JPH0594822A - 電 池 - Google Patents
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- JPH0594822A JPH0594822A JP3276340A JP27634091A JPH0594822A JP H0594822 A JPH0594822 A JP H0594822A JP 3276340 A JP3276340 A JP 3276340A JP 27634091 A JP27634091 A JP 27634091A JP H0594822 A JPH0594822 A JP H0594822A
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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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
優れた新規な二次電池に関する。 【構成】 Li、Coを主成分とする複合金属酸化物を
正極活物質とする二次電池において、該複合金属酸化物
の平均粒径D(50%)が2〜10μの範囲である。ま
た、粒度分布がD(25%)=0.5〜3.0μ、D
(50%)=2〜10μ、D(75%)=3.5〜30
μの範囲である。また、平均粒径D(50%)=0.5
〜1.5μの範囲の酸化コバルトを原料。 【効果】 小型軽量で、特に電池効率その他サイクル特
性、自己放電特性に優れ、小型電子機器用、電気自動車
用、電力貯蔵用等の電源として極めて有用。
Description
性、保存特性、安全性に優れた新規な二次電池に関する
ものである。
ドニウム電池に代わる小型、軽量の二次電池として、種
々の非水系二次電池が提案されている。かかる非水系二
次電池に用いる正極に用いる正極活物質として、例えば
層状化合物のインターカレーションを利用した例として
層状構造を有するカルコゲナイト系化合物が注目されて
いる。例えば、Lin TiS2 、LinMoS2 等のカ
ルコゲナイト系化合物は比較的優れたサイクル性を有し
ているものの、起電力が低く、Li金属を負極に用いた
場合でも、実用的な放電電圧はせいぜい2V前後であ
り、非水系電池の特徴の一つである高起電力という点で
満足されるものではなかった。
S5 、Lin V2 O13等の金属酸化物系化合物は高起電
力という特徴を有する点で注目されている。しかしなが
ら、これらの金属酸化物系化合物は、サイクル性、利用
率、即ち実際に充放電に利用し得る場合、更には充放電
時における過電圧といった面での性能が劣り、やはり未
だ実用化に至っていない。
−136131号公報、特開昭62−90863号公
報、特開平3−49155号公報で開示されているLi
CoO2 、Lix Coy Nz O2 (但し、NはAl、I
n、Snの群から選ばれた少なくとも一つを表す。)、
Lix Niy Co(1-y) O2 等のLi、Coを主成分と
する複合金属酸化物は、4V以上の起電力を有し、しか
も理論的エネルギー密度(正極活物質当たり)は1,1
00WHr/kg以上という驚異的な値を有しているこ
とから、近年特に注目されている正極活物質である。
のように優れた特性を有しているものの、実用に耐える
電池として用いるには、保存特性、出力特性等改良すべ
き点があった。
i、Coを主成分とする複合金属酸化物の電池特性につ
いて鋭意検討した結果、特定の粒径範囲において優れた
保存特性、出力特性等の性質が発現することを見出し、
本発明を完成するに至った。
oを主成分とする複合金属酸化物を正極活物質とする二
次電池において、該Li、Coを主成分とする複合金属
酸化物の平均粒径D(50%)が2〜10μの範囲であ
ることを特徴とするものである。
する複合金属酸化物とは、層状構造を有し、電気化学的
にLiイオンがインターカレート、デイインターカレー
トし得る化合物であり、少なくともCoが金属成分の中
で50重量%以上含むものである。
物の一例を示せば、例えば特開昭55−136131号
公報に開示されているLiCoO2 、特開昭62−90
863号公報に開示されている一般式Lix Coy Nz
O2 (但し、NはAl、In、Snの群から選ばれた少
なくとも一つを表し、x、y、zは各々0.05≧x≧
1.10、0.85≧y≧1.00、0.001≧z≧
0.10の数を表す。)、また特開平3−49155号
公報で開示されているLix Ni(1-y) O3 (但し、0
≦x≦1、0≦y≦0.10)等が挙げられる。
リチウム、酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム
等のLi化合物と酸化コバルト、水酸化コバルト、炭酸
コバルト、硝酸コバルト等のコバルト化合物と、更に必
要なら他の金属化合物との焼成反応により容易に得られ
るものである。
物質として、高電圧、高容量という他の活物質には見ら
れない優れた特性を有している。特に、前記一般式Li
x Coy Nz O2 (但し、NはAl、In、Snの群か
ら選ばれた少なくとも一つを表し、x、y、zは各々
0.05≧x≧1.10、0.85≧y≧1.00、
0.001≧z≧0.10の数を表す。)は、特にサイ
クル性等の特性に優れており、本発明で好ましく用いら
れる複合金属酸化物である。
する複合金属酸化物の平均粒径D(50%)は2〜10
μの範囲でなければならない。該平均粒径D(50%)
が2μ未満の場合には、電流効率の低下、高温保存特性
の低下等を引き起こし好ましくない。また、10μを越
す場合には、出力特性が低下し好ましくない。
%粒径D(25%)は0.5〜3.0μの範囲が好まし
い。該D(25%)が0.5μ未満の場合に、電流効率
の低下が著しく好ましくない。また、3.0μを越す場
合には、出力特性、更には保存特性が悪くなり好ましく
ない。
積分布75%D(75%)は3.5〜30μの範囲が好
ましい。該D(75%)が3.5μ未満の場合は電流効
率が、また30μを越す場合は出力特性が損なわれ好ま
しくない。
するLi、Coを主成分とする複合金属酸化物を得る方
法としては種々の方法がある。例えば、前記のように焼
成反応により得られる複合金属酸化物を分級機にかけ、
本発明で規定する範囲の粒度分布にする方法が最も簡便
である。
ト化合物として平均粒径D(50%)が0.5〜1.5
μの酸化コバルトを用いることにより、直接本発明で規
定する範囲の粒度分布を有する複合金属酸化物が得られ
る。なお、0.5μ未満の酸化コバルトを用いた場合に
は、得られる複合金属酸化物のD(50%)を2μ以上
にすることが困難となる。また、1.5μを越す酸化コ
バルトを用いた場合には複合金属酸化物のD(25%)
が3μを越すことになり好ましくない。
に限定されないが、Li金属、Li−Al合金、カーボ
ン負極等が例示でき、特にカーボン負極はデンドライト
等の現象を起こすことがなくて好ましい組合せである。
組み立てる場合の基本構成要素として、前記の活物質を
用いた電極、更にはセパレータ、非水電解液が挙げられ
る。セパレータとしては特に限定されないが、織布、不
織布、ガラス織布、合成樹脂微多孔膜等が挙げられる
が、薄膜、大面積電極を用いる場合には、例えば特開昭
58−59072号公報に開示される合成樹脂微多孔膜
が、特にポリオレフィン系微多孔膜が厚み、強度、膜抵
抗の面で好ましい。
ないが、一例を示せば、LiClO4 、LiBF4 、L
iAsF6 、CF3 SO2 Li、LiPF6 、LiI、
LiAlCl4 、NaClO4 、NaBF4 、NaI、
(n−Bu)4 NClO4 、(n−Bu)4 NF4 、K
PF6 等が挙げられる。
は、例えばエーテル類、ケトン類、ラクトン類、ニトリ
ル類、アミン類、アミド類、硫黄化合物、塩素化炭化水
素類、エステル類、カーボネート類、ニトロ化合物、リ
ン酸エステル系化合物、スルホラン系化合物等を用いる
ことができるが、これらの中でもエーテル類、ケトン
類、ニトリル類、塩素化炭化水素類、カーボネート類、
スルホラン系化合物が好ましい。更に好ましくは環状カ
ーボネート類である。
ラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキ
サン、アニソール、モノグライム、アセトニトリル、プ
ロピオニトリル、4−メチル−2−ペンタノン、ブチロ
ニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、1,2−
ジクロロエタン、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタ
ン、メチルフォルメイト、プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルチオホ
ルムアミド、スルホラン、3−メチル−スルホラン、リ
ン酸トリメチル、リン酸トリエチル及びこれらの混合溶
媒等を挙げることができるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
部品を用いて電池が構成される。また、電池の構造とし
ては、特に限定されるものではないが、正極、負極、更
に要すればセパレータを単層又は複層としたペーパー型
電池、積層型電池、又は正極、負極、更に要すればセパ
レータをロール状に巻いた円筒型電池等の形態が一例と
して挙げられる。
しく説明するが、これらは本発明の範囲を制限しない。 粒度分布測定:SYMPATEC社製の乾式流動分
散ユニットRODOS及びレーザー回折式粒度分布測定
光学システムHEROS−BASIS/KA(0.5〜
175μレンジ)を使用し、気流圧5.0bar、吹き
込み圧100mbar、カスケード使用の条件で乾式分
散させて測定した。
の粒径の酸化コバルトと酸化第二スズと炭酸リチウムを
混合し、表1に示す焼成温度条件で焼成を行うことによ
り、Li、Co、Sn複合金属酸化物を得た。Li1.03
Co0.92Sn0.02O2 の組成を有するLi、Co複合金
属酸化物100重量部とグラファイト2.5重量部、ア
セチレンブラック2.5重量部を混合した後、フッ素ゴ
ム2重量部を酢酸エチル/エチルセルソルブの1:1
(重量比)混合溶剤60重量部に溶解させた液を混合
し、スラリー状塗工液を得た。
塗工機を用い、巾600mm、厚さ15μのAl箔の両
面に上記塗工液を塗布した。両面塗工後の塗工厚さ29
0μであった。ニードルコークス粉砕品100重量部と
フッ素ゴム5重量部を酢酸エチル/エチルセルソルブの
1:1(重量比)混合溶剤90重量部に溶解させた液を
混合し、スラリー状塗工液を得た。
塗工機を用い、巾600mm、厚さ10μのCu箔の両
面に上記塗工液を塗布した。両面塗工液の塗工厚は35
0μであった。
てプレス後、両者共にスリッターを用いて41mm巾に
スリットした。Li1.03Co0.92Sn0.02O2 塗工品を
正極とし、ニードルコークス塗工品を負極とし、セパレ
ータとしてポリエチレン製微多孔膜(ハイポア4030
U旭化成工業(株)製)を用い、捲回機により外径1
4.9mmのコイル状に捲回した。この捲回コイルを外
径16mmの電池缶に入れた後、プロピレンカーボネー
ト/γ−ブチロラクトンの1;1:2(重量比)の混合
溶剤にLiBF4 を1M濃度に溶かしたものを電解液と
して含浸した後、封口し、図1に示す高さ50mmのA
サイズの電池缶を試作した。この電池を4.2V定電圧
で充電し、電池性能評価を行った。その結果を表1〜2
に示す。
電池効率その他サイクル特性、自己放電特性に優れ、小
型電子機器用、電気自動車用、電力貯蔵用等の電源とし
て極めて有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Li、Coを主成分とする複合金属酸化
物を正極活物質とする二次電池において、該Li、Co
を主成分とする複合金属酸化物の平均粒径D(50%)
が2〜10μの範囲であることを特徴とする、二次電
池。 - 【請求項2】 該Li、Coを主成分とする複合金属酸
化物の粒度分布がD(25%)=0.5〜3.0μ、D
(50%)=2〜10μ、D(75%)=3.5〜30
μの範囲であることを特徴とする、請求項1記載の二次
電池。 - 【請求項3】 該Li、Coを主成分とする複合金属酸
化物が平均粒径D(50%)=0.5〜1.5μの範囲
にある酸化コバルトを原料とすることにより得られるこ
とを特徴とする、請求項1又は2記載の二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3276340A JP3071897B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3276340A JP3071897B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電 池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3071897B2 JP3071897B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=17568076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3276340A Expired - Lifetime JP3071897B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電 池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3071897B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998054776A1 (fr) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Tdk Corporation | Electrode pour cellules electrolytiques non-aqueuses |
WO2000013250A1 (fr) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Nec Corporation | Accumulateur a electrolyte non aqueux |
WO2001092158A1 (fr) * | 2000-05-30 | 2001-12-06 | Seimi Chemical Co., Ltd. | Oxyde composite de metal de transition de lithium |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3276340A patent/JP3071897B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
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US6682850B1 (en) | 1998-08-27 | 2004-01-27 | Nec Corporation | Nonaqueous electrolyte solution secondary battery using lithium-manganese composite oxide for positive electrode |
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JP4280012B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2009-06-17 | Agcセイミケミカル株式会社 | リチウム遷移金属複合酸化物 |
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---|---|
JP3071897B2 (ja) | 2000-07-31 |
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