JPH0475267A - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- JPH0475267A JPH0475267A JP2188745A JP18874590A JPH0475267A JP H0475267 A JPH0475267 A JP H0475267A JP 2188745 A JP2188745 A JP 2188745A JP 18874590 A JP18874590 A JP 18874590A JP H0475267 A JPH0475267 A JP H0475267A
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Classifications
-
- 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
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、リチウムまたはリチウムを吸蔵・放出可能な
物質からなる負極と、正極と、これら正負極間に介装さ
れた七ノくレータとを有する非水系二次電池に関し、特
に正極の改良に関する。
物質からなる負極と、正極と、これら正負極間に介装さ
れた七ノくレータとを有する非水系二次電池に関し、特
に正極の改良に関する。
（ロ）従来の技術
この種二次電池の正極活物質としては、三酸化モリブデ
ン、五酸化バナジウム、チタン或０はニオブの硫化物な
どが提案されており、一部実用化されているものがある
。
ン、五酸化バナジウム、チタン或０はニオブの硫化物な
どが提案されており、一部実用化されているものがある
。
一方、非水系−次電池の正極活物質としては、二酸化マ
ンガン、フ１化炭素が代表的なものとして知られており
、且つこれらは既に実用化されている。特に、二酸化マ
ンガンは保存性に優れ、資源的に豊富であり且つ安価で
あると（箋う利点を有している。
ンガン、フ１化炭素が代表的なものとして知られており
、且つこれらは既に実用化されている。特に、二酸化マ
ンガンは保存性に優れ、資源的に豊富であり且つ安価で
あると（箋う利点を有している。
このような背景に鑑みて、非水系二次電池の正極活物質
として二酸化マンガンを用ｔ４ことが有益であると考え
られるが、二酸化マンガンは可逆性に難があり充放電サ
イクル特性に問題がある。
として二酸化マンガンを用ｔ４ことが有益であると考え
られるが、二酸化マンガンは可逆性に難があり充放電サ
イクル特性に問題がある。
そこで本願出願人は、二酸化マンガンを用０る場合の上
記欠点を抑制すべく、特開昭６３−１１４０６４号公報
に示すようにリチウムを含有するマンガン酸化物、すな
わちＬｉ２５ｉｎＯ３を含有する二酸化マンガン、或い
はリチウムを含有し、ＣｕＫｃｒ線において２０＝２２
’、３１．５°、３７” 、４２’ 、５５°にピーク
を有するマンガン酸化物を正極活物質として用いること
を先に提案している。
記欠点を抑制すべく、特開昭６３−１１４０６４号公報
に示すようにリチウムを含有するマンガン酸化物、すな
わちＬｉ２５ｉｎＯ３を含有する二酸化マンガン、或い
はリチウムを含有し、ＣｕＫｃｒ線において２０＝２２
’、３１．５°、３７” 、４２’ 、５５°にピーク
を有するマンガン酸化物を正極活物質として用いること
を先に提案している。
（ハ）発明が解決しようとする課題
上記提案の正極活物質を用い電池を作製した場合、サイ
クル特性が向上するが、実用上はこの種電池が更に高エ
ネルギー密度、高電圧であることが望まれる。
クル特性が向上するが、実用上はこの種電池が更に高エ
ネルギー密度、高電圧であることが望まれる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、より
高電圧の非水系二次電池を提供することを目的とする。
高電圧の非水系二次電池を提供することを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、リチウムまたはリチウムを吸蔵・放出可能な
物質からなる負極と、正極と、前記正、負極間に介装さ
れたセパレータとを有する非水系二次電池であって、前
記正極の活物質として、Ｌｉ Ｍ ｎ Ｏ、を用い、Ｌ
ｒ ｘＭｎＯｔ （ｏ＜ｘ＜１）とＬ１八１ｎ０２と
の間で充放電を行うことを特徴とするものである。
物質からなる負極と、正極と、前記正、負極間に介装さ
れたセパレータとを有する非水系二次電池であって、前
記正極の活物質として、Ｌｉ Ｍ ｎ Ｏ、を用い、Ｌ
ｒ ｘＭｎＯｔ （ｏ＜ｘ＜１）とＬ１八１ｎ０２と
の間で充放電を行うことを特徴とするものである。
ここで、前記正極の活物質としてのＬ ｉ Ｍ ｎ ０
２は、Ｍ ｎ ＣＯｓとリチウム塩との混合物を熱処理
することにより合成されたものが好適する。このように
Ｍ ｎ ＣＯｊとリチウム塩の混合物を熱処理すること
によって作製したＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏｔの結晶構造は、
Ｘ線回折測定により、ＪＣＰＤＳカード定３５−７４９
に示されている斜方晶の構造と一致し、他のリチウム含
有マンガン酸化物であるＬＩＭ ｎ ！ ＯａやＬ ｉ
ｔ Ｍ ｎ Ｏｓとは異なるものである。
２は、Ｍ ｎ ＣＯｓとリチウム塩との混合物を熱処理
することにより合成されたものが好適する。このように
Ｍ ｎ ＣＯｊとリチウム塩の混合物を熱処理すること
によって作製したＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏｔの結晶構造は、
Ｘ線回折測定により、ＪＣＰＤＳカード定３５−７４９
に示されている斜方晶の構造と一致し、他のリチウム含
有マンガン酸化物であるＬＩＭ ｎ ！ ＯａやＬ ｉ
ｔ Ｍ ｎ Ｏｓとは異なるものである。
（ホ）作 用
現在、研究あるいは実用化されているリチウム二次電池
において、正極に二酸化マンガン或いはリチウム含有マ
ンガン酸化物を用いた場合の電池電圧は、負極にリチウ
ムを用いると約３Ｖ程度となる。
において、正極に二酸化マンガン或いはリチウム含有マ
ンガン酸化物を用いた場合の電池電圧は、負極にリチウ
ムを用いると約３Ｖ程度となる。
そこで本発明の如く、正極の活物質としてＸ線回折測定
によるＪＣＰＤＳカード淘３５−７４９に示されている
斜方晶の結晶構造を有するＬｉＭｎ Ｏｔを用い、Ｌ
ｉ ｘＭｎ Ｏ＋ （０＜Ｘ＜ １ ）とＬｉ Ｍ ｎ
Ｏｒとの間で充放電を行い、負極にリチウムまたはリ
チウムを吸蔵・放出可能な物質を用いた場合には、約４
Ｖ〜３．５■の電池電圧が得られることを見い出した。
によるＪＣＰＤＳカード淘３５−７４９に示されている
斜方晶の結晶構造を有するＬｉＭｎ Ｏｔを用い、Ｌ
ｉ ｘＭｎ Ｏ＋ （０＜Ｘ＜ １ ）とＬｉ Ｍ ｎ
Ｏｒとの間で充放電を行い、負極にリチウムまたはリ
チウムを吸蔵・放出可能な物質を用いた場合には、約４
Ｖ〜３．５■の電池電圧が得られることを見い出した。
また前記組成式ＬｉＭｎＱ、で表わされる化合物は、Ｍ
ｎ Ｏ、を電気化学的に放電することによっても合成
されるが、この場合は、前記結晶構造のＬｉＭｎ０＊と
比較して、それ程の高電圧が得られず、Ｍ ｎ ０ ！
或いは他のリチウム含有マンガン酸化物と同程度の放ｉ
ｔ圧を示す。したがって、正極活物質としてのＬ ｉ
Ｍ ｎ Ｏｔは、ＭｎＣＯ３とリチウム塩との熱処理し
て合成したものが、前記結晶構造を維持するので適する
ものである。
ｎ Ｏ、を電気化学的に放電することによっても合成
されるが、この場合は、前記結晶構造のＬｉＭｎ０＊と
比較して、それ程の高電圧が得られず、Ｍ ｎ ０ ！
或いは他のリチウム含有マンガン酸化物と同程度の放ｉ
ｔ圧を示す。したがって、正極活物質としてのＬ ｉ
Ｍ ｎ Ｏｔは、ＭｎＣＯ３とリチウム塩との熱処理し
て合成したものが、前記結晶構造を維持するので適する
ものである。
これは、Ｍ ｎ ＣＯｓとリチウム塩との混合物を熱処
理することにより合成したＬｉＭｎ０．の結晶構造が、
Ｍ ｎ Ｏ、を電気化学的に放電することによって合成
されたものと興なることと一致している。
理することにより合成したＬｉＭｎ０．の結晶構造が、
Ｍ ｎ Ｏ、を電気化学的に放電することによって合成
されたものと興なることと一致している。
（へ）実施例
以下、本発明の実施例について、詳述する。
［実施例］
本発明の電池を、第１図に基づき説明する。第１図は、
本発明電池の半断面図である。第１図中、リチウム金属
から成る負極１は負極集電体２の内面に圧着されており
、この負極集電体２は断面略コ字状のステンレスから成
る負極針３の内底面に固着されている。上記負極針３の
周端はポリピロピレン製の絶縁バッキング４の内部に固
定されており、絶縁バッキング４の外周には上記負極針
３とは反対方向に断面略コ字状を成すアルミニウム製の
正極缶５が固定されている。この正極缶５の内底面には
正極集電体６が固定されており、この正極集電体６の内
面には正極７が固定されている。
本発明電池の半断面図である。第１図中、リチウム金属
から成る負極１は負極集電体２の内面に圧着されており
、この負極集電体２は断面略コ字状のステンレスから成
る負極針３の内底面に固着されている。上記負極針３の
周端はポリピロピレン製の絶縁バッキング４の内部に固
定されており、絶縁バッキング４の外周には上記負極針
３とは反対方向に断面略コ字状を成すアルミニウム製の
正極缶５が固定されている。この正極缶５の内底面には
正極集電体６が固定されており、この正極集電体６の内
面には正極７が固定されている。
ここで正極７の活物質には、ＭｎＣ０，とＬｊ。
ＣＯｓをＭｎ ： Ｌｉ ＝１ ： １ （原子比）
で混合し、空気中で９００℃で熱処理することによって
合成したＬ ｉＭ ｎ Ｏ！が用いられる。
で混合し、空気中で９００℃で熱処理することによって
合成したＬ ｉＭ ｎ Ｏ！が用いられる。
次に、この活物質と導電剤としてのアセチレンブラック
と、結着剤としてのフッ素樹脂粉末とを電量比でそれぞ
れ９０：６：４の比率で混合して正極合剤をｆ１１１′
製した後、この正極合剤を２トン／（Ｙｎ’で直径２０
−に加圧成型する。しかる後、この成型品を２５０℃で
熱処理することにより正極７を作製した。
と、結着剤としてのフッ素樹脂粉末とを電量比でそれぞ
れ９０：６：４の比率で混合して正極合剤をｆ１１１′
製した後、この正極合剤を２トン／（Ｙｎ’で直径２０
−に加圧成型する。しかる後、この成型品を２５０℃で
熱処理することにより正極７を作製した。
また、負極１は、所定厚みのリチウム板を直径２０ｍ１
１１に打抜くことにより作製した。
１１に打抜くことにより作製した。
そして、上記正極７と前記負極１との間には、ポリプロ
ピレン製微孔性薄膜より成るセパレータ８が介装されて
いる。
ピレン製微孔性薄膜より成るセパレータ８が介装されて
いる。
尚、電池寸法は直径２４．０ｍｍ、厚み３．０−である
。また、電解液としては、プロピレンカーボネートに過
塩素酸リチウムを１モルｌ溶解したものを用いている。
。また、電解液としては、プロピレンカーボネートに過
塩素酸リチウムを１モルｌ溶解したものを用いている。
このようにして作製した電池を、以下本発明電池Ａと称
する。
する。
ここでこの電池の正極においては、活物質がＬｌ ｘ
Ｍ ｎ Ｏｔ （０＜ Ｘ ＜ １ ）とＬ ｉ Ｍ
ｎ Ｏ！との間で、充放電されることになる。
Ｍ ｎ Ｏｔ （０＜ Ｘ ＜ １ ）とＬ ｉ Ｍ
ｎ Ｏ！との間で、充放電されることになる。
［比較例１］
正極活物質として二酸化マンガンを空気中で３７５℃で
熱処理したものを用いることを除いて他は、前記実施例
１と同様にして、電池を作製した。
熱処理したものを用いることを除いて他は、前記実施例
１と同様にして、電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下比較電池Ｂ１と称
する。
する。
［比較例２］
前記比較例１と同様の電池を作製し、これを二酸化マン
ガンが組成式ＬｉＭｎ０．どなるまで放電した。
ガンが組成式ＬｉＭｎ０．どなるまで放電した。
この電池を、以下比較電池Ｂ、と称する。
（実 験）
前記電池Ａ、Ｂ１、Ｂ、を用い、電池の放電特性を比較
した。この時の実験条件は、３ｍＡの電流で充電終止電
圧４．５■まで充電した後、電流３ｍＡで放電するとい
うものである。この結果を、第２図に示す。
した。この時の実験条件は、３ｍＡの電流で充電終止電
圧４．５■まで充電した後、電流３ｍＡで放電するとい
うものである。この結果を、第２図に示す。
第２図から明らかなように、本発明電池Ａの放電電圧が
４Ｖ〜３．５Ｖであり、比較電池Ｂ、Ｂ。
４Ｖ〜３．５Ｖであり、比較電池Ｂ、Ｂ。
に比べて高い。この原因は明らがではないが、Ｍｎｃｏ
、とリチウム塩との熱処理によって作製したＬｉ〜Ｉ
ｎ Ｏｔは、その結晶構造がＭ ｎ Ｏ！或いは電気化
学的に作製したＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏ、と異なるために、
放電時の電位が高くなったものと考えられる。
、とリチウム塩との熱処理によって作製したＬｉ〜Ｉ
ｎ Ｏｔは、その結晶構造がＭ ｎ Ｏ！或いは電気化
学的に作製したＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏ、と異なるために、
放電時の電位が高くなったものと考えられる。
また、上記実施例では非水電解液二次電池について説明
したが、固体電解質二次電池にも適用しうろことは勿論
である。
したが、固体電解質二次電池にも適用しうろことは勿論
である。
（ト）発明の効果
以上詳述した如く、本発明の非水系二次電池によれば、
正極の活物質としてＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏｓを用い、Ｌ
ｉＭｎ（Ｌ （０＜Ｘ＜１）とｌ、 ｓ Ｍ ｎ Ｏｔ
との間で充放電を行うことにより、電池作動時の電池電
圧を高くすることができ、この種電源の用途を拡大しう
るものであり、その工業的価値は極めて大きい。
正極の活物質としてＬ ｉ Ｍ ｎ Ｏｓを用い、Ｌ
ｉＭｎ（Ｌ （０＜Ｘ＜１）とｌ、 ｓ Ｍ ｎ Ｏｔ
との間で充放電を行うことにより、電池作動時の電池電
圧を高くすることができ、この種電源の用途を拡大しう
るものであり、その工業的価値は極めて大きい。
第１図は本発明電池の半断面図、第２図は電池の放電特
性図である。 １・・・負極、２・・・負極集を体、３・・・負極針、
４・・・絶縁バッキング、５・・・正極缶、６・・・正
極集電体、７・・・正極、８・・・セパレータ。 Ａ・・・本発明電池、Ｂ１、Ｂ、・・・比較電池。
性図である。 １・・・負極、２・・・負極集を体、３・・・負極針、
４・・・絶縁バッキング、５・・・正極缶、６・・・正
極集電体、７・・・正極、８・・・セパレータ。 Ａ・・・本発明電池、Ｂ１、Ｂ、・・・比較電池。
Claims (2)
- （１）リチウムまたはリチウムを吸蔵・放出可能な物質
からなる負極と、正極と、前記正、負極間に介装された
セパレータとを有する非水系二次電池であって、 前記正極の活物質として、ＬｉＭｎＯ＿２を用い、Ｌｉ
＿ｘＭｎＯ＿２（０＜Ｘ＜１）とＬｉＭｎＯ＿２との間
で充放電を行うことを特徴とする非水系二次電池。 - （２）前記正極の活物質としてのＬｉＭｎＯ＿２がＭｎ
ＣＯ＿３とリチウム塩との混合物を熱処理することによ
り合成されたものであることを特徴とする請求項１記載
の非水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188745A JP3025695B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188745A JP3025695B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 非水系二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475267A true JPH0475267A (ja) | 1992-03-10 |
| JP3025695B2 JP3025695B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=16229032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2188745A Expired - Lifetime JP3025695B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 非水系二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025695B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0633617A1 (fr) * | 1993-07-09 | 1995-01-11 | Saft | Générateur électrochimique rechargeable au lithium et son procédé de realisation |
| WO1995005684A1 (en) * | 1993-08-11 | 1995-02-23 | National Research Council Of Canada | USE OF STABLE FORM OF LiMnO2 AS CATHODE IN LITHIUM CELL |
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| JP2006125830A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-05-18 | Tokyo Roki Co Ltd | 内燃機関用熱交換器及びその取付構造 |
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1990
- 1990-07-16 JP JP2188745A patent/JP3025695B2/ja not_active Expired - Lifetime
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