JPH0955200A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
- Publication number
- JPH0955200A JPH0955200A JP7227438A JP22743895A JPH0955200A JP H0955200 A JPH0955200 A JP H0955200A JP 7227438 A JP7227438 A JP 7227438A JP 22743895 A JP22743895 A JP 22743895A JP H0955200 A JPH0955200 A JP H0955200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode active
- active material
- positive electrode
- aqueous electrolyte
- metal
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】放電電圧の高い非水電解質電池を提供する。
【解決手段】金属オキサイドを正極活物質６として含
み、アルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可能
な物質を負極活物質４とし、前記アルカリ金属のイオン
が前記正極活物質及び前記負極活物質と電気化学反応を
するための移動を行い得る物質を電解質物質としたこと
を特徴とする。 【効果】電電圧の高い非水電解質電池を構成することが
でき、様々な分野に利用できるという利点を有する。
み、アルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可能
な物質を負極活物質４とし、前記アルカリ金属のイオン
が前記正極活物質及び前記負極活物質と電気化学反応を
するための移動を行い得る物質を電解質物質としたこと
を特徴とする。 【効果】電電圧の高い非水電解質電池を構成することが
でき、様々な分野に利用できるという利点を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解質電池、さらに
詳細には放電電圧の高い非水電解質電池を提供する正極
活物質に関するものである。
詳細には放電電圧の高い非水電解質電池を提供する正極
活物質に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】従来の非水電解質電池正極活
物質には酸化物、硫化物等が挙げられているが、これら
は例えばリチウム負極に対して２Ｖ程度の電圧しか持た
ず、放電電圧が低いという欠点があった。
物質には酸化物、硫化物等が挙げられているが、これら
は例えばリチウム負極に対して２Ｖ程度の電圧しか持た
ず、放電電圧が低いという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に電池電圧が低いという現状の課題を解決し、放電電圧
の高い非水電解質電池を提供することにある。
に電池電圧が低いという現状の課題を解決し、放電電圧
の高い非水電解質電池を提供することにある。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】かかる目的を達成する
ために本発明の非水電解質電池では、金属オキサイドを
正極活物質として含み、アルカリ金属またはアルカリ金
属を吸蔵、放出可能な物質を負極活物質とし、前記アル
カリ金属のイオンが前記正極活物質及び前記負極活物質
と電気化学反応をするための移動を行い得る物質を電解
質物質としたことを特徴としており、特に金属オキシハ
ライドの金属元素としてＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、
Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉの中の少なく
とも一種類を含み、ハロゲンとしてフッ素Ｆを含む金属
オキシハライドを正極活物質として含むことを特徴とし
ている。
ために本発明の非水電解質電池では、金属オキサイドを
正極活物質として含み、アルカリ金属またはアルカリ金
属を吸蔵、放出可能な物質を負極活物質とし、前記アル
カリ金属のイオンが前記正極活物質及び前記負極活物質
と電気化学反応をするための移動を行い得る物質を電解
質物質としたことを特徴としており、特に金属オキシハ
ライドの金属元素としてＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、
Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉの中の少なく
とも一種類を含み、ハロゲンとしてフッ素Ｆを含む金属
オキシハライドを正極活物質として含むことを特徴とし
ている。
【０００５】本発明をさらに詳しく説明する。
【０００６】発明者は放電電圧の高い非水電解質電池材
料を鋭意探索した結果、上述のように金属オキシハライ
ド、特に金属元素としてＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔ
ｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉの中の少なくとも一種
類を含み、組成式ＭＸn（Ｍは金属元素、Ｘはハロゲ
ン、ｎは３以上の正数）で表され、ハロゲンとしてフッ
素Ｆを含む金属オキシハライドを正極活物質として含む
ことにより、従来の電池より放電電圧の高い電池を構成
できることを確かめ、その認識の下に本発明を完成し
た。
料を鋭意探索した結果、上述のように金属オキシハライ
ド、特に金属元素としてＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔ
ｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉの中の少なくとも一種
類を含み、組成式ＭＸn（Ｍは金属元素、Ｘはハロゲ
ン、ｎは３以上の正数）で表され、ハロゲンとしてフッ
素Ｆを含む金属オキシハライドを正極活物質として含む
ことにより、従来の電池より放電電圧の高い電池を構成
できることを確かめ、その認識の下に本発明を完成し
た。
【０００７】本発明の非水電解質電池が従来の酸化物、
硫化物を正極活物質とする電池に比べて放電電圧が高い
理由は、次のように考えられる。即ち、電気陰性度が強
いハロゲンＸを有すると、金属Ｍとハロゲン間の電子は
強くハロゲンＸに引きつけられるため、同じ金属Ｍの同
じ価数を持つ化合物で比較しても、オキシハライドの金
属Ｍは酸化物、硫化物の金属Ｍに比べて強く陽電荷を帯
び、高電圧になると考えられる。
硫化物を正極活物質とする電池に比べて放電電圧が高い
理由は、次のように考えられる。即ち、電気陰性度が強
いハロゲンＸを有すると、金属Ｍとハロゲン間の電子は
強くハロゲンＸに引きつけられるため、同じ金属Ｍの同
じ価数を持つ化合物で比較しても、オキシハライドの金
属Ｍは酸化物、硫化物の金属Ｍに比べて強く陽電荷を帯
び、高電圧になると考えられる。
【０００８】またオキシハライドは分子量が低いため、
重量エネルギー密度が高くなるという利点を有する。
重量エネルギー密度が高くなるという利点を有する。
【０００９】また、ハロゲンとしてフッ素Ｆを含む場
合、フッ素が最も電気陰性度が高い元素であるため、高
電圧が期待できる。また、フッ素は他のハロゲンよりも
分子量が低いため、この観点からは重量エネルギー密度
が非常に高くなるという利点を有する。
合、フッ素が最も電気陰性度が高い元素であるため、高
電圧が期待できる。また、フッ素は他のハロゲンよりも
分子量が低いため、この観点からは重量エネルギー密度
が非常に高くなるという利点を有する。
【００１０】また、アルカリ金属を正極活物質中に吸
蔵、放出させることにより、二次電池として用いること
もできる。
蔵、放出させることにより、二次電池として用いること
もできる。
【００１１】負極活物質としては、アルカリ金属または
アルカリ金属を吸蔵、放出可能な物質を用いることによ
り、還元性の強い負極活物質とすることができ、電池電
圧が高くなるという利点を有する。この中には、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の
アルカリ金属、及びそれらの金属合金、リチウムを吸
蔵、放出可能な炭素材料、等が挙げられる。
アルカリ金属を吸蔵、放出可能な物質を用いることによ
り、還元性の強い負極活物質とすることができ、電池電
圧が高くなるという利点を有する。この中には、リチウ
ム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の
アルカリ金属、及びそれらの金属合金、リチウムを吸
蔵、放出可能な炭素材料、等が挙げられる。
【００１２】この正極活物質を用いて正極を形成するに
は、前記化合物粉末とポリテトラフルオロエチレンのご
とき結着剤粉末との混合物をステンレス等の支持体上に
圧着成形する、あるいは、かかる混合物粉末に導電性を
付与するためアセチレンブラックのような導電性粉末を
混合し、これにさらにポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結着剤粉末を所要に応じて加え、この混合物を金属
容器にいれる、あるいは前述の混合物をステンレスなど
の支持体に圧着成形する、あるいは前述の混合物を有機
溶剤等の溶媒中に分散してスラリー状にして金属基板上
に塗布する、等の手段によって形成される。
は、前記化合物粉末とポリテトラフルオロエチレンのご
とき結着剤粉末との混合物をステンレス等の支持体上に
圧着成形する、あるいは、かかる混合物粉末に導電性を
付与するためアセチレンブラックのような導電性粉末を
混合し、これにさらにポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結着剤粉末を所要に応じて加え、この混合物を金属
容器にいれる、あるいは前述の混合物をステンレスなど
の支持体に圧着成形する、あるいは前述の混合物を有機
溶剤等の溶媒中に分散してスラリー状にして金属基板上
に塗布する、等の手段によって形成される。
【００１３】負極活物質は一般の電池のそれと同様にシ
ート上にして、またそのシートをニッケル、ステンレス
等の導電体網に圧着して負極として形成される。
ート上にして、またそのシートをニッケル、ステンレス
等の導電体網に圧着して負極として形成される。
【００１４】電解液としては、有機溶媒としては例えば
ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフラン、エ
チレンカーボネート、メチルホルメート、ジメチルスル
ホキシド、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、
ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、エチル
メチルカーボネート等に、アルカリ金属イオンを含むル
イス酸を溶解した非水電解質溶媒、あるいは固体電解質
等が使用できる。
ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフラン、エ
チレンカーボネート、メチルホルメート、ジメチルスル
ホキシド、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、
ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、エチル
メチルカーボネート等に、アルカリ金属イオンを含むル
イス酸を溶解した非水電解質溶媒、あるいは固体電解質
等が使用できる。
【００１５】さらに、セパレータ、電池ケース等の構造
材料等の他の要素についても従来公知の各種材料が使用
でき、特に制限はない。
材料等の他の要素についても従来公知の各種材料が使用
でき、特に制限はない。
【００１６】
【実施例】以下実施例によって本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限さ
れるものではない。なお、実施例において電池の作成及
び測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限さ
れるものではない。なお、実施例において電池の作成及
び測定はアルゴン雰囲気下のドライボックス内で行っ
た。
【００１７】
【実施例１】図１は本発明による電池の一具体例である
コイン型電池の断面図であり、図中１は封口板、２はガ
スケット、３は正極ケース、４は負極、５はセパレー
タ、６は正極合剤ペレットを示す。
コイン型電池の断面図であり、図中１は封口板、２はガ
スケット、３は正極ケース、４は負極、５はセパレー
タ、６は正極合剤ペレットを示す。
【００１８】正極活物質には、ＦｅＯＦを用いた。この
試料をａとする。
試料をａとする。
【００１９】この試料ａを粉砕して粉末とし、導電剤
（アセチレンブラック）、結着剤（ポリテトラフルオロ
エチレン）と共に混合の上、ロール成形し、正極合剤ペ
レット６（厚さ０．５ｍｍ、直径１５ｍｍ）とした。
（アセチレンブラック）、結着剤（ポリテトラフルオロ
エチレン）と共に混合の上、ロール成形し、正極合剤ペ
レット６（厚さ０．５ｍｍ、直径１５ｍｍ）とした。
【００２０】次にステンレス製の封口板１上に金属リチ
ウムの負極4を加圧配置したものをポリプロピレン製ガ
スケット２の凹部に挿入し、負極4の上にポリプロピレ
ン製で微孔性のセパレータ５、正極合剤ペレット６をこ
の順序に配置し、電解液としてエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの混合溶媒にＬｉＰＦ6を溶解さ
せた１規定溶液を適量注入して含浸させた後に、ステン
レス製の正極ケース３を被せてかしめることにより、厚
さ２ｍｍ、直径２３ｍｍのコイン型電池を作製した。
ウムの負極4を加圧配置したものをポリプロピレン製ガ
スケット２の凹部に挿入し、負極4の上にポリプロピレ
ン製で微孔性のセパレータ５、正極合剤ペレット６をこ
の順序に配置し、電解液としてエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの混合溶媒にＬｉＰＦ6を溶解さ
せた１規定溶液を適量注入して含浸させた後に、ステン
レス製の正極ケース３を被せてかしめることにより、厚
さ２ｍｍ、直径２３ｍｍのコイン型電池を作製した。
【００２１】このようにして作製した試料ａを正極活物
質とする電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で２．
０Ｖまで放電させた際の放電容量を表１に示す。放電電
圧が高いため２．０Ｖまでの容量が大きく、高エネルギ
ー密度電池として利用できる利点を有している。
質とする電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で２．
０Ｖまで放電させた際の放電容量を表１に示す。放電電
圧が高いため２．０Ｖまでの容量が大きく、高エネルギ
ー密度電池として利用できる利点を有している。
【００２２】
【比較例１】比較例１では、正極活物質には酸化物Ｆｅ
2Ｏ3を用いる他は実施例１と同様にして電池を作製し
た。この試料をｂとする。
2Ｏ3を用いる他は実施例１と同様にして電池を作製し
た。この試料をｂとする。
【００２３】このようにして作製した試料ｂを正極活物
質とする電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で、
２．０Ｖまで放電させた際の放電容量を表１に示す。こ
の電池と比較すると、本発明の実施例で作製した電池
は、放電エネルギーが大きいことがわかる。
質とする電池を、０．５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で、
２．０Ｖまで放電させた際の放電容量を表１に示す。こ
の電池と比較すると、本発明の実施例で作製した電池
は、放電エネルギーが大きいことがわかる。
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放電電圧の高い非水電解質電池を構成することができ、
様々な分野に利用できるという利点を有する。
放電電圧の高い非水電解質電池を構成することができ、
様々な分野に利用できるという利点を有する。
【図１】本発明の実施例におけるコイン型電池の構成例
を示す断面図。
を示す断面図。
１ 封口板 ２ ガスケット ３ 正極ケース ４ 負極 ５ セパレータ ６ 正極合剤ペレット
フロントページの続き (72)発明者 山木 準一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】金属オキシハライドを、正極活物質として
含みアルカリ金属またはアルカリ金属を吸蔵、放出可能
な物質を負極活物質とし、前記アルカリ金属のイオンが
前記正極活物質及び前記負極活物質と電気化学反応をす
るための移動を行い得る物質を電解質物質としたことを
特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項２】前記金属オキシハライドが金属元素として
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉの中の少なくとも一種類を含んで構
成される物質であることを特徴とする請求項１の非水電
解質電池。 - 【請求項３】前記金属オキシハライドがハロゲンとして
フッ素Ｆを含むことを特徴とする請求項２の非水電解質
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227438A JPH0955200A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 非水電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227438A JPH0955200A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 非水電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955200A true JPH0955200A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16860871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7227438A Pending JPH0955200A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 非水電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523171A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-04 | ラトガーズ ザ ステイト ユニバーシティ | 電気化学的エネルギー貯蔵用の鉄オキシフルオライド電極 |
| WO2012176907A1 (ja) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | 国立大学法人九州大学 | オキシフルオロライト系正極活物質の製造方法およびオキシフルオロライト系正極活物質 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7227438A patent/JPH0955200A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523171A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-04 | ラトガーズ ザ ステイト ユニバーシティ | 電気化学的エネルギー貯蔵用の鉄オキシフルオライド電極 |
| WO2012176907A1 (ja) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | 国立大学法人九州大学 | オキシフルオロライト系正極活物質の製造方法およびオキシフルオロライト系正極活物質 |
| US9312538B2 (en) | 2011-06-22 | 2016-04-12 | Kyushu University, National University Corporation | Method for producing iron oxyfluoride positive electrode active substance and iron oxyflouride positive electrode active substance |
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