JP2000277113A - リチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
組成式:Mx Mo1-x O y (MはCu、V、Mn、F
e、Co及びNiよりなる群から選ばれた少なくとも一
種の遷移元素;0<x≦0.46;2.6≦y≦3.
1)で表される斜方晶系の複合酸化物又は当該複合酸化
物にリチウムを含有せしめてなる斜方晶系のリチウム含
有複合酸化物を活物質として有する。 【効果】MoO3 を活物質とするリチウム二次電池に比
べて充放電サイクル特性の良いリチウム二次電池が提供
される。
Description
に係わり、詳しくは、充放電サイクル特性が良いリチウ
ム二次電池を提供することを目的とした、活物質の改良
に関する。
3 (三酸化モリブデン)が、リチウム二次電池の正極活
物質として、提案されている(T. Tsumura, Solid Stat
e Ionic, Vol. 104, P183 (1997)参照)。
デンの中では比較的安定な酸化物であるが、MoO3 を
正極活物質とするリチウム二次電池の充放電サイクル特
性は良くない。充放電時の膨張・収縮の繰り返しによ
り、MoO3 の結晶構造が大きく変化するからである。
とするリチウム二次電池に比べて充放電サイクル特性が
良いリチウム二次電池を提供することを目的とする。
次電池(本発明電池)は、正極と、負極と、非水電解質
とを備え、前記正極又は前記負極のいずれか一方が、組
成式:Mx Mo1-x O y (MはCu、V、Mn、Fe、
Co及びNiよりなる群から選ばれた少なくとも一種の
遷移元素;0<x≦0.46;2.6≦y≦3.1)で
表される斜方晶系の複合酸化物又は当該複合酸化物にリ
チウムを含有せしめてなる斜方晶系のリチウム含有複合
酸化物を活物質として有する。
中のMoの一部が特定の遷移元素Mで置換された結晶構
造を有しており、MoO3 に比べて、充放電サイクルに
おいて結晶構造が劣化しにくい。結晶格子中のMとO
(酸素)との化学結合がMoとOとの化学結合に比べて
強いからである。
のは、xが0.46を越えると、複合酸化物が、不安定
な遷移元素Mの酸化物相を含有するようになり、充放電
サイクル特性が低下するからである。充放電サイクル特
性が極めて良いリチウム二次電池を得るためには、組成
式中のxが0.02〜0.45の複合酸化物を使用する
ことが好ましく、組成式中のxが0.05〜0.40の
複合酸化物を使用することがより好ましい。組成式中の
yが2.6〜3.1に限定されるのは、遷移元素Mの種
類、並びに、複合酸化物を合成する際の焼成温度及び焼
成雰囲気によりyは変動するものの、上記の範囲を外れ
ることはないからである。なお、yに依る複合酸化物の
安定性(充放電サイクル特性)の変動は極めて小さい。
化物を正極活物質として有する本発明電池の負極材料の
具体例としては、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵及
び放出することが可能な物質及びリチウム金属が挙げら
れる。この種の本発明電池の充電電圧は約3V、放電電
圧は約2Vである。リチウムイオンを電気化学的に吸蔵
及び放出することが可能な物質としては、黒鉛、コーク
ス、有機物焼成体等の炭素材料、及び、リチウム−アル
ミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム
−インジウム合金、リチウム−アルミニウム−マンガン
合金等のリチウム合金が例示される。充放電サイクル特
性が良いリチウム二次電池を得る上で、デンドライト
(樹枝状の電析リチウム)がセパレータを貫通すること
により生じる内部短絡の虞れが無い炭素材料を負極材料
として使用することが好ましい。リチウム含有複合酸化
物を正極活物質として使用する場合は、リチウム含有炭
素材料又はリチウム非含有炭素材料を負極材料として使
用し、一方リチウムを含有しない複合酸化物を正極活物
質として使用する場合は、リチウム含有炭素材料を負極
材料として使用する。
化物を負極活物質として有する本発明電池の正極活物質
の具体例としては、LiCoO2 、LiNiO2 、Li
Mn 2 O4 、LiMnO2 、リチウム含有MnO2 、L
iCo0.5 Ni0.5 O2 、LiCo0.2 Ni0.7 Mn
0.1 O2 等のリチウム含有遷移金属酸化物が挙げられ
る。この種の本発明電池の充電電圧は約2.5V、放電
電圧は約1.5Vであり、充放電サイクル特性が極めて
良い。充電電圧が約2.5Vと低いために、充電時の非
水電解質の分解が抑制されるからである。
び保存時の電圧で分解しない限り、特に限定されない。
非水電解質の溶媒としては、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状
炭酸エステルと、ジメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネート、メチルエチルカーボネート等の鎖状炭酸エス
テルとの混合溶媒、及び、環状炭酸エステルと、1,2
−ジエトキシエタン、1,2−ジメトキシエタン等のエ
ーテル系溶媒との混合溶媒が例示される。非水電解質の
溶質としては、LiPF6 、LiBF4 、LiCF3 S
O3 、LiN(CF3 SO2 )2 、LiN(C2 F5 S
O2 )2 、LiN(CF3 SO2 )(C 4 F9 S
O2 )、LiC(CF3 SO2 )3 及びLiC(C2 F
5 SO2 )3 が例示される。これらのリチウム塩は一種
単独を使用してもよく、必要に応じて、2種以上を併用
してもよい。非水電解質として、ポリエチレンオキシ
ド、ポリアクリロニトリル等の高分子に非水電解液を含
浸せしめてなるゲル状電解質、又は、LiI、Li3 N
等の無機固体電解質を使用してもよい。
が安定な特定の複合酸化物又はリチウム含有複合酸化物
を正極又は負極のいずれか一方の活物質として有するの
で、MoO3 を活物質とするリチウム二次電池に比べて
充放電サイクル特性が良い。
するが、本発明は下記実施例に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で適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
し、充放電サイクル特性を比較した。
ジウム(VCl3 )、酢酸マンガン(Mn(CH3 CO
O)2 )、硝酸鉄(Fe(NO3 )3 )、酢酸コバルト
(Co(CH3 COO)2 )又は硝酸ニッケル(Ni
(NO3 )2 )と、モリブデンカルボニル(Mo(C
O)6 )とを、M(Cu、V、Mn、Fe、Co又はN
i):Moの原子比0.20:0.80で秤取し、乳鉢
にて混合し、直径17mmの円盤金型にて成型圧115
kg/cm2 で加圧成型した後、酸素気流中にて700
°Cで12時間焼成し、乳鉢にて粉砕して、それぞれ組
成式:Cu0.20Mo0. 80O3 、V0.20Mo0.80O3 、M
n0.20Mo0.80O3 、Fe0.20Mo0.80O3 、Co0.20
Mo0.80O3 及びNi0.20Mo0.80O3 で表される平均
粒径10μmの複合酸化物粉末を作製した。
末と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポリ
フッ化ビニリデン粉末とを、重量比85:10:5で混
合し、得られた混合物とNMP(N−メチルピロリド
ン)とを混合して、スラリーを調製し、このスラリーを
厚み20μmのアルミニウム製の集電体の片面にドクタ
ーブレード法により塗布し、150°Cで乾燥した後、
打ち抜いて、直径10mm、厚み約80μmの円盤状の
正極を作製した。
チウム金属とを、セパレータ(イオン透過性のポリプロ
ピレンフィルム)を間に介して積層して電極体を作製
し、この電極体を、エチレンカーボネートとジエチルカ
ーボネートとの体積比1:1の混合溶媒にLiPF6 を
1モル/リットル溶かした非水電解液に浸漬し、100
μAで1.5V(vs.Li/Li+ )まで電解して、
各正極の複合酸化物にリチウムを含有せしめた。
してのポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比95:5
で混合し、得られた混合粉末とNMP(N−メチルピロ
リドン)とを混合して、スラリーを調製し、このスラリ
ーを厚み20μmの銅製の集電体の片面にドクターブレ
ード法により塗布し、150°Cで乾燥した後、打ち抜
いて、直径10mm、厚み約60μmの円盤状の負極を
作製した。
トとジエチルカーボネートとの体積比1:1の混合溶媒
にLiPF6 を1モル/リットル溶かして、非水電解質
を調製した。
極、負極及び非水電解質を使用して、扁平形のリチウム
二次電池A1〜A6(本発明電池)を作製した。セパレ
ータには、イオン透過性のポリプロピレンフィルムを使
用した。図1は、作製したリチウム二次電池の断面図で
あり、図示のリチウム二次電池Aは、正極1、負極2、
これらを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、ポリプロピレン製の絶縁
パッキング8などからなる。正極1及び負極2は、非水
電解質を含浸したセパレータ3を介して対向して正極缶
4及び負極缶5が形成する電池缶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、負極2は負
極集電体7を介して負極缶5に、それぞれ接続され、電
池缶内に生じた化学エネルギーを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。
の作製方法と同様にして、正極を作製した。但し、正極
の複合酸化物(Cu0.20Mo0.80O3 )にリチウムを含
有せしめる操作である電解は行わなかった。また、リチ
ウム圧延シート及びリチウム−アルミニウム合金シート
(リチウム含有率:20.6重量%)を打ち抜いて、直
径10mm、厚み1.0mmの2種の円盤状の負極を作
製した。正極及び負極として、それぞれ上記の正極及び
各負極を使用したこと以外は実施例1と同様にして、本
発明電池A7及びA8を作製した。
iCoO2 、LiNiO2 又はLiMn2 O4 と、導電
剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデン粉末とを、重量比85:10:5で混合し、得ら
れた混合物とNMP(N−メチルピロリドン)とを混合
して、スラリーを調製し、このスラリーを厚み20μm
のアルミニウム製の集電体の片面にドクターブレード法
により塗布し、150°Cで乾燥した後、打ち抜いて、
直径10mm、厚み約80μmの円盤状の正極を作製し
た。また、組成式:Cu0.20Mo0.80O3 で表される平
均粒径10μmの複合酸化物粉末(実施例1で作製した
ものと同じもの)と、導電剤としての炭素粉末と、結着
剤としてのポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比8
5:10:5で混合し、得られた混合物とNMP(N−
メチルピロリドン)とを混合して、スラリーを調製し、
このスラリーを厚み20μmの銅製の集電体の片面にド
クターブレード法により塗布し、150°Cで乾燥した
後、打ち抜いて、直径10mm、厚み1.0mmの円盤
状の負極を作製した。正極及び負極として、上記の各正
極及び負極を使用したこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A9〜A11を作製した。
粉末と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデン粉末とを、重量比85:10:5で
混合し、得られた混合粉末とNMPとを混合して、スラ
リーを調製し、このスラリーを厚み20μmのアルミニ
ウム製の集電体の片面にドクターブレード法により塗布
し、150°Cで乾燥した後、打ち抜いて、直径10m
m、厚み約80μmの円盤状の正極を作製した。MoO
3 粉末としては、600°Cで焼成したものを使用し
た。以下に登場するMoO3 粉末も、全て600°Cで
焼成したものである。次いで、実施例1で行ったものと
同じ条件の電解を行って、正極のMoO3 にリチウムを
含有せしめた。正極として、上記の正極を使用したこと
以外は実施例1と同様にして、比較電池B1を作製し
た。
oO3 粉末と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤とし
てのポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比85:1
0:5で混合し、得られた混合粉末とNMPとを混合し
て、スラリーを調製し、このスラリーを厚み20μmの
アルミニウム製の集電体の片面にドクターブレード法に
より塗布し、150°Cで乾燥した後、打ち抜いて、直
径10mm、厚み約80μmの円盤状の正極を作製し
た。リチウム圧延シート及びリチウム−アルミニウム合
金シート(リチウム含有率:20.6重量%)を打ち抜
いて、直径10mm、厚み1.0mmの2種の円盤状の
負極を作製した。正極及び負極として、それぞれ上記の
正極及び各負極を使用したこと以外は比較例1と同様に
して、比較電池B2及びB3を作製した。
池A1〜A6及び比較電池B1については、100μA
で3.0Vまで充電した後、100μAで1.5Vまで
放電する充放電を50サイクル行い、各電池の50サイ
クル目の容量維持率を下式より求めた。本発明電池A7
及びA8並びに比較電池B2及びB3については、10
0μAで1.5Vまで放電し、次いで、100μAで
3.0Vまで充電した後、100μAで1.5Vまで放
電する充放電を50サイクル行い、各電池の50サイク
ル目の容量維持率を下式より求めた。本発明電池A9〜
A11については、100μAで2.5Vまで充電した
後、100μAで0.5Vまで放電する充放電を50サ
イクル行い、各電池の50サイクル目の容量維持率を下
式より求めた。充放電サイクル試験は全て室温(25°
C)で行った。各電池の放電電圧(放電終止電圧に到る
までの平均放電電圧)、初期容量(1サイクル目の放電
容量)及び容量維持率を表1に示す。
電容量/1サイクル目の放電容量)×100
較電池B1〜B3に比べて、容量維持率が大きく、充放
電サイクル特性が良いことが分かる。また、本発明電池
A1と本発明電池A7及びA8との容量維持率の比較か
ら、充放電サイクル特性の良いリチウム二次電池を得る
上で、負極材料としては、充放電を繰り返してもデンド
ライトが生成する虞れが無い黒鉛(炭素材料)を使用す
ることが好ましいことが分かる。さらに、本発明電池の
中でも本発明電池A9〜A11の容量維持率が特に大き
いことから、リチウム含有遷移金属酸化物を正極活物質
として使用し、本発明で規定する複合酸化物を負極活物
質として使用することが好ましいことが分かる。本発明
電池A9〜A11の容量維持率が90〜91%と特に大
きいのは、充電電圧が2.5Vと低いために、非水電解
液の分解が抑制されたためである。
の関係を調べた。
ンカルボニル(Mo(CO)6 )とを、Cu:Moの原
子比0.02:0.98、0.05:0.95、0.1
0:0.90、0.30:0.70、0.40:0.6
0、0.45:0.55、0.46:0.54及び0.
47:0.53で秤取し、乳鉢にて混合し、直径17m
mの円盤金型にて成型圧115kg/cm2 で加圧成型
した後、酸素気流中にて700°Cで12時間焼成し、
乳鉢にて粉砕して、それぞれ組成式:Cu0.02Mo0.98
O3 、Cu0.05Mo0.95O3 、Cu0.10Mo0.90O3 、
Cu0.30Mo0. 70O3 、Cu0.40Mo0.60O3 、Cu
0.45Mo0.55O3 、Cu0.46Mo0.54O3及びCu0.47
Mo0.53O3 で表される平均粒径10μmの複合酸化物
粉末を作製した。正極の作製において、組成式:Cu
0.20Mo0.80O3 で表される複合酸化物粉末に代えて、
上記の各複合酸化物粉末を使用したこと以外は実施例1
と同様にして、順に、電池X1〜X7及び電池B4を作
製した。電池X1〜X7は本発明電池であり、電池B4
は比較電池である。各電池について、実験1で本発明電
池A1〜A6及び比較電池B1について行ったものと同
じ条件の充放電サイクル試験を行い、容量維持率を調べ
た。各電池の放電電圧(放電終止電圧に到るまでの平均
放電電圧)、初期容量(1サイクル目の放電容量)及び
容量維持率を、表2に示す。図2は、組成式:Cux M
o1-x O3 中のxと充放電サイクル特性の関係を、縦軸
に容量維持率(%)を、横軸に組成式:Cux Mo1-x
O3 中のxの値をとって示したグラフである。表2及び
図2には、本発明電池A1及び比較電池B1の容量維持
率も示してある。
つ0.46以下の複合酸化物を使用すれば、充放電サイ
クル特性は向上するが、充放電サイクル特性を大きく向
上させるためには、xが0.02〜0.45の複合酸化
物を使用することが好ましく、xが0.05〜0.40
の複合酸化物を使用することがより好ましいことが分か
る。なお、この実験2では、遷移元素MがCuである場
合を例にして組成式:Cux Mo1-x O3 中のxと充放
電サイクル特性の関係を調べたが、遷移元素Mの種類に
かかわらず、充放電サイクル特性を大きく向上させるた
めには、組成式:Mx Mo1-x O3 中のxが0.02〜
0.45の複合酸化物を使用することが好ましく、xが
0.05〜0.40の複合酸化物を使用することがより
好ましいことを確認した。
ウム二次電池に適用する場合を例に挙げて説明したが、
本発明は、電池の形状に制限は無く、円筒形等の種々の
形状のリチウム二次電池に適用可能である。
池に比べて充放電サイクル特性の良いリチウム二次電池
が提供される。
断面図である。
イクル特性の関係を示したグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】正極と、負極と、非水電解質とを備えるリ
チウム二次電池において、前記正極又は前記負極のいず
れか一方が、組成式:Mx Mo1-x Oy (MはCu、
V、Mn、Fe、Co及びNiよりなる群から選ばれた
少なくとも一種の遷移元素;0<x≦0.46;2.6
≦y≦3.1)で表される斜方晶系の複合酸化物又は当
該複合酸化物にリチウムを含有せしめてなる斜方晶系の
リチウム含有複合酸化物を活物質として有することを特
徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項2】正極と、負極と、非水電解質とを備えるリ
チウム二次電池において、前記正極が、組成式:Mx M
o1-x Oy (MはCu、V、Mn、Fe、Co及びNi
よりなる群から選ばれた少なくとも一種の遷移元素;0
<x≦0.46;2.6≦y≦3.1)で表される斜方
晶系の複合酸化物にリチウムを含有せしめてなる斜方晶
系のリチウム含有複合酸化物を活物質として有し、前記
負極が、炭素材料又は炭素材料にリチウムを含有せしめ
てなるリチウム含有炭素材料をリチウムイオン吸蔵材と
して有するリチウム二次電池。 - 【請求項3】正極と、負極と、非水電解質とを備えるリ
チウム二次電池において、前記正極が、組成式:Mx M
o1-x Oy (MはCu、V、Mn、Fe、Co及びNi
よりなる群から選ばれた少なくとも一種の遷移元素;0
<x≦0.46;2.6≦y≦3.1)で表される斜方
晶系の複合酸化物を活物質として有し、前記負極が、炭
素材料にリチウムを含有せしめてなるリチウム含有炭素
材料をリチウムイオン吸蔵材として有するリチウム二次
電池。 - 【請求項4】正極と、負極と、非水電解質とを備えるリ
チウム二次電池において、前記正極が、リチウム含有遷
移金属酸化物を活物質として有し、前記負極が、組成
式:M x Mo1-x Oy (MはCu、V、Mn、Fe、C
o及びNiよりなる群から選ばれた少なくとも一種の遷
移元素;0<x≦0.46;2.6≦y≦3.1)で表
される斜方晶系の複合酸化物を活物質として有するリチ
ウム二次電池。 - 【請求項5】前記複合酸化物が、組成式:Mx Mo1-x
Oy (MはCu、V、Mn、Fe、Co及びNiよりな
る群から選ばれた少なくとも一種の遷移元素;0.02
≦x≦0.45;2.6≦y≦3.1)で表される請求
項1〜4のいずれかに記載のリチウム二次電池。 - 【請求項6】前記複合酸化物が、組成式:Mx Mo1-x
Oy (MはCu、V、Mn、Fe、Co及びNiよりな
る群から選ばれた少なくとも一種の遷移元素;0.05
≦x≦0.40;2.6≦y≦3.1)で表される請求
項1〜4のいずれかに記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP08090599A JP3615416B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | リチウム二次電池 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08090599A Expired - Fee Related JP3615416B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | リチウム二次電池 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135325A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Samsung Sdi Co Ltd | カソード及びこれを採用したリチウム電池 |
| JP2014519136A (ja) * | 2011-03-14 | 2014-08-07 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | ナノ構造多成分電極物質およびそれを作る方法 |
| CN104733716A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-06-24 | 辽宁石油化工大学 | 一种钼氧化物/氮掺杂碳复合电极材料及其制备方法 |
| US9172086B2 (en) | 2008-12-05 | 2015-10-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cathode and lithium battery using the same |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08090599A patent/JP3615416B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135325A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Samsung Sdi Co Ltd | カソード及びこれを採用したリチウム電池 |
| US9059462B2 (en) | 2008-12-05 | 2015-06-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cathode and lithium battery using same |
| US9172086B2 (en) | 2008-12-05 | 2015-10-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cathode and lithium battery using the same |
| JP2014519136A (ja) * | 2011-03-14 | 2014-08-07 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | ナノ構造多成分電極物質およびそれを作る方法 |
| US9643842B2 (en) | 2011-03-14 | 2017-05-09 | Imra America, Inc. | Nanoarchitectured multi-component electrode materials and methods of making the same |
| CN104733716A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-06-24 | 辽宁石油化工大学 | 一种钼氧化物/氮掺杂碳复合电极材料及其制备方法 |
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