JPH10188977A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH10188977A JPH10188977A JP8345220A JP34522096A JPH10188977A JP H10188977 A JPH10188977 A JP H10188977A JP 8345220 A JP8345220 A JP 8345220A JP 34522096 A JP34522096 A JP 34522096A JP H10188977 A JPH10188977 A JP H10188977A
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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】 新規な活物質を用いた電極を有していて、サ
イクル特性及びレート特性のよいリチウム二次電池を提
供する。 【解決手段】 ＬｉＶＴｉＯ4 を正極又は負極の活物質
とする。
イクル特性及びレート特性のよいリチウム二次電池を提
供する。 【解決手段】 ＬｉＶＴｉＯ4 を正極又は負極の活物質
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は改良されたリチウム
二次電池に関するものである。詳しくは本発明は改良さ
れた正極又は負極を備えていて、サイクル特性及びレー
ト特性に優れたリチウム二次電池に関するものである。
二次電池に関するものである。詳しくは本発明は改良さ
れた正極又は負極を備えていて、サイクル特性及びレー
ト特性に優れたリチウム二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池は公知である。このも
のは、例えばＬｉＣｏＯ2 やＬｉＮｉ 1-x Ｃｏx Ｏ2 、
ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＭｎＯ2 等で表わ
される物質を正極活物質とする正極と、リチウム金属、
リチウム合金又はリチウムを吸収・放出する物質を負極
活物質とする負極を備えている。リチウム二次電池は電
圧が高く、かつ充放電容量が大きいので、大きな期待が
寄せられている。
のは、例えばＬｉＣｏＯ2 やＬｉＮｉ 1-x Ｃｏx Ｏ2 、
ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＭｎＯ2 等で表わ
される物質を正極活物質とする正極と、リチウム金属、
リチウム合金又はリチウムを吸収・放出する物質を負極
活物質とする負極を備えている。リチウム二次電池は電
圧が高く、かつ充放電容量が大きいので、大きな期待が
寄せられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のリ
チウム二次電池は充放電を反復するとその容量が低下し
易い、すなわちサイクル特性がよくないという問題があ
る。また、充放電容量の充放電電流密度依存性、すなわ
ちレート特性にも改良すべき点を残している。従って本
発明は、サイクル特性やレート特性に優れたリチウム二
次電池を提供しようとするものである。
チウム二次電池は充放電を反復するとその容量が低下し
易い、すなわちサイクル特性がよくないという問題があ
る。また、充放電容量の充放電電流密度依存性、すなわ
ちレート特性にも改良すべき点を残している。従って本
発明は、サイクル特性やレート特性に優れたリチウム二
次電池を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＬｉＶ
ＴｉＯ4 で表わされる複合酸化物を活物質とする正極又
は負極を用いることにより、リチウム二次電池のサイク
ル特性やレート特性を改良できる。
ＴｉＯ4 で表わされる複合酸化物を活物質とする正極又
は負極を用いることにより、リチウム二次電池のサイク
ル特性やレート特性を改良できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明について更に詳細に説明す
ると、本発明で正極又は負極の活物質として用いるＬｉ
ＶＴｉＯ4 で表わされるリチウムバナジウムチタン複合
酸化物は、公知のものであるが、今までリチウム二次電
池の活物質として用いることは知られていない。ＬｉＶ
ＴｉＯ4 はスピネル構造をした立方晶の結晶構造を有し
ており、正極活物質として用いた場合には放電によりリ
チウムが結晶中に挿入され、充電によりリチウムが結晶
から抜き取られる。逆に負極活物質として用いた場合に
は、充電によりリチウムが結晶中に挿入され、放電によ
りリチウムが結晶から抜き取られる。ＬｉＶＴｉＯ4 の
製造は公知の方法で行えばよく、例えば二酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）とＬｉＶＯ2 とを１：１（モル比）で混合
し、６００〜８００℃で１０〜４８時間加熱焼成するこ
とにより容易に製造することができる。
ると、本発明で正極又は負極の活物質として用いるＬｉ
ＶＴｉＯ4 で表わされるリチウムバナジウムチタン複合
酸化物は、公知のものであるが、今までリチウム二次電
池の活物質として用いることは知られていない。ＬｉＶ
ＴｉＯ4 はスピネル構造をした立方晶の結晶構造を有し
ており、正極活物質として用いた場合には放電によりリ
チウムが結晶中に挿入され、充電によりリチウムが結晶
から抜き取られる。逆に負極活物質として用いた場合に
は、充電によりリチウムが結晶中に挿入され、放電によ
りリチウムが結晶から抜き取られる。ＬｉＶＴｉＯ4 の
製造は公知の方法で行えばよく、例えば二酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）とＬｉＶＯ2 とを１：１（モル比）で混合
し、６００〜８００℃で１０〜４８時間加熱焼成するこ
とにより容易に製造することができる。
【０００６】ＬｉＶＴｉＯ4 を活物質とする電極を作成
するには、ＬｉＶＴｉＯ4 に常法により導電剤と結合剤
とを混合して加圧成形すればよい。導電剤としては電気
化学的に安定で電解液に侵されず導電率の高いものが好
ましく、通常は炭素材料が用いられる。好ましくは黒鉛
やアセチレンブラックなどのカーボンブラックが用いら
れる。結合剤も同様に電気化学的に安定で電解液に侵さ
れないものが好ましく、通常はフッ素樹脂が用いられ
る。好ましくはポリテトラフルオロエチレンやポリビニ
リデンフロライドが用いられる。電極を作成するに際し
てのＬｉＶＴｉＯ 4 、導電剤及び結合剤の混合比率（重
量比）は、合計を１００として、通常は導電剤が１０〜
３０、結合剤が３〜１０、残部をＬｉＶＴｉＯ4 とする
のが適当である。
するには、ＬｉＶＴｉＯ4 に常法により導電剤と結合剤
とを混合して加圧成形すればよい。導電剤としては電気
化学的に安定で電解液に侵されず導電率の高いものが好
ましく、通常は炭素材料が用いられる。好ましくは黒鉛
やアセチレンブラックなどのカーボンブラックが用いら
れる。結合剤も同様に電気化学的に安定で電解液に侵さ
れないものが好ましく、通常はフッ素樹脂が用いられ
る。好ましくはポリテトラフルオロエチレンやポリビニ
リデンフロライドが用いられる。電極を作成するに際し
てのＬｉＶＴｉＯ 4 、導電剤及び結合剤の混合比率（重
量比）は、合計を１００として、通常は導電剤が１０〜
３０、結合剤が３〜１０、残部をＬｉＶＴｉＯ4 とする
のが適当である。
【０００７】本発明に係るリチウム二次電池は、正極又
は負極に上記のＬｉＶＴｉＯ4 を活物質とする電極を用
いる以外は、常法により製造することができる。例えば
ＬｉＶＴｉＯ4 を活物質とする電極の対極としては、リ
チウム二次電池の正極又は負極として知られている種々
のものを用いることができる。正極と負極とを隔てるセ
パレーターも公知の種々のものを用いることができる
が、通常は多孔質ポリオレフィンフィルム、特に多孔質
ポリプロピレンフィルムを用いるのが好ましい。電解液
も非水溶媒にリチウム塩を溶解した公知のものを用いる
ことができる。
は負極に上記のＬｉＶＴｉＯ4 を活物質とする電極を用
いる以外は、常法により製造することができる。例えば
ＬｉＶＴｉＯ4 を活物質とする電極の対極としては、リ
チウム二次電池の正極又は負極として知られている種々
のものを用いることができる。正極と負極とを隔てるセ
パレーターも公知の種々のものを用いることができる
が、通常は多孔質ポリオレフィンフィルム、特に多孔質
ポリプロピレンフィルムを用いるのが好ましい。電解液
も非水溶媒にリチウム塩を溶解した公知のものを用いる
ことができる。
【０００８】
【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。ＬｉＶＴｉＯ4 の製造；炭酸リチウムと五酸化バ
ナジウムとを等モルの割合でよく混合した。この混合物
を水素気流中、５００℃で６時間加熱し、さらに同じく
水素気流中、７００℃で１０時間加熱してＬｉＶＯ2 を
合成した。このＬｉＶＯ2 と二酸化チタンとを等モルの
割合でよく混合したのち、混合物をプレス成型し、白金
箔に包んだ。これを石英ガラス管中に真空封入し、７０
０℃で２４時間加熱したのち、４００℃で４８時間アニ
ーリングしてＬｉＶＴｉＯ4 を製造した。このＬｉＶＴ
ｉＯ4 は粉末Ｘ線回折の結果、立方晶の単相であった。
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。ＬｉＶＴｉＯ4 の製造；炭酸リチウムと五酸化バ
ナジウムとを等モルの割合でよく混合した。この混合物
を水素気流中、５００℃で６時間加熱し、さらに同じく
水素気流中、７００℃で１０時間加熱してＬｉＶＯ2 を
合成した。このＬｉＶＯ2 と二酸化チタンとを等モルの
割合でよく混合したのち、混合物をプレス成型し、白金
箔に包んだ。これを石英ガラス管中に真空封入し、７０
０℃で２４時間加熱したのち、４００℃で４８時間アニ
ーリングしてＬｉＶＴｉＯ4 を製造した。このＬｉＶＴ
ｉＯ4 は粉末Ｘ線回折の結果、立方晶の単相であった。
【０００９】実施例１ 上記で得たＬｉＶＴｉＯ4 を粉砕し、これにアセチレン
ブラック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７
５：２０：５となるように混合した。この混合物０．１
ｇを１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成
型し、正極とした。多孔性ポリプロピレンフィルムのセ
パレーターを挟んで、上記の正極と負極としての直径１
６ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのリチウム金属板とを配置し、
これに電解液を加えて密封し、リチウム二次電池を製造
した。電解液としては、プロピレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとの等容量混合物に、過塩素酸リ
チウムを１モル／リットルとなるように溶解したものを
用いた。
ブラック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７
５：２０：５となるように混合した。この混合物０．１
ｇを１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成
型し、正極とした。多孔性ポリプロピレンフィルムのセ
パレーターを挟んで、上記の正極と負極としての直径１
６ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのリチウム金属板とを配置し、
これに電解液を加えて密封し、リチウム二次電池を製造
した。電解液としては、プロピレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとの等容量混合物に、過塩素酸リ
チウムを１モル／リットルとなるように溶解したものを
用いた。
【００１０】このリチウム二次電池を用いて、充放電電
流２ｍＡ、電圧範囲１．０Ｖ〜３．０Ｖの間で定電流充
放電のサイクル試験を行った。その結果、初期放電容量
は１４６ｍＡｈ／ｇ−ＬｉＶＴｉＯ4 であり、初期放電
容量に対する２００サイクル目の放電容量の比は８９．
０％であった。このリチウム二次電池の充放電電圧曲線
を図１に示す。この図から、この電池は約１．７Ｖの平
坦な電圧を示すことがわかる。また、この電池のレート
特性を図２に示す。
流２ｍＡ、電圧範囲１．０Ｖ〜３．０Ｖの間で定電流充
放電のサイクル試験を行った。その結果、初期放電容量
は１４６ｍＡｈ／ｇ−ＬｉＶＴｉＯ4 であり、初期放電
容量に対する２００サイクル目の放電容量の比は８９．
０％であった。このリチウム二次電池の充放電電圧曲線
を図１に示す。この図から、この電池は約１．７Ｖの平
坦な電圧を示すことがわかる。また、この電池のレート
特性を図２に示す。
【００１１】実施例２ 上記で得たＬｉＶＴｉＯ4 を粉砕し、これにアセチレン
ブラック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７
５：２０：５となるように混合した。この混合物０．１
ｇを１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成
型し、負極とした。またＬｉＣｏＯ2 とアセチレンブラ
ック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７５：
２０：５となるように混合したもの０．１２５ｇを１ｔ
ｏｎ／ｃｍ 2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成型し、正
極とした。多孔性ポリプロピレンフィルムのセパレータ
ーを挟んで上記の正極と負極を配置し、これに実施例１
で用いたのと同じ電解液を加えて密封し、リチウム二次
電池を製造した。
ブラック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７
５：２０：５となるように混合した。この混合物０．１
ｇを１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成
型し、負極とした。またＬｉＣｏＯ2 とアセチレンブラ
ック及びポリテトラフルオロエチレンを重量比で７５：
２０：５となるように混合したもの０．１２５ｇを１ｔ
ｏｎ／ｃｍ 2 の圧力で直径１６ｍｍにプレス成型し、正
極とした。多孔性ポリプロピレンフィルムのセパレータ
ーを挟んで上記の正極と負極を配置し、これに実施例１
で用いたのと同じ電解液を加えて密封し、リチウム二次
電池を製造した。
【００１２】このリチウム二次電池を用いて、充放電電
流２ｍＡ、電圧範囲１．０Ｖ〜３．３Ｖの間で定電流充
放電のサイクル試験を行った。その結果、初期放電容量
は１４０ｍＡｈ／ｇ−ＬｉＶＴｉＯ4 であり、初期放電
容量に対する２００サイクル目の放電容量の比は８７．
２％であった。このリチウム二次電池の充放電電圧曲線
を図３に示す。この図から、この電池は約２．３Ｖの平
坦な電圧を示すことがわかる。
流２ｍＡ、電圧範囲１．０Ｖ〜３．３Ｖの間で定電流充
放電のサイクル試験を行った。その結果、初期放電容量
は１４０ｍＡｈ／ｇ−ＬｉＶＴｉＯ4 であり、初期放電
容量に対する２００サイクル目の放電容量の比は８７．
２％であった。このリチウム二次電池の充放電電圧曲線
を図３に示す。この図から、この電池は約２．３Ｖの平
坦な電圧を示すことがわかる。
【図１】ＬｉＶＴｉＯ4 を正極活物質とする正極とリチ
ウム金属の負極を備えたリチウム二次電池の充放電電圧
曲線である。
ウム金属の負極を備えたリチウム二次電池の充放電電圧
曲線である。
【図２】図１の電池のレート特性を示す図である。
【図３】ＬｉＶＴｉＯ4 を負極活物質とする負極と、Ｌ
ｉＣｏＯ2 を正極活物質とする正極とを備えたリチウム
二次電池の充放電電圧曲線である。
ｉＣｏＯ2 を正極活物質とする正極とを備えたリチウム
二次電池の充放電電圧曲線である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＬｉＶＴｉＯ4 で表わされる複合酸化物
を正極活物質とする正極を備えていることを特徴とする
リチウム二次電池。 - 【請求項２】 ＬｉＶＴｉＯ4 で表わされる複合酸化物
を負極活物質とする負極を備えていることを特徴とする
リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8345220A JPH10188977A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8345220A JPH10188977A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188977A true JPH10188977A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18375118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8345220A Pending JPH10188977A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10188977A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128115A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Samsung Sdi Co Ltd | 非水系電解質二次電池用負極活物質、その製造方法及びそれを含む非水系電解質二次電池 |
| JP2007115507A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 負極活物質及び水系リチウム二次電池 |
| JP2011129366A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | 非水系リチウム二次電池 |
| US8026003B2 (en) | 2003-08-21 | 2011-09-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a non-aqueous electrolyte battery, and a non-aqueous electrolyte battery comprising the same |
| US8110305B2 (en) | 2007-02-15 | 2012-02-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| JP2012084358A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池用負極材料、その製造方法および同負極材料を用いたリチウム二次電池 |
| US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
| US8623552B2 (en) | 2007-06-07 | 2014-01-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery including same |
| US8685567B2 (en) | 2007-09-12 | 2014-04-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| CN103730647A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 中国科学院物理研究所 | 斜方锰矿石材料及其制备方法、负极和锂电池 |
| US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP8345220A patent/JPH10188977A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8026003B2 (en) | 2003-08-21 | 2011-09-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a non-aqueous electrolyte battery, and a non-aqueous electrolyte battery comprising the same |
| JP2006128115A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Samsung Sdi Co Ltd | 非水系電解質二次電池用負極活物質、その製造方法及びそれを含む非水系電解質二次電池 |
| JP2007115507A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 負極活物質及び水系リチウム二次電池 |
| US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
| US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
| US8110305B2 (en) | 2007-02-15 | 2012-02-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| US8623552B2 (en) | 2007-06-07 | 2014-01-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery including same |
| US8685567B2 (en) | 2007-09-12 | 2014-04-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| JP2011129366A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | 非水系リチウム二次電池 |
| JP2012084358A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池用負極材料、その製造方法および同負極材料を用いたリチウム二次電池 |
| CN103730647A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 中国科学院物理研究所 | 斜方锰矿石材料及其制备方法、负极和锂电池 |
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