JPH07111160A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
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- JPH07111160A JPH07111160A JP4034211A JP3421192A JPH07111160A JP H07111160 A JPH07111160 A JP H07111160A JP 4034211 A JP4034211 A JP 4034211A JP 3421192 A JP3421192 A JP 3421192A JP H07111160 A JPH07111160 A JP H07111160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- secondary battery
- electrolyte secondary
- aqueous electrolyte
- lithium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】充放電サイクルの進行にともなう放電容量の低
下が少ない非水電解液二次電池を得る。 【構成】リチウムイオンを吸蔵放出する物質からなる正
極と、負極と、リチウムイオンを含むイオン導電体より
なる電解質を備えた非水電解質二次電池において、正極
ケースとしてアルミニウム層を内側に有するクラッド金
属を用いる。
下が少ない非水電解液二次電池を得る。 【構成】リチウムイオンを吸蔵放出する物質からなる正
極と、負極と、リチウムイオンを含むイオン導電体より
なる電解質を備えた非水電解質二次電池において、正極
ケースとしてアルミニウム層を内側に有するクラッド金
属を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の駆動用電源
もしくはメモリ保持電源としての高エネルギー密度でか
つ高い安全性を有する非水電解質二次電池に関するもの
である。
もしくはメモリ保持電源としての高エネルギー密度でか
つ高い安全性を有する非水電解質二次電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術とその課題】電子機器の急激なる小形軽量
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
化に伴い、その電源である電池に対して小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、更に繰り返し充放電が可能な二次
電池の開発への要求が高まっている。これら要求を満た
す二次電池として、非水電解質二次電池が最も有望であ
る。
【０００３】非水電解質二次電池の正極活物質には、二
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、スピネル型リチウムマンガン酸化物、五酸化バナジ
ウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものが検討さ
れている。なかでも、リチウムコバルト複合酸化物（Li
xCoO2 ）およびスピネル型リチウムマンガン酸化物(Lix
Mn2 O4 ) は、４Ｖ(Li/Li+ ) 以上のきわめて貴な電位
で充放電を行うため、正極として用いることで高い放電
電圧を有する電池が実現できる。
硫化チタンをはじめとしてリチウムコバルト複合酸化
物、スピネル型リチウムマンガン酸化物、五酸化バナジ
ウムおよび三酸化モリブデンなどの種々のものが検討さ
れている。なかでも、リチウムコバルト複合酸化物（Li
xCoO2 ）およびスピネル型リチウムマンガン酸化物(Lix
Mn2 O4 ) は、４Ｖ(Li/Li+ ) 以上のきわめて貴な電位
で充放電を行うため、正極として用いることで高い放電
電圧を有する電池が実現できる。
【０００４】非水電解質二次電池の負極活物質は、金属
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
リチウムをはじめとしてリチウムの吸蔵・放出が可能な
Ｌｉ−Ａｌ合金や炭素材料など種々のものが検討されて
いるが、なかでも炭素材料は、安全性が高くかつサイク
ル寿命の長い電池が得られるという利点がある。
【０００５】しかし正極に、高電圧で作動するリチウム
コバルト複合酸化物（LiX CoO2 ），スピネル型リチウ
ムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) などを用い、正極缶の
材質としてステンレス(SUS304)鋼を用いた2020型コイン
電池は、充放電を繰り返すと放電容量が急激に減少し
た。これは、貴な電位を有する正極によって正極缶が酸
化されたことに起因するものと考えられる。
コバルト複合酸化物（LiX CoO2 ），スピネル型リチウ
ムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) などを用い、正極缶の
材質としてステンレス(SUS304)鋼を用いた2020型コイン
電池は、充放電を繰り返すと放電容量が急激に減少し
た。これは、貴な電位を有する正極によって正極缶が酸
化されたことに起因するものと考えられる。
【０００６】そこで、耐酸化性能をさらに向上した正極
缶の開発が求められていた。
缶の開発が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵放出する物質からなる正極と、負極とリチウム
イオンを含むイオン導電体を電解質とする二次電池にお
いて、正極ケースとしてアルミニウム層を内側に有する
クラッド金属を用いることで上記問題点を解決しようと
するものである。
ンを吸蔵放出する物質からなる正極と、負極とリチウム
イオンを含むイオン導電体を電解質とする二次電池にお
いて、正極ケースとしてアルミニウム層を内側に有する
クラッド金属を用いることで上記問題点を解決しようと
するものである。
【０００８】
【作用】本発明の非水電解質二次電池は、従来の非水電
解質二次電池に比較して充放電サイクルを繰り返した場
合の放電容量の保持特性が優れているという作用があ
る。これは、本発明の非水電解質二次電池に用いた新し
いケースの材質によって、正極缶の酸化が抑制されたこ
とに起因するものと考えられる。
解質二次電池に比較して充放電サイクルを繰り返した場
合の放電容量の保持特性が優れているという作用があ
る。これは、本発明の非水電解質二次電池に用いた新し
いケースの材質によって、正極缶の酸化が抑制されたこ
とに起因するものと考えられる。
【０００９】
【実施例】以下に、好適な実施例を用いて本発明を説明
する。
する。
【００１０】まず、正極活物質のリチウムコバルト複合
酸化物(LiCoO2 ）をつぎのように合成した。塩基性炭酸
コバルトを温度６５０℃で２４時間、空気中で熱分解し
て四三酸化コバルト (Co3 O4 ) を合成した。炭酸リチ
ウムとこの四三酸化コバルトとをリチウム：コバルト原
子比が１：１になるように混合して温度７００℃で１６
時間、空気中で熱分解した。
酸化物(LiCoO2 ）をつぎのように合成した。塩基性炭酸
コバルトを温度６５０℃で２４時間、空気中で熱分解し
て四三酸化コバルト (Co3 O4 ) を合成した。炭酸リチ
ウムとこの四三酸化コバルトとをリチウム：コバルト原
子比が１：１になるように混合して温度７００℃で１６
時間、空気中で熱分解した。
【００１１】そして、正極板を次のように試作した。前
記の方法で得られたリチウムコバルト複合酸化物８２重
量部に対してポリフッ化ビニリデン６．５重量部、グラ
ファイト（ロンザ製SFG6）１０重量部、ケッチェンブラ
ック１．５重量部および溶剤としてのN-メチル-2- ピロ
リドンを適量添加してよく混練し正極合剤ペーストを調
製した。このペーストを１００メッシュのアルミ金網
（線径0.1mm ）に均一に塗布し、温度８５℃で１０時間
熱風乾燥、次いで温度２５０℃で３０分焼き付けした
後、直径16mmの円板に打ち抜いてリチウムコバルト複合
酸化物電極を試作した。この電極の理論容量は、活物質
(LiCoO2 ) １モル当り、０．５モルのリチウムが吸蔵・
放出されるとすると、約１８mAh である。
記の方法で得られたリチウムコバルト複合酸化物８２重
量部に対してポリフッ化ビニリデン６．５重量部、グラ
ファイト（ロンザ製SFG6）１０重量部、ケッチェンブラ
ック１．５重量部および溶剤としてのN-メチル-2- ピロ
リドンを適量添加してよく混練し正極合剤ペーストを調
製した。このペーストを１００メッシュのアルミ金網
（線径0.1mm ）に均一に塗布し、温度８５℃で１０時間
熱風乾燥、次いで温度２５０℃で３０分焼き付けした
後、直径16mmの円板に打ち抜いてリチウムコバルト複合
酸化物電極を試作した。この電極の理論容量は、活物質
(LiCoO2 ) １モル当り、０．５モルのリチウムが吸蔵・
放出されるとすると、約１８mAh である。
【００１２】負極板は、次のように試作した。炭素粉末
（熱分解炭素）９２重量部に対してポリフッ化ビニリデ
ン８重量部および溶剤としてのN-メチル-2- ピロリドン
を適量添加してよく混練し、負極合剤ペーストを調製し
た。このペーストを１００メッシュの銅金網（線径0.1m
m ）に均一に塗布し、温度８５℃で１０時間熱風乾燥、
次いで温度２５０℃で３０分焼き付けした後、直径16mm
の円板に打ち抜いて負極板を試作した。この電極の充放
電容量は、約１８mAh である。
（熱分解炭素）９２重量部に対してポリフッ化ビニリデ
ン８重量部および溶剤としてのN-メチル-2- ピロリドン
を適量添加してよく混練し、負極合剤ペーストを調製し
た。このペーストを１００メッシュの銅金網（線径0.1m
m ）に均一に塗布し、温度８５℃で１０時間熱風乾燥、
次いで温度２５０℃で３０分焼き付けした後、直径16mm
の円板に打ち抜いて負極板を試作した。この電極の充放
電容量は、約１８mAh である。
【００１３】また、電解液にはプロピレンカーボネイト
（以下ではPCと表記する）とジメチルカーボネイト（以
下ではDMC と表記する）とを体積比７：３で混合した溶
媒に、１モル／ｌの過塩素酸リチウム(LiClO4 ）を溶解
させた有機電解液（以下ではLiClO4 (1M)/PC+DMC(1:1)
と表記する）を用いた。電解液は、前記の正，負極板お
よびセパレーターに合計約２００マイクロリッターだけ
注液して用いた。
（以下ではPCと表記する）とジメチルカーボネイト（以
下ではDMC と表記する）とを体積比７：３で混合した溶
媒に、１モル／ｌの過塩素酸リチウム(LiClO4 ）を溶解
させた有機電解液（以下ではLiClO4 (1M)/PC+DMC(1:1)
と表記する）を用いた。電解液は、前記の正，負極板お
よびセパレーターに合計約２００マイクロリッターだけ
注液して用いた。
【００１４】図１は、電池の縦断面図である。この図に
おいて１は、厚み５μｍのアルミと厚み２００μｍのス
テンレス(SUS304)とのクラッド鋼板をプレスによって打
ち抜き加工した正極端子を兼ねるケース、２は厚み２５
０μｍのステンレス(SUSU304) 鋼板を打ち抜き加工した
負極端子を兼ねる封口板であり、その内壁には負極３が
当接されている。５は有機電解液を含浸したポリプロピ
レンからなるセパレーター、６は正極であり正極端子を
兼ねるケース１の開口端部を内方へかしめ、ガスケット
４を介して負極端子を兼ねる封口板２の内周を締め付け
ることにより密閉封口している。
おいて１は、厚み５μｍのアルミと厚み２００μｍのス
テンレス(SUS304)とのクラッド鋼板をプレスによって打
ち抜き加工した正極端子を兼ねるケース、２は厚み２５
０μｍのステンレス(SUSU304) 鋼板を打ち抜き加工した
負極端子を兼ねる封口板であり、その内壁には負極３が
当接されている。５は有機電解液を含浸したポリプロピ
レンからなるセパレーター、６は正極であり正極端子を
兼ねるケース１の開口端部を内方へかしめ、ガスケット
４を介して負極端子を兼ねる封口板２の内周を締め付け
ることにより密閉封口している。
【００１５】上記の正極板，負極板，電解液および正極
缶を用いた本発明の有機電解液二次電池を（Ａ）と呼
ぶ。また、正極缶の材質として厚み２５μｍのステンレ
ス(SUS304)鋼板を用いた以外は、本発明の有機電解液電
池（Ａ）と同様の構成とした従来の電池を（ア）と呼
ぶ。
缶を用いた本発明の有機電解液二次電池を（Ａ）と呼
ぶ。また、正極缶の材質として厚み２５μｍのステンレ
ス(SUS304)鋼板を用いた以外は、本発明の有機電解液電
池（Ａ）と同様の構成とした従来の電池を（ア）と呼
ぶ。
【００１６】次に、これらの電池を２．０mAの定電流
で、端子電圧が４．２V に至るまで充電して、つづい
て、同じく２．０mAの定電流で、端子電圧が２．７V に
達するまで放電する充放電サイクル寿命試験（温度４５
℃）にかけた。
で、端子電圧が４．２V に至るまで充電して、つづい
て、同じく２．０mAの定電流で、端子電圧が２．７V に
達するまで放電する充放電サイクル寿命試験（温度４５
℃）にかけた。
【００１７】サイクル試験の結果を、図２に示す。本発
明の電池（Ａ）は、充放電サイクル数が１００回に至る
まで放電容量の著しい低下がみられない。しかし、比較
のための従来の電池（ア）は、充放電サイクルの進行に
伴う放電容量の低下が著しい。
明の電池（Ａ）は、充放電サイクル数が１００回に至る
まで放電容量の著しい低下がみられない。しかし、比較
のための従来の電池（ア）は、充放電サイクルの進行に
伴う放電容量の低下が著しい。
【００１８】このように正極缶の材質としてアルミニウ
ム層を内側に有するクラッド材を用いた本発明の有機電
解液二次電池は、従来の有機電解液二次電池よりも、充
放電サイクルを繰り返した場合の放電容量の保持特性が
著しく向上した。
ム層を内側に有するクラッド材を用いた本発明の有機電
解液二次電池は、従来の有機電解液二次電池よりも、充
放電サイクルを繰り返した場合の放電容量の保持特性が
著しく向上した。
【００１９】なお、上記実施例ではアルミニウムとステ
ンレス(SUS304)とのクラッド材を用いる場合を説明した
が、SUSU304 の代わりにSUS316,SUSU430, 鉄，クロム，
ニッケル，銅など種々のものを用いても同様な結果が得
られる。また、上記ステンレスなどの上面にニッケルな
どをメッキしたアルミ−ステンレス−ニッケルなども有
効に用いることができる。
ンレス(SUS304)とのクラッド材を用いる場合を説明した
が、SUSU304 の代わりにSUS316,SUSU430, 鉄，クロム，
ニッケル，銅など種々のものを用いても同様な結果が得
られる。また、上記ステンレスなどの上面にニッケルな
どをメッキしたアルミ−ステンレス−ニッケルなども有
効に用いることができる。
【００２０】上記実施例では正極活物質としてリチウム
コバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、二硫化
チタンをはじめとして二酸化マンガン、スピネル型リチ
ウムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) 、五酸化バナジウム
および三酸化モリブデンなどの種々のものを用いること
ができる。また、負極として炭素材料を用いたが、本発
明の正極を使用するにあたり、負極活物質は基本的に限
定されず従来の非水電解液二次電池に用いられている負
極活物質、たとえば純リチウム、リチウム合金などを用
いることができる。
コバルト複合酸化物を用いる場合を説明したが、二硫化
チタンをはじめとして二酸化マンガン、スピネル型リチ
ウムマンガン酸化物(LixMn2 O4 ) 、五酸化バナジウム
および三酸化モリブデンなどの種々のものを用いること
ができる。また、負極として炭素材料を用いたが、本発
明の正極を使用するにあたり、負極活物質は基本的に限
定されず従来の非水電解液二次電池に用いられている負
極活物質、たとえば純リチウム、リチウム合金などを用
いることができる。
【００２１】さらに、リチウムイオン伝導性物質である
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。
電解液や固体のイオン導電体も基本的に限定されず、従
来の有機電解液二次電池に用いられているものを用いる
ことが出来る。たとえば、有機溶媒としては非プロトン
溶媒であるエチレンカーボネイトなどの環状エステル類
およびテトラハイドロフラン，ジオキソランなどのエー
テル類があげられ、これら単独もしくは２種以上を混合
した溶媒を用いることが出来る。固体のイオン導電体と
しては、リチウムイオン導電性を有するものであれば用
いることが出来る。その代表的なものとして、ポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。
【００２２】また、このような非水溶媒あるいは固体の
イオン導電体に溶解される支持電解質も基本的に限定さ
れるものではない。たとえば、 LiAsF6 ， LiClO4 ，Li
BF4，LiPF6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いること
ができる。
イオン導電体に溶解される支持電解質も基本的に限定さ
れるものではない。たとえば、 LiAsF6 ， LiClO4 ，Li
BF4，LiPF6 ，LiCF3 SO3 などの１種以上を用いること
ができる。
【００２３】なお、前記の実施例に係る電池はいずれも
ボタン形電池であるが、円筒形，角形またはペーパー形
電池に本発明を適用しても同様の効果が得られる。
ボタン形電池であるが、円筒形，角形またはペーパー形
電池に本発明を適用しても同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上のごとく、本発明の非水電解液二次
電池は、充放電サイクルの進行にともなう放電容量の低
下が少ない。
電池は、充放電サイクルの進行にともなう放電容量の低
下が少ない。
【図１】非水電解質二次電池の一例であるボタン電池の
内部構造を示した図。
内部構造を示した図。
【図２】試験電池のサイクルと放電容量を示した図。
１ 電池ケース ２ 封口板 ３ 負極 ４ ガスケット ５ セパレーター ６ 正極
Claims (1)
- 【請求項１】リチウムイオンを吸蔵放出する物質からな
る正極と、負極と、リチウムイオンを含むイオン導電体
よりなる電解質を備えた非水電解質二次電池であって、 正極ケースとしてアルミニウム層を内側に有するクラッ
ド金属を用いたことを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034211A JPH07111160A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034211A JPH07111160A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07111160A true JPH07111160A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=12407829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034211A Pending JPH07111160A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11135079A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-05-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 二次電池用電槽缶 |
| JP2006147159A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181365A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-16 | Kanebo Ltd | 有機電解質電池 |
| JPH05174873A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 耐過充電性の非水電解液二次電池 |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP4034211A patent/JPH07111160A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181365A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-16 | Kanebo Ltd | 有機電解質電池 |
| JPH05174873A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 耐過充電性の非水電解液二次電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11135079A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-05-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 二次電池用電槽缶 |
| JP2006147159A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池 |
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