JPS6086759A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPS6086759A JPS6086759A JP58195632A JP19563283A JPS6086759A JP S6086759 A JPS6086759 A JP S6086759A JP 58195632 A JP58195632 A JP 58195632A JP 19563283 A JP19563283 A JP 19563283A JP S6086759 A JPS6086759 A JP S6086759A
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- Japan
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- alloy
- lithium
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- secondary battery
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明け、非水電解質二次電池に関するもので、特に充
電時にアルカリ金属弁才＃を吸蔵し、放電時にアルカリ
金属イオンを放出する機能を有する負極材料の改良に関
する。
電時にアルカリ金属弁才＃を吸蔵し、放電時にアルカリ
金属イオンを放出する機能を有する負極材料の改良に関
する。
従来例の構成とその問題点
従来より非水電解質二次電池の負極として金属リチウム
を用いることが知られている。しかし、この負極を例え
ば過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネート
などの非水電解質中で充電すると、デンドライトの発生
などのだめに充放電効率の低下や短絡などが起こる不都
合があった。
を用いることが知られている。しかし、この負極を例え
ば過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネート
などの非水電解質中で充電すると、デンドライトの発生
などのだめに充放電効率の低下や短絡などが起こる不都
合があった。
また、可融合金を負極材料とし、充電時には、電解質中
のリチウムイオンをリチウムとして合金中に吸蔵させ、
放電時には、再びリチウムイオンとして電解質中へ放出
させる負極が提案されている。この可融合金を使った負
極ては充放電電気量はかなり大きくなる。通常、可融合
金は、ビスマス、鉛、カドミウム、スズをその主要な成
分とする合金である。この合金のうち、カドミウムや鉛
は、公害物質であり、これらを用いた電池では、性能は
良くても、環境汚染という問題が生じる。
のリチウムイオンをリチウムとして合金中に吸蔵させ、
放電時には、再びリチウムイオンとして電解質中へ放出
させる負極が提案されている。この可融合金を使った負
極ては充放電電気量はかなり大きくなる。通常、可融合
金は、ビスマス、鉛、カドミウム、スズをその主要な成
分とする合金である。この合金のうち、カドミウムや鉛
は、公害物質であり、これらを用いた電池では、性能は
良くても、環境汚染という問題が生じる。
また、ビスマスを用いた合金を負極材料として用いると
、電池を過放電した場合、負極の分極が犬きくなると負
極が崩れてし甘い、それ以降の充放電は不可能になる。
、電池を過放電した場合、負極の分極が犬きくなると負
極が崩れてし甘い、それ以降の充放電は不可能になる。
したがって可融合金のうち、公害の問題が少ないか捷た
は過放電をしても劣化の少ない合金はかく、スズ単独で
は、過放電特性は良好であるが、十分な充放電電気量は
得られなかった。
は過放電をしても劣化の少ない合金はかく、スズ単独で
は、過放電特性は良好であるが、十分な充放電電気量は
得られなかった。
発明の目的
本発明は、以上に鑑み、過放電特性が良好で低公害の合
金負極拐料を用いた非水電解質二次電池を提供すること
を目的とする。
金負極拐料を用いた非水電解質二次電池を提供すること
を目的とする。
発明の構成
本発明は、負極材料としてスズ、ニッケル合金を用いた
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
本発明の二次電池においては、負極材料合金に充電によ
りアルカリ金属、例えばリチウムを吸蔵さぜ、放電によ
り電解質中にリチウムイオンを放出さぜる。したかって
充電によりスズ／ニッケル合金とリチウムとの合金がで
きることになる。ここで、負極材料とは、リチウムとの
合金を作る以前のスズ、ニッケル合金のことである。
りアルカリ金属、例えばリチウムを吸蔵さぜ、放電によ
り電解質中にリチウムイオンを放出さぜる。したかって
充電によりスズ／ニッケル合金とリチウムとの合金がで
きることになる。ここで、負極材料とは、リチウムとの
合金を作る以前のスズ、ニッケル合金のことである。
例えば、６０重量％のスズと４０重量％のニッケルから
なる合金（Ｓｎ（６ｏ）−Ｎｉ（４ｏ））を用いだとき
の充放電反応は次式のようになる。
なる合金（Ｓｎ（６ｏ）−Ｎｉ（４ｏ））を用いだとき
の充放電反応は次式のようになる。
Ｃ３ｎ（６ｏ）−Ｎｉ（４０））−＋−，ｒ、Ｌｉ＋ｘ
ｅ放電 式中〔Ｓｎ （６０） −Ｎｉ （４０））Ｌｉ、は、
充電により生成したスズ、ニッケ）＋−、リチウム合金
を示１−０また、充放電の範囲としては、（１）式のよ
うに完全に負極中よりリチウムがなくなるまで放電する
必要はなく、（２）式のように負極中に吸蔵されプこＩ
Ｊチウムの量を変えるようにして、充放電力くできる（
Ｓｎ （６０） Ｎ１（４０） ） ”１．、ｒ＋
２７ −・−・（２）発明者らは、低公害の負極制料と
してスズ・ ニッケル合金を検討し、過放電特性か優れ
、充放′電電気量も大であることを見い出した。まだ充
放電の電気量よりスズ／ニッケルの重量比か ／１５力
・ら６５／ の範囲で良好であった。
ｅ放電 式中〔Ｓｎ （６０） −Ｎｉ （４０））Ｌｉ、は、
充電により生成したスズ、ニッケ）＋−、リチウム合金
を示１−０また、充放電の範囲としては、（１）式のよ
うに完全に負極中よりリチウムがなくなるまで放電する
必要はなく、（２）式のように負極中に吸蔵されプこＩ
Ｊチウムの量を変えるようにして、充放電力くできる（
Ｓｎ （６０） Ｎ１（４０） ） ”１．、ｒ＋
２７ −・−・（２）発明者らは、低公害の負極制料と
してスズ・ ニッケル合金を検討し、過放電特性か優れ
、充放′電電気量も大であることを見い出した。まだ充
放電の電気量よりスズ／ニッケルの重量比か ／１５力
・ら６５／ の範囲で良好であった。
５
実施例の説明
第１図に示したセルを構成して、合金の負極としての特
性を調べだ。図中１は検討した合金よりなる試験極、２
は三酸化モリブデン（ＭｏＯ２）よりなる１五極、３は
照合電極としてのリチウム板、４−液絡橋である。各々
の電極のリードにはニッケル線を用いた。試験極１は大
きさ１×１Ｃ７ｒＬ、厚さ１ ｍ１Ｉｎの合金中に、リ
ードの一部を埋め込んだ構成である。電解質には１モル
／ｌの過塩素酸リチウムを溶解したプロビレンカーボイ
・−トを用いた。
性を調べだ。図中１は検討した合金よりなる試験極、２
は三酸化モリブデン（ＭｏＯ２）よりなる１五極、３は
照合電極としてのリチウム板、４−液絡橋である。各々
の電極のリードにはニッケル線を用いた。試験極１は大
きさ１×１Ｃ７ｒＬ、厚さ１ ｍ１Ｉｎの合金中に、リ
ードの一部を埋め込んだ構成である。電解質には１モル
／ｌの過塩素酸リチウムを溶解したプロビレンカーボイ
・−トを用いた。
合金の負極特性を調べるために、試験極１の電位がリチ
ウム照合電極３に対してＯｍＶになる捷で３ｍＡの定電
流でカソード分極し充電した。この条件では、試験極上
にリチウムは析出せず合金中に吸蔵される。試験極の電
位がＯｍＶに達した後、照合電極に対して２ｖになるま
で３ｍＡの定電流でアノード方向に放電させ、その後充
放電を同じ条件でくり返しだ。
ウム照合電極３に対してＯｍＶになる捷で３ｍＡの定電
流でカソード分極し充電した。この条件では、試験極上
にリチウムは析出せず合金中に吸蔵される。試験極の電
位がＯｍＶに達した後、照合電極に対して２ｖになるま
で３ｍＡの定電流でアノード方向に放電させ、その後充
放電を同じ条件でくり返しだ。
次表には、本発明のスズ・ ニッケル合金、比較例とし
て、鉛、カドミウムを含まない低公害の可融合金ＩＢ１
（５０） −８ｎ （５０）ｌ、公害物質を含む合金、
金属スズ、金属ニッケルを各々試験極に用いた場合の第
１０サイクルでの放電容量を示す。
て、鉛、カドミウムを含まない低公害の可融合金ＩＢ１
（５０） −８ｎ （５０）ｌ、公害物質を含む合金、
金属スズ、金属ニッケルを各々試験極に用いた場合の第
１０サイクルでの放電容量を示す。
［Ｂｉ（ｓｏ）−３ｎ（５ｏ）ｌの合金て著しく放電芥
１、；が少ないのは、照合電極に対して２ｖになる寸て
過放電しただめ、極板が崩れだことによる。
１、；が少ないのは、照合電極に対して２ｖになる寸て
過放電しただめ、極板が崩れだことによる。
金属ニッケルの場合、充電してもリチウムにニッケル中
には吸蔵さＪｔず表面に析出した。そのだめ試験極の電
位は直ぐにＯｍＶに達し、充放電電気量は、極めて小さ
くなった。一方、金属スズの場合には、スズ中に充電に
よりリチウムは吸蔵されていった。しかし、充放電の電
気量としては小さかった。本発明のスズ、ニッケル合金
では、充放電電気量は大きく、合金中の相の界面て沿っ
て吸蔵したリチウムが拡散し、スズとリチウムの化合物
かできる機構で充電が行われるものと推定される。
には吸蔵さＪｔず表面に析出した。そのだめ試験極の電
位は直ぐにＯｍＶに達し、充放電電気量は、極めて小さ
くなった。一方、金属スズの場合には、スズ中に充電に
よりリチウムは吸蔵されていった。しかし、充放電の電
気量としては小さかった。本発明のスズ、ニッケル合金
では、充放電電気量は大きく、合金中の相の界面て沿っ
て吸蔵したリチウムが拡散し、スズとリチウムの化合物
かできる機構で充電が行われるものと推定される。
第２図ＶＣは、スズ、ニッケル合金の組成を変えて、同
様の実験を行った時の第１０ザイクルでの放電電気量を
プロットした。重量比でスズ／ニッケル比が８５Δ５か
ら口′ｙ６５の範囲で良好であることがわかる。
様の実験を行った時の第１０ザイクルでの放電電気量を
プロットした。重量比でスズ／ニッケル比が８５Δ５か
ら口′ｙ６５の範囲で良好であることがわかる。
なお電解質として、実施例に示しだ過塩素酸リチウムを
溶解したプロピレンカーボネートだけで々く、窒化リチ
ウムのような固体電解質を用いた場合にも、本発明のス
ズ、ニッケル合金は良好々結果を示しだ。
溶解したプロピレンカーボネートだけで々く、窒化リチ
ウムのような固体電解質を用いた場合にも、本発明のス
ズ、ニッケル合金は良好々結果を示しだ。
発明の効果
以上のように、本発明によれば低公害で、過放電特性に
優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
第１図は負極特性の検問に用いたセルの構成図、第２図
は各組成のスズ、ニッケル合金を用いた非水電解質電池
の第１Ｑザイクルでの放電容量をプロットした図である
。
は各組成のスズ、ニッケル合金を用いた非水電解質電池
の第１Ｑザイクルでの放電容量をプロットした図である
。
Claims (2)
- （１）アルカリ金属イオンを含む非水電解質と、再充電
可能な正極と、充電時にアルカリ金属中＃−ブを吸蔵し
放電時て電解質中ヘアルカリ金属イオンを放出する負極
材料とを備え、前記負極材料が、スズ、とニッケルの合
金からなることを特徴とする非水電解質二次電池。 - （２）前記合金のスズ／ニッケルの比が、重量比でイ、
〜 ／６．の範囲にある特許請求の範囲第１項記載の非
水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58195632A JPS6086759A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58195632A JPS6086759A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086759A true JPS6086759A (ja) | 1985-05-16 |
| JPH0412586B2 JPH0412586B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16344389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58195632A Granted JPS6086759A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086759A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000311681A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-11-07 | Canon Inc | 二次電池用負極電極材、電極構造体、二次電池、及びこれらの製造方法 |
| JP2002508577A (ja) * | 1998-03-26 | 2002-03-19 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | リチウム電池用スズ合金電極組成物 |
| US7811706B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-10-12 | Sony Corporation | Battery |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58195632A patent/JPS6086759A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508577A (ja) * | 1998-03-26 | 2002-03-19 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | リチウム電池用スズ合金電極組成物 |
| JP2000311681A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-11-07 | Canon Inc | 二次電池用負極電極材、電極構造体、二次電池、及びこれらの製造方法 |
| US7811706B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-10-12 | Sony Corporation | Battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412586B2 (ja) | 1992-03-05 |
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