JPH09306477A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH09306477A JPH09306477A JP8114539A JP11453996A JPH09306477A JP H09306477 A JPH09306477 A JP H09306477A JP 8114539 A JP8114539 A JP 8114539A JP 11453996 A JP11453996 A JP 11453996A JP H09306477 A JPH09306477 A JP H09306477A
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- particle
- particles
- carbon material
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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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鱗片状黒鉛粒子は粒子配向しやすいため、非
水電解液二次電池の電流負荷特性が低くなっていた。 【解決手段】 ペースト粘度を低く、塗着ノズルの形状
を整えることにより、正極に対向する負極面に黒鉛粒子
の反応面を向ける。
水電解液二次電池の電流負荷特性が低くなっていた。 【解決手段】 ペースト粘度を低く、塗着ノズルの形状
を整えることにより、正極に対向する負極面に黒鉛粒子
の反応面を向ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池
の、とくにその高エネルギー密度化及び充放電特性の向
上に関するものである。
の、とくにその高エネルギー密度化及び充放電特性の向
上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より非水電解液二次電池では正極活
物質にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル
酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、リチウムマンガン複合酸
化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、二硫化モリブデン（Ｍｏ
Ｓ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ2）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）などの遷移金属
硫化物、もしくは酸化物が用いられている。一方、負極
活物質には金属リチウム、リチウム−アルミニウム合金
やリチウム−ウッド合金などの金属材料とともに近年で
はリチウムイオンの吸蔵・放出が可能な非金属性材料、
例えば天然黒鉛、人造黒鉛やこれらより結晶化度の低い
非晶質カーボンなどの炭素材料が用いられている。さら
に、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な新規な非金属
性材料として、酸化鉄（ＦｅＯ2等）、酸化タングステ
ン（ＷＯ2）などの金属化合物、あるいは各種の無機層
状化合物（ＬｉＮ3、ＢＣ2Ｎ等）、高分子化合物（ポリ
チオフェン、ポリアセチレン等）などの負極活物質が提
案されている。
物質にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル
酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、リチウムマンガン複合酸
化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、二硫化モリブデン（Ｍｏ
Ｓ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ2）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）などの遷移金属
硫化物、もしくは酸化物が用いられている。一方、負極
活物質には金属リチウム、リチウム−アルミニウム合金
やリチウム−ウッド合金などの金属材料とともに近年で
はリチウムイオンの吸蔵・放出が可能な非金属性材料、
例えば天然黒鉛、人造黒鉛やこれらより結晶化度の低い
非晶質カーボンなどの炭素材料が用いられている。さら
に、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な新規な非金属
性材料として、酸化鉄（ＦｅＯ2等）、酸化タングステ
ン（ＷＯ2）などの金属化合物、あるいは各種の無機層
状化合物（ＬｉＮ3、ＢＣ2Ｎ等）、高分子化合物（ポリ
チオフェン、ポリアセチレン等）などの負極活物質が提
案されている。
【０００３】また、電解液にはリチウム塩を溶解したプ
ロピレンカーボネイト（ＰＣ）、エチレンカーボネイト
（ＥＣ）、ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジエチル
カーボネイト（ＤＥＣ）、２−メチルテトラヒドロフラ
ン（ＭＴＨＦ）などがよく使われている。
ロピレンカーボネイト（ＰＣ）、エチレンカーボネイト
（ＥＣ）、ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジエチル
カーボネイト（ＤＥＣ）、２−メチルテトラヒドロフラ
ン（ＭＴＨＦ）などがよく使われている。
【０００４】近年、これらの正・負極及び電解液を用い
た非水電解液二次電池の中で放電平均電圧が約３．６Ｖ
の高電圧を示し高エネルギー密度を有する電池系が各種
電子機器用電源として注目を集めている。これらの電池
系の正極活物質にはＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4などのリチウム複合酸化物が用いられており、負
極活物質には黒鉛質や非晶質の炭素材料が用いられてい
る。
た非水電解液二次電池の中で放電平均電圧が約３．６Ｖ
の高電圧を示し高エネルギー密度を有する電池系が各種
電子機器用電源として注目を集めている。これらの電池
系の正極活物質にはＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4などのリチウム複合酸化物が用いられており、負
極活物質には黒鉛質や非晶質の炭素材料が用いられてい
る。
【０００５】しかし、非晶質炭素材料を負極に用いた電
池の放電電圧曲線は黒鉛質炭素材を負極とした場合より
も斜めになり、ポータブル電子機器などのモータードラ
イブ用電源や定出力時には向かない。
池の放電電圧曲線は黒鉛質炭素材を負極とした場合より
も斜めになり、ポータブル電子機器などのモータードラ
イブ用電源や定出力時には向かない。
【０００６】黒鉛質炭素材料は電池電圧を高電圧で維持
することができるが、その結晶配列や形状により負極板
としたときの特性が変化する。特に充放電の電流の大き
さに影響がある。例えば、メソフェーズ小球体や、メソ
フェーズ繊維を黒鉛化したものは黒鉛構造の配列が中心
点配向し、粒子表面全体にリチウムイオンが挿入・脱離
できる炭素六角平面の端面が出ているため、非常に電池
の充放電電流が取れやすい。しかしながら、これらの材
料は高価であり、かつ点配向であるため、結晶中乱層構
造をもつためその分の容量ロスがあり、非常に結晶が発
達している天然黒鉛と比較すると２０％ほどリチウムイ
オンが入る容量が少ない。一方、安価な材料の天然黒鉛
や人造黒鉛はほとんどの形が粉砕により鱗片状である。
鱗片状粒子は平面部と側面部からなり、平面部は炭素六
角網からなり、結晶配列は平面部と並行に配列してい
る。リチウムイオンの挿入・脱離が可能なのは鱗片状粒
子の側面部のみである。かつ極板にしたときには従来の
負極合剤ペーストをドクターブレード法で金属芯材に塗
工した場合など、芯材にペーストが接するところで芯材
に並行に粒子の平面部が配向してしまうため、芯材上の
粒子の平面部が対極に向かい合ってしまう。従って、電
流自体が取り出せにくい粒子形状であり、かつ極板とな
る。
することができるが、その結晶配列や形状により負極板
としたときの特性が変化する。特に充放電の電流の大き
さに影響がある。例えば、メソフェーズ小球体や、メソ
フェーズ繊維を黒鉛化したものは黒鉛構造の配列が中心
点配向し、粒子表面全体にリチウムイオンが挿入・脱離
できる炭素六角平面の端面が出ているため、非常に電池
の充放電電流が取れやすい。しかしながら、これらの材
料は高価であり、かつ点配向であるため、結晶中乱層構
造をもつためその分の容量ロスがあり、非常に結晶が発
達している天然黒鉛と比較すると２０％ほどリチウムイ
オンが入る容量が少ない。一方、安価な材料の天然黒鉛
や人造黒鉛はほとんどの形が粉砕により鱗片状である。
鱗片状粒子は平面部と側面部からなり、平面部は炭素六
角網からなり、結晶配列は平面部と並行に配列してい
る。リチウムイオンの挿入・脱離が可能なのは鱗片状粒
子の側面部のみである。かつ極板にしたときには従来の
負極合剤ペーストをドクターブレード法で金属芯材に塗
工した場合など、芯材にペーストが接するところで芯材
に並行に粒子の平面部が配向してしまうため、芯材上の
粒子の平面部が対極に向かい合ってしまう。従って、電
流自体が取り出せにくい粒子形状であり、かつ極板とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例にも示した
ように、安価でかつリチウムイオンの挿入・脱離できる
容量の大きな天然黒鉛や人造黒鉛はリチウムイオン電池
の負極炭素材として有望な材料であるが、天然黒鉛や人
造黒鉛はほとんどの形が粉砕により鱗片状である。鱗片
状粒子は平面部と側面部からなり、平面部は炭素六角網
からなり、結晶配列は平面部と並行に配列している。リ
チウムイオンの挿入・脱離が可能なのは鱗片状粒子の側
面部のみであり、かつ極板にしたときには粒子平面部が
対極に向きやすい形状である。従って、電流自体が取り
出せにくい粒子形状であり、かつ極板となる。
ように、安価でかつリチウムイオンの挿入・脱離できる
容量の大きな天然黒鉛や人造黒鉛はリチウムイオン電池
の負極炭素材として有望な材料であるが、天然黒鉛や人
造黒鉛はほとんどの形が粉砕により鱗片状である。鱗片
状粒子は平面部と側面部からなり、平面部は炭素六角網
からなり、結晶配列は平面部と並行に配列している。リ
チウムイオンの挿入・脱離が可能なのは鱗片状粒子の側
面部のみであり、かつ極板にしたときには粒子平面部が
対極に向きやすい形状である。従って、電流自体が取り
出せにくい粒子形状であり、かつ極板となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は鱗片状の天然黒
鉛や人造黒鉛粒子を負極として用いる非水電解液二次電
池における上記課題を解決するため、負極炭素材が鱗片
状黒鉛もしくは鱗片状黒鉛の表面に黒鉛よりも結晶化度
が低い炭素材を被覆しているものからなり、それらの鱗
片状黒鉛の炭素の六角平面が、対向している正極に対し
て垂直もしくは垂直から±４５度の角度以内であるよう
に粒子配向された極板を負極として用いるものである。
鉛や人造黒鉛粒子を負極として用いる非水電解液二次電
池における上記課題を解決するため、負極炭素材が鱗片
状黒鉛もしくは鱗片状黒鉛の表面に黒鉛よりも結晶化度
が低い炭素材を被覆しているものからなり、それらの鱗
片状黒鉛の炭素の六角平面が、対向している正極に対し
て垂直もしくは垂直から±４５度の角度以内であるよう
に粒子配向された極板を負極として用いるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、安価でかつリチウム
イオンの挿入・脱離できる容量の大きい天然黒鉛や人造
黒鉛を使うことができ、従来の非晶質炭素材やメソフェ
ーズ小球体黒鉛化物、メソフェーズ繊維黒鉛化物の負極
を用いる電池に対して、より安価に、かつより高容量の
非水電解液二次電池を提供することができる。
イオンの挿入・脱離できる容量の大きい天然黒鉛や人造
黒鉛を使うことができ、従来の非晶質炭素材やメソフェ
ーズ小球体黒鉛化物、メソフェーズ繊維黒鉛化物の負極
を用いる電池に対して、より安価に、かつより高容量の
非水電解液二次電池を提供することができる。
【００１０】
（実施例１）本発明のリチウム二次電池の負極を作製す
るために、図１のような負極合剤ペースト塗工機を用い
た。負極合剤ペーストは負極合剤ペーストタンク３から
ポンプ２で吸い上げられるとともに加圧され、焼き入れ
鉄製塗着ノズル１から負極芯材の銅箔フープ４上の片面
に塗着され、乾燥炉６でペーストを脱水乾燥したものが
負極塗着済みフープ５として巻き取られる。片面に塗着
したフープは再度４に取り付けられ塗着していない芯材
面に上記同様に塗着され両面塗着の負極となる。
るために、図１のような負極合剤ペースト塗工機を用い
た。負極合剤ペーストは負極合剤ペーストタンク３から
ポンプ２で吸い上げられるとともに加圧され、焼き入れ
鉄製塗着ノズル１から負極芯材の銅箔フープ４上の片面
に塗着され、乾燥炉６でペーストを脱水乾燥したものが
負極塗着済みフープ５として巻き取られる。片面に塗着
したフープは再度４に取り付けられ塗着していない芯材
面に上記同様に塗着され両面塗着の負極となる。
【００１１】図１の負極合剤ペースト塗工機の塗着ノズ
ル１の拡大図を図２に示す。ノズル１の先端突出口７は
長方形であり、ノズルの内部のペースト溜め８から負極
ペーストを先端突出口７から押し出す仕組みになってい
る。ノズルの内部から負極ペーストを押し出すとき、突
出圧力で長方形の突出口の長辺側に負極合剤ペースト中
の鱗片状粒子の炭素六角平面側が並行に整列するような
仕組みになっている。
ル１の拡大図を図２に示す。ノズル１の先端突出口７は
長方形であり、ノズルの内部のペースト溜め８から負極
ペーストを先端突出口７から押し出す仕組みになってい
る。ノズルの内部から負極ペーストを押し出すとき、突
出圧力で長方形の突出口の長辺側に負極合剤ペースト中
の鱗片状粒子の炭素六角平面側が並行に整列するような
仕組みになっている。
【００１２】負極合剤ペーストは鱗片状黒鉛粒子として
ここではロンザ社製ＫＳ１５（平均粒径６μｍ）の１０
０重量部に対して３重量部のスチレンブタジエンゴムと
１重量部のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ペ
ーストの含水率は３０％とした。比較のために鱗片状黒
鉛粒子の代わりにメソフェーズ黒鉛小球体（大阪ガス社
製ＭＣＭＢ，平均粒径６μｍ、黒鉛化２８００℃）を用
いた負極合剤ペーストも上記と同様の成分組成で作製し
た。
ここではロンザ社製ＫＳ１５（平均粒径６μｍ）の１０
０重量部に対して３重量部のスチレンブタジエンゴムと
１重量部のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ペ
ーストの含水率は３０％とした。比較のために鱗片状黒
鉛粒子の代わりにメソフェーズ黒鉛小球体（大阪ガス社
製ＭＣＭＢ，平均粒径６μｍ、黒鉛化２８００℃）を用
いた負極合剤ペーストも上記と同様の成分組成で作製し
た。
【００１３】塗着厚みは長方形のペースト突出口の長辺
の長さで調整し、乾燥後の片面の合剤厚みが１００μｍ
になった。鱗片状や球状などの形状によらず黒鉛粒子の
含有密度は単位体積当たりほぼ１．４ｇ／ｃｃになって
いた。なお、乾燥炉６の乾燥温度は１４０℃としてい
た。
の長さで調整し、乾燥後の片面の合剤厚みが１００μｍ
になった。鱗片状や球状などの形状によらず黒鉛粒子の
含有密度は単位体積当たりほぼ１．４ｇ／ｃｃになって
いた。なお、乾燥炉６の乾燥温度は１４０℃としてい
た。
【００１４】（実施例２）図１の負極合剤ペースト塗工
機を用いたが、図２に示すノズル先端の突出口の形状を
ノズルの底辺に対して角度θを３０、４５、６０、７５
度の平行四辺形としたノズルを作製し、実施例１と同様
に鱗片状黒鉛粒子、メソフェーズ黒鉛小球体の負極合剤
ペーストを塗着した。また角度θを０度として突出口の
格子を取り去ったノズルを用いての塗着も行った。なお
鱗片状黒鉛粒子合剤ペーストの塗着乾燥後の負極合剤断
面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、鱗片状粒子の角
度はほぼ設定したノズル突出口の平行四辺形の角度と同
様であった。以上の実施例１及び実施例２を下記の（表
１）にまとめ、それぞれ極板の記号を付した。
機を用いたが、図２に示すノズル先端の突出口の形状を
ノズルの底辺に対して角度θを３０、４５、６０、７５
度の平行四辺形としたノズルを作製し、実施例１と同様
に鱗片状黒鉛粒子、メソフェーズ黒鉛小球体の負極合剤
ペーストを塗着した。また角度θを０度として突出口の
格子を取り去ったノズルを用いての塗着も行った。なお
鱗片状黒鉛粒子合剤ペーストの塗着乾燥後の負極合剤断
面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、鱗片状粒子の角
度はほぼ設定したノズル突出口の平行四辺形の角度と同
様であった。以上の実施例１及び実施例２を下記の（表
１）にまとめ、それぞれ極板の記号を付した。
【００１５】
【表１】
【００１６】（実施例３）実施例１及び実施例２で作製
した負極板を用いて円筒形電池を試作した。図３はその
円筒形電池の縦断面図である。電池サイズは直径が１７
ｍｍ、高さが５０ｍｍである。
した負極板を用いて円筒形電池を試作した。図３はその
円筒形電池の縦断面図である。電池サイズは直径が１７
ｍｍ、高さが５０ｍｍである。
【００１７】負極板１はポリエチレン製セパレータ２を
介して正極板３と渦巻き状に捲回してあり、ニッケル製
負極リード４によりニッケルメッキした鉄製ケース５底
面に溶着固定されている。正極板３も同様にアルミニウ
ム製正極リード７により正極端子８に接続されている。
介して正極板３と渦巻き状に捲回してあり、ニッケル製
負極リード４によりニッケルメッキした鉄製ケース５底
面に溶着固定されている。正極板３も同様にアルミニウ
ム製正極リード７により正極端子８に接続されている。
【００１８】正極はコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏ
Ｏ2）１００重量部に対して、カーボンブラック３重量
部、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）７重量部の組成
である。正極の寸法は幅３８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚
みはＡからＬの負極板とセパレータとを実際に捲回し、
電池ケースに挿入できる極板厚みにした。
Ｏ2）１００重量部に対して、カーボンブラック３重量
部、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）７重量部の組成
である。正極の寸法は幅３８ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚
みはＡからＬの負極板とセパレータとを実際に捲回し、
電池ケースに挿入できる極板厚みにした。
【００１９】電解液は六フッ化燐酸リチウム（ＬｉＰＦ
6）を１モル／リットルの濃度で有機溶媒エチレンカー
ボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）の
体積比率１：３の混合溶媒に溶解したものを用いた。
6）を１モル／リットルの濃度で有機溶媒エチレンカー
ボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）の
体積比率１：３の混合溶媒に溶解したものを用いた。
【００２０】実施例１および実施例２の負極ＡからＦは
ＭＣＭＢの容量３００ｍＡｈ／ｇとなるように幅４０ｍ
ｍ、長さ４００ｍｍ、厚み０．２１ｍｍに調整されてい
る。また実施例１および実施例２の負極ＧからＬはＫＳ
１５の容量３４０ｍＡｈ／ｇとなるように幅４０ｍｍ、
長さ４００ｍｍ、厚み０．１７ｍｍに調整されている。
ＭＣＭＢの容量３００ｍＡｈ／ｇとなるように幅４０ｍ
ｍ、長さ４００ｍｍ、厚み０．２１ｍｍに調整されてい
る。また実施例１および実施例２の負極ＧからＬはＫＳ
１５の容量３４０ｍＡｈ／ｇとなるように幅４０ｍｍ、
長さ４００ｍｍ、厚み０．１７ｍｍに調整されている。
【００２１】これら種々の負極を用いた電池の符号を負
極の符号と同様にそれぞれＡ′からＬ′とした。これら
Ａ′からＬ′の電池の充電条件は４．１Ｖの定電圧・定
電流（最大電流５００ｍＡ）とし、２時間充電した。放
電は本発明の効果を見るために電池容量約７００ｍＡｈ
に対し、１．４Ａの電流とし、電池電圧が３Ｖになるま
で電流を流した。その結果を図４に示した。ちなみに放
電レート特性に依存しない低い電流１００ｍＡで放電し
た場合、すなわち電池の公称容量は電池Ａ′〜Ｆ′が７
００ｍＡｈ、電池Ｇ′〜Ｌ′は８５０ｍＡｈであった。
極の符号と同様にそれぞれＡ′からＬ′とした。これら
Ａ′からＬ′の電池の充電条件は４．１Ｖの定電圧・定
電流（最大電流５００ｍＡ）とし、２時間充電した。放
電は本発明の効果を見るために電池容量約７００ｍＡｈ
に対し、１．４Ａの電流とし、電池電圧が３Ｖになるま
で電流を流した。その結果を図４に示した。ちなみに放
電レート特性に依存しない低い電流１００ｍＡで放電し
た場合、すなわち電池の公称容量は電池Ａ′〜Ｆ′が７
００ｍＡｈ、電池Ｇ′〜Ｌ′は８５０ｍＡｈであった。
【００２２】図４中、負極炭素材にＭＣＭＢを用い、塗
着時の突出口形状の平行四辺形の角度が０から９０度の
Ａ′〜Ｆ′はその角度によらず放電電圧曲線の変化が見
られず良好な放電特性を示した。一方、鱗片状黒鉛粒子
のＫＳ１５を用いたものは塗着時の突出口形状の平行四
辺形の角度を変えたＧ′〜Ｌ′で非常に放電特性が変化
することがわかった。ちなみに本発明としているのは放
電特性がＭＣＭＢと同様の放電曲線形状を示し、電池の
放電容量の大きいＩ′〜Ｌ′である。これらの電池Ｇ′
〜Ｌ′の放電特性が変化するのは、前述しているように
鱗片状黒鉛粒子の六角炭素網平面が対極の正極に対し平
行に近い角度であるＧ′、Ｈ′ではリチウムイオンの挿
入・脱離する鱗片側面部が他の鱗片状粒子によりリチウ
ムイオンの流れを遮蔽されているためと考えられる。言
い換えると、対極からリチウムイオンが移動する時の経
路の長さが他の粒子の鱗片状の形状のため長くなってし
まっているためである。ところが同じ鱗片状黒鉛粒子を
用いた電池Ｉ′〜Ｌ′では粒子自体の反応面である鱗片
状側面部が対極側に配向しているため、他の鱗片状黒鉛
粒子の遮蔽度が少なく、リチウムイオンの経路長が短く
なった効果であると考えている。
着時の突出口形状の平行四辺形の角度が０から９０度の
Ａ′〜Ｆ′はその角度によらず放電電圧曲線の変化が見
られず良好な放電特性を示した。一方、鱗片状黒鉛粒子
のＫＳ１５を用いたものは塗着時の突出口形状の平行四
辺形の角度を変えたＧ′〜Ｌ′で非常に放電特性が変化
することがわかった。ちなみに本発明としているのは放
電特性がＭＣＭＢと同様の放電曲線形状を示し、電池の
放電容量の大きいＩ′〜Ｌ′である。これらの電池Ｇ′
〜Ｌ′の放電特性が変化するのは、前述しているように
鱗片状黒鉛粒子の六角炭素網平面が対極の正極に対し平
行に近い角度であるＧ′、Ｈ′ではリチウムイオンの挿
入・脱離する鱗片側面部が他の鱗片状粒子によりリチウ
ムイオンの流れを遮蔽されているためと考えられる。言
い換えると、対極からリチウムイオンが移動する時の経
路の長さが他の粒子の鱗片状の形状のため長くなってし
まっているためである。ところが同じ鱗片状黒鉛粒子を
用いた電池Ｉ′〜Ｌ′では粒子自体の反応面である鱗片
状側面部が対極側に配向しているため、他の鱗片状黒鉛
粒子の遮蔽度が少なく、リチウムイオンの経路長が短く
なった効果であると考えている。
【００２３】同様な形状である天然黒鉛粒子、ＫＳ以外
の人造黒鉛粒子や鱗片状黒鉛粒子の表面に黒鉛よりも結
晶化度が低い炭素材を被覆しているものについても同様
な効果が得られる。これらの粒子形状の傾向から粒度分
布で測定された平均粒径Ｄと電子顕微鏡で得られた粒子
側面部（粒子厚み）Ｔの比Ｔ／Ｄが１／３以下のもので
効果が得られることがわかった。
の人造黒鉛粒子や鱗片状黒鉛粒子の表面に黒鉛よりも結
晶化度が低い炭素材を被覆しているものについても同様
な効果が得られる。これらの粒子形状の傾向から粒度分
布で測定された平均粒径Ｄと電子顕微鏡で得られた粒子
側面部（粒子厚み）Ｔの比Ｔ／Ｄが１／３以下のもので
効果が得られることがわかった。
【００２４】比較例のＭＣＭＢはリチウムイオンの挿入
・脱離する反応面がほぼ全面に配列している結晶配列を
しているため、かつ粒子形状が球または塊状であるた
め、このような極板にしたときの粒子配向が見られず、
電池容量の９０％の放電が可能である。しかしながら、
炭素材自体のリチウムイオンの挿入・脱離の容量が鱗片
状黒鉛粒子例えば天然黒鉛（ＮＧ−７）やＫＳよりも１
０〜２０％小さく、高価である。
・脱離する反応面がほぼ全面に配列している結晶配列を
しているため、かつ粒子形状が球または塊状であるた
め、このような極板にしたときの粒子配向が見られず、
電池容量の９０％の放電が可能である。しかしながら、
炭素材自体のリチウムイオンの挿入・脱離の容量が鱗片
状黒鉛粒子例えば天然黒鉛（ＮＧ−７）やＫＳよりも１
０〜２０％小さく、高価である。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は負極炭素材が粒度分布で測定された平均粒径Ｄと電子
顕微鏡で得られた粒子側面部（粒子厚み）Ｔの比Ｔ／Ｄ
が１／３以下の鱗片状黒鉛もしくは鱗片状黒鉛の表面に
黒鉛よりも結晶化度が低い炭素材を被覆している粒子で
あり、それらの鱗片状黒鉛粒子の炭素の六角平面が対向
している正極に対して垂直もしくは垂直から±４５度の
角度以内で粒子配向させた負極を用いた非水電解液二次
電池は高率放電においても高容量を維持し、かつ従来よ
りも安価に製造することができ、工業的価値の高いもの
である。
は負極炭素材が粒度分布で測定された平均粒径Ｄと電子
顕微鏡で得られた粒子側面部（粒子厚み）Ｔの比Ｔ／Ｄ
が１／３以下の鱗片状黒鉛もしくは鱗片状黒鉛の表面に
黒鉛よりも結晶化度が低い炭素材を被覆している粒子で
あり、それらの鱗片状黒鉛粒子の炭素の六角平面が対向
している正極に対して垂直もしくは垂直から±４５度の
角度以内で粒子配向させた負極を用いた非水電解液二次
電池は高率放電においても高容量を維持し、かつ従来よ
りも安価に製造することができ、工業的価値の高いもの
である。
【図１】負極合剤ペースト塗工機の概略図
【図２】塗着ノズルの拡大図
【図３】電池縦断面図
【図４】電池の放電曲線を示す図
１ 塗着ノズル ２ ポンプ ３ ペーストタンク ４ 負極芯材フープ ５ 負極塗着済みフープ ６ 乾燥炉 ７ 負極ペースト突出口 ８ 負極ペースト溜め ９ 負極板 １０ セパレータ １１ 正極板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 崇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大河内 正也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】再充電可能な正極とセパレータを介してリ
チウムの吸蔵・放出が可能な炭素材を主成分とする負極
の極板群を備え、非水電解液を用いる非水電解液二次電
池において、負極炭素材が鱗片状黒鉛もしくは鱗片状黒
鉛の表面に黒鉛よりも結晶化度が低い炭素材を被覆して
いるものからなり、負極はそれらの鱗片状黒鉛粒子の炭
素の六角平面が、対向している正極に対して垂直もしく
は垂直から±４５度の角度以内で粒子配向している非水
電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114539A JPH09306477A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114539A JPH09306477A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306477A true JPH09306477A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14640300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114539A Pending JPH09306477A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306477A (ja) |
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1996
- 1996-05-09 JP JP8114539A patent/JPH09306477A/ja active Pending
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