JPH07176331A - 有機電解液二次電池およびその製造方法 - Google Patents
有機電解液二次電池およびその製造方法Info
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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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- positive electrode
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- secondary battery
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- 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
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 Ｏ2 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。
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 Ｏ2 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 Ｏ4 、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。
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 Ｏ4 、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。
【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。
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。
【００２３】なお、上記の鉛化合物以外にもＰｂ
4 Ｏ5 ，Ｐｂ5 Ｏ6 ，Ｐｂ5 Ｏ7 ，Ｐｂ5Ｏ8 ，Ｐｂ2
Ｏ3 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。
4 Ｏ5 ，Ｐｂ5 Ｏ6 ，Ｐｂ5 Ｏ7 ，Ｐｂ5Ｏ8 ，Ｐｂ2
Ｏ3 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
反応式を化１に示す。
【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。
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。
【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 Ｏ4 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。
ターカレーションした他の鉛酸化物Ｌｉy ＰｂＯ，Ｌｉ
z Ｐｂ3 Ｏ4 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。
【化２】
【化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 Ｏ4 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 Ｏ4 にインターカレーショ
ンされる。
は、充電時に、リチウムイオンが鉛酸化物ＰｂＯ，Ｐｂ
3 Ｏ4 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 Ｏ4 にインターカレーショ
ンされる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
反応式を化４に示す。
【化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。
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。
【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 を
用いてもよい。この場合の充放電反応式を化５に示す。
ターカレーションした他の二フッ化鉛Ｌｉv ＰｂＦ2 を
用いてもよい。この場合の充放電反応式を化５に示す。
【化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。
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。
【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
ｉw 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。
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
ｉw 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。
【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。
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。
【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。
反応式を化６に示す。
【化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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 Ｏ5 ，Ｐｂ5 Ｏ6 ，Ｐｂ5 Ｏ7 ，Ｐｂ5 Ｏ8 ，Ｐｂ2
Ｏ3 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。
がインターカレーションされた他の鉛酸化物Ｐｂ
4 Ｏ5 ，Ｐｂ5 Ｏ6 ，Ｐｂ5 Ｏ7 ，Ｐｂ5 Ｏ8 ，Ｐｂ2
Ｏ3 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
池の断面図である。
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
Claims (6)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345259A JPH07176331A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 有機電解液二次電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345259A JPH07176331A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 有機電解液二次電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176331A true JPH07176331A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18375391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5345259A Pending JPH07176331A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 有機電解液二次電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176331A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6680145B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-01-20 | 3M Innovative Properties Company | Lithium-ion batteries |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5345259A patent/JPH07176331A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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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