JPH06275274A - 非水系電池 - Google Patents
非水系電池Info
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- JPH06275274A JPH06275274A JP5084133A JP8413393A JPH06275274A JP H06275274 A JPH06275274 A JP H06275274A JP 5084133 A JP5084133 A JP 5084133A JP 8413393 A JP8413393 A JP 8413393A JP H06275274 A JPH06275274 A JP H06275274A
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- 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
は金属リチウムが使用され、正極活物質として組成式L
ix Niy Co1-y Oa (0<x<1.3;0≦y≦
1;1.8≦a≦2.2)で表される複合酸化物が使用
されてなる非水系電池であって、前記複合酸化物の格子
面(003)面における結晶子の大きさが50Å以上で
ある。 【効果】格子面(003)面における結晶子の大きさが
50Å以上の特定の複合酸化物が正極活物質として使用
されているので放電容量が大きい。
Description
しくは放電容量を増大させることを目的とした正極活物
質の改良に関する。
リチウム電池等の非水系電池が、含水電解液を使用した
水系電池と異なり水の分解電圧を考慮する必要がないた
め高電圧設計が可能であるなどの理由から、脚光を浴び
つつある。
として、高電位を示すことから、組成式LiNiy Co
1-y O2 (0≦y≦1)で表される複合酸化物が提案さ
れている。
た電池には、放電容量が未だ充分でないという問題があ
った。
は、使用するLiNiy Co1-y O2の結晶の格子面
(003)面の結晶子の大きさと、その放電容量との間
に密接な関係があることを見出した。因みに、従来は、
10〜40Å程度の結晶子の大きさのものが正極活物質
として一般的に使用されていた。
のであって、その目的とするところは、放電容量が大き
い非水系電池を提供するにある。
の本発明に係る非水系電池(以下、「本発明電池」と称
する。)は、負極にリチウムイオンを吸蔵放出可能な材
料又は金属リチウムが使用され、正極活物質として組成
式Lix Niy Co1-y Oa (0<x<1.3;0≦y
≦1;1.8≦a≦2.2)で表される複合酸化物が使
用されてなる非水系電池であって、前記複合酸化物の格
子面(003)面における結晶子の大きさ(以下、単に
「結晶子の大きさ」と略称する。)が50Å以上である
ことを特徴とする。
は、負極に金属リチウム、又はリチウム合金、コーク
ス、黒鉛などのリチウムイオンを吸蔵放出可能な材料が
使用され、正極活物質として組成式Lix Niy Co
1-y Oa (0<x<1.3;0≦y≦1;1.8≦a≦
2.2)で表される複合酸化物が使用されてなる電池電
圧が約3.5〜4V、或いはそれ以上の高電圧型の非水
系電池である。
(正極活物質)の結晶子の大きさが50Å以上に規制さ
れる。150Å以上がより好ましい。結晶子の大きさが
50Å未満の場合は、後述する実施例に示すように、放
電容量が150mAh/g未満と小さくなる。
ウムの水酸化物、酸化物、炭酸塩又は硝酸塩と、ニッケ
ルの水酸化物、酸化物、炭酸塩又は硝酸塩と、コバルト
の水酸化物、酸化物、炭酸塩又は硝酸塩とを所定の割合
で混合し、焼成することにより得られる。焼成温度、焼
成時間及び焼成後の冷却速度などを変えることにより所
望の結晶子の大きさのものが得られる。
Å以上であるとともに、その格子体積が0.295〜
0.305nm3 であるか、又は、粒径が10μm以下
であるものが放電容量が大きいので好ましい。
ウムイオンを吸蔵放出可能な材料又は金属リチウムが使
用されてなる非水系電池の正極活物質として、放電容量
の大きな結晶子の大きさが50Å以上の特定の複合酸化
物を使用した点に最大の特徴を有する。それゆえ、本発
明電池を構成する電解液等の他の部材については特に制
限されず、非水系電池用として従来使用され、或いは提
案されている種々の材料を制限無く使用することが可能
である。
ーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネ
ートなどの有機溶媒や、これらとジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,2−ジエトキシエタン、エトキシメトキシエタ
ンなどの低沸点溶媒との混合溶媒に、LiPF6 、Li
ClO4 、LiCF3 SO3 などの電解液溶質を0.7
〜1.5M(モル/リットル)、就中1Mの割合で溶か
した溶液が例示される。
活物質が使用されているので、電池容量が大きくなる。
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
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。
電池)を作製した。
ッケルと水酸化コバルトとをモル比10:9:1の割合
で乳鉢中で混合し、750°Cで40時間焼成した後、
1°C/分の冷却速度で室温まで冷却し、次いでこれを
石川式らいかい乳鉢中で120分間粉砕して組成式Li
Ni0.9 Co0.1 O2 で表される複合酸化物粉末を得
た。この複合酸化物粉末の結晶子の大きさ、格子体積及
び粒径は、それぞれ200Å、0.300nm3 、1μ
mであった。
(線源:CuKα線)の2θ=19°(格子面(00
3)面の回折ピーク位置)付近のピークの積分幅より、
下記のシェラー(Sherrer)の式をもとに算出した。格子
体積は、JCPDSカード9−63(LiNiO2 )に
示されるミラー指数より格子定数を求めて算出した。ま
た、粒径は、レーザー回折法により求めた。
セチレンブラックと、結着剤としてのフッ素樹脂粉末と
を、重量比率90:6:4で混合して正極合剤を得た。
この正極合剤を成形圧2トン/cm2 で加圧成形した
後、250°Cで加熱処理して、直径20mmの円板状
の正極を作製した。なお、正極集電体として、ステンレ
ス鋼板(SUS304)を使用した。
て、金属リチウムからなる直径20mmの円板状の負極
を作製した。なお、負極集電体として、ステンレス鋼板
(SUS304)を使用した。
(PC)と1,2−ジメトキシエタン(DME)との等
体積混合溶媒に、LiClO4 (過塩素酸リチウム)を
1M(モル/リットル)の割合で溶かして電解液を調製
した。
を用いて扁平型の本発明電池BA1(電池寸法:直径2
4mm、厚み:3.0mm)を作製した。セパレータと
しては、ポリプロピレン製の微多孔膜(ポリプラスチッ
クス社製、商品名「セルガード」)を使用し、これに先
に述べた電解液を含浸させた。
に示す断面図であり、同図に示す本発明電池BA1は、
正極1、負極2、これら両電極1,2を互いに離間する
セパレータ3、正極缶4、負極缶5、正極集電体6、負
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
どからなる。
パレータ3を介して対向して正負両極缶4、5が形成す
る電池ケース内に収容されており、正極1は正極集電体
6を介して正極缶4に、また負極2は負極集電体7を介
して負極缶5に接続され、電池内部で生じた化学エネル
ギーを正極缶4及び負極缶5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ようになっている。
成時間、冷却温度及び粉砕時間を、表1に示すように変
えたこと以外は実施例1と同様にして、同組成の複合酸
化物粉末を作製し、以後も実施例1と同様にして本発明
電池BA2〜BA9及び比較電池BC1を作製した。各
電池に使用した複合酸化物粉末の結晶子の大きさ、格子
体積及び粒径を表2に示す。
電容量との関係〕室温(25°C)下、3mAで充電終
止電圧4.2Vまで充電した後、3mAで放電終止電圧
2.75Vまで放電して、結晶子の大きさと放電容量と
の関係、格子体積と放電容量との関係、及び、粒径と放
電容量との関係を調べた。結果を図2〜図4に示す。
係を、縦軸に正極活物質単位重量当たりの放電容量(m
Ah/g)を、横軸に結晶子の大きさ(Å)をとって示
したグラフであり、同図より結晶子の大きさが50Å以
上の場合に放電容量が150mAh/g以上となり、結
晶子の大きさが150Å以上の場合は放電容量が180
mAh/gと格段に大きくなることが分かる。
縦軸に正極活物質単位重量当たりの放電容量(mAh/
g)を、横軸に格子体積(nm3 )をとって示したグラ
フであり、同図より格子体積が0.295〜0.305
nm3 の場合に放電容量が150mAh/g以上となる
ことが分かる。
に正極活物質単位重量当たりの放電容量(mAh/g)
を、横軸に粒径(μm)をとって示したグラフであり、
同図より粒径が10μm以下の場合に放電容量が165
mAh/g以上となることが分かる。
系二次電池に適用する場合を例に挙げて説明したが、電
池の形状は特に限定されず、円筒型、角型など種々の形
状の非水系二次電池に適用し得るものである。
ニッケル、コバルトの各水酸化物を使用する場合を一例
として説明したが、先に示した他の材料を使用してなる
複合酸化物を使用した場合においても上述した本発明電
池BA1〜BA9と同様の放電容量の大きな非水系電池
が得られる。
ける結晶子の大きさが50Å以上の特定の複合酸化物が
正極活物質として使用されているので放電容量が大きい
など、本発明は優れた特有の効果を奏する。
ある。
放電容量との関係を示すグラフである。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】負極にリチウムイオンを吸蔵放出可能な材
料又は金属リチウムが使用され、正極活物質として組成
式Lix Niy Co1-y Oa (0<x<1.3;0≦y
≦1;1.8≦a≦2.2)で表される複合酸化物が使
用されてなる非水系電池であって、前記複合酸化物の格
子面(003)面における結晶子の大きさが50Å以上
であることを特徴とする非水系電池。 - 【請求項2】前記複合酸化物の格子体積が0.295〜
0.305nm3 である請求項1記載の非水系電池。 - 【請求項3】前記複合酸化物の粒径が10μm以下であ
る請求項1記載の非水系電池。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP08413393A JP3188026B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 非水系電池 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP08413393A JP3188026B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 非水系電池 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3188026B2 JP3188026B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
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JP08413393A Expired - Lifetime JP3188026B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 非水系電池 |
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- 1993-03-17 JP JP08413393A patent/JP3188026B2/ja not_active Expired - Lifetime
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