焼結体１０をセ
パレータ９を介して積層した極群を電槽缶１に挿入し、
負極複合焼結体８および正極複合焼体１０をそれぞれリ
ード端子７を介して正極端子２および負極端子３に溶接
した後、電解液を注液して電槽缶１と蓋４をレーザー溶
接して、電池とした。ただし、対向する正極と負極の容
量比をほぼ同じとするため極群の外側に配置される２枚
の負極の厚みは、他の負極の約１／２となるように調節
した。

【００１５】次に、正極複合焼結体１０および負極複合
焼結体８の製造方法を述べる。上述の正極および負極活
物質に用いる酸化物としては、次のような化合物が挙げ
られる。例えば、リチウムマンガン複合酸化物、二酸化
マンガン、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバ
ルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化
物、リチウムバナジウム複合酸化物、リチウムチタン複
合酸化物、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化バナジウム、
酸化タングステンなどとそれらの誘導体が挙げられる。
ここで、正極活物質と負極活物質には明確な区別はな
く、２種類の化合物の充放電電位を比較してより貴な電
位を示すものを正極に、より卑な電位を示すものを負極
にそれぞれ用いて任意の電圧の電池を構成することがで
きる。

【００１６】これら酸化物の複合焼結体は、（１）活物
質を成形助剤を溶解させた水もしくは溶剤に分散させて
スラリーを調製し、このスラリーをエキスパンドメタル
に塗布・乾燥した後、圧縮成形して裁断したものを焼結
させる方法、あるいは（２）活物質粉体を直接あるいは
造粒し、エキスパンドメタルとともにプレス機で加圧成
形した後、焼成させる方法、（３）造粒した粉体をロー
ルプレス機で加圧成形してシート状に加工した後、その
シートにエキスパンドメタルを埋め込み裁断して焼結さ
せる方法、（４）（１）と同様に作製したスラリーを基
材フィルム上に塗布・乾燥して合剤シートを作製し、こ
の合剤シートをエキスパンドメタルの両側に圧接して裁
断した後、焼成する方法などが用いられる。この焼成
は、活物質の焼成温度以下でかつエキスパンドメタルが
変質しない程度の上限温度で行う。（２）、（３）の造
粒は、（１）の方法で述べたスラリーから造粒する湿式
造粒であっても溶剤を用いない乾式造粒であっても構わ
ない。また、（２）の方法では成形助剤を用いても用い
なくてもどちらでも差し支えない。

【００１７】ここで使用可能な成形助剤としては、例え
ばポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ジアセチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニ
ルクロライド、ポリビニルピロリドンなどの１種もしく
は２種以上の混合物が挙げられる。

【００１８】エキスパンドメタルの材質としては、例え
ばアルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、チタン、
鉄などが使用可能である。材質の選択は正負極それぞれ
の活物質の充放電電圧範囲により、充電電圧が３Ｖ以下
の場合はニッケルもしくは銅が、３Ｖ以上の場合はアル
ミニウムもしくはチタンが適している。

【００１９】本発明が適用されるリチウム電池は、正極
および負極の活物質が金属酸化物で、少なくとも一方の
電極が複合焼結体で構成されているものであって、一次
電池であっても２次電池であっても差し支えない。ま
た、電解質はイオン伝導性を有する材料であれば液体で
も固体でも用いることができるほか、電池形状は円筒
型、角型、ボタン型、コイン型および扁平型などに限定
されるものではない。以下では、本発明が適用されるリ
チウム電池の正極、負極活物質を除く構成材料について
例を挙げ詳述する。

【００２０】電解質には、有機溶媒に所要の電解質塩を
溶解させた有機電解液やイオン伝導性高分子材料に電解
質塩を溶解させた高分子固体電解質、さらにはそれらを
複合化させたゲル電解質、無機材料からなる無機固体電
解質を用いることができる。ここで、上記有機電解液を
電解質に用いた場合、正極１０と負極８を隔離するため
のセパレータ９が必要である。

【００２１】有機電解液に用いる有機溶媒には、例えば
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチ
レンカーボネート、ジメチルカーボネート、ガンマーブ
チロラクトン、スルホラン、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、
テトラヒドロフラン、２―メチルテトラヒドロフラン、
炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよびメチルエチルカーボ
ネートから選ばれる１種もしくは２種以上の混合系の溶
媒が挙げられる。電解質塩としては、例えば、ＬｉＣｌ
Ｏ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、Ｌ
ｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂
などのリチウム塩を挙げることができる。

【００２２】セパレータ９には、例えばポリオレフィン
繊維製の不織布やポリオレフィン繊維製の微多孔膜を用
いることができる。ここでポリオレフィン繊維として
は、例えばポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維など
を挙げることができる。

【００２３】イオン伝導性高分子材料としては、例えば
ポリエチレンオキシドに代表されるエチレンオキシド骨
格を有する高分子やプロピレンオキシドに代表されるプ
ロピレンオキシド骨格を有する高分子、またそれらの混
合物や共重合体などが挙げられる。電解質塩としては、
上述の有機電解液と同じものが使用可能である。

【００２４】無機固体電解質としては、例えばＬｉ_1.3
Ａｌ_0.3Ｔｉ_1.7（ＰＯ₄）₃やＬｉ_3.6Ｇｅ_0.6Ｖ
_0.4Ｏ₄などの結晶質固体電解質、３０ＬｉＩ−４１Ｌ
ｉ₂Ｏ−２９Ｐ₂Ｏ₅や４０Ｌｉ₂Ｏ−３５Ｂ₂Ｏ₃−
２５ＬｉＮｂＯ₃などの酸化物系非晶質固体電解質、４
５ＬｉＩ−３７Ｌｉ₂Ｓ−１８Ｐ₂Ｓ₅や１Ｌｉ₃ＰＯ
₄−６３Ｌｉ₂Ｓ−３６ＳｉＳ₂などの硫化物系非晶質
固体電解質などを挙げることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２６】［実施例１］水酸化リチウムと二酸化マン
ガンをＬｉとＭｎのモル比が１：２となるように混合
し、この混合物を大気中、９００℃で１５時間加熱焼成
することによりリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ
₂Ｏ₄）を調製し、これを正極活物質とした。次に、水
酸化リチウムと二酸化チタンをＬｉとＴｉのモル比が
４：５となるように混合し、この混合物を大気中、８５
０℃で１５時間加熱焼成することによりリチウムチタン
複合酸化物（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）を調製して負極活物質
とした。

【００２７】このＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂の
それぞれに成形助剤となるポリビニルアルコール（分子
量５００）と水を加え、混練することでスラリーを調製
した。このスラリーをアルミニウム製エキスパンドメタ
ルに塗布したのち乾燥させてシート状に成形したものを
ロールプレスにより圧縮加圧成形して、正極は厚み１．
０ｍｍ、負極は厚み０．８５ｍｍのシートとした。それ
ぞれのシートを金型で打ち抜き短冊状の成形体を得た。
次に、これら成形体を６００℃の大気中で焼成すること
で複合焼結体電極を作製した。作製した正極複合焼結体
１０は、幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍで、厚み０．８５ｍ
ｍ、負極複合焼結体８は幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍで、
厚み０．７ｍｍであった。

【００２８】［比較例１］ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉ₄Ｔｉ
₅Ｏ₁₂のスラリーをエキスパンドメタルに変えてアルミ
ニウム箔に塗布したこと以外は実施例１と同様にして正
極複合焼結体および負極複合焼結体を作製した。

【００２９】上述した実施例１および比較例１のそれぞ
れの方法で正極、負極、各３０枚を作製し、目視による
外観検査を行った。

【００３０】表１には、焼成後の電極の外観検査結果を
示す。なお、表中の数字は検査した各３０枚の電極中で
各項目に該当した電極の枚数を示している。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から明らかなように、集電体にエキス
パンドメタルを用いた複合焼結体電極ではひび割れや剥
離が発生しておらず、良好な電極が得られている。これ
に対して、集電体に金属箔を用いた比較例１の電極はす
べての電極でひび割れが発生し、一部の電極では合剤層
の剥離が認められた。合剤層がひび割れたり剥離したり
している電極をそのまま電池に使用すると、対向した部
分に活物質がないところで電極反応が不均一になった
り、充放電を繰り返すうちに合剤層が脱落して容量が減
少するなど電池特性が不安定になる可能性がある。

【００３３】このことから合剤層のひび割れや剥離を押
さえ、良好な電池特性を得るためには集電体にエキスパ
ンドメタルを用いることが望ましいことがわかる。

【００３４】［実施例２］実施例１と同様にして、Ｌｉ
Ｍｎ₂Ｏ₄を活物質に用いて幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍ
で、厚み０．８５ｍｍの正極複合焼結体１０とＬｉ₄Ｔ
ｉ₅Ｏ₁₂を活物質に用いた幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍ
で、厚み０．７ｍｍの負極複合焼結体８を作製した。こ
の負極複合焼結体５枚と正極複合焼結体４枚をセパレー
タ９を介して積層した極群を電槽缶１に挿入し、負極複
合焼結体および正極複合焼結体をそれぞれリード端子を
介して負極端子２および正極端子３に溶接した後、電解
液を注液して電槽缶１と蓋４をレーザー溶接して、電池
とした。ただし、極群の外側に配置される２枚の負極の
厚みは、他の負極の約１／２とした。

【００３５】［実施例３］実施例１と同様にして作製し
たＬｉＭｎ₂Ｏ₄と導電剤としてのアセチレンブラック
と、結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンとを活
物質、導電剤および結着剤の重量比が８５：１０：５に
なるように混合して混練した後、この混合物をアルミニ
ウム製エキスパンドメタルとともに加圧プレス機により
加圧成形して幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍで、厚み０．８
５ｍｍの正極を作製した。一方、負極は活物質としてＬ
ｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂を用いて実施例２の方法で幅４０ｍｍ、
高さ７５ｍｍで、厚み０．７ｍｍに作製した。ただし、
極群の外側の負極２枚は厚み０．４ｍｍとした。

【００３６】このようにして作製したテフロンシート正
極と負極複合焼結体を用いて、実施例２と同様の電池を
作製した。

【００３７】［比較例２］実施例３と同様にしてポリテ
トラフルオロエチレンをバインダーとして、正極活物質
としてＬｉＭｎ₂Ｏ₄を用いたテフロンシート正極を作
製した。一方、負極は実施例１と同様にして作製したＬ
ｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂とアセチレンブラック、ポリテトラフル
オロエチレンの重量比が８０：１５：５になるよう混合
して混練した後、エキスパンドメタルとともに加圧プレ
ス機により加圧成形して作製した。作製したテフロンシ
ート正極は幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍで、厚み０．８５
ｍｍ、テフロンシート負極は幅４０ｍｍ、高さ７５ｍｍ
で、厚み０．７ｍｍであった。ただし、極群の外側の負
極２枚は厚み０．４ｍｍとした。

【００３８】このようにして作製したテフロンシート正
極と負極を用いて、実施例２と同様の電池を作製した。

【００３９】［比較例３］メソフェーズピッチを原料と
する炭素繊維を細かく粉砕し、２８００℃の温度で焼成
することにより繊維径が１〜１００μｍで、繊維長が１
〜１００μｍの黒鉛系炭素繊維を得た。この炭素繊維を
負極活物質として、活物質と結着剤（スチレンブタジエ
ンゴム）が重量比で９５：５重量部になるように混合し
て混練し、この混合物を銅製のエキスパンドメタルとと
もに加圧プレス機により加圧成形して幅４０ｍｍ、高さ
７５ｍｍで、厚み０．５ｍｍの負極を得た。このように
して作製した炭素負極を用いたこと以外は比較例２と同
様にして角形電池を作製した。ただし、電槽缶と極群の
隙間には絶縁板５と同じ絶縁板を配置して隙間を生めて
緊圧がかかるようにした。

【００４０】上記実施例２、３および比較例２、３で作
製した電池の容量測定を実施した。表２に得られた結果
をまとめて示す。なお、電池の放電容量は、充電終止電
圧を２．８Ｖ、電流値を７０ｍＡとして定電流充電した
後、１時間放置して同じく電流値７０ｍＡで２．０Ｖま
で定電流放電して求めた。比較例３で作製した電池の放
電容量は、充電終止電圧を４．１Ｖ、放電終止電圧を
３．０Ｖとした以外は実施例の電池と同様にして求め
た。

【００４１】続いて、実施例２、３および比較例２、３
で作製した電池を用いて充放電サイクル試験を５０サイ
クル行い、５０サイクル後の容量保持率を求めた。ここ
で容量保持率とは、容量測定で求めた初期容量に対する
５０サイクル目の放電容量の割合である。なお、充放電
サイクル試験の充電電流値は、１４０ｍＡとした。放電
電流値は、容量測定と同じ７０ｍＡとした。さらに、容
量保持率を求めた後充電を行い、充電末状態で７日間６
０℃に放置し、放置開始前後の電池の開回路電圧を調査
した。以上の結果を表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２から明らかなように、実施例２、３の
電池は比較例２の電池に比べ大きな初期容量が得られて
いる。これは活物質や集電体は同じであるが、複合焼結
体電極とテフロンシート電極の差により、電極の単位体
積中に占める活物質の割合（活物質充填率）に差が生じ
たためである。つまり、複合焼結体電極には電池反応に
寄与しない導電剤やバインダーが含まれておらず、活物
質の占有体積が増加したことによって電池の初期容量が
増加したといえ、電池の正極もしくは負極のどちらか一
方に複合焼結体を用いることで電池の高エネルギー密度
化が図れることがわかる。ここで、導電剤を添加してい
ない酸化物電極が、導電剤を添加した電極と同等に作動
する理由は不明であるが、成形助剤として添加したポリ
ビニルアルコールが焼結過程で完全には揮発除去され
ず、その一部が炭化して活物質粒子間に残存し、極少量
で良好な導電性ネットワークを形成したためと推定され
る。

【００４４】また、負極活物質に炭素材料を用いた比較
例３の電池は比較例２の電池に比べ大きな初期容量を示
しているものの５０サイクル後の容量保持率が８１％と
低いほか、放置前後で開回路電圧が約０．８Ｖ低下して
いる。これに対して、負極活物質にＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂を
用いた実施例２、３および比較例２の電池はいずれも５
０サイクル後の容量保持率が９５％以上で、放置前後の
開回路電圧の低下も１０ｍＶ程度と小さく良好な電池特
性を示している。

【００４５】炭素負極は導電剤を含有していないため、
比較例２の負極に比べると活物質充填率が高くなり、同
じ正極を使っているにもかかわらず初期容量は大きくな
っている。しかしながら、容量保持率の低下や開回路電
圧の変化が大きく電池特性が不安定である。これは充電
時にデンドライト状に析出したリチウムが正極に到達
し、内部短絡を引き起こしているためと推定される。

【００４６】このように、負極活物質に酸化物を用いた
電池は、充放電中に析出リチウムによる内部短絡が生じ
ることがなく、安全性、信頼性が向上することがわか
る。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明のリチウム電池で
は、正極もしくは負極の少なくとも一方を活物質とエキ
スパンドメタルの複合焼結体で構成したことから、電極
中に充放電反応に寄与しないバインダーや導電剤が含ま
れておらず、電極中の活物質充填率が高くなり、結果と
して高エネルギー密度が得られるとともに、正極活物質
および負極活物質に金属酸化物もしくは金属複合酸化物
を用いることで金属リチウムの析出反応を抑止し信頼性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリチウム電池の一部破断面図であ
る。

【図２】本発明に係るリチウム電池の断面図である。

【符号の説明】

１…電槽缶２…正極端子３…負極端子４…蓋５…絶縁体６…ガラスハーメチックシール７…正極リード端子８…負極複合焼結体９…セパレータ１０…正極複合焼結体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬込伸二京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地京セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者大崎誠京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地京セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者樋口永京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地京セラ株式会社中央研究所内Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA10 BA01 BB04 BB05 BB14 BC05 5H014 AA04 BB01 CC01 EE05 EE10 5H017 AA03 AS02 BB04 BB07 BB08 CC01 EE04 EE05 5H029 AJ03 AJ12 AK02 AK03 AL02 AL03 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 BJ02 BJ14 CJ02 CJ22 EJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と負極との間に電解質を配設したリ
チウム電池において、前記正極もしくは負極の少なくと
も一方を活物質とエキスパンドメタルの複合焼結体で構
成したことを特徴とするリチウム電池。
【請求項２】前記活物質が金属酸化物もしくは金属複
合酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のリチ
ウム電池。