JPH07176331A - Organic electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

Organic electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof

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JPH07176331A
JPH07176331A JP5345259A JP34525993A JPH07176331A JP H07176331 A JPH07176331 A JP H07176331A JP 5345259 A JP5345259 A JP 5345259A JP 34525993 A JP34525993 A JP 34525993A JP H07176331 A JPH07176331 A JP H07176331A
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JP
Japan
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active material
electrode active
positive electrode
lead
secondary battery
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JP5345259A
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Japanese (ja)
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Shin Kashiwabara
伸 柏原
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全でかつサイクル寿命が長く、しかも安価
な有機電解液二次電池およびその製造方法を提供するこ
とである。 【構成】 リチウムイオンがインターカレーションされ
た二酸化鉛からなる正極活物質により放電状態の正極板
2を形成し、グラファイトからなる負極活物質により放
電状態の負極板3を形成する。これらの正極板2および
負極板3を用いて放電状態で有機電解液二次電池を組み
立てる。
(57) [Summary] [Object] To provide an organic electrolyte secondary battery that is safe, has a long cycle life, and is inexpensive, and a method for manufacturing the same. A positive electrode plate 2 in a discharged state is formed by a positive electrode active material made of lead dioxide in which lithium ions are intercalated, and a negative electrode plate 3 in a discharged state is formed by a negative electrode active material made of graphite. An organic electrolyte secondary battery is assembled in a discharged state using the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は有機電解液二次電池に関
し、特にリチウムイオン電池およびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electrolyte secondary battery, and more particularly to a lithium ion battery and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、金属リチウムを負極活物質と
して用いる種々の有機電解液二次電池が開発されてい
る。例えば、Electrochimica Acta,Vol.22,pp.1141-114
5 には、正極活物質として鉛化合物を用い、負極活物質
として金属リチウムを用いるリチウム二次電池が開示さ
れている。また、Journal of Power Sources 45 (199
3),pp.209-217には、正極活物質として二酸化鉛を用
い、負極活物質として金属リチウムを用いるリチウム二
次電池が開示されている。このリチウム二次電池では、
板状ステンレス鋼を正極集電体として用いている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various organic electrolyte secondary batteries using metallic lithium as a negative electrode active material have been developed. For example, Electrochimica Acta, Vol.22, pp.1141-114
5 discloses a lithium secondary battery using a lead compound as a positive electrode active material and metallic lithium as a negative electrode active material. Also, Journal of Power Sources 45 (199
3), pp.209-217 discloses a lithium secondary battery using lead dioxide as a positive electrode active material and metallic lithium as a negative electrode active material. In this lithium secondary battery,
Plate-shaped stainless steel is used as the positive electrode current collector.

【0003】リチウム金属は固体元素の中でも最も密度
が低く電極電位が高いので、リチウム二次電池は電池電
圧およびエネルギー密度が高いという利点を有してい
る。
Since lithium metal has the lowest density and the highest electrode potential among solid elements, the lithium secondary battery has the advantage of high battery voltage and energy density.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、負極活物質と
してリチウム金属を用いるリチウム二次電池では、充電
時にリチウムのデンドライトが析出するため、内部短絡
が生じるおそれがある。したがって、安全性の面で問題
があり、寿命が約150サイクルと短いという欠点があ
る。また、負極活物質として高価な金属リチウムを用い
ているので、材料コストが高くなり、電池が高価になる
という問題があった。また、正極集電体のステンレス鋼
も比較的高価である。
However, in a lithium secondary battery using lithium metal as a negative electrode active material, dendrite of lithium is deposited during charging, which may cause an internal short circuit. Therefore, there is a problem in terms of safety, and there is a drawback that the life is short at about 150 cycles. Further, since expensive metallic lithium is used as the negative electrode active material, there is a problem that the material cost becomes high and the battery becomes expensive. Further, the stainless steel of the positive electrode current collector is also relatively expensive.

【0005】最近、正極活物質としてLiCo系の化合
物を用い、負極活物質として炭素材料を用いたリチウム
イオン電池が提案されている。このリチウムイオン電池
では、正極活物質としてLiCoO2 またはLiCo
1-x Snx 2 が用いられている。このようなリチウム
イオン電池では、充電時にリチウムのデンドライトが析
出しないので、内部短絡が生じず、サイクル寿命が長
い。また、このリチウムイオン電池は、体積エネルギー
密度および重量エネルギー密度が非常に高く、出力電圧
も高いという利点を有する。
Recently, a lithium ion battery using a LiCo compound as a positive electrode active material and a carbon material as a negative electrode active material has been proposed. In this lithium-ion battery, LiCoO 2 or LiCo is used as the positive electrode active material.
1-x Sn x O 2 is used. In such a lithium-ion battery, since lithium dendrites do not deposit during charging, an internal short circuit does not occur and the cycle life is long. Further, this lithium-ion battery has the advantages that the volume energy density and the weight energy density are very high and the output voltage is also high.

【0006】しかしながら、正極活物質としてLiCo
系の化合物を用いるリチウムイオン電池では、原料とな
る炭酸リチウムや酸化コバルトが世界的に埋蔵量の少な
いレアメタルであるため、材料の供給が不安定になり、
材料コストも高くなるという問題がある。特に、電気自
動車等に用いられる大型の二次電池を構成する場合に
は、材料コストの問題は深刻となる。
However, LiCo is used as the positive electrode active material.
In a lithium-ion battery that uses a system-based compound, the raw material lithium carbonate and cobalt oxide are rare metals with few reserves worldwide, so the supply of materials becomes unstable,
There is a problem that the material cost is also high. In particular, when forming a large secondary battery used in an electric vehicle or the like, the problem of material cost becomes serious.

【0007】それゆえに、本発明の目的は、安全でかつ
サイクル寿命が長く、しかも安いコストで製造すること
ができる有機電解液二次電池およびその製造方法を提供
することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an organic electrolyte secondary battery which is safe, has a long cycle life, and can be manufactured at a low cost, and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る有機電
解液二次電池は、リチウムイオンがインターカレーショ
ンされた鉛化合物からなる正極活物質と、炭素材料から
なる負極活物質とを備える。
The organic electrolyte secondary battery according to the first invention comprises a positive electrode active material made of a lead compound in which lithium ions are intercalated and a negative electrode active material made of a carbon material. .

【0009】第2の発明に係る有機電解液二次電池は、
放電状態でリチウムイオンがインターカレーションされ
た鉛化合物からなり、充電状態で鉛化合物からなる正極
活物質と、放電状態で炭素材料からなり、充電状態でリ
チウムイオンがインターカレーションされた炭素材料か
らなる負極活物質とを備える。
The organic electrolyte secondary battery according to the second invention is
A positive electrode active material consisting of a lead compound in which lithium ions are intercalated in a discharged state, a lead compound in a charged state, and a carbon material in a discharged state, and a lithium ion intercalated carbon material in a charged state. And a negative electrode active material.

【0010】第3の発明に係る有機電解液二次電池は、
リチウムイオンがインターカレーションされた鉛化合物
からなる正極活物質と、炭素材料からなる負極活物質
と、正極活物質に装着される鉛または鉛合金からなる正
極集電体とを備える。
The organic electrolyte secondary battery according to the third invention is
A positive electrode active material made of a lead compound in which lithium ions are intercalated, a negative electrode active material made of a carbon material, and a positive electrode current collector made of lead or a lead alloy attached to the positive electrode active material are provided.

【0011】第4の発明に係る有機電解液二次電池は、
第1の発明に係る有機電解液二次電池において、鉛化合
物が二酸化鉛からなるものである。
The organic electrolyte secondary battery according to the fourth invention is
In the organic electrolyte secondary battery according to the first aspect of the present invention, the lead compound is lead dioxide.

【0012】第5の発明に係る有機電解液二次電池の製
造方法では、鉛化合物にリチウムイオンをインターカレ
ーションすることにより放電状態の正極活物質を形成
し、炭素材料により放電状態の負極活物質を形成し、そ
れらの正極活物質および負極活物質を用いて放電状態で
電池を組み立てる。
In the method for manufacturing an organic electrolyte secondary battery according to the fifth aspect of the invention, a positive electrode active material in a discharged state is formed by intercalating lithium ions into a lead compound, and a negative electrode active material in a discharged state is formed by a carbon material. A material is formed and a battery is assembled in a discharged state using the positive electrode active material and the negative electrode active material.

【0013】第6の発明に係る有機電解液二次電池の製
造方法では、鉛化合物にリチウムイオンをインターカレ
ーションすることにより放電状態の正極活物質を形成
し、炭素材料により放電状態の負極活物質を形成し、正
極活物質に鉛または鉛合金からなる正極集電体を装着
し、それらの正極活物質および負極活物質を用いて放電
状態で電池を組み立てる。
In the method of manufacturing an organic electrolyte secondary battery according to the sixth aspect of the invention, a positive electrode active material in a discharged state is formed by intercalating lithium ions in a lead compound, and a negative electrode active material in a discharged state is formed by a carbon material. A material is formed, a positive electrode current collector made of lead or a lead alloy is attached to the positive electrode active material, and a battery is assembled in a discharged state using the positive electrode active material and the negative electrode active material.

【0014】[0014]

【作用】第1〜第4の発明に係る有機電解液二次電池に
おいては、放電状態で正極活物質がリチウムイオンをイ
ンターカレーションした鉛化合物からなり、負極活物質
が炭素材料からなる。この二次電池を充電すると、正極
活物質の鉛化合物からリチウムイオンが脱インターカレ
ーションされ、負極活物質の炭素材料にリチウムイオン
がインターカレーションされる。逆に、この二次電池を
放電すると、負極活物質の炭素材料からリチウムイオン
が脱インターカレーションされ、正極活物質の鉛化合物
にリチウムイオンがインターカレーションされる。
In the organic electrolyte secondary batteries according to the first to fourth aspects of the invention, the positive electrode active material is made of a lead compound in which lithium ions are intercalated in a discharged state, and the negative electrode active material is made of a carbon material. When this secondary battery is charged, lithium ions are deintercalated from the lead compound of the positive electrode active material, and lithium ions are intercalated into the carbon material of the negative electrode active material. On the contrary, when this secondary battery is discharged, lithium ions are deintercalated from the carbon material of the negative electrode active material, and lithium ions are intercalated into the lead compound of the positive electrode active material.

【0015】この有機電解液二次電池においては、充電
時にリチウムのデンドライドが析出しないので、内部短
絡が生じず、寿命も約2000サイクルと長い。また、
正極活物質として安価な鉛化合物を用い、負極活物質と
して安価で寿命が長い炭素材料を用いているので、材料
コストが安い。
In this organic electrolyte secondary battery, since lithium dendride does not deposit during charging, an internal short circuit does not occur and the life is long at about 2000 cycles. Also,
Since a cheap lead compound is used as the positive electrode active material and a cheap and long-life carbon material is used as the negative electrode active material, the material cost is low.

【0016】特に、第3の発明に係る有機電解液二次電
池においては、安価な鉛または鉛合金からなる正極集電
体を用いているので、材料コストがさらに安くなる。
Particularly, in the organic electrolyte secondary battery according to the third aspect of the present invention, since the positive electrode current collector made of inexpensive lead or lead alloy is used, the material cost is further reduced.

【0017】第5および第6の発明に係る有機電解液二
次電池の製造方法では、リチウムイオンがインターカレ
ーションされた鉛化合物からなる放電状態の正極活物質
および炭素材料からなる放電状態の負極活物質を用いて
電池が組み立てられる。リチウムイオンがインターカレ
ーションされた炭素材料は大気中で不安定であるのに対
して、リチウムイオンがインターカレーションされた鉛
化合物は大気中で安定である。第5および第6の発明に
係る製造方法では、不安定な材料を用いる必要がないの
で、製造工程が容易になる。また、正極活物質が安価な
鉛化合物からなり、負極活物質が安価で寿命が長い炭素
材料からなるので、製造コストが安くなる。
In the method for manufacturing an organic electrolyte secondary battery according to the fifth and sixth aspects of the invention, a positive electrode active material in a discharged state made of a lead compound in which lithium ions are intercalated and a negative electrode in a discharged state made of a carbon material are used. A battery is assembled using the active material. A carbon material in which lithium ions are intercalated is unstable in the air, whereas a lead compound in which lithium ions are intercalated is stable in the air. In the manufacturing method according to the fifth and sixth aspects of the invention, it is not necessary to use an unstable material, and therefore the manufacturing process becomes easy. Moreover, since the positive electrode active material is made of an inexpensive lead compound and the negative electrode active material is made of a carbon material which is inexpensive and has a long life, the manufacturing cost is reduced.

【0018】特に、第6の発明に係る有機電解液二次電
池の製造方法においては、正極集電体が安価な鉛または
鉛合金からなるので、製造コストがさらに安くなる。
Particularly, in the method for manufacturing an organic electrolyte secondary battery according to the sixth aspect of the invention, the positive electrode current collector is made of inexpensive lead or lead alloy, so that the manufacturing cost is further reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。図1は、以下に説明する第1〜第4の
実施例に適用される有機電解液二次電池の断面図であ
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of organic electrolyte secondary batteries applied to the first to fourth examples described below.

【0020】図1において、ステンレス製の電池ケース
1内に、正極板2および負極板3がポリプロピレン製の
セパレータ4を介して交互に配置される。電池ケース1
の内部の側面および底面上には絶縁板5が挿入される。
電池カバー6には正極端子7および負極端子8が取り付
けられている。これらの正極端子7および負極端子8は
絶縁材9により電池カバー6から絶縁されている。正極
板2は正極端子7に接続され、負極板3は負極端子8に
接続される。電池ケース1の上部に電池カバー6が取り
付けられる。電池カバー6の中央部に設けられた注入口
10から有機電解液として過塩素酸リチウムLiClO
4 を溶解したプロピレンカーボネートを注液する。この
リチウムイオン電池は、放電状態で組み立てられる。
In FIG. 1, positive electrode plates 2 and negative electrode plates 3 are alternately arranged in a battery case 1 made of stainless steel with a separator 4 made of polypropylene interposed therebetween. Battery case 1
The insulating plate 5 is inserted on the side surface and the bottom surface inside the.
A positive electrode terminal 7 and a negative electrode terminal 8 are attached to the battery cover 6. The positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 8 are insulated from the battery cover 6 by the insulating material 9. The positive electrode plate 2 is connected to the positive electrode terminal 7, and the negative electrode plate 3 is connected to the negative electrode terminal 8. A battery cover 6 is attached to the top of the battery case 1. Lithium perchlorate LiClO 2 as an organic electrolyte through an inlet 10 provided at the center of the battery cover 6.
Inject propylene carbonate in which 4 is dissolved. This lithium ion battery is assembled in a discharged state.

【0021】正極活物質としては、リチウムイオンをイ
ンターカレーションした鉛化合物を用いる。リチウムイ
オンをインターカレーション可能な鉛化合物には、鉛酸
化物PbO2 ,PbO,Pb3 4 、鉛フッ化物PbF
3 ,PbF2 、鉛とクロムとの複合酸化物PbCrO4
などがある。
A lead compound in which lithium ions are intercalated is used as the positive electrode active material. Lead compounds capable of intercalating lithium ions include lead oxides PbO 2 , PbO, Pb 3 O 4 and lead fluoride PbF.
3 , PbF 2 , complex oxide PbCrO 4 of lead and chromium
and so on.

【0022】リチウムイオンを鉛酸化物にインターカレ
ーションする方法としては、炭酸リチウムと炭酸鉛とを
適当な割合に秤量し、よく混合して熱処理する方法があ
る。また、リチウムイオンを鉛化合物にインターカレー
ションする方法としては、ヘキサンに溶解させたn−ブ
チルリチウムと鉛化合物とを長期間、例えば14日間密
閉容器に入れ、攪拌する方法もある。
As a method for intercalating lithium ions into lead oxide, there is a method in which lithium carbonate and lead carbonate are weighed in suitable proportions, well mixed and heat treated. Further, as a method of intercalating lithium ions into a lead compound, there is also a method in which n-butyllithium dissolved in hexane and the lead compound are put in a closed container for a long period of time, for example, 14 days, and stirred.

【0023】なお、上記の鉛化合物以外にもPb
4 5 ,Pb5 6 ,Pb5 7 ,Pb58 ,Pb2
3 等の鉛酸化物にリチウムイオンをインターカレーシ
ョンすることも可能である。
In addition to the above lead compounds, Pb
4 O 5 , Pb 5 O 6 , Pb 5 O 7 , Pb 5 O 8 , Pb 2
It is also possible to intercalate lithium ions into lead oxide such as O 3 .

【0024】(1)第1の実施例 第1の実施例では、正極活物質としてリチウムイオンを
インターカレーションした鉛酸化物を用いる。ここで
は、例えば、リチウムイオンをインターカレーションし
た二酸化鉛Lix PbO2 (0.5≦x≦4)を用い
る。また、負極活物質として粉末グラファイトCを用い
る。
(1) First Example In the first example, lead oxide in which lithium ions are intercalated is used as the positive electrode active material. Here, for example, lead dioxide Li x PbO 2 (0.5 ≦ x ≦ 4) in which lithium ions are intercalated is used. Further, powder graphite C is used as the negative electrode active material.

【0025】リチウムイオンをインターカレーションし
た二酸化鉛Lix PbO2 に適当なバインダーを加えて
混合したものをニッケル製の正極集電体に塗布し、放電
状態の正極板2を形成する。また、粉末グラファイトに
バインダーを加えて混合したものを銅製の負極集電体に
塗布し、放電状態の負極板3を形成する。これらの放電
状態の正極板2および負極板3を用いて図1に示す有機
電解液二次電池を組み立てる。
[0025] those of lithium ion was added and mixed intercalation dioxide lead Li x PbO 2 in a suitable binder and coated on a positive electrode current collector made of nickel, to form a positive electrode plate 2 discharged state. Further, a mixture of powder graphite and a binder is mixed and applied to a negative electrode current collector made of copper to form a negative electrode plate 3 in a discharged state. The positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 in the discharged state are used to assemble the organic electrolyte secondary battery shown in FIG.

【0026】この実施例の有機電解液二次電池の充放電
反応式を化1に示す。
The charge / discharge reaction formula of the organic electrolyte secondary battery of this example is shown in Chemical formula 1.

【化1】 化1に示すように、この二次電池を充電すると、リチウ
ムイオンが二酸化鉛PbO2 から脱インターカレーショ
ンされ、グラファイトにインターカレーションされる。
逆に、この二次電池を放電すると、リチウムイオンがグ
ラファイトから脱インターカレーションされ、二酸化鉛
PbO2 にインターカレーションされる。
[Chemical 1] As shown in Chemical formula 1, when this secondary battery is charged, lithium ions are deintercalated from lead dioxide PbO 2 and intercalated into graphite.
On the contrary, when this secondary battery is discharged, lithium ions are deintercalated from graphite and intercalated into lead dioxide PbO 2 .

【0027】正極活物質として、リチウムイオンをイン
ターカレーションした他の鉛酸化物Liy PbO,Li
z Pb3 4 を用いてもよい。この場合の充放電反応式
を化2および化3に示す。
Other lead oxides Li y PbO, Li intercalated with lithium ions are used as the positive electrode active material.
may be used z Pb 3 O 4. The charge / discharge reaction formulas in this case are shown in Chemical formulas 2 and 3.

【化2】 [Chemical 2]

【化3】 [Chemical 3]

【0028】化2および化3の充放電反応式において
は、充電時に、リチウムイオンが鉛酸化物PbO,Pb
3 4 から脱インターカレーションされ、グラファイト
にインターカレーションされる。放電時には、リチウム
イオンがグラファイトから脱インターカレーションさ
れ、鉛酸化物PbO,Pb3 4 にインターカレーショ
ンされる。
In the charge / discharge reaction formulas of Chemical formulas 2 and 3, during the charging, lithium ions are converted into lead oxides PbO and Pb.
It is deintercalated from 3 O 4 and intercalated into graphite. During discharge, lithium ions are deintercalated from graphite and intercalated into lead oxides PbO and Pb 3 O 4 .

【0029】(2)第2の実施例 第2の実施例では、正極活物質としてリチウムイオンを
インターカレーションした鉛フッ化物を用いる。ここで
は、例えば、リチウムイオンをインターカレーションし
た三フッ化鉛Liu PbF3 を用いる。また、負極活物
質として粉末グラファイトを用いる。
(2) Second Example In the second example, lead fluoride obtained by intercalating lithium ions is used as the positive electrode active material. Here, for example, lead trifluoride Li u PbF 3 in which lithium ions are intercalated is used. Further, powder graphite is used as the negative electrode active material.

【0030】この実施例でも、第1の実施例と同様にし
て、放電状態の正極板2および放電状態の負極板3を形
成し、これらの放電状態の正極板2および負極板3を用
いて図1に示す有機電解液二次電池を組み立てる。
Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the positive electrode plate 2 in the discharged state and the negative electrode plate 3 in the discharged state are formed, and the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 in the discharged state are used. The organic electrolyte secondary battery shown in FIG. 1 is assembled.

【0031】この実施例の有機電解液二次電池の充放電
反応式を化4に示す。
The charge / discharge reaction formula of the organic electrolyte secondary battery of this example is shown in Chemical formula 4.

【化4】 [Chemical 4]

【0032】化4に示すように、この二次電池を充電す
ると、リチウムイオンが三フッ化鉛PbF3 から脱イン
ターカレーションされ、グラファイトにインターカレー
ションされる。逆に、この二次電池を放電すると、リチ
ウムイオンがグラファイトから脱インターカレーション
され、三フッ化鉛PbF3 にインターカレーションされ
る。
As shown in Chemical formula 4, when this secondary battery is charged, lithium ions are deintercalated from lead trifluoride PbF 3 and intercalated into graphite. On the contrary, when this secondary battery is discharged, lithium ions are deintercalated from graphite and intercalated into lead trifluoride PbF 3 .

【0033】正極活物質として、リチウムイオンをイン
ターカレーションした他の二フッ化鉛Liv PbF2
用いてもよい。この場合の充放電反応式を化5に示す。
As the positive electrode active material, other lead difluoride Li v PbF 2 intercalated with lithium ions may be used. The charge / discharge reaction formula in this case is shown in Chemical formula 5.

【化5】 [Chemical 5]

【0034】化5の充放電反応式においては、充電時
に、リチウムイオンが二フッ化鉛PbF2 から脱インタ
ーカレーションされ、グラファイトにインターカレーシ
ョンされる。放電時には、リチウムイオンがグラファイ
トから脱インターカレーションされ、二フッ化鉛PbF
2 にインターカレーションされる。
In the charge-discharge reaction formula of Chemical formula 5, during charging, lithium ions are deintercalated from lead difluoride PbF 2 and intercalated into graphite. During discharge, lithium ions are deintercalated from graphite and lead difluoride PbF
Intercalated to 2 .

【0035】(3)第3の実施例 第3の実施例では、正極活物質としてリチウムイオンを
インターカレーションした鉛とクロムとの複合酸化物L
w PbCrO4 を用いる。また、負極活物質として粉
末グラファイトを用いる。
(3) Third Example In the third example, a composite oxide L of lead and chromium in which lithium ions were intercalated as a positive electrode active material was used.
i w PbCrO 4 is used. Further, powder graphite is used as the negative electrode active material.

【0036】この実施例でも、第1の実施例と同様にし
て、放電状態の正極板2および放電状態の負極板3を形
成し、これらの放電状態の正極板2および負極板3を用
いて図1に示す有機電解液二次電池を組み立てる。
Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the positive electrode plate 2 in the discharged state and the negative electrode plate 3 in the discharged state are formed, and the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3 in the discharged state are used. The organic electrolyte secondary battery shown in FIG. 1 is assembled.

【0037】この実施例の有機電解液二次電池の充放電
反応式を化6に示す。
The charge / discharge reaction formula of the organic electrolyte secondary battery of this example is shown in Chemical formula 6.

【化6】 [Chemical 6]

【0038】化6に示すように、この二次電池を充電す
ると、リチウムイオンが鉛とクロムとの複合酸化物Pb
CrO4 から脱インターカレーションされ、グラファイ
トにインターカレーションされる。逆に、この二次電池
を放電すると、リチウムイオンがグラファイトから脱イ
ンターカレーションされ、鉛とクロムとの複合酸化物P
bCrO4 にインターカレーションされる。
As shown in Chemical formula 6, when this secondary battery is charged, lithium ions are converted into a complex oxide Pb of lead and chromium, Pb.
It is deintercalated from CrO 4 and intercalated into graphite. On the contrary, when this secondary battery is discharged, lithium ions are deintercalated from the graphite, and the composite oxide P of lead and chromium P
Intercalated into bCrO 4 .

【0039】上記の化1〜化6において、x,y,z,
u,v,wの値は、鉛化合物の種類および充電条件によ
って変化する。
In the above Chemical Formulas 1 to 6, x, y, z,
The values of u, v, and w vary depending on the type of lead compound and the charging conditions.

【0040】第1〜第3の実施例では、正極活物質とし
て安価な鉛化合物を用い、負極活物質として安価で寿命
が長いグラファイトを用いているので、安価で寿命が長
い有機電解液二次電池が得られる。
In the first to third embodiments, since the inexpensive lead compound is used as the positive electrode active material and the inexpensive and long-life graphite is used as the negative electrode active material, the inexpensive and long-life organic electrolyte secondary solution is used. A battery is obtained.

【0041】なお、正極活物質として、リチウムイオン
がインターカレーションされた他の鉛酸化物Pb
4 5 ,Pb5 6 ,Pb5 7 ,Pb5 8 ,Pb2
3 等を用いてもよい。また、負極活物質として炭素繊
維、アセチレンブラック等の他の炭素材料を用いてもよ
い。
As the positive electrode active material, another lead oxide Pb in which lithium ions are intercalated is used.
4 O 5 , Pb 5 O 6 , Pb 5 O 7 , Pb 5 O 8 , Pb 2
O 3 or the like may be used. Further, other carbon materials such as carbon fiber and acetylene black may be used as the negative electrode active material.

【0042】(4)第4の実施例 第4の実施例では、正極活物質としてリチウムイオンを
インターカレーションした二酸化鉛Lix PbO2 を用
いる。また、負極活物質として粉末グラファイトを用い
る。さらに、正極集電体として鉛または鉛合金を鋳造す
ることにより形成される鉛格子を用いる。他の部分の構
成は、第1の実施例と同様である。また、この有機電解
液二次電池の充放電反応式は、化1に示した反応式と同
様である。
(4) Fourth Example In the fourth example, lead dioxide Li x PbO 2 intercalated with lithium ions is used as the positive electrode active material. Further, powder graphite is used as the negative electrode active material. Further, a lead grid formed by casting lead or a lead alloy is used as the positive electrode current collector. The configuration of the other parts is similar to that of the first embodiment. The charge / discharge reaction formula of this organic electrolyte secondary battery is similar to the reaction formula shown in Chemical formula 1.

【0043】なお、正極集電体として鉛板または鉛合金
板に切り目を入れて引っ張ることにより形成されたエキ
スパンド格子あるいは鉛板または鉛合金板を用いてもよ
い。
As the positive electrode current collector, an expanded grid or a lead plate or a lead alloy plate formed by cutting and pulling a lead plate or a lead alloy plate may be used.

【0044】第4の実施例においては、正極集電体が安
価な鉛または鉛合金からなるので、さらに安価な有機電
解液二次電池が得られる。
In the fourth embodiment, since the positive electrode current collector is made of inexpensive lead or lead alloy, an even cheaper organic electrolyte secondary battery can be obtained.

【0045】正極活物質として、第1〜第3の実施例と
同様に、リチウムイオンがインターカレーションされた
鉛酸化物、鉛フッ化物または鉛とクロムとの複合酸化物
を用いてもよい。また、負極活物質として炭素繊維、ア
セチレンブラック等の他の炭素材料を用いてもよい。
As the positive electrode active material, lead oxide in which lithium ions are intercalated, lead fluoride, or a composite oxide of lead and chromium may be used as in the first to third embodiments. Further, other carbon materials such as carbon fiber and acetylene black may be used as the negative electrode active material.

【0046】上記実施例は、例えば電気自動車等に用い
られる大型の二次電池に適用されるが、本発明は、大型
の二次電池に限らず、あらゆるタイプの有機電解液二次
電池に適用可能である。
Although the above-described embodiments are applied to large-sized secondary batteries used in, for example, electric vehicles, the present invention is not limited to large-sized secondary batteries, but is applicable to all types of organic electrolyte secondary batteries. It is possible.

【0047】[0047]

【発明の効果】第1〜第6の発明によれば、正極活物質
として安価な鉛化合物を用い、負極活物質として安価で
寿命が長い炭素材料を用いているので、安価な有機電解
液二次電池が得られる。また、充電時にリチウムのデン
ドライトが析出しないので、安全でかつサイクル寿命が
長い。さらに、放電状態で電池を組み立てることができ
るので、製造工程が簡単になる。
According to the first to sixth aspects of the invention, an inexpensive lead compound is used as the positive electrode active material and an inexpensive and long-life carbon material is used as the negative electrode active material. The next battery is obtained. Further, since dendrite of lithium does not deposit during charging, it is safe and has a long cycle life. Furthermore, since the battery can be assembled in a discharged state, the manufacturing process is simplified.

【0048】特に、第3および第4の発明によれば、正
極集電体として安価な鉛または鉛合金を用いているの
で、さらに安価な有機電解液二次電池が得られる。
In particular, according to the third and fourth inventions, since inexpensive lead or lead alloy is used as the positive electrode current collector, an even cheaper organic electrolyte secondary battery can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に適用される有機電解液二次電
池の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic electrolyte secondary battery applied to an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池ケース 2 正極板 3 負極板 4 セパレータ 5 絶縁板 6 電池カバー 7 正極端子 8 負極端子 11 有機電解液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 2 Positive electrode plate 3 Negative electrode plate 4 Separator 5 Insulating plate 6 Battery cover 7 Positive electrode terminal 8 Negative electrode terminal 11 Organic electrolyte

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムイオンがインターカレーション
された鉛化合物からなる正極活物質と、炭素材料からな
る負極活物質とを備えた有機電解液二次電池。
1. An organic electrolyte secondary battery comprising a positive electrode active material made of a lead compound in which lithium ions are intercalated and a negative electrode active material made of a carbon material.
【請求項2】 放電状態でリチウムイオンがインターカ
レーションされた鉛化合物からなり、充電状態で鉛化合
物からなる正極活物質と、 放電状態で炭素材料からなり、充電状態でリチウムイオ
ンがインターカレーションされた炭素材料からなる負極
活物質とを備えた有機電解液二次電池。
2. A positive electrode active material composed of a lead compound in which lithium ions are intercalated in a discharged state, a lead compound in a charged state, and a carbon material in a discharged state, and lithium ions are intercalated in a charged state. Electrolyte secondary battery comprising a negative electrode active material made of the above-mentioned carbon material.
【請求項3】 リチウムイオンがインターカレーション
された鉛化合物からなる正極活物質と、炭素材料からな
る負極活物質と、前記正極活物質に装着された鉛または
鉛合金からなる正極集電体とを備えた有機電解液二次電
池。
3. A positive electrode active material made of a lead compound in which lithium ions are intercalated, a negative electrode active material made of a carbon material, and a positive electrode current collector made of lead or a lead alloy attached to the positive electrode active material. An organic electrolyte secondary battery comprising.
【請求項4】 前記鉛化合物は二酸化鉛である請求項1
記載の有機電解液二次電池。
4. The lead compound is lead dioxide.
The organic electrolyte secondary battery described.
【請求項5】 鉛化合物にリチウムイオンをインターカ
レーションすることにより放電状態の正極活物質を形成
し、炭素材料により放電状態の負極活物質を形成し、前
記正極活物質および前記負極活物質を用いて放電状態で
二次電池を組み立てることを特徴とする有機電解液二次
電池の製造方法。
5. A positive electrode active material in a discharged state is formed by intercalating lithium ions in a lead compound, and a negative electrode active material in a discharged state is formed by a carbon material, and the positive electrode active material and the negative electrode active material are A method of manufacturing an organic electrolyte secondary battery, which comprises using the secondary battery in a discharged state.
【請求項6】 鉛化合物にリチウムイオンをインターカ
レーションすることにより放電状態の正極活物質を形成
し、炭素材料により放電状態の負極活物質を形成し、前
記正極活物質に鉛または鉛合金からなる正極集電体を装
着し、前記正極活物質および前記負極活物質を用いて放
電状態で二次電池を組み立てることを特徴とする有機電
解液二次電池の製造方法。
6. A positive electrode active material in a discharged state is formed by intercalating lithium ions in a lead compound, and a negative electrode active material in a discharged state is formed by a carbon material, and the positive electrode active material is made of lead or a lead alloy. A method of manufacturing an organic electrolyte secondary battery, comprising: mounting a positive electrode current collector of the above, and assembling a secondary battery in a discharged state using the positive electrode active material and the negative electrode active material.
JP5345259A 1993-12-20 1993-12-20 Organic electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof Pending JPH07176331A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6680145B2 (en) 2001-08-07 2004-01-20 3M Innovative Properties Company Lithium-ion batteries

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