JPH1167280A - リチウム二次電池およびその充電方法 - Google Patents
リチウム二次電池およびその充電方法Info
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- JPH1167280A JPH1167280A JP9229485A JP22948597A JPH1167280A JP H1167280 A JPH1167280 A JP H1167280A JP 9229485 A JP9229485 A JP 9229485A JP 22948597 A JP22948597 A JP 22948597A JP H1167280 A JPH1167280 A JP H1167280A
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- electrode
- negative electrode
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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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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
グラファイト負極に金属リチウムが析出することなく安
全に充電し得る新規なリチウム二次電池およびその充電
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 正極２、グラファイトからなる負極３の
他に、リチウムまたはリチウム合金からなる参照極４を
設けることを特徴とするリチウム二次電池。充電方法に
おいては、グラファイト負極３と参照極４との電位差が
該負極３に金属リチウムの析出が生じる電位差まで低下
する前に充電を終了する。 【効果】 過充電を確実に回避しつつ最適な充電を行う
ことができるので、リチウム二次電池を長期間にわたり
有効に使用することができる。
全に充電し得る新規なリチウム二次電池およびその充電
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 正極２、グラファイトからなる負極３の
他に、リチウムまたはリチウム合金からなる参照極４を
設けることを特徴とするリチウム二次電池。充電方法に
おいては、グラファイト負極３と参照極４との電位差が
該負極３に金属リチウムの析出が生じる電位差まで低下
する前に充電を終了する。 【効果】 過充電を確実に回避しつつ最適な充電を行う
ことができるので、リチウム二次電池を長期間にわたり
有効に使用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
およびその充電方法に関する。
およびその充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に二次電池の充電は、被充電二次電
池の起電圧、即ち二次電池の正負極間の電位差を所望の
大きさに回復する過程である。リチウム二次電池は、他
の二次電池と根本的に異なって、充電を過度に行うと負
極に金属リチウムが析出する重大な問題がある。該負極
に金属リチウムが析出すると、二次電池としての機能の
回復が不可となるのみならず、携帯電話などの携帯用電
気機器の電源に使用される場合には、機器の振動や破損
により該負極に析出した金属リチウムが水と接触する可
能性が高くなり危険ですらある。このために、従来は、
上記の問題を回避するために充電による回復起電圧の上
限を４．０〜４．３Ｖの範囲としていた。
池の起電圧、即ち二次電池の正負極間の電位差を所望の
大きさに回復する過程である。リチウム二次電池は、他
の二次電池と根本的に異なって、充電を過度に行うと負
極に金属リチウムが析出する重大な問題がある。該負極
に金属リチウムが析出すると、二次電池としての機能の
回復が不可となるのみならず、携帯電話などの携帯用電
気機器の電源に使用される場合には、機器の振動や破損
により該負極に析出した金属リチウムが水と接触する可
能性が高くなり危険ですらある。このために、従来は、
上記の問題を回避するために充電による回復起電圧の上
限を４．０〜４．３Ｖの範囲としていた。
【０００３】ところで、リチウム二次電池のうちでも負
極がグラファイトであるものは、充電による回復起電圧
の上限を上記の範囲となるように管理してもグラファイ
ト負極に金属リチウムが析出することがある。この析出
は、ある程度使用されたリチウム二次電池に生じ易い。
その析出の理由は、本発明者の研究によれば、つぎの通
りである。
極がグラファイトであるものは、充電による回復起電圧
の上限を上記の範囲となるように管理してもグラファイ
ト負極に金属リチウムが析出することがある。この析出
は、ある程度使用されたリチウム二次電池に生じ易い。
その析出の理由は、本発明者の研究によれば、つぎの通
りである。
【０００４】グラファイト負極での金属リチウムの析出
は、該負極のリチウムイオンに対する電位、即ち対リチ
ウムイオン電位、が０Ｖまたはそれ以下となったときに
起きる。生産工場から出荷された当初のリチウム二次電
池のグラファイト負極は、その対リチウムイオン電位が
１Ｖ前後となるように管理されているが、この対リチウ
ムイオン電位は、一般に電池の充放電を繰り返すうちに
漸次低下し、また個々の充電中においても充電の進行と
共に低下する性質がある。よって或る程度使用されたリ
チウム二次電池では、そのグラファイト負極の対リチウ
ムイオン電位は、新品のときのそれより低下しており、
充電中ではリチウムイオンの挿入にて更に低下して０Ｖ
またはそれ以下となって金属リチウムの析出が生じる。
したがって、金属リチウムの析出を回避するには、充電
中におけるグラファイト負極の対リチウムイオン電位を
測定し管理する必要があるが、従来のよう被充電二次電
池の正負極間の電位差による管理ではそれができない。
は、該負極のリチウムイオンに対する電位、即ち対リチ
ウムイオン電位、が０Ｖまたはそれ以下となったときに
起きる。生産工場から出荷された当初のリチウム二次電
池のグラファイト負極は、その対リチウムイオン電位が
１Ｖ前後となるように管理されているが、この対リチウ
ムイオン電位は、一般に電池の充放電を繰り返すうちに
漸次低下し、また個々の充電中においても充電の進行と
共に低下する性質がある。よって或る程度使用されたリ
チウム二次電池では、そのグラファイト負極の対リチウ
ムイオン電位は、新品のときのそれより低下しており、
充電中ではリチウムイオンの挿入にて更に低下して０Ｖ
またはそれ以下となって金属リチウムの析出が生じる。
したがって、金属リチウムの析出を回避するには、充電
中におけるグラファイト負極の対リチウムイオン電位を
測定し管理する必要があるが、従来のよう被充電二次電
池の正負極間の電位差による管理ではそれができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて本発明
は、グラファイト負極に金属リチウムが析出することな
く安全に充電し得る新規なリチウム二次電池およびその
充電方法を提供することを目的とする。
は、グラファイト負極に金属リチウムが析出することな
く安全に充電し得る新規なリチウム二次電池およびその
充電方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、つぎの特徴を
有する。 (1) 正極、電池の充電−放電の際にリチウムイオンの挿
入・脱離が生じるグラファイト負極、およびリチウムま
たはリチウム合金からなる参照極とを有することを特徴
とするリチウム二次電池。 (2) リチウム二次電池の充電開始時におけるグラファイ
ト負極と参照極との電位差が、少なくとも０．１Ｖであ
る上記(1) 記載のリチウム二次電池。 (3) 上記(1) または(2) 記載のリチウム二次電池の充電
において、グラファイト負極と参照極との電位差が該負
極に金属リチウムの析出が生じる電位差まで低下する前
に充電を終了することを特徴とするリチウム二次電池の
充電方法。 (4) 参照極がリチウムからなり、グラファイト負極と参
照極との電位差が０．０１Ｖまで低下する前に充電を終
了する上記(3) 記載のリチウム二次電池の充電方法。
有する。 (1) 正極、電池の充電−放電の際にリチウムイオンの挿
入・脱離が生じるグラファイト負極、およびリチウムま
たはリチウム合金からなる参照極とを有することを特徴
とするリチウム二次電池。 (2) リチウム二次電池の充電開始時におけるグラファイ
ト負極と参照極との電位差が、少なくとも０．１Ｖであ
る上記(1) 記載のリチウム二次電池。 (3) 上記(1) または(2) 記載のリチウム二次電池の充電
において、グラファイト負極と参照極との電位差が該負
極に金属リチウムの析出が生じる電位差まで低下する前
に充電を終了することを特徴とするリチウム二次電池の
充電方法。 (4) 参照極がリチウムからなり、グラファイト負極と参
照極との電位差が０．０１Ｖまで低下する前に充電を終
了する上記(3) 記載のリチウム二次電池の充電方法。
【０００７】
【作用】本発明のリチウム二次電池は、正極とグラファ
イト負極との他にリチウムまたはリチウム合金からなる
参照極を有する。参照極の標準電極電位は、それがリチ
ウムまたはリチウム合金からなるので上記した対リチウ
ムイオン電位に等しいかまたはそれに近いので、グラフ
ァイト負極と参照極との電位差が０Ｖまたはそれに近い
値となることは、グラファイト負極に金属リチウムが析
出するあるいは析出し易い状況にあることを示す。よっ
てリチウム二次電池の充電中は、グラファイト負極と参
照極との電位差の変化を監視し、例えばその電位差が一
定値を割り込んだ時点で電池の充電を終了するように管
理する。かくすることにより、金属リチウムの析出を確
実に回避することができる。
イト負極との他にリチウムまたはリチウム合金からなる
参照極を有する。参照極の標準電極電位は、それがリチ
ウムまたはリチウム合金からなるので上記した対リチウ
ムイオン電位に等しいかまたはそれに近いので、グラフ
ァイト負極と参照極との電位差が０Ｖまたはそれに近い
値となることは、グラファイト負極に金属リチウムが析
出するあるいは析出し易い状況にあることを示す。よっ
てリチウム二次電池の充電中は、グラファイト負極と参
照極との電位差の変化を監視し、例えばその電位差が一
定値を割り込んだ時点で電池の充電を終了するように管
理する。かくすることにより、金属リチウムの析出を確
実に回避することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図例により詳細に
説明する。図１は本発明の二次電池の構造並びに機能に
ついての概略説明図であり、図２は本発明の二次電池の
充電−放電サイクルにおける起電圧−時間の関係グラフ
例であり、図３は本発明の二次電池の実施例の断面図で
ある。
説明する。図１は本発明の二次電池の構造並びに機能に
ついての概略説明図であり、図２は本発明の二次電池の
充電−放電サイクルにおける起電圧−時間の関係グラフ
例であり、図３は本発明の二次電池の実施例の断面図で
ある。
【０００９】図１において、１は電池缶、２は正極、３
はグラファイトからなる負極、４は参照極、５は電解質
であり、Ｖ1 は正極２と負極３との電位差（起電圧）、
Ｖ2は正極２と参照極４との電位差、Ｖ3 は負極３と参
照極４との電位差、Ｓは充電回路Ａ内の充電用電源、Ｌ
は充電回路Ｂ内の負荷である。
はグラファイトからなる負極、４は参照極、５は電解質
であり、Ｖ1 は正極２と負極３との電位差（起電圧）、
Ｖ2は正極２と参照極４との電位差、Ｖ3 は負極３と参
照極４との電位差、Ｓは充電回路Ａ内の充電用電源、Ｌ
は充電回路Ｂ内の負荷である。
【００１０】図２において、Ｃは充電時間帯、Ｄは放電
時間帯、Ｆは充電時間帯Ｃと放電時間帯Ｄとの間の開放
時間帯であり、Ｇ1 は電位差（起電圧）Ｖ1 の時間的変
化を示す曲線、Ｇ2 は電位差Ｖ2 の時間的変化を示す曲
線、Ｇ3 は電位差Ｖ3 の時間的変化を示す曲線である。
Ｋは、充電管理レベルを示す。
時間帯、Ｆは充電時間帯Ｃと放電時間帯Ｄとの間の開放
時間帯であり、Ｇ1 は電位差（起電圧）Ｖ1 の時間的変
化を示す曲線、Ｇ2 は電位差Ｖ2 の時間的変化を示す曲
線、Ｇ3 は電位差Ｖ3 の時間的変化を示す曲線である。
Ｋは、充電管理レベルを示す。
【００１１】充電時間帯Ｃにおいて、回路Ａ内の充電用
電源Ｓにより正極２と負極３との間に適当な電圧、例え
ば４．５Ｖ前後の充電電圧が課電されると、電位差Ｖ1
は、曲線Ｇ1 に沿って上昇する。その間、電位差Ｖ2 は
曲線Ｇ2 に沿って、また電位差Ｖ3 は曲線Ｇ3 に沿っ
て、それぞれ変化する。電位差Ｖ3 は、負極３のグラフ
ァイト中へのリチウムイオンの挿入により漸次低下す
る。この間、曲線Ｇ3 の変化に注意しておき、曲線Ｇ3
（電位差Ｖ3 ）が充電管理レベルＫにまで低下すると、
充電用電源Ｓを遮断して充電を終了する。図２の場合に
は、曲線Ｇ3 が充電管理レベルＫに近づかないので、充
電が継続されて電位差Ｖ1 が充電開始後約３時間で所望
値（同図では４．３Ｖ前後）に至った後もさらに約２時
間にわたり略同じ充電電圧を保持した状態で充電を継続
し、充電開始後約５時間後に充電用電源Ｓを遮断して電
池は開放時間帯Ｆにもたらされている。電池は、開放時
間１時間の後に放電状態に置かれ、回路Ｂ内の負荷Ｌに
電力を供給する。その間に各電位差Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3
は、曲線Ｇ1 曲線Ｇ2 、曲線Ｇ3に従ってそれぞれ時間
的に変化する。
電源Ｓにより正極２と負極３との間に適当な電圧、例え
ば４．５Ｖ前後の充電電圧が課電されると、電位差Ｖ1
は、曲線Ｇ1 に沿って上昇する。その間、電位差Ｖ2 は
曲線Ｇ2 に沿って、また電位差Ｖ3 は曲線Ｇ3 に沿っ
て、それぞれ変化する。電位差Ｖ3 は、負極３のグラフ
ァイト中へのリチウムイオンの挿入により漸次低下す
る。この間、曲線Ｇ3 の変化に注意しておき、曲線Ｇ3
（電位差Ｖ3 ）が充電管理レベルＫにまで低下すると、
充電用電源Ｓを遮断して充電を終了する。図２の場合に
は、曲線Ｇ3 が充電管理レベルＫに近づかないので、充
電が継続されて電位差Ｖ1 が充電開始後約３時間で所望
値（同図では４．３Ｖ前後）に至った後もさらに約２時
間にわたり略同じ充電電圧を保持した状態で充電を継続
し、充電開始後約５時間後に充電用電源Ｓを遮断して電
池は開放時間帯Ｆにもたらされている。電池は、開放時
間１時間の後に放電状態に置かれ、回路Ｂ内の負荷Ｌに
電力を供給する。その間に各電位差Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3
は、曲線Ｇ1 曲線Ｇ2 、曲線Ｇ3に従ってそれぞれ時間
的に変化する。
【００１２】従来、電位差Ｖ1 の充電による回復電圧の
上限は、前記した負極３での金属リチウムの析出防止の
他に電解液の分解防止のために、通常、４．０〜４．３
Ｖ程度とされてきた。これに対して本発明における充電
においては、電位差Ｖ3 が充電管理レベルＫに近づかな
い限り、電位差Ｖ1 の充電による回復電圧の上限は従来
通りでよいが、電位差Ｖ3 が充電管理レベルＫにまで低
下すると、電位差Ｖ1の値の大小に係わりなく、直ちに
充電を終了する。充電管理レベルＫの高さについては、
後記する。
上限は、前記した負極３での金属リチウムの析出防止の
他に電解液の分解防止のために、通常、４．０〜４．３
Ｖ程度とされてきた。これに対して本発明における充電
においては、電位差Ｖ3 が充電管理レベルＫに近づかな
い限り、電位差Ｖ1 の充電による回復電圧の上限は従来
通りでよいが、電位差Ｖ3 が充電管理レベルＫにまで低
下すると、電位差Ｖ1の値の大小に係わりなく、直ちに
充電を終了する。充電管理レベルＫの高さについては、
後記する。
【００１３】本発明において正極２は、リチウム二次電
池の分野で周知あるいは実用されている材料からなるも
のであってよい。例えば、コバルト、ニッケル、マンガ
ンなどの遷移金属の複酸化物や複合複酸化物からなる活
物質の層を有するものが例示される。負極３は、グラフ
ァイトからなる活物質の層を有する。グラファイトとし
てはリチウム二次電池の分野で周知あるいは実用されて
いるものであってよく、例えば、鱗片状物や繊維状物の
他に、球状、疑似球状、塊状、前記鱗片状物の粉砕物、
粉状などの粒状物などである。特に、電池の充放電時に
おけるリチウムの挿入・脱離を高効率で可逆的に行い得
る高結晶性のもの、就中、結晶格子の基底面間距離（ｄ
002)が０．３３５〜０．３８ｎｍ、ｃ軸方向の結晶子寸
法が少なくとも１０ｎｍのものが好ましい。
池の分野で周知あるいは実用されている材料からなるも
のであってよい。例えば、コバルト、ニッケル、マンガ
ンなどの遷移金属の複酸化物や複合複酸化物からなる活
物質の層を有するものが例示される。負極３は、グラフ
ァイトからなる活物質の層を有する。グラファイトとし
てはリチウム二次電池の分野で周知あるいは実用されて
いるものであってよく、例えば、鱗片状物や繊維状物の
他に、球状、疑似球状、塊状、前記鱗片状物の粉砕物、
粉状などの粒状物などである。特に、電池の充放電時に
おけるリチウムの挿入・脱離を高効率で可逆的に行い得
る高結晶性のもの、就中、結晶格子の基底面間距離（ｄ
002)が０．３３５〜０．３８ｎｍ、ｃ軸方向の結晶子寸
法が少なくとも１０ｎｍのものが好ましい。
【００１４】参照極４は、リチウムまたはリチウム合金
にて形成される。参照極４がリチウムにて形成されてい
るときは、負極３に金属リチウムの析出が生じる電位差
Ｖ3は０Ｖとなる。よってこの場合には、充電中の電位
差Ｖ3 が０Ｖに低下する前、好ましくは安全のために
０．０１Ｖに、さらには０．０５Ｖに低下する前に充電
を終了するとよい。参照極４がリチウムである場合、図
２における充電管理レベルＫの高さあるいは値は、０
Ｖ、好ましくは０．０１Ｖ、さらには０．０５Ｖなどと
なる。
にて形成される。参照極４がリチウムにて形成されてい
るときは、負極３に金属リチウムの析出が生じる電位差
Ｖ3は０Ｖとなる。よってこの場合には、充電中の電位
差Ｖ3 が０Ｖに低下する前、好ましくは安全のために
０．０１Ｖに、さらには０．０５Ｖに低下する前に充電
を終了するとよい。参照極４がリチウムである場合、図
２における充電管理レベルＫの高さあるいは値は、０
Ｖ、好ましくは０．０１Ｖ、さらには０．０５Ｖなどと
なる。
【００１５】参照極４は、標準電極電位がリチウムと同
じまたは実質的に同じか、あるいは相違する各種のリチ
ウム合金にて形成されていてもよい。なおリチウム合金
中のリチウムの含有量が過少であると参照極４としての
機能が低下するので、リチウム合金としては、リチウム
含有量が少なくとも５０重量％、特に少なくとも７５重
量％あるものが好ましい。リチウム含有量がそのようで
あれば、特に不安定な合金を除き、周知の各種のリチウ
ム合金を使用することができる。 上記の標準電極電位
とは、周知の通り、標準水素電極を基準電極とする活動
度が１の電池系の起電力において、標準水素電極の電位
を零とした場合の電位差を意味する。標準電極電位がリ
チウムと同じまたは実質的に同じであるリチウム合金か
らなる参照極４を使用する場合には、参照極４がリチウ
ムである場合と同じ充電管理レベルＫを設けてよい。一
方、参照極４が、リチウムと異なる標準電極電位を有す
るリチウム合金、例えばリチウムとはαＶ相違するリチ
ウム合金にて形成されている場合には、参照極４がリチ
ウムである場合の充電管理レベルＫをαＶ分だけ移動す
ればよい。
じまたは実質的に同じか、あるいは相違する各種のリチ
ウム合金にて形成されていてもよい。なおリチウム合金
中のリチウムの含有量が過少であると参照極４としての
機能が低下するので、リチウム合金としては、リチウム
含有量が少なくとも５０重量％、特に少なくとも７５重
量％あるものが好ましい。リチウム含有量がそのようで
あれば、特に不安定な合金を除き、周知の各種のリチウ
ム合金を使用することができる。 上記の標準電極電位
とは、周知の通り、標準水素電極を基準電極とする活動
度が１の電池系の起電力において、標準水素電極の電位
を零とした場合の電位差を意味する。標準電極電位がリ
チウムと同じまたは実質的に同じであるリチウム合金か
らなる参照極４を使用する場合には、参照極４がリチウ
ムである場合と同じ充電管理レベルＫを設けてよい。一
方、参照極４が、リチウムと異なる標準電極電位を有す
るリチウム合金、例えばリチウムとはαＶ相違するリチ
ウム合金にて形成されている場合には、参照極４がリチ
ウムである場合の充電管理レベルＫをαＶ分だけ移動す
ればよい。
【００１６】なお、リチウムと異なる標準電極電位を有
するリチウム合金にて参照極４を形成する場合、得られ
た参照極４と負極３と電位差Ｖ3 が過少であると参照極
４としての機能が乏しくなるので、充電開始時の電位差
Ｖ3 が少なくとも０．１Ｖ、特に少なくとも０．２Ｖで
あるようなリチウム合金が好ましい。
するリチウム合金にて参照極４を形成する場合、得られ
た参照極４と負極３と電位差Ｖ3 が過少であると参照極
４としての機能が乏しくなるので、充電開始時の電位差
Ｖ3 が少なくとも０．１Ｖ、特に少なくとも０．２Ｖで
あるようなリチウム合金が好ましい。
【００１７】図３において、１は鉄、ニッケル、あるい
は鉄−ニッケル合金などの鉄−ニッケル系金属材からな
る電池缶、Ｍは発電要素体、２１は正極リード、３１は
負極リード、４は参照極、４１は参照極リード、６は負
極用電気絶縁板、７は正極用電気絶縁板、２２は正極端
子、４２は参照極端子、８は電気絶縁ガスケット、９は
安全構造（図示せず）を含む封止板、１０は電気絶縁ガ
スケットである。発電要素体Ｍは、正極シート、セパレ
ータシート、グラファイト活性層を有する負極シート、
およびセパレータシート（いずれのシートも図示せず）
の４シートをその順に積層したものを巻回した構造を有
し、正極シートの集電体からは正極リード２１が、一
方、負極シートの集電体からは負極リード３１がそれぞ
れ延び出ている。正極リード２１の先端は正極端子２２
に、一方、負極リード３１の先端は電池缶１の底壁にそ
れぞれ溶接されている。参照極４から延びる参照極リー
ド４１は、参照極端子４２に溶接されている。正極端子
２２と参照極端子４２とは、封止板９に気密に固定され
ており、また両端子２２、４２は電気絶縁ガスケット８
により互いに電気絶縁されており、且つ封止板９もその
両端が電気絶縁ガスケット１０を介して電池缶１の内壁
に気密に且つ電気絶縁された状態にて固定されている。
発電要素体Ｍは、電解液にて含浸されており、電池缶１
内の空間は電解液に満たされている。
は鉄−ニッケル合金などの鉄−ニッケル系金属材からな
る電池缶、Ｍは発電要素体、２１は正極リード、３１は
負極リード、４は参照極、４１は参照極リード、６は負
極用電気絶縁板、７は正極用電気絶縁板、２２は正極端
子、４２は参照極端子、８は電気絶縁ガスケット、９は
安全構造（図示せず）を含む封止板、１０は電気絶縁ガ
スケットである。発電要素体Ｍは、正極シート、セパレ
ータシート、グラファイト活性層を有する負極シート、
およびセパレータシート（いずれのシートも図示せず）
の４シートをその順に積層したものを巻回した構造を有
し、正極シートの集電体からは正極リード２１が、一
方、負極シートの集電体からは負極リード３１がそれぞ
れ延び出ている。正極リード２１の先端は正極端子２２
に、一方、負極リード３１の先端は電池缶１の底壁にそ
れぞれ溶接されている。参照極４から延びる参照極リー
ド４１は、参照極端子４２に溶接されている。正極端子
２２と参照極端子４２とは、封止板９に気密に固定され
ており、また両端子２２、４２は電気絶縁ガスケット８
により互いに電気絶縁されており、且つ封止板９もその
両端が電気絶縁ガスケット１０を介して電池缶１の内壁
に気密に且つ電気絶縁された状態にて固定されている。
発電要素体Ｍは、電解液にて含浸されており、電池缶１
内の空間は電解液に満たされている。
【００１８】本発明は、上記の実施例に限定されず、種
々の変形実施態様を包含する。例えば、上記の鉄−ニッ
ケル系金属材からなる電池缶１に代えてアルミニウム、
アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金などのア
ルミニウム系金属材からなる電池缶を用いてもよい。そ
の場合には、正極リードは電池缶に接続され、図３に正
極端子８として示す端子を負極端子として使用して負極
リードはそれに接続されることになる。本発明は、円筒
形、角形、シート状などの種々の密閉式リチウム二次電
池に適用可能である。
々の変形実施態様を包含する。例えば、上記の鉄−ニッ
ケル系金属材からなる電池缶１に代えてアルミニウム、
アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金などのア
ルミニウム系金属材からなる電池缶を用いてもよい。そ
の場合には、正極リードは電池缶に接続され、図３に正
極端子８として示す端子を負極端子として使用して負極
リードはそれに接続されることになる。本発明は、円筒
形、角形、シート状などの種々の密閉式リチウム二次電
池に適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】従来の充電方法では、グラファイト負極
に金属リチウムが析出する程に過充電して電池を使用不
能とする事故が生じ易いが、本発明によればかかる過充
電を確実に回避しつつ最適な充電を行うことができる。
よって一般的に高価なリチウム二次電池を長期間にわた
り有効に使用することができる。
に金属リチウムが析出する程に過充電して電池を使用不
能とする事故が生じ易いが、本発明によればかかる過充
電を確実に回避しつつ最適な充電を行うことができる。
よって一般的に高価なリチウム二次電池を長期間にわた
り有効に使用することができる。
【図１】本発明の二次電池の構造並びに機能についての
概略説明図である。
概略説明図である。
【図２】本発明の二次電池の充電−放電サイクルにおけ
る起電圧−時間の関係グラフ例である。
る起電圧−時間の関係グラフ例である。
【図３】本発明の二次電池の実施例の断面図である。
１ 電池缶 ２ 正極 ３ 負極 ４ 参照極 ５ 電解質
Claims (4)
- 【請求項１】 正極、電池の充電−放電の際にリチウム
イオンの挿入・脱離が生じるグラファイト負極、および
リチウムまたはリチウム合金からなる参照極とを有する
ことを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 リチウム二次電池の充電開始時における
グラファイト負極と参照極との電位差が、少なくとも
０．１Ｖである請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のリチウム二次電
池の充電において、グラファイト負極と参照極との電位
差が該負極に金属リチウムの析出が生じる電位差まで低
下する前に充電を終了することを特徴とするリチウム二
次電池の充電方法。 - 【請求項４】 参照極がリチウムからなり、グラファイ
ト負極と参照極との電位差が０．０１Ｖまで低下する前
に充電を終了する請求項３記載のリチウム二次電池の充
電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229485A JPH1167280A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | リチウム二次電池およびその充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229485A JPH1167280A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | リチウム二次電池およびその充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167280A true JPH1167280A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16892913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9229485A Pending JPH1167280A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | リチウム二次電池およびその充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539657A (ja) * | 2007-09-14 | 2010-12-16 | エイ １２３ システムズ，インク． | 健康状態監視用の参照電極を備えたリチウム充電式セル |
| JP2013054939A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Toyota Motor Corp | 電池システム |
| WO2013105140A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の制御装置および制御方法 |
| CN109037811A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-18 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种石墨负极体系锂离子电池的充电方法 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP9229485A patent/JPH1167280A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539657A (ja) * | 2007-09-14 | 2010-12-16 | エイ １２３ システムズ，インク． | 健康状態監視用の参照電極を備えたリチウム充電式セル |
| US8541122B2 (en) | 2007-09-14 | 2013-09-24 | A123 Systems Llc | Lithium rechargeable cell with reference electrode for state of health monitoring |
| JP2013054939A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Toyota Motor Corp | 電池システム |
| WO2013105140A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の制御装置および制御方法 |
| CN109037811A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-18 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种石墨负极体系锂离子电池的充电方法 |
| CN109037811B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-11-06 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种石墨负极体系锂离子电池的充电方法 |
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|---|---|---|---|
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