JP2002208432A - 非水電解質二次電池の製造方法 - Google Patents
非水電解質二次電池の製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】寿命特性の向上した非水電解質二次電池の製造
方法を提供する。 【解決手段】非水電解質二次電池の製造方法であって、
メラミンおよび／またはメラミン誘導体を添加する。
方法を提供する。 【解決手段】非水電解質二次電池の製造方法であって、
メラミンおよび／またはメラミン誘導体を添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばポータブル
機器用電源や電気自動車用動力の駆動用電源等として用
いられる非水電解質二次電池に関するものである。
機器用電源や電気自動車用動力の駆動用電源等として用
いられる非水電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ラップトップコンピューター、ワ
ープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴＲ、液晶テ
レビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機器さらには
電気自動車用動力電源としての電池に対し大電流、大出
力を要求する機器が多種多様に発達し、より高エネルギ
ー密度の電池が要望されており、その要望に応えるべ
く、非水電解質二次電池が提案され、実用化に至ってい
る。
ープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴＲ、液晶テ
レビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機器さらには
電気自動車用動力電源としての電池に対し大電流、大出
力を要求する機器が多種多様に発達し、より高エネルギ
ー密度の電池が要望されており、その要望に応えるべ
く、非水電解質二次電池が提案され、実用化に至ってい
る。
【０００３】しかしながらこれらの電池はまだ満足する
には至っておらず、さらなる長寿命化、低コスト化が要
求されている。
には至っておらず、さらなる長寿命化、低コスト化が要
求されている。
【０００４】このような要求に対して、例えば、資源、
コストの観点から、正極活物質としてのマンガン酸リチ
ウムの利用が有望視されている。
コストの観点から、正極活物質としてのマンガン酸リチ
ウムの利用が有望視されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の非水電解質二次
電池への要求に加え、その使用が有望視されているマン
ガン酸リチウムには、これを非水電解質二次電池に利用
すると寿命が短くなるという問題を有している。
電池への要求に加え、その使用が有望視されているマン
ガン酸リチウムには、これを非水電解質二次電池に利用
すると寿命が短くなるという問題を有している。
【０００６】そこで本発明の課題は、非水電解質二次電
池の寿命特性を向上させ、さらにマンガン酸リチウムを
用いた非水電解質二次電池の寿命特性を改善する非水電
解質二次電池の製造方法を提供することを目的とする。
池の寿命特性を向上させ、さらにマンガン酸リチウムを
用いた非水電解質二次電池の寿命特性を改善する非水電
解質二次電池の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する、本
発明の非水電解質二次電池の製造方法は、メラミンおよ
び／またはメラミン誘導体を添加する工程を含むことを
特徴とする。
発明の非水電解質二次電池の製造方法は、メラミンおよ
び／またはメラミン誘導体を添加する工程を含むことを
特徴とする。
【０００８】メラミンおよび／またはメラミン誘導体の
添加は、例えば電解液を電池容器に注入した後、該電解
液に添加しても良いし、あらかじめセパレータに坦持さ
せたものを用いて電池を構成しても良い。あるいは、あ
らかじめ電解液に添加したものを使って電池を製造して
も良い。特に好ましくは、電解液に添加するのが良い。
添加は、例えば電解液を電池容器に注入した後、該電解
液に添加しても良いし、あらかじめセパレータに坦持さ
せたものを用いて電池を構成しても良い。あるいは、あ
らかじめ電解液に添加したものを使って電池を製造して
も良い。特に好ましくは、電解液に添加するのが良い。
【０００９】本発明によれば、寿命特性の改善された非
水電解質二次電池を製造することができる。
水電解質二次電池を製造することができる。
【００１０】上記非水電解質二次電池は、正極活物質と
して、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッ
ケル酸リチウムなどのリチウムと遷移金属からなる複合
酸化物やリチウムを含んだ層間化合物等を用いることが
できる。
して、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッ
ケル酸リチウムなどのリチウムと遷移金属からなる複合
酸化物やリチウムを含んだ層間化合物等を用いることが
できる。
【００１１】好ましくは、マンガン酸リチウム、中でも
特にスピネル型マンガン酸リチウムを用いた場合には、
メラミンおよび／またはメラミン誘導体を添加すること
によって、特に高温時の充放電による電池の容量低下が
抑えられ、高温特性に優れ、寿命特性の改善された非水
電解質二次電池を得ることができる。
特にスピネル型マンガン酸リチウムを用いた場合には、
メラミンおよび／またはメラミン誘導体を添加すること
によって、特に高温時の充放電による電池の容量低下が
抑えられ、高温特性に優れ、寿命特性の改善された非水
電解質二次電池を得ることができる。
【００１２】このようにスピネル型のマンガン酸リチウ
ムを正極活物質として用いた場合に、その電池特性が改
善されるのは、今のところ定かではないが、スピネル型
マンガン酸リチウムと添加したメラミンおよび／または
メラミン誘導体との間で相互作用が働き、皮膜が形成さ
れるため等が考えられる。例えば、高温時の容量低下
は、マンガンの溶出が原因と考えられるが、前記メラミ
ン等が、吸着や充電時の正極電位上昇に伴う電解酸化重
合反応等によりスピネル型マンガン酸リチウム粒子表面
に被膜を形成し、この被膜がスピネル型マンガン酸リチ
ウム粒子表面からのマンガンの溶出を抑制するためと考
えられる。
ムを正極活物質として用いた場合に、その電池特性が改
善されるのは、今のところ定かではないが、スピネル型
マンガン酸リチウムと添加したメラミンおよび／または
メラミン誘導体との間で相互作用が働き、皮膜が形成さ
れるため等が考えられる。例えば、高温時の容量低下
は、マンガンの溶出が原因と考えられるが、前記メラミ
ン等が、吸着や充電時の正極電位上昇に伴う電解酸化重
合反応等によりスピネル型マンガン酸リチウム粒子表面
に被膜を形成し、この被膜がスピネル型マンガン酸リチ
ウム粒子表面からのマンガンの溶出を抑制するためと考
えられる。
【００１３】上記正極活物質としてアルミニウム元素含
有のスピネル型マンガン酸リチウムを用いる際には、メ
ラミンおよび／またはメラミン誘導体添加が電池の寿命
特性の改善に顕著に作用する。
有のスピネル型マンガン酸リチウムを用いる際には、メ
ラミンおよび／またはメラミン誘導体添加が電池の寿命
特性の改善に顕著に作用する。
【００１４】非水電解質二次電池中の電解液に前記メラ
ミンおよび／またはメラミン誘導体を添加する場合に
は、電解液中の含有量が７重量％未満となるように添加
するのが好ましい。
ミンおよび／またはメラミン誘導体を添加する場合に
は、電解液中の含有量が７重量％未満となるように添加
するのが好ましい。
【００１５】電解液中に含有される添加物は、時間経過
や充放電反応に伴いその含有量が変化する。例えば、電
池製造直後と電池の使用を重ねた後とでは、同じ電池で
あってもその含有量が異なる。しかしながら、電解液中
に含有される量は、あまり多すぎると放電容量の低下を
引起したり、寿命特性改善に寄与しない添加物が存在す
ることになり、不経済となったり電解液特性の阻害要因
になったりする。このため、添加物の含有量はある程度
の量を超えないようにするのが良く、７重量％未満とす
るのが好ましい。なお、含有量は添加するメラミン等を
含めた電解液総重量に占める添加物の含有重量であり、
複数の添加物が含有される場合には、複数の添加物の合
計重量が７重量％未満とするのが良い。また、含有量は
使用状態により変化する為、７重量％未満というのは、
いずれの使用状態においてもこの値以下になっているこ
とを意味する。また、少なすぎても寿命特性の改善効果
が十分に発揮されないことから、０．０３重量％以上添
加するのがよい。
や充放電反応に伴いその含有量が変化する。例えば、電
池製造直後と電池の使用を重ねた後とでは、同じ電池で
あってもその含有量が異なる。しかしながら、電解液中
に含有される量は、あまり多すぎると放電容量の低下を
引起したり、寿命特性改善に寄与しない添加物が存在す
ることになり、不経済となったり電解液特性の阻害要因
になったりする。このため、添加物の含有量はある程度
の量を超えないようにするのが良く、７重量％未満とす
るのが好ましい。なお、含有量は添加するメラミン等を
含めた電解液総重量に占める添加物の含有重量であり、
複数の添加物が含有される場合には、複数の添加物の合
計重量が７重量％未満とするのが良い。また、含有量は
使用状態により変化する為、７重量％未満というのは、
いずれの使用状態においてもこの値以下になっているこ
とを意味する。また、少なすぎても寿命特性の改善効果
が十分に発揮されないことから、０．０３重量％以上添
加するのがよい。
【００１６】また、上記マンガン酸リチウムの比表面積
は０．１〜２．０ｍ２／ｇが好ましい。
は０．１〜２．０ｍ２／ｇが好ましい。
【００１７】マンガン酸リチウムの比表面積はあまり大
きすぎると、寿命特性、特に高温での寿命特性が悪くな
り、また、小さすぎると、放電容量が小さくなる。例え
ば、比表面積が０．１ｍ２／ｇ未満では、活物質と電解
液との反応面積が小さすぎ、電流密度が過大となって容
量が低下したり、電圧が低下するといった問題があり、
比表面積が２ｍ２／ｇを越えると電解液との反応面積が
大きくなり、充放電特性が劣化するといった問題があ
る。このため、電池構成に応じて所定の範囲の比表面積
を有するマンガン酸リチウムを用いる必要があり、上記
メラミン等の添加物を添加した電解液を用いる場合に
は、好ましくは０．１〜２．０ｍ２／ｇの範囲、より好
ましくは０．２〜０．６ｍ２／ｇの範囲にあるものを用
いるのが良く、上記添加物による寿命特性改善効果を顕
在化させることができる。特に、添加物の添加量を７重
量％未満とした場合には、この範囲の表面積のものを用
いることにより、寿命特性の改善をより効果的に発揮さ
せることができ、また、容量の低下を引起すこともなく
なる。
きすぎると、寿命特性、特に高温での寿命特性が悪くな
り、また、小さすぎると、放電容量が小さくなる。例え
ば、比表面積が０．１ｍ２／ｇ未満では、活物質と電解
液との反応面積が小さすぎ、電流密度が過大となって容
量が低下したり、電圧が低下するといった問題があり、
比表面積が２ｍ２／ｇを越えると電解液との反応面積が
大きくなり、充放電特性が劣化するといった問題があ
る。このため、電池構成に応じて所定の範囲の比表面積
を有するマンガン酸リチウムを用いる必要があり、上記
メラミン等の添加物を添加した電解液を用いる場合に
は、好ましくは０．１〜２．０ｍ２／ｇの範囲、より好
ましくは０．２〜０．６ｍ２／ｇの範囲にあるものを用
いるのが良く、上記添加物による寿命特性改善効果を顕
在化させることができる。特に、添加物の添加量を７重
量％未満とした場合には、この範囲の表面積のものを用
いることにより、寿命特性の改善をより効果的に発揮さ
せることができ、また、容量の低下を引起すこともなく
なる。
【００１８】また、上記マンガン酸リチウムの平均粒径
は、１０μｍ〜１５μｍが好ましい。
は、１０μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００１９】このような範囲の粒径とすることにより、
上記効果に加え、エネルギー密度が大きく、また、製造
時の歩止まりの良い電池の製造が可能になる。さらに、
上記７重量％以下の含有量と、０．１〜２．０ｍ２／ｇ
の比表面積との両方を兼ね備えるようにすることで、寿
命特性の改善効果が顕著になる。
上記効果に加え、エネルギー密度が大きく、また、製造
時の歩止まりの良い電池の製造が可能になる。さらに、
上記７重量％以下の含有量と、０．１〜２．０ｍ２／ｇ
の比表面積との両方を兼ね備えるようにすることで、寿
命特性の改善効果が顕著になる。
【００２０】さらに、上記マンガン酸リチウムのタップ
密度は、１．８ｇ／ｃｃ〜２．０ｇ／ｃｃが好ましい。
密度は、１．８ｇ／ｃｃ〜２．０ｇ／ｃｃが好ましい。
【００２１】このような範囲のタップ密度とすることに
より、上記効果に加え、エネルギー密度の大きい電池の
製造が可能になる。
より、上記効果に加え、エネルギー密度の大きい電池の
製造が可能になる。
【００２２】また、上記電解液はエチレンカーボネート
と低粘度溶媒との混合溶媒を含んでなるものが好まし
い。
と低粘度溶媒との混合溶媒を含んでなるものが好まし
い。
【００２３】このような溶媒を用いることにより、上記
マンガン酸リチウムと添加物含有電解液との相互作用に
よる寿命特性の改善効果が発揮されやすくなる。
マンガン酸リチウムと添加物含有電解液との相互作用に
よる寿命特性の改善効果が発揮されやすくなる。
【００２４】さらに、上記電解液中には六フッ化燐酸リ
チウムが含まれていることが好ましい。
チウムが含まれていることが好ましい。
【００２５】このような電解質を用いることにより、安
全性に優れ、放電特性に優れた電池の作製が可能とな
り、さらに、上記劣化特性改善効果を確実に発現させる
ことができる。
全性に優れ、放電特性に優れた電池の作製が可能とな
り、さらに、上記劣化特性改善効果を確実に発現させる
ことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に例を挙げて説明する。
的に例を挙げて説明する。
【００２７】本発明に係る非水電解質二次電池は、スピ
ネル型のマンガン酸リチウムを活物質とする正極と、負
極と、メラミンが含有された非水電解液とを用いて製造
される。
ネル型のマンガン酸リチウムを活物質とする正極と、負
極と、メラミンが含有された非水電解液とを用いて製造
される。
【００２８】一般に正極の活物質として用いることので
きるマンガン酸リチウムには、層状構造のものと、スピ
ネル構造のものがあるが、後者のスピネル型のマンガン
酸リチウムを用いることが好ましい。スピネル型のマン
ガン酸リチウムとしては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４や、
マンガンの一部が鉄、マグネシウム、クロム、アルミニ
ウム等で置換されたＬｉＭｎ１．９Fe０．１Ｏ２、Ｌｉ
Ｍｎ１．９Ｍｇ０．１Ｏ２、ＬｉＭｎ１．９Ｃｒ０．１
Ｏ２、ＬｉＭｎ１．９Ａｌ０．１Ｏ２等を用いることが
できる。なお、マンガン酸リチウムにニッケル酸リチウ
ムを、例えば２０重量％混合するといったように、他の
活物質と混合して用いても良い。
きるマンガン酸リチウムには、層状構造のものと、スピ
ネル構造のものがあるが、後者のスピネル型のマンガン
酸リチウムを用いることが好ましい。スピネル型のマン
ガン酸リチウムとしては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４や、
マンガンの一部が鉄、マグネシウム、クロム、アルミニ
ウム等で置換されたＬｉＭｎ１．９Fe０．１Ｏ２、Ｌｉ
Ｍｎ１．９Ｍｇ０．１Ｏ２、ＬｉＭｎ１．９Ｃｒ０．１
Ｏ２、ＬｉＭｎ１．９Ａｌ０．１Ｏ２等を用いることが
できる。なお、マンガン酸リチウムにニッケル酸リチウ
ムを、例えば２０重量％混合するといったように、他の
活物質と混合して用いても良い。
【００２９】特には、スピネル型のマンガン酸リチウム
としては、例えばＬｉＸＭｎＹＡｌ ＺＯ４（式中、Ｘ、
Ｙ、Ｚが、１≦Ｘ≦１．２、Ｘ＋Ｙ＝３、０≦Ｚ≦０．
１およびＹ＋Ｚ＝２を満たす。）であらわされるものを
用いることができる。これは、このような組成のマンガ
ン酸リチウムが特に安定性に優れており、メラミン等の
化合物の含有された電解液と組み合わせることで、特に
寿命の長い電池が実現できる為である。
としては、例えばＬｉＸＭｎＹＡｌ ＺＯ４（式中、Ｘ、
Ｙ、Ｚが、１≦Ｘ≦１．２、Ｘ＋Ｙ＝３、０≦Ｚ≦０．
１およびＹ＋Ｚ＝２を満たす。）であらわされるものを
用いることができる。これは、このような組成のマンガ
ン酸リチウムが特に安定性に優れており、メラミン等の
化合物の含有された電解液と組み合わせることで、特に
寿命の長い電池が実現できる為である。
【００３０】なお、スピネル型のマンガン酸リチウムで
あるかどうかは、例えば、Ｘ線回折測定により確認する
ことができ、Ｃｕｋα線を用いた測定において、１８．
５°、３６°、３８°、４４°、４８°、５８°付近に
２θピークが観察されることで確認できる。
あるかどうかは、例えば、Ｘ線回折測定により確認する
ことができ、Ｃｕｋα線を用いた測定において、１８．
５°、３６°、３８°、４４°、４８°、５８°付近に
２θピークが観察されることで確認できる。
【００３１】正極は、例えば、このようなマンガン酸リ
チウムの粉体に、導電剤、結着剤、溶剤等を添加してな
る正極合剤を、集電体表面に塗布乾燥し、加圧成型する
ことにより作製する。この際、本発明では、導電剤量
は、２〜５重量％とし、結着剤量は６〜１０重量％とす
るのが良い。また、本発明の場合、導電剤としては、ア
セチレンブラックが特に好ましく、エネルギー密度も大
きくできる。
チウムの粉体に、導電剤、結着剤、溶剤等を添加してな
る正極合剤を、集電体表面に塗布乾燥し、加圧成型する
ことにより作製する。この際、本発明では、導電剤量
は、２〜５重量％とし、結着剤量は６〜１０重量％とす
るのが良い。また、本発明の場合、導電剤としては、ア
セチレンブラックが特に好ましく、エネルギー密度も大
きくできる。
【００３２】負極活物質としては、例えば、金属リチウ
ム、リチウム−アルミ合金等のリチウム合金、黒鉛、熱
分解炭素、コークス類、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素質材料、ポリアセチレン、ポリピ
ロール等のポリマーを用いることができ、これらを用い
て負極を作製する。この際、本発明では、結着剤量を６
〜１０重量％とするのが良い。
ム、リチウム−アルミ合金等のリチウム合金、黒鉛、熱
分解炭素、コークス類、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素質材料、ポリアセチレン、ポリピ
ロール等のポリマーを用いることができ、これらを用い
て負極を作製する。この際、本発明では、結着剤量を６
〜１０重量％とするのが良い。
【００３３】電解液としては、リチウム塩等の電解質を
有機溶媒に溶解させた非水電解液を用いることができ、
有機溶媒としては、例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチ
レン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチ
ル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、ギ酸メチル、ギ酸
エチル、ギ酸プロピル、ギ酸エステル化合物、プロピオ
ン酸エステル化合物、ジメトキシエタン、ジエトキシエ
タン、ジエトキシプロパン、ジオキソラン、ジオキサン
等のエーテル化合物、γ−ブチロラクトン、δ−ヘキシ
ルラクトン等の環状エステル類、スルホラン、ジメチル
スルホラン等の有機硫黄化合物等を用いることができ、
これらを、単独または２種類以上混合して用いることが
できる。
有機溶媒に溶解させた非水電解液を用いることができ、
有機溶媒としては、例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチ
レン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチ
ル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、ギ酸メチル、ギ酸
エチル、ギ酸プロピル、ギ酸エステル化合物、プロピオ
ン酸エステル化合物、ジメトキシエタン、ジエトキシエ
タン、ジエトキシプロパン、ジオキソラン、ジオキサン
等のエーテル化合物、γ−ブチロラクトン、δ−ヘキシ
ルラクトン等の環状エステル類、スルホラン、ジメチル
スルホラン等の有機硫黄化合物等を用いることができ、
これらを、単独または２種類以上混合して用いることが
できる。
【００３４】電解質としては、例えば、六フッ化燐酸リ
チウム、六フッ化砒酸リチウム、六フッ化アンチモン酸
リチウム、四フッ化硼酸リチウム、三フッ化メタンスル
ホン酸リチウム、三フッ化酢酸リチウム等を用いること
ができる。
チウム、六フッ化砒酸リチウム、六フッ化アンチモン酸
リチウム、四フッ化硼酸リチウム、三フッ化メタンスル
ホン酸リチウム、三フッ化酢酸リチウム等を用いること
ができる。
【００３５】特に、本願発明の場合、上記電解液をエチ
レンカーボネートと低粘度溶媒との混合溶媒を含んだも
のとするのが好ましく、さらに、電解質として六フッ化
燐酸リチウムを用いるのが好ましい。六フッ化燐酸リチ
ウム（化学式ＬｉＰＦ６）は、高伝導率、安全性に優れ
るという利点を有している。なお、低粘度溶媒として
は、いわゆる低粘度溶媒といわれているものを用いれば
良いが、溶媒温度２１℃において、１．５Ｃｓｔ（キャ
ノフェンスケ粘度計で測定して得られる値）以下のもの
が好ましく、例えば、ジエチルカーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルケトン、ジエチレングリコ
ール等を用いるのが良い。
レンカーボネートと低粘度溶媒との混合溶媒を含んだも
のとするのが好ましく、さらに、電解質として六フッ化
燐酸リチウムを用いるのが好ましい。六フッ化燐酸リチ
ウム（化学式ＬｉＰＦ６）は、高伝導率、安全性に優れ
るという利点を有している。なお、低粘度溶媒として
は、いわゆる低粘度溶媒といわれているものを用いれば
良いが、溶媒温度２１℃において、１．５Ｃｓｔ（キャ
ノフェンスケ粘度計で測定して得られる値）以下のもの
が好ましく、例えば、ジエチルカーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルケトン、ジエチレングリコ
ール等を用いるのが良い。
【００３６】本願発明に係る非水電解質二次電池は、例
えば、このような正極と負極とをセパレータ等を介して
対向させた状態で、電池容器中に収納し、電解液をこの
容器内に注入することで作製されるが、電解液中にメラ
ミンが含有された状態とするには、例えば、予めセパレ
ータ等にメラミンを担持させておいたり、メラミンを添
加した電解液を用いたりすることができる。
えば、このような正極と負極とをセパレータ等を介して
対向させた状態で、電池容器中に収納し、電解液をこの
容器内に注入することで作製されるが、電解液中にメラ
ミンが含有された状態とするには、例えば、予めセパレ
ータ等にメラミンを担持させておいたり、メラミンを添
加した電解液を用いたりすることができる。
【００３７】電解液中のメラニン等の添加物の含有量
は、電池の使用状態により変化し、電池作製直後が最も
多くなるが、この電池作製直後の含有量で7重量％未満
とするのが好ましく、電池の使用状態によらず、7重量
％未満となっているのが良い。
は、電池の使用状態により変化し、電池作製直後が最も
多くなるが、この電池作製直後の含有量で7重量％未満
とするのが好ましく、電池の使用状態によらず、7重量
％未満となっているのが良い。
【００３８】このように電解液中の含有量を調整するに
は、メラミンが添加された電解液を用いることによって
製造するのが好ましく、この場合、上記添加物の添加量
を、０．０３重量％以上、７重量％未満とした電解液を
用いるのが特に好ましい。０．０３重量％未満では形成
される被膜が十分ではなく、また、７重量％以上では被
膜の厚さは十分となるが、その反面、被膜が厚すぎて抵
抗が高くなり、十分な容量が得られなくなると考えられ
るからである。
は、メラミンが添加された電解液を用いることによって
製造するのが好ましく、この場合、上記添加物の添加量
を、０．０３重量％以上、７重量％未満とした電解液を
用いるのが特に好ましい。０．０３重量％未満では形成
される被膜が十分ではなく、また、７重量％以上では被
膜の厚さは十分となるが、その反面、被膜が厚すぎて抵
抗が高くなり、十分な容量が得られなくなると考えられ
るからである。
【００３９】さらに、含有量を７重量％未満とする場
合、マンガン酸リチウム粒子の比表面積は、０．１〜
２．０ｍ２／ｇとするのが好ましく、さらには、これに
加えて、マンガン酸リチウム粒子の平均粒径を、１０μ
ｍ〜１５μｍとするのが好ましい。
合、マンガン酸リチウム粒子の比表面積は、０．１〜
２．０ｍ２／ｇとするのが好ましく、さらには、これに
加えて、マンガン酸リチウム粒子の平均粒径を、１０μ
ｍ〜１５μｍとするのが好ましい。
【００４０】さらに、電池のエネルギー密度を大きく
し、寿命も良好に保つには、マンガン酸リチウムのタッ
プ密度を、１．８ｇ／ｃｃ〜２．０ｇ／ｃｃとするのが
良い。
し、寿命も良好に保つには、マンガン酸リチウムのタッ
プ密度を、１．８ｇ／ｃｃ〜２．０ｇ／ｃｃとするのが
良い。
【００４１】
【実施例】以下に、本発明を、実施例を用いて、説明す
る。
る。
【００４２】本実施例は正極活物質にマンガン酸リチウ
ム（Ｌｉ１．１２５Ｍｎ１．８７５Ｏ４）、負極に天然
黒鉛、正極および負極のバインダーとしてポリフッ化ビ
ニリデン樹脂、電解液への添加剤としてメラミンを円筒
型リチウムイオン二次電池に適用したものである。
ム（Ｌｉ１．１２５Ｍｎ１．８７５Ｏ４）、負極に天然
黒鉛、正極および負極のバインダーとしてポリフッ化ビ
ニリデン樹脂、電解液への添加剤としてメラミンを円筒
型リチウムイオン二次電池に適用したものである。
【００４３】図１に構造図を示す。
【００４４】図１において、正極（１）と負極（２）と
をセパレータ（３）を介して渦巻状に巻いてなる電極群
を、内径１５．３ｍｍのニッケルメッキを施した鉄製の
有底円筒型電池ケース（４）に挿入している。ここで、
電池ケースに鉄製を用いるため、この電池ケースが負極
側に相当することになる。（５）は正極（１）と負極
（２）とをセパレータ（３）を介して巻き取る際のセン
ターピンで外径３ｍｍ、長さ２６ｍｍのアルミニウムよ
りなる。セパレータ（３）は、厚さ２５μmのポリエチ
レン製微多孔膜を用いた。
をセパレータ（３）を介して渦巻状に巻いてなる電極群
を、内径１５．３ｍｍのニッケルメッキを施した鉄製の
有底円筒型電池ケース（４）に挿入している。ここで、
電池ケースに鉄製を用いるため、この電池ケースが負極
側に相当することになる。（５）は正極（１）と負極
（２）とをセパレータ（３）を介して巻き取る際のセン
ターピンで外径３ｍｍ、長さ２６ｍｍのアルミニウムよ
りなる。セパレータ（３）は、厚さ２５μmのポリエチ
レン製微多孔膜を用いた。
【００４５】正極（１）には厚み２０μmのアルミニウ
ム箔の両面に、Ｌｉ１．１２５Ｍｎ １．８７５Ｏ４の粒
子（比表面積０．４ｍ２／ｇ、平均粒径１２μｍ、タッ
プ密度１．９ｇ／ｃｃ）に結着剤であるポリフッ化ビニ
リデン樹脂と導電剤であるアセチレンブラックを９０重
量％：６重量％：４重量％（固形分比）の割合で加え、
ペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、長さ４７０
ｍｍ、幅２４ｍｍに切断したものを用いた。なお、Ｌｉ
１．１２５Ｍｎ１．８７５Ｏ４の粒子はＸ線回折測定の
結果、スピネル型のマンガン酸リチウムであることを確
認した。
ム箔の両面に、Ｌｉ１．１２５Ｍｎ １．８７５Ｏ４の粒
子（比表面積０．４ｍ２／ｇ、平均粒径１２μｍ、タッ
プ密度１．９ｇ／ｃｃ）に結着剤であるポリフッ化ビニ
リデン樹脂と導電剤であるアセチレンブラックを９０重
量％：６重量％：４重量％（固形分比）の割合で加え、
ペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、長さ４７０
ｍｍ、幅２４ｍｍに切断したものを用いた。なお、Ｌｉ
１．１２５Ｍｎ１．８７５Ｏ４の粒子はＸ線回折測定の
結果、スピネル型のマンガン酸リチウムであることを確
認した。
【００４６】負極（２）には厚み１４μｍの銅箔の両面
に、天然黒鉛と結着剤であるポリフッ化ビニリデンを９
０重量％：１０重量％（固形分比）の割合でペースト状
に混合し、塗布、乾燥、圧延後、長さ４９０ｍｍ、幅２
６ｍｍに切断したものを用いた。（６）は蓋体で、ガス
ケット（７）を介して電池ケース（４）にかしめ封口さ
れている。なお、この蓋体（６）の内面には正極（１）
と接続されている正極リード（８）が溶接されている。
に、天然黒鉛と結着剤であるポリフッ化ビニリデンを９
０重量％：１０重量％（固形分比）の割合でペースト状
に混合し、塗布、乾燥、圧延後、長さ４９０ｍｍ、幅２
６ｍｍに切断したものを用いた。（６）は蓋体で、ガス
ケット（７）を介して電池ケース（４）にかしめ封口さ
れている。なお、この蓋体（６）の内面には正極（１）
と接続されている正極リード（８）が溶接されている。
【００４７】電解液にはＬｉＰＦ６を１mol/l含むエチ
レンカーボネート（ＥＣ）：ジエチルカーボネート（Ｄ
ＥＣ）＝１：１（体積比）の混合液にメラミンを表１に
示す割合で添加したものを用いた。
レンカーボネート（ＥＣ）：ジエチルカーボネート（Ｄ
ＥＣ）＝１：１（体積比）の混合液にメラミンを表１に
示す割合で添加したものを用いた。
【００４８】以上により、外径１５．９ｍｍ、高さ３３
ｍｍの円筒型電池Ａ〜電池Ｈを組み立てた。
ｍｍの円筒型電池Ａ〜電池Ｈを組み立てた。
【００４９】また、比較例として、メラミンを添加しな
いことを除き、全て実施例と同じ条件の円筒型リチウム
イオン二次電池を組み立てた。この電池を電池Ｚとす
る。
いことを除き、全て実施例と同じ条件の円筒型リチウム
イオン二次電池を組み立てた。この電池を電池Ｚとす
る。
【００５０】これらの電池Ａ〜電池Ｚについて寿命試験
を行った。
を行った。
【００５１】試験方法として、温度４５℃、充電電流１
Ａ、充電上限電圧４．１Ｖの定電流・定電圧で３時間充
電を行い、１Ａの電流で２．７５Ｖまで放電し、放電容
量の推移を調べた。
Ａ、充電上限電圧４．１Ｖの定電流・定電圧で３時間充
電を行い、１Ａの電流で２．７５Ｖまで放電し、放電容
量の推移を調べた。
【００５２】試験数量はそれぞれ５個である。
【００５３】
【表１】
【００５４】表２に初期放電容量と５００サイクル経過
時の放電容量およびその容量保持率を示した。
時の放電容量およびその容量保持率を示した。
【００５５】
【表２】
【００５６】試験結果より、本発明のメラミンを用いた
電池は寿命特性が優れていることがわかる。また、その
添加量０．０３重量％以上であればその効果は認められ
るが、７重量％では電解液の誘電率が低下し、電池容量
が小さくなる。好ましくは０．１重量％以上１．０重量
％以下が良い。
電池は寿命特性が優れていることがわかる。また、その
添加量０．０３重量％以上であればその効果は認められ
るが、７重量％では電解液の誘電率が低下し、電池容量
が小さくなる。好ましくは０．１重量％以上１．０重量
％以下が良い。
【００５７】なお、Ｌｉ１．１Ｍｎ１．８０５Ａｌ
０．０９５Ｏ４粒子を正極活物質として用いた場合に
も、上記同様の結果が得られた。
０．０９５Ｏ４粒子を正極活物質として用いた場合に
も、上記同様の結果が得られた。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、寿命特性の改善された
非水電解質二次電池を提供することができる。
非水電解質二次電池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すものであって、円筒型
リチウムイオン二次電池の構造図。
リチウムイオン二次電池の構造図。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 電池ケース ５ センターピン ６ 蓋体 ７ ガスケット ８ 正極リード ９ 負極リード １０ ＰＴＣ素子 １１ 安全弁 １２ インシュレータ１ １３ インシュレータ２
Claims (4)
- 【請求項１】メラミンおよび／またはメラミン誘導体を
添加する工程を含むことを特徴とする非水電解質二次電
池の製造方法。 - 【請求項２】上記非水電解質二次電池が電解液を有し、
上記メラミンおよび／またはメラミン誘導体を添加する
工程が、前記電解液に添加する工程であることを特徴と
する請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法。 - 【請求項３】上記電解液が、エチレンカードネートと低
粘度溶媒との混合溶媒を含んでなることを特徴とする請
求項２に記載の非水電解質二次電池の製造方法。 - 【請求項４】上記非水電解質二次電池の正極活物質がス
ピネル型のマンガン酸リチウムであることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の非水電解質二次電池
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001004510A JP2002208432A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 非水電解質二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001004510A JP2002208432A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 非水電解質二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208432A true JP2002208432A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18872691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001004510A Pending JP2002208432A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 非水電解質二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002208432A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7238453B2 (en) | 2005-04-25 | 2007-07-03 | Ferro Corporation | Non-aqueous electrolytic solution with mixed salts |
| US7255965B2 (en) | 2005-04-25 | 2007-08-14 | Ferro Corporation | Non-aqueous electrolytic solution |
| US7682754B2 (en) | 2005-05-26 | 2010-03-23 | Novolyte Technologies, Inc. | Nonaqueous electrolytic solution for electrochemical cells |
| US7727669B2 (en) | 2005-05-26 | 2010-06-01 | Novolyte Technologies Inc. | Triazine compounds for removing acids and water from nonaqueous electrolytes for electrochemical cells |
| US8273484B2 (en) | 2005-05-26 | 2012-09-25 | Novolyte Technologies, Inc. | Nitrogen silylated compounds as additives in non-aqueous solutions for electrochemical cells |
| CN103094615A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池及其电解液 |
| WO2023120421A1 (ja) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電解質 |
-
2001
- 2001-01-12 JP JP2001004510A patent/JP2002208432A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7238453B2 (en) | 2005-04-25 | 2007-07-03 | Ferro Corporation | Non-aqueous electrolytic solution with mixed salts |
| US7255965B2 (en) | 2005-04-25 | 2007-08-14 | Ferro Corporation | Non-aqueous electrolytic solution |
| US7682754B2 (en) | 2005-05-26 | 2010-03-23 | Novolyte Technologies, Inc. | Nonaqueous electrolytic solution for electrochemical cells |
| US7727669B2 (en) | 2005-05-26 | 2010-06-01 | Novolyte Technologies Inc. | Triazine compounds for removing acids and water from nonaqueous electrolytes for electrochemical cells |
| US8273484B2 (en) | 2005-05-26 | 2012-09-25 | Novolyte Technologies, Inc. | Nitrogen silylated compounds as additives in non-aqueous solutions for electrochemical cells |
| US8808404B2 (en) | 2005-05-26 | 2014-08-19 | Basf Corporation | Method for making electrochemical cells |
| CN103094615A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池及其电解液 |
| WO2023120421A1 (ja) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電解質 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
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