JP5083866B2 - リチウム電池用活物質およびその製造方法、並びに該活物質を用いたリチウム電池 - Google Patents
リチウム電池用活物質およびその製造方法、並びに該活物質を用いたリチウム電池 Download PDFInfo
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S.Kanzaki,T.Inada,T.Matsumura,N.Sonoyama,A.Yamada,M.Takano,R. Kanno,J.Power Sources146,323(2005)
D.Larcher,C.Masquelier,D.Bonnin,Y.Chabre,V.Masson,J.−B.Leriche,J.−M.Tarascon,J.Electrochem.Soc.150,A133(2003)
Q.Li,Y.Wei,Mater.Res.Bull.33,779(1998)
1.平均粒子径が1〜10nmの範囲で、且つ粒子径の分布幅が1〜10nmの範囲であるα-Fe 2 O 3 超微粒子からなるリチウム電池用活物質。
2.鉄を含む化合物を溶媒中に溶解してなる溶液にマイクロ波を照射して1〜10分以内で80℃〜120℃に急速加熱を施すことを特徴とする1に記載のリチウム電池用活物質の製造方法。
3.照射するマイクロ波の周波数が、300MHz〜3THzであることを特徴とする2に記載の製造方法。
4.液中の鉄イオンの濃度が0.01〜5Mであることを特徴とする2又は3に記載の製造方法。
5.正極および負極として使用する2つの電極と、電解質からなるリチウム電池において、電極を構成する材料として請求項1に記載のリチウム電池用活物質を用いたことを特徴とするリチウム電池。
(リチウム電池用活物質の製造)
本発明において、リチウム電池用活物質として用いる酸化鉄超微粒子の製造に用いる原料は、鉄を含有する化合物であれば特に制限されず、例えばFe(NO3)3・9H2O、FeSO4・7H2O、FeCl3・6H2O等の金属塩が挙げられる。
本発明のリチウム電池は、前記酸化鉄超微粒子活物質を含有する電極を構成部材として用いるものである。すなわち、電極材料のひとつに本発明の酸化鉄超微粒子活物質を用いる以外は、公知のリチウム電池(コイン型、ボタン型、円筒型、全固体型等)の電池要素をそのまま採用することができる。
図1は、本発明のリチウム電池を、コイン型電池に適用した1例を示す模式図である。このコイン型電池1は、負極端子2、負極3、(セパレータ+電解液)4、絶縁パッキング5、正極6、正極缶7により構成される。
(リチウム電池用活物質の製造)
100mLの蒸留水にFe(NO3)3・9H2Oを加え、鉄の濃度が0.1Mの溶液を調製した。この溶液をガラス製のフラスコに移し、マイクロ波反応装置(四国計測工業株式会社製、簡易型マイクロ波反応装置)内に設置した。次いで、この溶液を攪拌しながら、2.45GHzのマイクロ波を2分間照射した。マイクロ波照射中に、温度は100℃に上昇し、溶液中へ超微粒子が析出した。
このようにして得られた酸化鉄超微粒子活物質に、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを、重量比で4:2:1となるように配合して電極を作製した。そして、対極にリチウム金属を用いて、6フッ化リン酸リチウムをエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との混合溶媒(体積比1:1)に溶解させた1M溶液を電解液とする、図1に示す構造のリチウム電池(コイン型セル)を作製し、その電気化学的リチウム挿入・脱離挙動を測定した。電池の作製は、公知のセルの構成・組み立て方法に従って行った。
2 負極端子
3 負極
4 セパレータ+電解液
5 絶縁パッキング
6 正極
7 正極缶
Claims (5)
- 平均粒子径が1〜10nmの範囲で、且つ粒子径の分布幅が1〜10nmの範囲であるα-Fe 2 O 3 超微粒子からなるリチウム電池用活物質。
- 鉄を含む化合物を溶媒中に溶解してなる溶液にマイクロ波を照射して1〜10分以内で80℃〜120℃に急速加熱を施すことを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池用活物質の製造方法。
- 照射するマイクロ波の周波数が、300MHz〜3THzであることを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 溶液中の鉄イオンの濃度が0.01〜5Mであることを特徴とする請求項2又は3に記載の製造方法。
- 正極および負極として使用する2つの電極と、電解質からなるリチウム電池において、電極を構成する材料として請求項1に記載のリチウム電池用活物質を用いたことを特徴とするリチウム電池。
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