JP2000208148A - リチウムイオン２次電池 - Google Patents
リチウムイオン２次電池Info
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- JP2000208148A JP2000208148A JP11006414A JP641499A JP2000208148A JP 2000208148 A JP2000208148 A JP 2000208148A JP 11006414 A JP11006414 A JP 11006414A JP 641499 A JP641499 A JP 641499A JP 2000208148 A JP2000208148 A JP 2000208148A
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- positive electrode
- secondary battery
- anhydrous lioh
- lithium ion
- ion secondary
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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
(57)【要約】
【課題】 正極の周囲にある水分をトラップし、酸の発
生による電極の劣化を抑制でき、サイクル特性を向上で
きる正極を有するリチウムイオン２次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオン２次電池に使用する正極
に、その正極活物質に対して０．３〜１．１ｗｔ％無水
ＬｉＯＨ粒子を添加する。この無水ＬｉＯＨ粒子によ
り、正極に混入した水分をトラップし、酸の発生を抑制
して、リチウムイオン２次電池のサイクル特性を向上さ
せる。
生による電極の劣化を抑制でき、サイクル特性を向上で
きる正極を有するリチウムイオン２次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオン２次電池に使用する正極
に、その正極活物質に対して０．３〜１．１ｗｔ％無水
ＬｉＯＨ粒子を添加する。この無水ＬｉＯＨ粒子によ
り、正極に混入した水分をトラップし、酸の発生を抑制
して、リチウムイオン２次電池のサイクル特性を向上さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン２次
電池、特にリチウムイオン２次電池用正極の改良に関す
る。
電池、特にリチウムイオン２次電池用正極の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、リチウムイオン２次電池に使
用される正極活物質の周りをＬｉＯＨで被覆することに
より、自己放電特性を向上させることが知られている。
これは、ＬｉＯＨの被覆により、有機電解液の分解が抑
制される等の理由によるものと考えられる。たとえば、
特開平４−１６９０７６号公報にも、正極にアルカリ金
属水酸化物を添加し、これが有機電解液の分解を抑制
し、あるいは分解生成物と反応することにより、溶媒分
解生成物が原因と考えられる電池性能の低下を軽減する
技術が開示されている。
用される正極活物質の周りをＬｉＯＨで被覆することに
より、自己放電特性を向上させることが知られている。
これは、ＬｉＯＨの被覆により、有機電解液の分解が抑
制される等の理由によるものと考えられる。たとえば、
特開平４−１６９０７６号公報にも、正極にアルカリ金
属水酸化物を添加し、これが有機電解液の分解を抑制
し、あるいは分解生成物と反応することにより、溶媒分
解生成物が原因と考えられる電池性能の低下を軽減する
技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術においては、正極へのアルカリ金属水酸化物の添加を
行う場合に、たとえばＬｉＯＨを水溶液として添加し混
合する方法が採用されている。この方法では、事後に８
０℃、１０時間程度の乾燥工程が入るが、これでは乾燥
が不十分であり、正極中に水分が残って、ＨＦ等の酸の
発生により正極の劣化が起こるという問題があった。ま
た、ＬｉＯＨ等のアルカリ金属水酸化物中に水分が存在
すると、正極作成時に正極活物質を含むペーストがゲル
化しやすくなり、電極形成が困難になるという問題もあ
った。
術においては、正極へのアルカリ金属水酸化物の添加を
行う場合に、たとえばＬｉＯＨを水溶液として添加し混
合する方法が採用されている。この方法では、事後に８
０℃、１０時間程度の乾燥工程が入るが、これでは乾燥
が不十分であり、正極中に水分が残って、ＨＦ等の酸の
発生により正極の劣化が起こるという問題があった。ま
た、ＬｉＯＨ等のアルカリ金属水酸化物中に水分が存在
すると、正極作成時に正極活物質を含むペーストがゲル
化しやすくなり、電極形成が困難になるという問題もあ
った。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、正極の周囲にある水分をトラ
ップし、酸の発生による電極の劣化を抑制でき、サイク
ル特性を向上できる正極を有するリチウムイオン２次電
池を提供することにある。
ものであり、その目的は、正極の周囲にある水分をトラ
ップし、酸の発生による電極の劣化を抑制でき、サイク
ル特性を向上できる正極を有するリチウムイオン２次電
池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、リチウムイオン２次電池であって、正極
に無水ＬｉＯＨ粒子を添加したことを特徴とする。
に、本発明は、リチウムイオン２次電池であって、正極
に無水ＬｉＯＨ粒子を添加したことを特徴とする。
【０００６】また、上記リチウムイオン２次電池におい
て、無水ＬｉＯＨ粒子は、正極活物質に対して０．３〜
１．１ｗｔ％添加されることを特徴とする。
て、無水ＬｉＯＨ粒子は、正極活物質に対して０．３〜
１．１ｗｔ％添加されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を説明する。
実施形態という）を説明する。
【０００８】リチウムイオン２次電池のサイクル特性を
向上させるために、本発明者らが検討した結果、正極に
無水ＬｉＯＨ粒子を少量添加することによりサイクル特
性を向上できることを見いだした。これは無水ＬｉＯＨ
粒子が水を吸着しトラップする効果を有するため、正極
中に存在する水分が電解液と反応することを抑制でき、
酸の発生を低減できるためと考えられる。
向上させるために、本発明者らが検討した結果、正極に
無水ＬｉＯＨ粒子を少量添加することによりサイクル特
性を向上できることを見いだした。これは無水ＬｉＯＨ
粒子が水を吸着しトラップする効果を有するため、正極
中に存在する水分が電解液と反応することを抑制でき、
酸の発生を低減できるためと考えられる。
【０００９】本発明に係るリチウムイオン２次電池に使
用される正極を製造するには、まず有機溶媒中にＰＶｄ
Ｆ等の結着剤を溶解し、これに活物質及び導電化材を混
合して攪拌する。次に、これに１００μｍ以下に粉砕し
た無水ＬｉＯＨ粒子を混合し、攪拌してペースト化す
る。ここで、無水ＬｉＯＨを１００μｍ以下に粉砕する
のは、電極の厚さに対して無水ＬｉＯＨ粒子の粒径が大
きくなりすぎないようにするためである。さらに、上述
のようにして製造したペーストをアルミ集電箔上に印刷
し、乾燥、切断、プレスを経て正極が完成する。この場
合、乾燥は、１７５℃で１時間行う。
用される正極を製造するには、まず有機溶媒中にＰＶｄ
Ｆ等の結着剤を溶解し、これに活物質及び導電化材を混
合して攪拌する。次に、これに１００μｍ以下に粉砕し
た無水ＬｉＯＨ粒子を混合し、攪拌してペースト化す
る。ここで、無水ＬｉＯＨを１００μｍ以下に粉砕する
のは、電極の厚さに対して無水ＬｉＯＨ粒子の粒径が大
きくなりすぎないようにするためである。さらに、上述
のようにして製造したペーストをアルミ集電箔上に印刷
し、乾燥、切断、プレスを経て正極が完成する。この場
合、乾燥は、１７５℃で１時間行う。
【００１０】このように、正極に無水ＬｉＯＨ粒子を添
加すると、正極の製造中に空気から混入してくる水分
や、材料がもともと含有していた水分を吸着するので、
正極を単に加熱乾燥するのみの場合に比べ、より水分の
影響を低減させることができる。
加すると、正極の製造中に空気から混入してくる水分
や、材料がもともと含有していた水分を吸着するので、
正極を単に加熱乾燥するのみの場合に比べ、より水分の
影響を低減させることができる。
【００１１】図１には、正極活物質に対して導電化材を
０．４〜１．０ｗｔ％、結着剤を０．２〜１．０ｗｔ
％、有機溶媒を５〜１５ｗｔ％混合し、無水ＬｉＯＨの
添加量を種々変更した場合のリチウムイオン２次電池の
容量の劣化率の測定結果が示される。なお、この容量劣
化率は、６０℃において充放電を８０回繰り返した場合
の、１回の充放電当たりの容量の低下率として求められ
る。図１からわかるように、正極への無水ＬｉＯＨの添
加量が少なくても、多くても劣化率が悪化している。し
たがって、無水ＬｉＯＨの添加量には、最適範囲がある
ことがわかる。
０．４〜１．０ｗｔ％、結着剤を０．２〜１．０ｗｔ
％、有機溶媒を５〜１５ｗｔ％混合し、無水ＬｉＯＨの
添加量を種々変更した場合のリチウムイオン２次電池の
容量の劣化率の測定結果が示される。なお、この容量劣
化率は、６０℃において充放電を８０回繰り返した場合
の、１回の充放電当たりの容量の低下率として求められ
る。図１からわかるように、正極への無水ＬｉＯＨの添
加量が少なくても、多くても劣化率が悪化している。し
たがって、無水ＬｉＯＨの添加量には、最適範囲がある
ことがわかる。
【００１２】たとえば、本発明に係るリチウムイオン２
次電池をＥＶ自動車に使用する場合、求められる電池の
耐久性としては、常温（２５℃）で１０万ｋｍの走行を
保証することが挙げられる。これを、リチウムイオン２
次電池の充放電回数として評価すると、１回の充電で約
３００ｋｍ走行可能であるので、１０万ｋｍを保証する
には、約３００回の充放電を行う必要がある。ただし、
使用時間が長くなるにつれて、リチウムイオン２次電池
が劣化していき、１回の充電で走行できる距離が減少し
ていくので、実際に１０万ｋｍを保証するには、５００
回程度の充放電を、実用レベルの電池容量を維持した状
態で保証する必要がある。このような実用レベルの電池
容量としては、５００回充放電後の容量が初期の５０％
以上確保されている必要がある。
次電池をＥＶ自動車に使用する場合、求められる電池の
耐久性としては、常温（２５℃）で１０万ｋｍの走行を
保証することが挙げられる。これを、リチウムイオン２
次電池の充放電回数として評価すると、１回の充電で約
３００ｋｍ走行可能であるので、１０万ｋｍを保証する
には、約３００回の充放電を行う必要がある。ただし、
使用時間が長くなるにつれて、リチウムイオン２次電池
が劣化していき、１回の充電で走行できる距離が減少し
ていくので、実際に１０万ｋｍを保証するには、５００
回程度の充放電を、実用レベルの電池容量を維持した状
態で保証する必要がある。このような実用レベルの電池
容量としては、５００回充放電後の容量が初期の５０％
以上確保されている必要がある。
【００１３】以上は、常温でリチウムイオン２次電池を
使用した場合のものであるが、６０℃程度の高温状態で
充放電を行わせると、常温（２５℃）と比べて劣化速度
が約６倍となる。したがって、６０℃の高温充放電試験
において、約８０回の充放電後に、電池容量が５０％以
上確保されていれば、上述した常温において５００回の
充放電後の容量を５０％以上確保することが可能とな
る。この場合の電池の劣化率としては、０．６（％／ｃ
ｙ）以下であることが必要である。
使用した場合のものであるが、６０℃程度の高温状態で
充放電を行わせると、常温（２５℃）と比べて劣化速度
が約６倍となる。したがって、６０℃の高温充放電試験
において、約８０回の充放電後に、電池容量が５０％以
上確保されていれば、上述した常温において５００回の
充放電後の容量を５０％以上確保することが可能とな
る。この場合の電池の劣化率としては、０．６（％／ｃ
ｙ）以下であることが必要である。
【００１４】図１を参照して、劣化率が０．６（％／ｃ
ｙ）以下であるためには、正極への無水ＬｉＯＨ添加量
を正極活物質に対して０．３〜１．１ｗｔ％の範囲とす
ればよいことがわかる。これ以上無水ＬｉＯＨの添加量
を減らすと、十分な効果が得られず、また添加量を増や
すと、電気抵抗の高いＬｉＯＨにより正極活物質の周囲
が完全に覆われ、電極の抵抗が上昇するので、いずれも
リチウムイオン２次電池のサイクル特性の向上を十分に
達成することができなくなる。
ｙ）以下であるためには、正極への無水ＬｉＯＨ添加量
を正極活物質に対して０．３〜１．１ｗｔ％の範囲とす
ればよいことがわかる。これ以上無水ＬｉＯＨの添加量
を減らすと、十分な効果が得られず、また添加量を増や
すと、電気抵抗の高いＬｉＯＨにより正極活物質の周囲
が完全に覆われ、電極の抵抗が上昇するので、いずれも
リチウムイオン２次電池のサイクル特性の向上を十分に
達成することができなくなる。
【００１５】なお、前述した従来法では、常温において
５００回の充放電後の容量劣化率が１．５（％／ｃｙ）
程度となるので、本発明により、リチウムイオン２次電
池のサイクル特性を大きく向上できることがわかる。
５００回の充放電後の容量劣化率が１．５（％／ｃｙ）
程度となるので、本発明により、リチウムイオン２次電
池のサイクル特性を大きく向上できることがわかる。
【００１６】さらに、上記のように常温ではなく、６０
℃程度の高温で３万ｋｍの走行を保証するには、上記以
上に条件を厳しくする必要がある。この場合、上述した
１回の充電で走行できる距離から割り出した充放電回数
は１００回であるので、これを容量の劣化率としてみた
場合０．５（％／ｃｙ）以下とすることが必要となる。
この場合には、図１からわかるように、正極への無水Ｌ
ｉＯＨの添加量は、正極活物質に対して０．５〜０．９
ｗｔ％であることがわかる。
℃程度の高温で３万ｋｍの走行を保証するには、上記以
上に条件を厳しくする必要がある。この場合、上述した
１回の充電で走行できる距離から割り出した充放電回数
は１００回であるので、これを容量の劣化率としてみた
場合０．５（％／ｃｙ）以下とすることが必要となる。
この場合には、図１からわかるように、正極への無水Ｌ
ｉＯＨの添加量は、正極活物質に対して０．５〜０．９
ｗｔ％であることがわかる。
【００１７】以上のように、正極に無水ＬｉＯＨ粒子を
添加することにより、正極中に混入してくる水分を吸着
でき、水分による悪影響を除去できるので、リチウムイ
オン２次電池のサイクル特性を向上することができる。
また、正極の作成時に、水分の混入により、前述したア
ルミ集電箔に印刷するためのペーストがゲル化し、正極
の形成が困難となるという問題も解消できる。さらに、
加熱乾燥等により正極から水分を除去する工程が不要と
なり、工程の簡略化を図ることができる。
添加することにより、正極中に混入してくる水分を吸着
でき、水分による悪影響を除去できるので、リチウムイ
オン２次電池のサイクル特性を向上することができる。
また、正極の作成時に、水分の混入により、前述したア
ルミ集電箔に印刷するためのペーストがゲル化し、正極
の形成が困難となるという問題も解消できる。さらに、
加熱乾燥等により正極から水分を除去する工程が不要と
なり、工程の簡略化を図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極に添加した無水ＬｉＯＨ粒子により水が吸着されト
ラップされるので、正極に混入した水分による酸の発生
を抑制でき、リチウムイオン２次電池のサイクル特性を
向上させることができる。
正極に添加した無水ＬｉＯＨ粒子により水が吸着されト
ラップされるので、正極に混入した水分による酸の発生
を抑制でき、リチウムイオン２次電池のサイクル特性を
向上させることができる。
【図１】 正極へのＬｉＯＨの添加量と、この正極を使
用したリチウムイオン２次電池の容量劣化率との関係を
示す図である。
用したリチウムイオン２次電池の容量劣化率との関係を
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 正極に無水ＬｉＯＨ粒子を添加したこと
を特徴とするリチウムイオン２次電池。 - 【請求項２】 請求項１記載のリチウムイオン２次電池
において、前記無水ＬｉＯＨ粒子は、正極活物質に対し
て０．３〜１．１ｗｔ％添加されることを特徴とするリ
チウムイオン２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006414A JP2000208148A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | リチウムイオン２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006414A JP2000208148A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | リチウムイオン２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208148A true JP2000208148A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11637720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006414A Pending JP2000208148A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | リチウムイオン２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208148A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100237277A1 (en) * | 2004-12-20 | 2010-09-23 | Haruchika Ishii | Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and positive electrode active material |
| JP2011210609A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Denso Corp | リチウム二次電池及びその製造方法 |
| CN111788723A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-10-16 | 尤米科尔公司 | 用于锂离子电池的正极浆料 |
| CN112042020A (zh) * | 2018-09-19 | 2020-12-04 | 株式会社Lg化学 | 包含LiOH的锂二次电池用电极、其制造方法和包含所述电极的锂二次电池 |
| JP2023542595A (ja) * | 2020-12-09 | 2023-10-11 | ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッド | 電極板、二次電池及びその製造方法、二次電池を含む装置 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006414A patent/JP2000208148A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100237277A1 (en) * | 2004-12-20 | 2010-09-23 | Haruchika Ishii | Nonaqueous electrolyte battery, battery pack and positive electrode active material |
| JP2011210609A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Denso Corp | リチウム二次電池及びその製造方法 |
| CN111788723A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-10-16 | 尤米科尔公司 | 用于锂离子电池的正极浆料 |
| JP2021515363A (ja) * | 2018-02-26 | 2021-06-17 | ユミコア | Ｌｉイオンバッテリー用の正極スラリー |
| JP7332611B2 (ja) | 2018-02-26 | 2023-08-23 | ユミコア | Ｌｉイオンバッテリー用の正極スラリー |
| CN112042020A (zh) * | 2018-09-19 | 2020-12-04 | 株式会社Lg化学 | 包含LiOH的锂二次电池用电极、其制造方法和包含所述电极的锂二次电池 |
| US20210098792A1 (en) * | 2018-09-19 | 2021-04-01 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery electrode comprising lioh, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising electrode |
| CN112042020B (zh) * | 2018-09-19 | 2024-04-26 | 株式会社Lg新能源 | 包含LiOH的锂二次电池用电极、其制造方法和包含所述电极的锂二次电池 |
| US12278375B2 (en) | 2018-09-19 | 2025-04-15 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery electrode comprising LiOH, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising electrode |
| JP2023542595A (ja) * | 2020-12-09 | 2023-10-11 | ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッド | 電極板、二次電池及びその製造方法、二次電池を含む装置 |
| JP7527466B2 (ja) | 2020-12-09 | 2024-08-02 | ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッド | 電極板、二次電池及びその製造方法、二次電池を含む装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040716 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |