JP2002334703A - リチウム電池 - Google Patents

リチウム電池

Info

Publication number
JP2002334703A
JP2002334703A JP2002038511A JP2002038511A JP2002334703A JP 2002334703 A JP2002334703 A JP 2002334703A JP 2002038511 A JP2002038511 A JP 2002038511A JP 2002038511 A JP2002038511 A JP 2002038511A JP 2002334703 A JP2002334703 A JP 2002334703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manganese dioxide
battery
boron
weight
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.)
Pending
Application number
JP2002038511A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Yoshimura
精司 吉村
Hiroshi Nakajima
中島  宏
Maruo Jinno
丸男 神野
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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 Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2002038511A priority Critical patent/JP2002334703A/ja
Priority to US10/087,508 priority patent/US7101641B2/en
Publication of JP2002334703A publication Critical patent/JP2002334703A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40Alloys based on alkali metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1391Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/364Composites as mixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40Alloys based on alkali metals
    • H01M4/405Alloys based on lithium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正極2に二酸化マンガンを用いたリチウム電
池において、保存特性に優れたリチウム電池を得る。 【解決手段】 正極2として、ホウ素を0.1〜3重量
%添加した二酸化マンガンを用い、負極1として、アル
ミニウムを0.05〜2重量%添加したリチウム合金を
用いることを特徴としており、好ましくはホウ素を二酸
化マンガンに添加した後、350〜430℃の範囲内で
熱処理して調製された正極が用いられていることを特徴
としている。

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
するものであり、特に正極に二酸化マンガンを用いたリ
チウム電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】リチウ
ム電池は、極めて高い起電力を有する優れた特性を有す
るため、この特性が生かされる多くの用途に使用されて
いる。特に、正極に二酸化マンガンを使用したリチウム
電池は、高率放電特性、低温放電特性に優れ、カメラ
用、メモリーバックアップ用など種々の用途に使用され
ている。しかしながら、用途が拡大するにつれ、メータ
用などの用途において、さらに高い保存特性が要望され
るようになっている。
【0003】正極に二酸化マンガンを用いた従来のリチ
ウム電池では、正極に純水な二酸化マンガンや、ホウ素
を添加した二酸化マンガン(特開平11−339794
号公報など)が使用されている。しかしながら、これら
の従来のリチウム電池においては、保存中に二酸化マン
ガンが電解液中に溶解し、溶解した二酸化マンガンが負
極において析出するため、保存特性が十分ではないとい
う問題があった。
【0004】本発明の目的は、正極に二酸化マンガンを
用いたリチウム電池において、保存特性に優れたリチウ
ム電池を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と、負極
と、非水電解質とを備えるリチウム電池であり、正極と
して、ホウ素を0.1〜3重量%添加した二酸化マンガ
ンを用い、負極として、アルミニウムを0.05〜2重
量%添加したリチウム合金を用いることを特徴としてい
る。
【0006】本発明においては、正極の二酸化マンガン
にホウ素が0.1〜3重量%添加されているため、二酸
化マンガンの電解液への溶解を抑制することができる。
これは、二酸化マンガンの粒子の表面に、マンガン−ホ
ウ素複合酸化物の被膜が形成されるためであると考えら
れる。
【0007】また、本発明においては、負極として、ア
ルミニウムを0.05〜2重量%添加したリチウム合金
を用いている。このようなリチウム合金を用いることに
より、正極から溶解した二酸化マンガンの負極での析出
が抑制される。これは、正極中のホウ素が一部電解液中
へ溶解し、負極上にリチウム−アルミニウム−ホウ素合
金の被膜が形成されるためであると考えられる。
【0008】本発明においては、上記の正極及び負極に
おける作用が、相乗的に機能し、保存特性が飛躍的に改
善されるものと考えられる。本発明において、二酸化マ
ンガンへのホウ素の添加は、二酸化マンガンに、ホウ素
含有化合物を添加することにより行うことができる。ホ
ウ素含有化合物としては、ホウ酸(H3BO3)、酸化ホ
ウ素(B23)、メタホウ酸(HBO2)、次ホウ酸
(H424)、ホウ酸リチウム(Li3BO3)、メタ
ホウ酸リチウム(LiBO2)、次ホウ酸リチウム(L
424)などのホウ酸含有化合物のリチウム塩など
が挙げられる。
【0009】本発明においては、このようなホウ素含有
化合物を二酸化マンガンに添加した後、350〜430
℃の範囲内で熱処理することが好ましい。また、本発明
においては、二酸化マンガンに、さらにリンが0.02
〜2重量%添加されていることが好ましい。すなわち、
ホウ素を0.1〜3重量%及びリンを0.02〜2重量
%添加した二酸化マンガンを用いることが好ましい。リ
ンをさらに添加することにより、保存特性をさらに向上
させることができる。これは、二酸化マンガン粒子の表
面に、マンガン−ホウ素−リン複合酸化物の被膜が生
じ、この被膜により、二酸化マンガンの溶解がさらに強
く抑制されるためと考えられる。
【0010】本発明においては、負極として、アルミニ
ウムを0.05〜2重量%添加したリチウム合金を用い
ている。アルミニウムを添加したリチウム合金は、例え
ば、溶融したリチウム金属に所定量のアルミニウムを添
加することにより製造することができる。
【0011】本発明のリチウム電池の非水電解質に用い
る溶媒としては、リチウム電池に用いられる溶媒であれ
ば特に限定されるものではなく、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、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート
や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネートなどの鎖状カーボネートが挙げ
られる。好ましくは、環状カーボネートと鎖状カーボネ
ートとの混合溶媒や、上記環状カーボネートと、1,2
−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンなどの
エーテル系溶媒、またはγ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、酢酸メチル等の鎖状エステル等との混合溶媒が用い
られる。
【0012】非水電解質の溶質としては、リチウム電池
に用いられる溶質であれば特に限定されるものではな
く、例えば、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3
LiN(CF3SO2)2、LiN(C25SO2)2、Li
N(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO2)
3、LiC(C25SO2)3、LiAsF6、LiCl
4、Li210Cl10、Li212Cl12などが挙げら
れる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら
限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲に
おいて適宜変更して実施することが可能なものである。
【0014】(実施例1) (実施例1−1) 〔正極の作製〕ホウ素の添加量が0.5重量%となるよ
うに、ホウ酸(H3BO3)の粉末を二酸化マンガンの粉
末に添加して混合し、この混合物を空気中にて375℃
で20時間熱処理(焼成)し、粉砕して正極活物質とし
てのホウ酸含有二酸化マンガンを得た。
【0015】上記のホウ酸含有二酸化マンガン(粉末)
と、導電剤としてのカーボンブラック(粉末)と、結着
剤としてのフッ素樹脂(粉末)とを重量比率85:1
0:5の割合で混合して正極合剤を作製した。この正極
合剤を円盤状に鋳型成形し、真空中にて250℃で2時
間乾燥して、正極を作製した。
【0016】〔負極の作製〕アルミニウムを0.5重量
%添加したリチウム(Li−Al)合金を、円盤状に打
ち抜き、負極を作製した。
【0017】〔非水電解液の調製〕エチレンカーボネー
ト(PC)と、1,2−ジメトキシエタン(DME)と
の体積比率50:50の混合溶媒に、溶質としてのトリ
フルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3
を1モル/リットル溶かして、非水電解液を調製した。
【0018】〔リチウム電池の作製〕上記の正極、負極
及び非水電解液を使用して、扁平型のリチウム電池(電
池寸法:外径24mm、厚さ3mm)を作製した。な
お、セパレータとしては、ポリプロピレン製の微多孔膜
を使用し、これに非水電解液を含浸させた。
【0019】図1は、作製したリチウム電池を示す模式
的断面図である。リチウム電池は、負極1、正極2、こ
れらの電極1及び2を互いに離間するセパレータ3、負
極缶4、正極缶5、負極集電体6、正極集電体7、及び
ポリプロピレン製の絶縁パッキング8などから構成され
ている。負極集電体6は、ステンレス鋼板(SUS30
4)から形成されており、正極集電体7は、ステンレス
鋼板(SUS316)から形成されている。
【0020】図1に示すように、負極1及び正極2は、
非水電解液を含浸したセパレータ3を介して対向してお
り、負極缶4及び正極缶5からなる電池ケース内に収納
されている。正極2は正極集電体7を介して正極缶5
に、また負極1は負極集電体6を介して負極缶4に接続
され、電池内部に生じた化学エネルギーを正極缶5及び
負極缶4の両端子から電気エネルギーとして外部へ取り
出し得る構造になっている。
【0021】作製したリチウム電池の放電容量は100
mAhであり、保存する前の電池の内部抵抗は約15Ω
であった。以下の実施例及び比較例の電池においても、
放電容量は全て100mAhであり、内部抵抗は全て約
15Ωであった。
【0022】(実施例1−2)ホウ素が0.5重量%と
なるように酸化ホウ素(B23)を添加した二酸化マン
ガンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、
本発明電池A2を組み立てた。
【0023】(実施例1−3)ホウ素が0.5重量%と
なるようにメタホウ酸(HBO2)を添加した二酸化マ
ンガンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にし
て、本発明電池A3を組み立てた。
【0024】(実施例1−4)ホウ素が0.5重量%と
なるように次ホウ酸(H424)を添加した二酸化マ
ンガンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にし
て、本発明電池A4を組み立てた。
【0025】(実施例1−5)ホウ素が0.5重量%と
なるようにメタホウ酸リチウム(LiBO2)を添加し
た二酸化マンガンを使用したこと以外は実施例1−1と
同様にして、本発明電池A5を組み立てた。
【0026】(比較例1−1)ホウ素を含まない二酸化
マンガンを使用したこと、及び、アルミニウムを含まな
いリチウム金属を使用したこと以外は実施例1−1と同
様にして、比較電池X1を組み立てた。
【0027】(比較例1−2)ホウ素を含まない二酸化
マンガンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にし
て、比較電池X2を組み立てた。
【0028】(比較例1−3)アルミニウムを含まない
リチウム金属を使用したこと以外は実施例1−1と同様
にして、比較電池X3を組み立てた。
【0029】〔保存特性の評価〕以上のようにして作製
した実施例及び比較例の各電池について、電池作製直後
に、25℃において、電流値10mAで2Vまで放電
し、保存前の放電容量を測定した。また、電池作製直後
の各電池を、70℃において3ヶ月保存後、25℃にお
いて、電流値10mAで2Vまで放電し、保存後の放電
容量を測定した。以下の式から、各電池の自己放電率を
求めた。
【0030】自己放電率(%)=〔(保存前の放電容量
−保存後の放電容量)/(保存前の放電容量)〕×10
0 測定結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】表1から明らかなように、ホウ素を含まな
い二酸化マンガン、あるいはアルミニウムを含まないリ
チウム金属を用いた比較電池X1〜X3では、自己放電
率が2.5%以上であるのに対して、ホウ素を添加した
二酸化マンガン及びアルミニウムを添加したリチウム合
金を用いた本発明電池A1〜A5では、自己放電率が2
%以下であり、保存特性が向上していることがわかる。
【0033】これは、二酸化マンガン粒子の表面に、マ
ンガン−ホウ素複合酸化物が生じて二酸化マンガンの非
水電解液への溶解が抑制されるとともに、負極上に、リ
チウム−アルミニウム−ホウ素合金が生じ、正極から溶
解した二酸化マンガンの負極での析出が抑制されるため
であると考えられる。このような正極及び負極での作用
が相乗されることにより、本発明電池の保存特性が飛躍
的に向上するものと考えられる。
【0034】(実施例2) (実施例2−1)ホウ素が0.1重量%となるようにホ
ウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを使用した
こと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池B1
を組み立てた。
【0035】(実施例2−2)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、本
発明電池B2を組み立てた。
【0036】(実施例2−3)ホウ素が1重量%となる
ようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを
使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明
電池B3を組み立てた。
【0037】(実施例2−4)ホウ素が2重量%となる
ようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを
使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明
電池B4を組み立てた。
【0038】(実施例2−5)ホウ素が3重量%となる
ようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを
使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明
電池B5を組み立てた。
【0039】(比較例2−1)ホウ素を含まない二酸化
マンガンを使用したこと以外は実施例1−1と同様にし
て、比較電池Y1を組み立てた。
【0040】(比較例2−2)ホウ素が5重量%となる
ようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを
使用したこと以外は実施例1−1と同様にして、比較電
池Y2を組み立てた。
【0041】〔保存特性の評価〕上記のようにして作製
した各電池について、実施例1と同様にして自己放電率
を求め、その結果を表2に示した。なお、本発明電池B
2は本発明電池A1と同様の電池であり、比較電池Y1
は比較電池X2と同様の電池である。
【0042】
【表2】
【0043】表2に示す結果から明らかなように、ホウ
素を0.1〜3重量%添加した二酸化マンガン及びアル
ミニウムを添加したリチウム合金を用いた本発明電池B
1〜B5では、自己放電率が2%以下であり、良好な保
存特性を示している。
【0044】ホウ素の添加量が0.1重量%未満になる
と、二酸化マンガン粒子の表面に、十分な量のマンガン
−ホウ素複合酸化物が生成しないため、二酸化マンガン
の電解液の溶解を十分に抑制することができないものと
思われる。また、ホウ素の添加量が3重量%を超える
と、二酸化マンガンの粒子の表面に、ホウ素含有量の多
すぎる、二酸化マンガンの溶解を抑制できないマンガン
−ホウ素複合酸化物が生成するものと思われる。
【0045】(実施例3) (実施例3−1)アルミニウムを0.05重量%添加し
たリチウム合金を使用したこと以外は実施例1−1と同
様にして、本発明電池C1を組み立てた。
【0046】(実施例3−2)アルミニウムを0.1重
量%添加したリチウム合金を使用したこと以外は実施例
1−1と同様にして、本発明電池C2を組み立てた。
【0047】(実施例3−3)アルミニウムを0.5重
量%添加したリチウム合金を使用したこと以外は実施例
1−1と同様にして、本発明電池C3を組み立てた。
【0048】(実施例3−4)アルミニウムを1重量%
添加したリチウム合金を使用したこと以外は実施例1−
1と同様にして、本発明電池C4を組み立てた。
【0049】(実施例3−5)アルミニウムを2重量%
添加したリチウム合金を使用したこと以外は実施例1−
1と同様にして、本発明電池C5を組み立てた。
【0050】(比較例3−1)アルミニウムを含まない
リチウム金属を使用したこと以外は実施例1−1と同様
にして、比較電池Z1を組み立てた。
【0051】(比較例3−2)アルミニウムを3重量%
添加したリチウム合金を使用したこと以外は実施例1−
1と同様にして、比較電池Z2を組み立てた。
【0052】〔保存特性の評価〕以上のようにして作製
した各電池について、実施例1と同様にして自己放電率
を測定し、その結果を表3に示した。なお、本発明電池
C3は本発明電池A1と同様の電池であり、比較電池Z
1は比較電池X3と同様の電池である。
【0053】
【表3】
【0054】表3から明らかなように、ホウ素を添加し
た二酸化マンガンを正極として用い、かつアルミニウム
を0.05〜2重量%添加したリチウム合金を負極とし
て用いた本発明電池C1〜C5においては、自己放電率
が2%以下であり、良好な保存特性を示している。
【0055】アルミニウムが0.05重量%未満である
と、負極の上に、十分な量のリチウム−アルミニウム−
ホウ素合金が生成しないため、正極から溶解した二酸化
マンガンの負極での析出が抑制されないと考えられる。
また、アルミニウムが2重量%を超えると、負極上に、
保存特性の悪い、アルミニウム含有量が多すぎるリチウ
ム−アルミニウム−ホウ素合金が生成すると考えられ
る。
【0056】(実施例4) (実施例4−1)ホウ素が0.5重量%となるようにホ
ウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを、熱処理
をせずに使用したこと以外は実施例1−1と同様にし
て、本発明電池D1を組み立てた。
【0057】(実施例4−2)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて300℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
2を組み立てた。
【0058】(実施例4−3)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて350℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
3を組み立てた。
【0059】(実施例4−4)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて375℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
4を組み立てた。
【0060】(実施例4−5)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて400℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
5を組み立てた。
【0061】(実施例4−6)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて430℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
6を組み立てた。
【0062】(実施例4−7)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガ
ンを、空気中にて450℃で20時間熱処理(焼成)し
たこと以外は実施例1−1と同様にして、本発明電池D
7を組み立てた。
【0063】〔保存特性の評価〕以上のようにして作製
した各電池について、実施例1と同様にして自己放電率
を求め、結果を表4に示した。なお、本発明電池D4は
本発明電池A1と同様の電池である。
【0064】
【表4】
【0065】表4に示す結果から明らかなように、ホウ
素を添加した二酸化マンガンの熱処理温度を350〜4
30℃の範囲内とした本発明電池D3〜D6においては
特に優れた保存特性が得られている。
【0066】(実施例5) (実施例5−1)ホウ素が0.5重量%となるようにホ
ウ酸(H3BO3)を添加した二酸化マンガンを空気中に
て375℃で20時間熱処理(焼成)し、粉砕して正極
活物質としてのホウ素含有二酸化マンガンを使用し、実
施例1−1と同様にして、本発明電池E1を組み立て
た。
【0067】(実施例5−2)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが0.02重
量%となるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加
した二酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間
熱処理(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素
及びリン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施
例1−1と同様にして、本発明電池E2を組み立てた。
【0068】(実施例5−3)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが0.05重
量%となるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加
した二酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間
熱処理(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素
及びリン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施
例1−1と同様にして、本発明電池E3を組み立てた。
【0069】(実施例5−4)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが0.1重量
%となるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加し
た二酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間熱
処理(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素及
びリン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施例
1−1と同様にして、本発明電池E4を組み立てた。
【0070】(実施例5−5)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが0.5重量
%となるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加し
た二酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間熱
処理(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素及
びリン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施例
1−1と同様にして、本発明電池E5を組み立てた。
【0071】(実施例5−6)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが1重量%と
なるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加した二
酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間熱処理
(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素及びリ
ン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施例1−
1と同様にして、本発明電池E6を組み立てた。
【0072】(実施例5−7)ホウ素が0.5重量%と
なるようにホウ酸(H3BO3)、及びリンが2重量%と
なるようにリン酸リチウム(Li3PO4)を添加した二
酸化マンガンを、空気中にて375℃で20時間熱処理
(焼成)し、粉砕して正極活物質としてのホウ素及びリ
ン含有二酸化マンガンを使用したこと以外は実施例1−
1と同様にして、本発明電池E7を組み立てた。
【0073】(比較例5−1)アルミニウムを含まない
リチウム金属を使用したこと以外は実施例5−4と同様
にして、比較電池V1を組み立てた。
【0074】〔保存特性の評価〕以上のようにして作製
した各電池について、実施例1と同様にして自己放電率
を測定し、その結果を表5に示した。なお、本発明電池
E1は、本発明電池A1と同様の電池である。
【0075】
【表5】
【0076】表5に示す結果から明らかなように、ホウ
素及びリンを添加した二酸化マンガンを正極に用いた電
池E2〜E7の自己放電率は、ホウ素のみを添加した二
酸化マンガンを正極として用いた本発明電池E1の自己
放電率よりさらに低くなっており、保存特性が向上して
いることがわかる。これは、二酸化マンガン粒子の表面
に、マンガン−ホウ素−リン複合酸化物が生成すること
によるものと考えられ、マンガン−ホウ素−リン複合酸
化物は、マンガン−ホウ素複合酸化物より二酸化マンガ
ンの溶解をさらに強く抑制するものと考えられる。
【0077】上記の実施例においては、二酸化マンガン
にリンを添加するためのリン含有化合物として、リン酸
リチウムを用いているが、リンを添加するためのリン含
有化合物としては、五酸化リンやその他の各種リン酸の
リチウム塩を用いてもよい。
【0078】
【発明の効果】本発明によれば、正極に二酸化マンガン
を用いたリチウム電池において、保存特性に優れたリチ
ウム電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う実施例において作製したリチウム
電池を示す模式的断面図。
【符号の説明】
1…負極 2…正極 3…セパレータ 4…負極缶 5…正極缶 6…負極集電体 7…正極集電体 8…絶縁パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神野 丸男 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H024 AA03 AA12 BB01 CC03 DD14 EE01 FF15 FF16 FF19 FF38 HH11 5H050 AA09 BA06 CA05 CB12 DA09 EA01 EA02 GA02 HA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極と、負極と、非水電解質とを備える
    リチウム電池において、 前記正極として、ホウ素を0.1〜3重量%添加した二
    酸化マンガンを用い、前記負極として、アルミニウムを
    0.05〜2重量%添加したリチウム合金を用いること
    を特徴とするリチウム電池。
  2. 【請求項2】 ホウ酸の添加により前記ホウ素が二酸化
    マンガンに添加されていることを特徴とする請求項1に
    記載のリチウム電池。
  3. 【請求項3】 ホウ素を二酸化マンガンに添加した後、
    350〜430℃の範囲内で熱処理して正極が調製され
    ていることを特徴とする請求項1または2に記載のリチ
    ウム電池。
  4. 【請求項4】 前記正極の二酸化マンガンに、さらにリ
    ンが0.02〜2重量%添加されていることを特徴とす
    る請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム電池。
JP2002038511A 2001-03-06 2002-02-15 リチウム電池 Pending JP2002334703A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002038511A JP2002334703A (ja) 2001-03-06 2002-02-15 リチウム電池
US10/087,508 US7101641B2 (en) 2001-03-06 2002-03-01 Lithium primary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001061804 2001-03-06
JP2001-61804 2001-03-06
JP2002038511A JP2002334703A (ja) 2001-03-06 2002-02-15 リチウム電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002334703A true JP2002334703A (ja) 2002-11-22

Family

ID=26610691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002038511A Pending JP2002334703A (ja) 2001-03-06 2002-02-15 リチウム電池

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7101641B2 (ja)
JP (1) JP2002334703A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018047456A1 (ja) * 2016-09-12 2018-03-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 リチウム電池

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3995484B2 (ja) * 2002-01-24 2007-10-24 三洋電機株式会社 リチウム一次電池
CA2535064A1 (fr) * 2006-02-01 2007-08-01 Hydro Quebec Materiau multi-couches, procede de fabrication et utilisation comme electrode
JP7045801B2 (ja) * 2017-04-12 2022-04-01 Fdk株式会社 リチウム一次電池用正極の製造方法
US20210320307A1 (en) * 2018-07-23 2021-10-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium primary cell and smart meter
CN110277551A (zh) * 2019-06-28 2019-09-24 陕西科技大学 一种由非金属离子B3+离子掺杂MnO2的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5114811A (en) * 1990-02-05 1992-05-19 W. Greatbatch Ltd. High energy density non-aqueous electrolyte lithium cell operational over a wide temperature range
JP2636115B2 (ja) 1991-10-14 1997-07-30 富士電気化学株式会社 非水電解液電池の製造方法
US5578395A (en) * 1994-03-08 1996-11-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery
JP2893327B2 (ja) * 1996-04-01 1999-05-17 脇原 将孝 電極、及びリチウム二次電池
JPH11339794A (ja) 1998-05-29 1999-12-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液電池
JP3639468B2 (ja) * 1999-08-04 2005-04-20 三洋電機株式会社 リチウム二次電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018047456A1 (ja) * 2016-09-12 2018-03-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 リチウム電池
JPWO2018047456A1 (ja) * 2016-09-12 2019-01-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 リチウム電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20020172864A1 (en) 2002-11-21
US7101641B2 (en) 2006-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5132048B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP2008539548A (ja) 混合塩を含む非水電解液
JP2015128044A (ja) 非水電解質二次電池
JP3825604B2 (ja) リチウム二次電池
JPH0864237A (ja) 非水電解液電池
JP2001256997A (ja) リチウム二次電池
JP2011181427A (ja) リチウム二次電池
JP2000021442A (ja) 非水電解液二次電池
JP2002231309A (ja) リチウム二次電池
JPH11111332A (ja) 非水電解質電池
JP3349399B2 (ja) リチウム二次電池
JP4082853B2 (ja) リチウム二次電池
JP2001319653A (ja) 非水二次電池
JP3639468B2 (ja) リチウム二次電池
JP4248258B2 (ja) リチウム二次電池
JP2007042440A (ja) リチウム二次電池
JP3802287B2 (ja) リチウム二次電池
JP2002334703A (ja) リチウム電池
JP3229769B2 (ja) リチウム二次電池
JP3995484B2 (ja) リチウム一次電池
JP3268924B2 (ja) 非水電解質電池
JP3670895B2 (ja) リチウム二次電池
JP4100861B2 (ja) リチウム電池
JP2002170569A (ja) リチウム二次電池
JP2005063871A (ja) リチウム二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070601

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070904

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071026

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080115