JP2001015115A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 活物質粉体の表面に強アルカリが存在するた
め、例えばポリビニリデンフルオライドのような高分子
粘着材が急激にゲル化して成形が困難であり、成形でき
たとしても多孔質な成形体になり易いという問題があっ
た。 【解決手段】 活物質から成る電極３、６間に電解質５
を挟持して外装パッケージ１、８内に封入したリチウム
二次電池において、前記活物質粉体の表面を非晶質シリ
カで被覆したことを特徴とする。
め、例えばポリビニリデンフルオライドのような高分子
粘着材が急激にゲル化して成形が困難であり、成形でき
たとしても多孔質な成形体になり易いという問題があっ
た。 【解決手段】 活物質から成る電極３、６間に電解質５
を挟持して外装パッケージ１、８内に封入したリチウム
二次電池において、前記活物質粉体の表面を非晶質シリ
カで被覆したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池に
関し、特に活物質から成る電極間に電解質を挟持して外
装パッケージ内に封入するリチウム二次電池に関する。
関し、特に活物質から成る電極間に電解質を挟持して外
装パッケージ内に封入するリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近年
のノートパソコンや携帯電話等の携帯用電子機器の高性
能化と小型化にはめざましいものがあり、これら携帯機
器に使用される電池では、一層の高エネルギー密度化と
小型化が要求されている。
のノートパソコンや携帯電話等の携帯用電子機器の高性
能化と小型化にはめざましいものがあり、これら携帯機
器に使用される電池では、一層の高エネルギー密度化と
小型化が要求されている。
【０００３】このような要求に応えるものとして、リチ
ウムイオンの脱挿入を利用したリチウム二次電池が盛ん
に研究されている。
ウムイオンの脱挿入を利用したリチウム二次電池が盛ん
に研究されている。
【０００４】このリチウム二次電池は、平均作動電圧が
３．６Ｖと高く、高エネルギー密度を有するものの、高
電圧であることと、高電圧下で分解しやすい非水電解液
および電解質を使用していることから、電解液の分解生
成物である有機物や電解質の分解生成物である酸化リチ
ウムや炭酸リチウムなどの活物質表面における析出が避
けられず、析出物がリチウムイオンの脱挿入を阻害する
ため、高容量化の妨げとなっている。また前記理由によ
り、高温保存特性やサイクル特性が十分とは言い難く、
更なる市場の拡大を図る上での障害となっている。
３．６Ｖと高く、高エネルギー密度を有するものの、高
電圧であることと、高電圧下で分解しやすい非水電解液
および電解質を使用していることから、電解液の分解生
成物である有機物や電解質の分解生成物である酸化リチ
ウムや炭酸リチウムなどの活物質表面における析出が避
けられず、析出物がリチウムイオンの脱挿入を阻害する
ため、高容量化の妨げとなっている。また前記理由によ
り、高温保存特性やサイクル特性が十分とは言い難く、
更なる市場の拡大を図る上での障害となっている。
【０００５】このような問題を解決するために、活物質
の表面をリチウムイオン伝導性固体電解質層で被覆する
方法の開発が積極的に進められている。
の表面をリチウムイオン伝導性固体電解質層で被覆する
方法の開発が積極的に進められている。
【０００６】例えば特開平９−８２３６０号では、正極
活物質となるリチウム複合酸化物粉体の表面を、ポリエ
チレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエステ
ル、ポリイミン、ポリエーテル、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルスルホン、ポリビニルクロライド等のリ
チウムイオン伝導性高分子化合物、または前記リチウム
イオン伝導性高分子化合物にＬｉＣｌＯ4 等の電解質を
添加したもの、またはＬｉＩ、Ｌｉ4 Ｉ、Ｌｉ5 ＡｌＯ
4 、Ｌｉ5 ＦｅＯ4 、Ｌｉ−Ｎａ−β−アルミナ、Ｌｉ
ＡｌＳｉＯ4 、Ｌｉ4 Ｚｎ（ＧｅＯ4 ）4 、Ｌｉ１１Ｎ
3 Ｃｌ2 、Ｌｉ6ＮＢｒ3 等のリチウムイオン伝導性無
機化合物で被覆することが提案されている。しかしなが
ら、特開平９−８２３６０号の実施例の全てにおいて、
初期容量はむしろ低下していること、被覆材の膜厚を薄
くすることによって初期容量の低下を抑える必要がある
こと、被覆材の膜厚が０．０６μｍ以下では高温雰囲気
でのサイクル特性が改善されないこと、といった問題が
残されており、さらに高分子自体も充放電の繰り返しに
より徐々に分解するため、高容量化しながら高温保存特
性やサイクル特性を向上するためには未だ不十分であ
る。
活物質となるリチウム複合酸化物粉体の表面を、ポリエ
チレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエステ
ル、ポリイミン、ポリエーテル、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルスルホン、ポリビニルクロライド等のリ
チウムイオン伝導性高分子化合物、または前記リチウム
イオン伝導性高分子化合物にＬｉＣｌＯ4 等の電解質を
添加したもの、またはＬｉＩ、Ｌｉ4 Ｉ、Ｌｉ5 ＡｌＯ
4 、Ｌｉ5 ＦｅＯ4 、Ｌｉ−Ｎａ−β−アルミナ、Ｌｉ
ＡｌＳｉＯ4 、Ｌｉ4 Ｚｎ（ＧｅＯ4 ）4 、Ｌｉ１１Ｎ
3 Ｃｌ2 、Ｌｉ6ＮＢｒ3 等のリチウムイオン伝導性無
機化合物で被覆することが提案されている。しかしなが
ら、特開平９−８２３６０号の実施例の全てにおいて、
初期容量はむしろ低下していること、被覆材の膜厚を薄
くすることによって初期容量の低下を抑える必要がある
こと、被覆材の膜厚が０．０６μｍ以下では高温雰囲気
でのサイクル特性が改善されないこと、といった問題が
残されており、さらに高分子自体も充放電の繰り返しに
より徐々に分解するため、高容量化しながら高温保存特
性やサイクル特性を向上するためには未だ不十分であ
る。
【０００７】また、特開平９−１７１８１３号では、活
物質粉体の表面をリチウム・水酸化アルミニウム複合物
からなる無機イオン伝導膜で被覆することが提案されて
いる。リチウム・水酸化アルミニウム複合物からなる無
機イオン伝導膜は水酸化物から形成される場合と、アル
コキシドから形成される、いわゆるゾル−ゲル法で形成
されるものとが挙げられている。この方法では、リチウ
ムイオンだけが無機イオン伝導膜バルク中を拡散し、電
解液分子は無機イオン伝導膜中に入ってこないため、活
物質粉体表面が電解液と接することはなく、したがって
電解液分子が分解しない。したがって、初期容量も向上
する。また、被覆材の膜厚も５０〜５００オングストロ
ームと薄くできている。
物質粉体の表面をリチウム・水酸化アルミニウム複合物
からなる無機イオン伝導膜で被覆することが提案されて
いる。リチウム・水酸化アルミニウム複合物からなる無
機イオン伝導膜は水酸化物から形成される場合と、アル
コキシドから形成される、いわゆるゾル−ゲル法で形成
されるものとが挙げられている。この方法では、リチウ
ムイオンだけが無機イオン伝導膜バルク中を拡散し、電
解液分子は無機イオン伝導膜中に入ってこないため、活
物質粉体表面が電解液と接することはなく、したがって
電解液分子が分解しない。したがって、初期容量も向上
する。また、被覆材の膜厚も５０〜５００オングストロ
ームと薄くできている。
【０００８】しかしながら、特開平９−１７１８１３号
の方法では、活物質粉体の表面に強アルカリが存在する
ため、例えばポリビニリデンフルオライドのような高分
子粘着材が急激にゲル化し、成形が極めて困難になる。
また、成形できたとしても極めて多孔質な成形体になり
易い。
の方法では、活物質粉体の表面に強アルカリが存在する
ため、例えばポリビニリデンフルオライドのような高分
子粘着材が急激にゲル化し、成形が極めて困難になる。
また、成形できたとしても極めて多孔質な成形体になり
易い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るリチウム二次電池によれば、活物質か
ら成る電極間に電解質を挟持して外装パッケージ内に封
入したリチウム二次電池において、前記活物質粉体の表
面を非晶質シリカで被覆したことを特徴とする。
に、本発明に係るリチウム二次電池によれば、活物質か
ら成る電極間に電解質を挟持して外装パッケージ内に封
入したリチウム二次電池において、前記活物質粉体の表
面を非晶質シリカで被覆したことを特徴とする。
【００１０】上記リチウム二次電池では、前記活物質粉
体の表面を、この活物質表面積１ｍ2 に対し１．４ｍｇ
以上の非晶質シリカで被覆することが望ましい。
体の表面を、この活物質表面積１ｍ2 に対し１．４ｍｇ
以上の非晶質シリカで被覆することが望ましい。
【００１１】また、上記リチウム二次電池では、活物質
粉体表面をゾル−ゲル法で形成した非晶質シリカで被覆
することが望ましい。
粉体表面をゾル−ゲル法で形成した非晶質シリカで被覆
することが望ましい。
【００１２】
【作用】活物質粉体の表面を活物質表面積１ｍ2 に対
し、１．４ｍｇ以上の非晶質シリカで被覆することによ
って、電解液分子と活物質粉体表面との接触が防げるた
め、電解液分子が分解せず、したがって容量を向上で
き、高温下におけるサイクル特性も向上する。また、特
開平９−１７１８１３号の方法とは異なり、リチウムア
ルコサイドは加えないことから、活物質粉体の表面に強
アルカリは存在せず、例えばポリビニリデンフルオライ
ドのような高分子粘着材が急激にゲル化することもな
く、成形も容易で、多孔質な成形体にもなりにくい。
し、１．４ｍｇ以上の非晶質シリカで被覆することによ
って、電解液分子と活物質粉体表面との接触が防げるた
め、電解液分子が分解せず、したがって容量を向上で
き、高温下におけるサイクル特性も向上する。また、特
開平９−１７１８１３号の方法とは異なり、リチウムア
ルコサイドは加えないことから、活物質粉体の表面に強
アルカリは存在せず、例えばポリビニリデンフルオライ
ドのような高分子粘着材が急激にゲル化することもな
く、成形も容易で、多孔質な成形体にもなりにくい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図１は本発明のリチウム二次電池の構成例を示す断
面図であり、１は正極缶、２は正極集電層、３は正極、
４は絶縁パッキング、５は固体電解質または電解質を含
んだセパレータ、６は負極、７は負極集電層、８は負極
缶である。
る。図１は本発明のリチウム二次電池の構成例を示す断
面図であり、１は正極缶、２は正極集電層、３は正極、
４は絶縁パッキング、５は固体電解質または電解質を含
んだセパレータ、６は負極、７は負極集電層、８は負極
缶である。
【００１４】正極３および負極６に用いる活物質として
は、次のような遷移金属酸化物が挙げられる。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などである。ここで、正極３と負極
６とに用いる活物質には明確な区別はなく、２種類の遷
移金属酸化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３に、より卑な電位を示すものを負極６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。正極３のみに遷移金属酸化物を用い、負極６には炭
素材料や金属リチウムを用いてもよい。これらは、電気
化学的酸化還元反応に伴うリチウムイオンの脱挿入が可
能である。
は、次のような遷移金属酸化物が挙げられる。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などである。ここで、正極３と負極
６とに用いる活物質には明確な区別はなく、２種類の遷
移金属酸化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３に、より卑な電位を示すものを負極６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。正極３のみに遷移金属酸化物を用い、負極６には炭
素材料や金属リチウムを用いてもよい。これらは、電気
化学的酸化還元反応に伴うリチウムイオンの脱挿入が可
能である。
【００１５】本発明における非晶質シリカで被覆した活
物質は、以下に示す方法で作成される。すなわち、
（１）活物質粉体をアルコールなどの有機溶剤の存在下
で攪拌しつつテトラアルコキシシランを滴下し、（２）
所定の時間攪拌した後、（３）水および酸触媒を所定量
滴下し、（４）所定の温度で、所定の時間かけて有機溶
剤を乾燥除去する。
物質は、以下に示す方法で作成される。すなわち、
（１）活物質粉体をアルコールなどの有機溶剤の存在下
で攪拌しつつテトラアルコキシシランを滴下し、（２）
所定の時間攪拌した後、（３）水および酸触媒を所定量
滴下し、（４）所定の温度で、所定の時間かけて有機溶
剤を乾燥除去する。
【００１６】非晶質材の添加量は、活物質表面積１ｍ2
に対し１．４ｍｇ以上、望ましくは１４ｍｇ以上が添加
される。１．４ｍｇ以上であれば、初期充電容量の向上
が既に見られるものの初期放電容量はごくわずかしか向
上しないのに対し、１４ｍｇ以上では初期放電容量も大
幅に向上する。
に対し１．４ｍｇ以上、望ましくは１４ｍｇ以上が添加
される。１．４ｍｇ以上であれば、初期充電容量の向上
が既に見られるものの初期放電容量はごくわずかしか向
上しないのに対し、１４ｍｇ以上では初期放電容量も大
幅に向上する。
【００１７】正極３および負極６を作製するには、
（１）非晶質シリカを被覆した活物質と、電子伝導性付
与剤と、成形助剤とを溶解させた水または有機溶剤に分
散させてスラリーを調整し、このスラリーを集電層とな
るアルミ箔または銅箔に塗布して乾燥した後、裁断する
か、あるいは、（２）非晶質被覆材を被覆した活物質
と、電子伝導性付与剤とを直接あるいは成形助剤を加え
て造粒して金型に投入し、プレス機で加圧成形した後、
集電層に圧着する方法などが用いられる。
（１）非晶質シリカを被覆した活物質と、電子伝導性付
与剤と、成形助剤とを溶解させた水または有機溶剤に分
散させてスラリーを調整し、このスラリーを集電層とな
るアルミ箔または銅箔に塗布して乾燥した後、裁断する
か、あるいは、（２）非晶質被覆材を被覆した活物質
と、電子伝導性付与剤とを直接あるいは成形助剤を加え
て造粒して金型に投入し、プレス機で加圧成形した後、
集電層に圧着する方法などが用いられる。
【００１８】ここで使用可能な成形助剤としては、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン、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、ポリブチラール、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。
ば、ポリテトラフルオロエチレン、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、ポリブチラール、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。
【００１９】電解質５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、あるいはそれ
らを複合させたゲル電解質、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。電解質に有機電解液を用
いた場合、正極３と負極６を隔離するためのセパレータ
が必要である。
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、あるいはそれ
らを複合させたゲル電解質、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。電解質に有機電解液を用
いた場合、正極３と負極６を隔離するためのセパレータ
が必要である。
【００２０】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、ジエチルカ
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、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ある。
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、ジエチルカ
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、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ある。
【００２１】電解質塩としては、例えば、ＬｉＣｌ
Ｏ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、Ｌ
ｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 などのリチウム塩を挙げること
ができる。
Ｏ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、Ｌ
ｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）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、ポリオレフィンとしては例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどがある。
維製の不織布や、ポリオレフィン製の微多孔膜を用いる
ことができる。ここで、ポリオレフィンとしては例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどがある。
【００２３】イオン伝導性高分子材料としては、例えば
ポリエチレンオキサイドや、ポリアクリロニトリル、ま
たそれらの混合物や共重合体などがある。
ポリエチレンオキサイドや、ポリアクリロニトリル、ま
たそれらの混合物や共重合体などがある。
【００２４】無機固体電解質としては、例えばＬｉ1.3
Ａｌ0.3 Ｔｉ1.7 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ3.6 Ｇｅ0.6 Ｖ
0.4 Ｏ4 などの酸化物系結晶質固体電解質、４０Ｌｉ2
Ｏ−３５Ｂ2 Ｏ3 −２５ＬｉＮｂＯ3 、３０ＬｉＩ−４
１Ｌｉ2 Ｏ−２９Ｐ2 Ｏ5 などの酸化物系非晶質固体電
解質、１Ｌｉ3 ＰＯ4 −６３Ｌｉ2 Ｓ−３６ＳｉＳ2 な
どの硫化物系非晶質固体電解質を挙げることができる。
Ａｌ0.3 Ｔｉ1.7 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ3.6 Ｇｅ0.6 Ｖ
0.4 Ｏ4 などの酸化物系結晶質固体電解質、４０Ｌｉ2
Ｏ−３５Ｂ2 Ｏ3 −２５ＬｉＮｂＯ3 、３０ＬｉＩ−４
１Ｌｉ2 Ｏ−２９Ｐ2 Ｏ5 などの酸化物系非晶質固体電
解質、１Ｌｉ3 ＰＯ4 −６３Ｌｉ2 Ｓ−３６ＳｉＳ2 な
どの硫化物系非晶質固体電解質を挙げることができる。
【００２５】正極集電層２および負極集電層７は、正極
缶１あるいは負極缶８と正極３あるいは負極６との接触
と集電のために配置され、例えばアルミ箔や銅箔からな
る。
缶１あるいは負極缶８と正極３あるいは負極６との接触
と集電のために配置され、例えばアルミ箔や銅箔からな
る。
【００２６】
【実施例１】活物質粉体として、ＢＥＴ法で測定した比
表面積が２．１ｍ2 ／ｇであるＬｉ［Ｌｉ0.1 Ｍ
ｎ1.9 ］Ｏ4 を用い、イソプロピルアルコールの存在下
でＳｉ（ＯＥt ）4 を所定量添加して、所定の時間攪拌
した後、水と酸触媒とを所定量添加して加水分解重合さ
せた。その後、所定の温度で乾燥、熱処理を行い、非晶
質シリカで被覆した活物質粉体を得た。
表面積が２．１ｍ2 ／ｇであるＬｉ［Ｌｉ0.1 Ｍ
ｎ1.9 ］Ｏ4 を用い、イソプロピルアルコールの存在下
でＳｉ（ＯＥt ）4 を所定量添加して、所定の時間攪拌
した後、水と酸触媒とを所定量添加して加水分解重合さ
せた。その後、所定の温度で乾燥、熱処理を行い、非晶
質シリカで被覆した活物質粉体を得た。
【００２７】こうして得た活物質粉体とアセチレンブラ
ックとテフロン系高分子粘着材とを８２：１１：７ｗｔ
％の割合でＮ−メチルピロリジノンを使って混合し、ア
ルミ箔上に塗布した後、乾燥したものを正極に用い、グ
ラファイトとテフロン系高分子粘着材を９７：３ｗｔ％
の割合でＮ−メチルピロリジノンを使って混合し、アル
ミ箔上に塗布した後、乾燥したものを負極に用い、電解
液にはＬｉＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌ溶かしたプロピレン
カーボネート：ジメチルカーボネート＝１：１溶液を、
セパレータにはポリプロピレン製微多孔膜を用い、容量
評価用のコインセルを組んだ。
ックとテフロン系高分子粘着材とを８２：１１：７ｗｔ
％の割合でＮ−メチルピロリジノンを使って混合し、ア
ルミ箔上に塗布した後、乾燥したものを正極に用い、グ
ラファイトとテフロン系高分子粘着材を９７：３ｗｔ％
の割合でＮ−メチルピロリジノンを使って混合し、アル
ミ箔上に塗布した後、乾燥したものを負極に用い、電解
液にはＬｉＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌ溶かしたプロピレン
カーボネート：ジメチルカーボネート＝１：１溶液を、
セパレータにはポリプロピレン製微多孔膜を用い、容量
評価用のコインセルを組んだ。
【００２８】このコインセルを用いて、３．０〜４．３
Ｖの間で、１０ｍＡ／ｇの電流値で充放電容量の測定を
行った。
Ｖの間で、１０ｍＡ／ｇの電流値で充放電容量の測定を
行った。
【００２９】
【比較例１】活物質をシリカで被覆していないことを除
けば、実施例１と同じ方法でコインセルを作製し、充放
電容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
けば、実施例１と同じ方法でコインセルを作製し、充放
電容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】この結果からわかる通り、活物質表面積１
ｍ2 に対し１．４ｍｇ以上の非晶質シリカで被覆した活
物質を用いると、初期充電容量、６０°サイクル特性が
向上しており、さらに活物質表面積１ｍ2 に対し１４ｍ
ｇ以上の非晶質シリカで被覆した活物質を用いると、初
期放電容量も大幅に向上している。
ｍ2 に対し１．４ｍｇ以上の非晶質シリカで被覆した活
物質を用いると、初期充電容量、６０°サイクル特性が
向上しており、さらに活物質表面積１ｍ2 に対し１４ｍ
ｇ以上の非晶質シリカで被覆した活物質を用いると、初
期放電容量も大幅に向上している。
【００３２】これは、活物質表面が非晶質シリカで被覆
されることにより、電解液分子と活物質粉体表面との接
触を防ぐことができるため、電解液分子が分解しないこ
とによる。
されることにより、電解液分子と活物質粉体表面との接
触を防ぐことができるため、電解液分子が分解しないこ
とによる。
【００３３】ただ、特開平９−１７１８１３号の方法と
は異なり、リチウムイオンを添加していないシリカ単体
で被覆しているのにもかかわらず、リチウムイオン伝導
が阻害されていない理由は明確でないが、シリカが多孔
質であるとしても、電解液分子を通さず、リチウムイオ
ンだけを運ぶ理由は明らかでないが、おそらくイオン伝
導のメカニズムがバルク拡散以外のものを用いているも
のと考えられる。
は異なり、リチウムイオンを添加していないシリカ単体
で被覆しているのにもかかわらず、リチウムイオン伝導
が阻害されていない理由は明確でないが、シリカが多孔
質であるとしても、電解液分子を通さず、リチウムイオ
ンだけを運ぶ理由は明らかでないが、おそらくイオン伝
導のメカニズムがバルク拡散以外のものを用いているも
のと考えられる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、活物質粉体の表面を非晶
質シリカで被覆することによって、電解液分子と活物質
粉体表面との接触が防げるため、電解液分子が分解せ
ず、したがって容量を向上でき、高温下におけるサイク
ル特性も向上する。また、特開平９−１７１８１３号の
方法とは異なり、活物質粉体の表面に強アルカリは存在
しないため、例えばポリビニリデンフルオライドのよう
な高分子粘着材が急激にゲル化することもなく、成形も
容易で、多孔質な成形体にもなりにくい。
質シリカで被覆することによって、電解液分子と活物質
粉体表面との接触が防げるため、電解液分子が分解せ
ず、したがって容量を向上でき、高温下におけるサイク
ル特性も向上する。また、特開平９−１７１８１３号の
方法とは異なり、活物質粉体の表面に強アルカリは存在
しないため、例えばポリビニリデンフルオライドのよう
な高分子粘着材が急激にゲル化することもなく、成形も
容易で、多孔質な成形体にもなりにくい。
【図１】本発明における電気化学素子を用いたコイン型
リチウムイオン電池の構成例を示す断面図である。
リチウムイオン電池の構成例を示す断面図である。
１……正極缶、２……正極集電層、３……正極、４……
絶縁パッキング、５……固体電解質または電解質を含ん
だセパレータ、６……負極、７……負極集電層、８……
負極缶
絶縁パッキング、５……固体電解質または電解質を含ん
だセパレータ、６……負極、７……負極集電層、８……
負極缶
フロントページの続き (72)発明者 三島 洋光 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 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 AA04 AA08 AA10 BA00 BC01 BC05 BC06 BD04 BD05 5H014 AA02 BB00 BB08 EE08 EE10 HH00 HH06 5H029 AJ03 AJ05 AJ07 AJ14 AK03 AL07 AM00 AM02 AM03 AM07 AM11 AM16 BJ03 CJ22 DJ02 DJ16 DJ18 EJ05 HJ01 HJ07
Claims (3)
- 【請求項１】 活物質から成る電極間に電解質を挟持し
て外装パッケージ内に封入したリチウム二次電池におい
て、前記活物質粉体の表面を非晶質シリカで被覆したこ
とを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 前記活物質粉体の表面を、この活物質表
面積１ｍ2 に対し、１．４ｍｇ以上の非晶質シリカで被
覆したことを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次
電池。 - 【請求項３】 前記活物質粉体の表面をゾル−ゲル法で
形成した非晶質シリカで被覆したことを特徴とする請求
項１に記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184431A JP2001015115A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184431A JP2001015115A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015115A true JP2001015115A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=16153042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11184431A Pending JP2001015115A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001015115A (ja) |
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-
1999
- 1999-06-29 JP JP11184431A patent/JP2001015115A/ja active Pending
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