JPH07134986A - 非水電解質電池 - Google Patents

非水電解質電池

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JPH07134986A
JPH07134986A JP5305839A JP30583993A JPH07134986A JP H07134986 A JPH07134986 A JP H07134986A JP 5305839 A JP5305839 A JP 5305839A JP 30583993 A JP30583993 A JP 30583993A JP H07134986 A JPH07134986 A JP H07134986A
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iron composite
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幹也 山崎
Takeshi Maeda
丈志 前田
Yoshihiro Shoji
良浩 小路
Koji Nishio
晃治 西尾
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸
蔵、放出することが可能な物質を負極材料とする負極と
を備える非水電解質電池において、前記正極の活物質と
して、式:Lix FeOy (但し、1.25≦x≦5.
05、1.8≦y≦4.025)で表されるリチウム−
鉄複合酸化物が用いられてなる。 【効果】正極活物質としてLiとFeとのモル比が特定
の範囲内にあるリチウム−鉄複合酸化物が用いられてい
るので、電池容量が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解質電池に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵、放出すること
が可能な合金若しくは炭素材料を負極材料とする非水電
解質電池が、高容量化が可能な電池として注目されてい
る。
【0003】この種の電池に用いられる正極活物質とし
ては、種々のリチウム−遷移金属複合酸化物が提案され
ており、例えばリチウム−コバルト複合酸化物(LiC
oO2 など)及びリチウム−ニッケル複合酸化物(Li
NiO2 など)は、既に実用されており、原材料を所定
の割合で混合し、焼成するだけで、100〜120mA
h/gもの大きな容量を有するものが得られる。
【0004】しかしながら、リチウム−遷移金属複合酸
化物のうちリチウム−鉄複合酸化物は、鉄が自然に豊富
に存在する資源であることから安価に供給し得るという
製造コスト面での利点があるにもかかわらず、従来、こ
の種の電池の正極活物質として、実用化はもとより、殆
ど検討すらされていなかった。これは、LiFeO2
容量が20mAh/g程度と小さいことから、リチウム
−鉄複合酸化物は、総じて容量が小さく非水電解質電池
の正極活物質としては使用し得ないものと誤信されてい
たためである。
【0005】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、LiNiO2 など
と比較しても遜色のない大きな容量を有するリチウム−
鉄複合酸化物を正極活物質とする新規、有用な非水電解
質電池を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水電解質電池(以下「本発明電池」と
称する。)は、正極と、金属リチウム又はリチウムイオ
ンを吸蔵、放出することが可能な物質を負極材料とする
負極とを備える非水電解質電池において、前記正極の活
物質として、式:Lix FeOy (但し、1.25≦x
≦5.05、1.8≦y≦4.025)で表されるリチ
ウム−鉄複合酸化物が用いられてなる。
【0007】式:Lix FeOy 中のx、すなわちLi
とFeとのモル比の値が1.25〜5.05に規制され
るのは、xがこの範囲を外れると容量が急激に低下する
からである。式:Lix FeOy 中のyは、xが大きく
なるにつれて大きくなり、1.25≦x≦5.05にお
いて、yは1.8〜4.025の範囲で変動する。
【0008】式:Lix FeOy 中のx及びyが、それ
ぞれ3.0≦x≦5.0、3.0≦y≦4.0であるリ
チウム−鉄複合酸化物が、容量が140mAh/g程度
と極めて大きいので、好ましい。
【0009】本発明におけるリチウム−鉄複合酸化物
は、例えばリチウム化合物(LiOHなど)と鉄化合物
(FeOOHなど)とを、LiとFeとのモル比がx:
1(1.25≦x≦5.05)となるように混合し、乾
燥空気雰囲気下で、500〜900°Cの温度で6〜4
0時間熱処理することにより得られる。
【0010】本発明においては、負極材料として金属リ
チウム又はリチウムイオンを吸蔵、放出することが可能
な物質が用いられる。リチウムイオンを吸蔵、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
成体等の炭素材料が例示される。
【0011】本発明は、LiとFeとのモル比が特定の
範囲内にあるリチウム−鉄複合酸化物がLiNiO2
どの従来汎用されているものと比較しても遜色の無い、
大きな容量を有するとの知見に基づきなされたものであ
り、リチウム−鉄複合酸化物の実用化の途を切り開いた
ものである。それゆえ、非水電解質などの電池を構成す
る他の部材については、従来提案され、或いは、実用さ
れている種々の材料を特に制限なく用いることが可能で
ある。
【0012】例えば、液状非水電解質(非水電解液)の
溶媒としては、エチレンカーボネート、ビニレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネートなどの有機溶媒や、こ
れらとジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタ
ン、エトキシメトキシエタンなどの低沸点溶媒との混合
溶媒が例示され、また、その溶質としては、LiClO
4 、LiPF6 、LiCF3 SO3 が例示される。漏液
の虞れが無い信頼性の高い電池を得るべく固体電解質を
用いることももとより可能である。
【0013】
【作用】正極活物質としてLiとFeとのモル比が特定
の範囲内にあるリチウム−鉄複合酸化物が用いられてい
るので、LiFeO2 などを用いた場合に比し、電池容
量が実用可能な程度まで増大する。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、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において適宜変
更して実施することが可能なものである。
【0015】(実施例1)扁平型の非水電解液電池(本
発明電池)を作製した。
【0016】〔正極〕LiOHとFeOOHとを、Li
とFeとのモル比が1.25:1となるように混合した
後、乾燥空気雰囲気下で、600°Cで20時間焼成し
て、組成式:Li1.25FeO2.05で表される正極活物質
としてのリチウム−鉄複合酸化物を得た。このリチウム
−鉄複合酸化物をらいかいミキサーで粉砕して得た粉末
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、重量比90:6:4の比率で
混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を成形圧2ト
ン/cm2 で直径20mmの円板状に加圧成形し、25
0°Cで2時間熱処理して正極を作製した。
【0017】〔負極〕所定厚みのリチウム圧延板から直
径20mmの円板を打ち抜いて負極を作製した。
【0018】〔電解液〕プロピレンカーボネート(P
C)と1,2−ジメトキシエタン(DME)との等体積
混合溶媒に、LiClO4 を1M(モル/リットル)の
割合で溶かして、非水電解液を調製した。
【0019】〔電池の作製〕以上の正負両極及び電解液
を用いて本発明電池A1(電池寸法:直径24.0m
m、厚さ3.0mm)を作製した。なお、セパレータと
しては、ポリプロピレン製の微多孔膜(ヘキストセラニ
ーズ社製、商品名「セルガード」)を使用し、これに先
に述べた非水電解液を含浸させた。
【0020】図1は、作製した本発明電池A1を模式的
に示す断面図であり、同図に示す本発明電池A1は、正
極1、負極2、これら両電極1,2を互いに離間するセ
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及びポリプロピレン製の絶縁パッキング8など
からなる。
【0021】正極1及び負極2は、非水電解液を含浸し
たセパレータ3を介して対向して正負両極缶4,5が形
成する電池ケース内に収納されており、正極1は正極集
電体6を介して正極缶4に、また負極2は負極集電体7
を介して負極缶5に接続され、電池内部に生じた化学エ
ネルギーを正極缶4及び負極缶5の両端子から電気エネ
ルギーとして外部へ取り出し得るようになっている。
【0022】(実施例2)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が1.5:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li1.5 FeO2.25で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A2を作製した。
【0023】(実施例3)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が2.2:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li2.2 FeO2.6 で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A3を作製した。
【0024】(実施例4)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が3.0:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li3.0 FeO3.0 で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A4を作製した。
【0025】(実施例5)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が4.0:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li4.0 FeO3.5 で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A5を作製した。
【0026】(実施例6)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が5.0:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li5.0 FeO4で表されるリチウム−鉄複合酸化
物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を正
極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、本発明電池A6を作製した。
【0027】(実施例7)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が5.05:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li5.05FeO4.025 で表されるリチウム−鉄複合
酸化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末
を正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様に
して、本発明電池A7を作製した。
【0028】(比較例1)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が1:1となるように混合し、焼
成したこと以外は実施例1と同様にして、組成式:Li
FeO2 で表されるリチウム−鉄複合酸化物粉末を調製
し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を正極活物質とし
て用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較電池B
1を作製した。
【0029】(比較例2)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が1.2:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li1.2 FeO2.05で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、比較電池B2を作製した。
【0030】(比較例3)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が5.07:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li5.07FeO4.035 で表されるリチウム−鉄複合
酸化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末
を正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様に
して、比較電池B3を作製した。
【0031】(比較例4)LiOHとFeOOHとを、
LiとFeとのモル比が5.1:1となるように混合
し、焼成したこと以外は実施例1と同様にして、組成
式:Li5.1 FeO4.05で表されるリチウム−鉄複合酸
化物粉末を調製し、このリチウム−鉄複合酸化物粉末を
正極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様にし
て、比較電池B4を作製した。
【0032】本発明電池A1〜A7及び比較電池B1〜
B4の作製に用いた各リチウム−鉄複合酸化物の組成を
表1にまとめて示す。
【0033】
【表1】
【0034】〔放電容量特性〕本発明電池A1〜A7及
び比較電池B1〜B4について、充電電流1mAで充電
終止電圧4.3Vまで充電した後、放電電流3mAで放
電終止電圧3Vまで放電して、各電池の放電容量特性を
調べた。結果を先の表1及び図2に示す。
【0035】図2は、各電池の放電容量特性を、縦軸に
リチウム−鉄複合酸化物1g当たりの放電容量(mAh
/g)を、また横軸に用いたリチウム−鉄複合酸化物中
のLiとFeとのモル比の値x(x in Lix Fe
y )をとって示したグラフであり、同図に示すように
本発明電池A1〜A7は、放電容量が120〜140m
Ah/gと大きいのに対して、比較電池B1〜B4は放
電容量が20〜60mAh/gと小さい。このことか
ら、LiとFeとのモル比の値xが1.25〜5.05
のリチウム−鉄複合酸化物を用いることにより、放電容
量の大きい非水電解質電池が得られることが分かる。な
かでも、LiとFeとのモル比の値xが3.0〜5.0
であるリチウム−鉄複合酸化物を用いた本発明電池A4
〜A6は、放電容量が140mAh/gと極めて大き
く、このことからxが3.0〜5.0のリチウム−鉄複
合酸化物を用いることが、高容量の非水電解質電池を得
る上で好ましいことが分かる。
【0036】叙上の実施例では、本発明を非水電解液電
池に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明は固
体電解質を用いた一次又は二次電池にも適用し得るもの
であり、この場合においても実施例で示したものと同様
の高容量の非水電解質電池が得られる。
【0037】
【発明の効果】正極活物質としてLiとFeとのモル比
が特定の範囲内にあるリチウム−鉄複合酸化物が用いら
れているので、電池容量が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】扁平型の本発明電池の断面図である。
【図2】本発明電池及び比較電池の各放電容量特性を示
すグラフである。
【符号の説明】 A1 本発明電池 1 正極 2 負極 3 セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極と、金属リチウム又はリチウムイオン
    を吸蔵、放出することが可能な物質を負極材料とする負
    極とを備える非水電解質電池において、前記正極の活物
    質として、式:Lix FeOy (但し、1.25≦x≦
    5.05、1.8≦y≦4.025)で表されるリチウ
    ム−鉄複合酸化物が用いられていることを特徴とする非
    水電解質電池。
  2. 【請求項2】正極と、金属リチウム又はリチウムイオン
    を吸蔵、放出することが可能な物質を負極材料とする負
    極とを備える非水電解質電池において、前記正極の活物
    質として、式:Lix FeOy (但し、3.0≦x≦
    5.0、3.0≦y≦4.0)で表されるリチウム−鉄
    複合酸化物が用いられていることを特徴とする非水電解
    質電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008668A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JP2002008669A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Toshiba Battery Co Ltd 電 池
JP2012030988A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Tayca Corp 鉄含有チタン酸リチウムの製造方法
JP2020053315A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社豊田自動織機 複合粒子の製造方法
JP2020053314A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社豊田自動織機 複合粒子の製造方法
JPWO2021029357A1 (ja) * 2019-08-09 2021-02-18

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107445210B (zh) * 2017-07-03 2020-03-27 电子科技大学 一种高容量铁基锂离子电池正极材料α-LiFeO2的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008668A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JP2002008669A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Toshiba Battery Co Ltd 電 池
JP2012030988A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Tayca Corp 鉄含有チタン酸リチウムの製造方法
JP2020053315A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社豊田自動織機 複合粒子の製造方法
JP2020053314A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社豊田自動織機 複合粒子の製造方法
JPWO2021029357A1 (ja) * 2019-08-09 2021-02-18

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