JPH11273674A - 有機電解液二次電池 - Google Patents
有機電解液二次電池Info
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- JPH11273674A JPH11273674A JP10070758A JP7075898A JPH11273674A JP H11273674 A JPH11273674 A JP H11273674A JP 10070758 A JP10070758 A JP 10070758A JP 7075898 A JP7075898 A JP 7075898A JP H11273674 A JPH11273674 A JP H11273674A
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- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質に用
いた有機電解液二次電池において、充電状態で高温貯蔵
をした場合においても、電流遮断機構が作動したり、安
全弁が作動したりしない電池を提供する。 【解決手段】リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質
に用いた正極に、燐酸リチウム、メタ燐酸リチウム、燐
酸コバルト及び燐化コバルトなどの燐化合物を含有させ
る。
いた有機電解液二次電池において、充電状態で高温貯蔵
をした場合においても、電流遮断機構が作動したり、安
全弁が作動したりしない電池を提供する。 【解決手段】リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質
に用いた正極に、燐酸リチウム、メタ燐酸リチウム、燐
酸コバルト及び燐化コバルトなどの燐化合物を含有させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は有機電解液二次電池
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池に代表される有機電解
液二次電池は高エネルギー密度であるため、ビデオカメ
ラ、ノートパソコン、携帯電話等のポータブル機器に使
用されている。特に近年は負極に炭素粉末等のリチウム
を吸蔵、放出可能な材料を用いたリチウムイオン二次電
池が普及している。この電池の内部構造は通常、図１に
示されるような捲回式である。すなわち、正極活物質や
負極活物質を金属箔に塗着した電極をセパレータを挟ん
で捲回し、容器となる円筒形の缶に収納し、電解液を注
液した後、キャップをかぶせて封口している。
液二次電池は高エネルギー密度であるため、ビデオカメ
ラ、ノートパソコン、携帯電話等のポータブル機器に使
用されている。特に近年は負極に炭素粉末等のリチウム
を吸蔵、放出可能な材料を用いたリチウムイオン二次電
池が普及している。この電池の内部構造は通常、図１に
示されるような捲回式である。すなわち、正極活物質や
負極活物質を金属箔に塗着した電極をセパレータを挟ん
で捲回し、容器となる円筒形の缶に収納し、電解液を注
液した後、キャップをかぶせて封口している。
【０００３】これらの電池に用いられる正極活物質とし
てＬｉＣｏＯ2（コバルト酸リチウム）やＬｉＮｉＯ
2（ニッケル酸リチウム）が一般に用いられている。な
お、正極活物質としてＬｉＮｉＯ2を用いると、構成材
料であるＮｉがＣｏに比べて安価なため好ましい。な
お、放電容量密度を比較すると、ＬｉＣｏＯ2が１４５
〜１５０mAh/gであるのに対して、ＬｉＮｉＯ2は１８０
〜２００mAh/gと高く、すぐれた特性を有している。し
かし、ＬｉＮｉＯ2は充放電を繰り返すと結晶構造が崩
壊するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点が
あった。この問題点を解決するために結晶構造中のＮｉ
の一部をＣｏ等の他の元素と置換したＬｉＮｉxＣｏyＯ
2や、ＬｉサイトやＮｉサイトの一部を１種類以上の他
の金属元素で置換する手段が提案され、サイクル寿命特
性の向上に効果が得られている。
てＬｉＣｏＯ2（コバルト酸リチウム）やＬｉＮｉＯ
2（ニッケル酸リチウム）が一般に用いられている。な
お、正極活物質としてＬｉＮｉＯ2を用いると、構成材
料であるＮｉがＣｏに比べて安価なため好ましい。な
お、放電容量密度を比較すると、ＬｉＣｏＯ2が１４５
〜１５０mAh/gであるのに対して、ＬｉＮｉＯ2は１８０
〜２００mAh/gと高く、すぐれた特性を有している。し
かし、ＬｉＮｉＯ2は充放電を繰り返すと結晶構造が崩
壊するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点が
あった。この問題点を解決するために結晶構造中のＮｉ
の一部をＣｏ等の他の元素と置換したＬｉＮｉxＣｏyＯ
2や、ＬｉサイトやＮｉサイトの一部を１種類以上の他
の金属元素で置換する手段が提案され、サイクル寿命特
性の向上に効果が得られている。
【０００４】しかしながら、上記リチウムニッケル複合
酸化物を正極活物質に用いた電池は、充電状態で高温貯
蔵をした場合において、電池の内部圧力が高くなり、電
流遮断機構が作動したり、安全弁が作動したりして、電
池としての機能が喪失するという問題点が認められてい
る。その原因として、充電された状態のリチウムニッケ
ル複合酸化物と有機電解液が反応して分解、ガス化し、
電池の内部圧力を上昇させるためと考えられている
酸化物を正極活物質に用いた電池は、充電状態で高温貯
蔵をした場合において、電池の内部圧力が高くなり、電
流遮断機構が作動したり、安全弁が作動したりして、電
池としての機能が喪失するという問題点が認められてい
る。その原因として、充電された状態のリチウムニッケ
ル複合酸化物と有機電解液が反応して分解、ガス化し、
電池の内部圧力を上昇させるためと考えられている
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、リチ
ウムニッケル複合酸化物を正極活物質に用いた電池にお
いて、充電状態で高温貯蔵をした場合においても、電流
遮断機構が作動したり、安全弁が作動しないことを目的
としている。
ウムニッケル複合酸化物を正極活物質に用いた電池にお
いて、充電状態で高温貯蔵をした場合においても、電流
遮断機構が作動したり、安全弁が作動しないことを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第一の発明では、一般式LiNixMyO2（0.9＜（ｘ
＋ｙ）＜1.1、Ｍはニッケル以外の、少なくとも１種類
以上の金属元素）で示されるリチウムニッケル複合酸化
物を主体とする正極、負極、リチウムイオンの移動が可
能な有機電解液とが密閉容器に収納され、所定圧力より
も高い電池内圧で作動する安全弁を有する有機電解液二
次電池において、前記正極が燐化合物を含有しているこ
とを特徴とし、第二の発明では前記燐化合物の含有量
が、正極活物質重量に対して０．１〜１５％であること
を特徴とし、第三の発明では前記燐化合物の平均粒子径
が３０μｍ以下であることを特徴とし、第四の発明で
は、電池内圧上昇で作動する電流を遮断する機構（以
下、電流遮断機構と略す）を備え、前記電流遮断機構は
安全弁が開放作動する電池内圧より低い電池内圧で作動
することを特徴としている。第五の発明では、正極に含
まれる燐化合物が燐酸リチウムであることを特徴とし、
第六の発明では、負極が充電、放電に伴い、リチウムを
吸蔵、放出することのできる炭素材料であることを特徴
し、第七の発明では、負極がリチウム金属、リチウム合
金の中から選ればれることを特徴としている。
ために、第一の発明では、一般式LiNixMyO2（0.9＜（ｘ
＋ｙ）＜1.1、Ｍはニッケル以外の、少なくとも１種類
以上の金属元素）で示されるリチウムニッケル複合酸化
物を主体とする正極、負極、リチウムイオンの移動が可
能な有機電解液とが密閉容器に収納され、所定圧力より
も高い電池内圧で作動する安全弁を有する有機電解液二
次電池において、前記正極が燐化合物を含有しているこ
とを特徴とし、第二の発明では前記燐化合物の含有量
が、正極活物質重量に対して０．１〜１５％であること
を特徴とし、第三の発明では前記燐化合物の平均粒子径
が３０μｍ以下であることを特徴とし、第四の発明で
は、電池内圧上昇で作動する電流を遮断する機構（以
下、電流遮断機構と略す）を備え、前記電流遮断機構は
安全弁が開放作動する電池内圧より低い電池内圧で作動
することを特徴としている。第五の発明では、正極に含
まれる燐化合物が燐酸リチウムであることを特徴とし、
第六の発明では、負極が充電、放電に伴い、リチウムを
吸蔵、放出することのできる炭素材料であることを特徴
し、第七の発明では、負極がリチウム金属、リチウム合
金の中から選ればれることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施の形態を説明
する。図１は本発明を実施した円筒形リチウム二次電池
の断面図である。 １．正極の作製 リチウムニッケル複合酸化物としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2(平均粒径約２０μｍ）、グラファイト（平均粒径約
０．５μｍ）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（商
品名：ＫＦ＃１1２０、呉羽化学工業（株）製、以下、
ＰＶＤＦと略す）とを８０：１０：１０の重量比率で、
溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰ
と略す）に分散させてスラリを作製する。そして、後述
する各種の燐化合物をこのスラリに添加して混練する。
このスラリを正極集電体１である厚みが２０μmのアル
ミニウム箔の両面にロールｔｏロール法転写により塗布
し、乾燥した後、プレスして一体化する。正極の厚さは
１５５〜１６６μｍとし、正極活物質層２の密度として
３．２ｇ／ｃｍ3 とした。その後、幅が５４ｍｍ、長
さが４５０ｍｍに切断して短冊状の正極を作製した。
する。図１は本発明を実施した円筒形リチウム二次電池
の断面図である。 １．正極の作製 リチウムニッケル複合酸化物としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2(平均粒径約２０μｍ）、グラファイト（平均粒径約
０．５μｍ）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（商
品名：ＫＦ＃１1２０、呉羽化学工業（株）製、以下、
ＰＶＤＦと略す）とを８０：１０：１０の重量比率で、
溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰ
と略す）に分散させてスラリを作製する。そして、後述
する各種の燐化合物をこのスラリに添加して混練する。
このスラリを正極集電体１である厚みが２０μmのアル
ミニウム箔の両面にロールｔｏロール法転写により塗布
し、乾燥した後、プレスして一体化する。正極の厚さは
１５５〜１６６μｍとし、正極活物質層２の密度として
３．２ｇ／ｃｍ3 とした。その後、幅が５４ｍｍ、長
さが４５０ｍｍに切断して短冊状の正極を作製した。
【０００８】２．負極の作製 平均粒径２０μｍの黒鉛粉末、結着剤としてＰＶＤＦを
重量比で９０：１０で混合し、そこへ分散溶媒となるＮ
ＭＰを適量加え、十分に混練、分散させてスラリにす
る。このスラリを負極集電体３である厚みが１０μｍの
銅箔の両面にロールｔｏロール法転写により塗布、乾燥
後、プレスして一体化する。負極の厚さは１７９〜１９
０μｍであり、負極活物質層の密度は約１．４ｇ／ｃｍ
3である。その後、幅が５６ｍｍ、長さが４９０ｍｍに
切断して短冊状の負極を作製した。 ３．電池の組立て及び試験 作製した短冊状の正極と負極とを、厚さが２５μｍ、幅
が５８ｍｍのポリエチレン多孔膜からなるセパレータ５
を介して渦巻き状に巻いて電極群を作製する。なお、正
極と負極の厚さの和は３４０〜３４５μｍとした。３４
５μｍを超えると、捲回体の直径が電池缶６の内径より
も大きくなって挿入できない。一方、３４０μｍ未満で
あれば逆に捲回体の直径が電池缶６の内径よりも小さく
なって、電池としての容量が十分得られないからであ
る。この電極群を電池缶６に挿入し、負極集電体３の端
子を電池缶６の底部に溶接した。炭酸エチレンと炭酸ジ
メチルと炭酸ジエチルを体積比で３０：５０：２０で混
合し、１Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解して電解液とした。この
電解液を電池缶６内に５ｍｌ注液した。
重量比で９０：１０で混合し、そこへ分散溶媒となるＮ
ＭＰを適量加え、十分に混練、分散させてスラリにす
る。このスラリを負極集電体３である厚みが１０μｍの
銅箔の両面にロールｔｏロール法転写により塗布、乾燥
後、プレスして一体化する。負極の厚さは１７９〜１９
０μｍであり、負極活物質層の密度は約１．４ｇ／ｃｍ
3である。その後、幅が５６ｍｍ、長さが４９０ｍｍに
切断して短冊状の負極を作製した。 ３．電池の組立て及び試験 作製した短冊状の正極と負極とを、厚さが２５μｍ、幅
が５８ｍｍのポリエチレン多孔膜からなるセパレータ５
を介して渦巻き状に巻いて電極群を作製する。なお、正
極と負極の厚さの和は３４０〜３４５μｍとした。３４
５μｍを超えると、捲回体の直径が電池缶６の内径より
も大きくなって挿入できない。一方、３４０μｍ未満で
あれば逆に捲回体の直径が電池缶６の内径よりも小さく
なって、電池としての容量が十分得られないからであ
る。この電極群を電池缶６に挿入し、負極集電体３の端
子を電池缶６の底部に溶接した。炭酸エチレンと炭酸ジ
メチルと炭酸ジエチルを体積比で３０：５０：２０で混
合し、１Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解して電解液とした。この
電解液を電池缶６内に５ｍｌ注液した。
【０００９】正極集電体１に正極タブ端子８の一方を溶
接した後、正極タブ端子８の他の一方を正極キャップ７
に溶接する。正極キャップ７を絶縁性のガスケット９を
介して電池缶６の上部に配置し、この部分をかしめて密
閉する。ここで、正極キャップ７内には、電池内圧の上
昇に応じて作動する電流遮断機構（圧力スイッチ）とこ
の圧力よりも高い圧力に応じて開放作動する安全弁が組
み込まれている。本実施例では作動圧が９ｋｇｆ／ｃｍ
2の電流遮断機構と、作動圧が２０ｋｇｆ／ｃｍ2の安全
弁の２種類を用いた。作製した有機電解液二次電池は周
囲温度２５℃、４．２Ｖの定電圧（ただし、制限電流３
２０ｍＡ）で８時間充電した後、１Ａの定電流で終止電
圧２．５Ｖまで放電して容量を確認した。その後、同じ
条件で再び充電した状態で６０℃、３０日間貯蔵し、電
流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を確認した。
接した後、正極タブ端子８の他の一方を正極キャップ７
に溶接する。正極キャップ７を絶縁性のガスケット９を
介して電池缶６の上部に配置し、この部分をかしめて密
閉する。ここで、正極キャップ７内には、電池内圧の上
昇に応じて作動する電流遮断機構（圧力スイッチ）とこ
の圧力よりも高い圧力に応じて開放作動する安全弁が組
み込まれている。本実施例では作動圧が９ｋｇｆ／ｃｍ
2の電流遮断機構と、作動圧が２０ｋｇｆ／ｃｍ2の安全
弁の２種類を用いた。作製した有機電解液二次電池は周
囲温度２５℃、４．２Ｖの定電圧（ただし、制限電流３
２０ｍＡ）で８時間充電した後、１Ａの定電流で終止電
圧２．５Ｖまで放電して容量を確認した。その後、同じ
条件で再び充電した状態で６０℃、３０日間貯蔵し、電
流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を確認した。
【００１０】
【実施例】（実施例１〜５、比較例１）正極活物質重量
（ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１
０μｍの燐酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）をそれぞれ、０．
０５、０．１、２、１５、１８％含有させた電池につい
て放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動状況
の有無を測定した結果を表１に示す。なお、比較例１と
して正極活物質に燐酸リチウムを含有しない電池を作製
した。燐酸リチウムの添加によって、安全弁の作動がな
く、効果が認められる。一方、燐酸リチウムの含有量が
０．１％未満では、電流遮断機構が作動している。しか
し、燐酸リチウムの含有量が１８％では放電容量が少な
くなるため好ましくない。
（ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１
０μｍの燐酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）をそれぞれ、０．
０５、０．１、２、１５、１８％含有させた電池につい
て放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動状況
の有無を測定した結果を表１に示す。なお、比較例１と
して正極活物質に燐酸リチウムを含有しない電池を作製
した。燐酸リチウムの添加によって、安全弁の作動がな
く、効果が認められる。一方、燐酸リチウムの含有量が
０．１％未満では、電流遮断機構が作動している。しか
し、燐酸リチウムの含有量が１８％では放電容量が少な
くなるため好ましくない。
【００１１】
【表１】
【００１２】（実施例６〜１０）正極活物質重量に対し
て燐酸リチウムを２％添加し、燐酸リチウムの平均粒子
径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍとした電
池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動状
況を表２に示す。燐酸リチウムを含む実施例６〜１０は
電流遮断機構や安全弁が作動していない。なお、燐酸リ
チウムの平均粒子径が３０μｍを超えると放電容量の低
下が大となるため好ましくない。詳細は不明であるが、
平均粒子径の大きい絶縁物質が入ると、正極活物質の分
散が悪くなるためと考えられる。
て燐酸リチウムを２％添加し、燐酸リチウムの平均粒子
径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍとした電
池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動状
況を表２に示す。燐酸リチウムを含む実施例６〜１０は
電流遮断機構や安全弁が作動していない。なお、燐酸リ
チウムの平均粒子径が３０μｍを超えると放電容量の低
下が大となるため好ましくない。詳細は不明であるが、
平均粒子径の大きい絶縁物質が入ると、正極活物質の分
散が悪くなるためと考えられる。
【００１３】
【表２】
【００１４】（実施例１１〜１５）正極活物質重量（Ｌ
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍのメタ燐酸リチウムをそれぞれ、０．０５、０．１、
２、１５、１８％含有させた電池について放電容量、放
置後の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定し
た結果を表３に示す。メタ燐酸リチウムの添加によっ
て、安全弁の作動がなく、効果が認められる。一方、メ
タ燐酸リチウムの含有量が０．１％未満では、電流遮断
機構が作動している。しかし、メタ燐酸リチウムの含有
量が１８％では放電容量が少なくなるため好ましくな
い。
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍのメタ燐酸リチウムをそれぞれ、０．０５、０．１、
２、１５、１８％含有させた電池について放電容量、放
置後の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定し
た結果を表３に示す。メタ燐酸リチウムの添加によっ
て、安全弁の作動がなく、効果が認められる。一方、メ
タ燐酸リチウムの含有量が０．１％未満では、電流遮断
機構が作動している。しかし、メタ燐酸リチウムの含有
量が１８％では放電容量が少なくなるため好ましくな
い。
【００１５】
【表３】
【００１６】（実施例１６〜２０）正極活物質重量に対
して燐酸リチウムを２％添加し、メタ燐酸リチウムの平
均粒子径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍと
した電池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の
作動状況を表４に示す。メタ燐酸リチウムを含む実施例
１６〜２０は電流遮断機構や安全弁が作動していない。
なお、メタ燐酸リチウムの平均粒子径が３０μｍを超え
ると放電容量の低下が大となるため好ましくない。詳細
は不明であるが、平均粒子径の大きい絶縁物質が入る
と、正極活物質が分散が悪くなるためと考えられる。
して燐酸リチウムを２％添加し、メタ燐酸リチウムの平
均粒子径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍと
した電池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の
作動状況を表４に示す。メタ燐酸リチウムを含む実施例
１６〜２０は電流遮断機構や安全弁が作動していない。
なお、メタ燐酸リチウムの平均粒子径が３０μｍを超え
ると放電容量の低下が大となるため好ましくない。詳細
は不明であるが、平均粒子径の大きい絶縁物質が入る
と、正極活物質が分散が悪くなるためと考えられる。
【００１７】
【表４】
【００１８】（実施例２１〜２５）正極活物質重量（Ｌ
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍの燐酸コバルトをそれぞれ、０．０５、０．１、２、
１５、１８％含有させた電池について放電容量、放置後
の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定した結
果を表５に示す。燐酸コバルトの添加によって、安全弁
の作動がなく、効果が認められる。一方、燐酸コバルト
の含有量が０．１％未満では、電流遮断機構が作動して
いる。しかし、燐酸コバルトの含有量が１８％では放電
容量が少なくなるため好ましくない。
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍの燐酸コバルトをそれぞれ、０．０５、０．１、２、
１５、１８％含有させた電池について放電容量、放置後
の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定した結
果を表５に示す。燐酸コバルトの添加によって、安全弁
の作動がなく、効果が認められる。一方、燐酸コバルト
の含有量が０．１％未満では、電流遮断機構が作動して
いる。しかし、燐酸コバルトの含有量が１８％では放電
容量が少なくなるため好ましくない。
【００１９】
【表５】
【００２０】（実施例２６〜３０）正極活物質重量に対
して燐酸コバルトを２％添加し、燐酸コバルトの平均粒
子径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍとした
電池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動
状況を表６に示す。燐酸コバルトを含む実施例２６〜３
０は電流遮断機構や安全弁が作動していない。なお、燐
酸コバルトの平均粒子径が３０μｍを超えると放電容量
の低下が大となるため好ましくない。詳細は不明である
が、平均粒子径の大きい絶縁物質が入ると、正極活物質
が分散が悪くなるためと考えられる。
して燐酸コバルトを２％添加し、燐酸コバルトの平均粒
子径をそれぞれ２、１０、２０、３０、４０μｍとした
電池の放電容量、放置後の電流遮断機構や安全弁の作動
状況を表６に示す。燐酸コバルトを含む実施例２６〜３
０は電流遮断機構や安全弁が作動していない。なお、燐
酸コバルトの平均粒子径が３０μｍを超えると放電容量
の低下が大となるため好ましくない。詳細は不明である
が、平均粒子径の大きい絶縁物質が入ると、正極活物質
が分散が悪くなるためと考えられる。
【００２１】
【表６】
【００２２】（実施例３１〜３５）正極活物質重量（Ｌ
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍの燐化コバルトをそれぞれ、０．０５、０．１、２、
１５、１８％含有させた電池について放電容量、放置後
の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定した結
果を表７に示す。燐化コバルトの添加によって、安全弁
の作動がなく、効果が認められる。一方、燐化コバルト
の含有量が０．１％未満では、電流遮断機構が作動して
いる。しかし、燐化コバルトの含有量が１８％では放電
容量が少なくなるため好ましくない。
ｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）に対して、平均粒子径が１０μ
ｍの燐化コバルトをそれぞれ、０．０５、０．１、２、
１５、１８％含有させた電池について放電容量、放置後
の電流遮断機構や安全弁の作動状況の有無を測定した結
果を表７に示す。燐化コバルトの添加によって、安全弁
の作動がなく、効果が認められる。一方、燐化コバルト
の含有量が０．１％未満では、電流遮断機構が作動して
いる。しかし、燐化コバルトの含有量が１８％では放電
容量が少なくなるため好ましくない。
【００２３】
【表７】
【００２４】（実施例３６〜４０）正極活物質に対して
燐化コバルトを２％添加し、燐化コバルトの平均粒子径
を２、１０、２０、３０、４０μｍとした電池について
放電容量、電流遮断機構や安全弁の作動状況を表８に示
す。燐化コバルトを含む実施例２６〜３０は電流遮断機
構や安全弁が作動していない。なお、燐化コバルトの平
均粒子径が３０μｍを超えると放電容量が少なくなるた
め好ましくない。
燐化コバルトを２％添加し、燐化コバルトの平均粒子径
を２、１０、２０、３０、４０μｍとした電池について
放電容量、電流遮断機構や安全弁の作動状況を表８に示
す。燐化コバルトを含む実施例２６〜３０は電流遮断機
構や安全弁が作動していない。なお、燐化コバルトの平
均粒子径が３０μｍを超えると放電容量が少なくなるた
め好ましくない。
【００２５】
【表８】
【００２６】なお、実施例として、燐酸リチウム、メタ
燐酸リチウム、燐酸コバルト及び燐化コバルトなどの塩
について示したが、このほか三燐酸の塩や四燐酸の塩な
どの燐化合物についても同様の効果を示した。
燐酸リチウム、燐酸コバルト及び燐化コバルトなどの塩
について示したが、このほか三燐酸の塩や四燐酸の塩な
どの燐化合物についても同様の効果を示した。
【００２７】
【発明の効果】上述したように、リチウムニッケル複合
酸化物を正極活物質に用いた正極に隣化合物を含有する
ことによって、充電状態で高温貯蔵しても電流遮断機構
が作動したり、安全弁が作動したりして電池としての機
能が喪失するという問題が解決できるため、極めて有効
である。
酸化物を正極活物質に用いた正極に隣化合物を含有する
ことによって、充電状態で高温貯蔵しても電流遮断機構
が作動したり、安全弁が作動したりして電池としての機
能が喪失するという問題が解決できるため、極めて有効
である。
【図１】本発明を実施した円筒形有機電解液二次電池の
断面図である。
断面図である。
１：正極集電体、 ２：正極活物質層、 ３：負極集電
体、４：負極活物質層、 ５：セパレータ、 ６：電池
缶、 ７：正極キャップ、８：正極タブ端子、 ９：ガ
スケット。
体、４：負極活物質層、 ５：セパレータ、 ６：電池
缶、 ７：正極キャップ、８：正極タブ端子、 ９：ガ
スケット。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ (72)発明者 高塚 祐一 東京都中央区日本橋本町２丁目８番７号 新神戸電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】一般式LiNixMyO2（0.9＜（ｘ＋ｙ）＜1.
1；ただし、Ｍはニッケル以外の少なくとも１種類以上
の金属元素）で示されるリチウムニッケル複合酸化物を
活物質とする正極、負極、リチウムイオンの移動が可能
な有機電解液とが密閉容器に収納され、所定圧力よりも
高い電池内圧で作動する安全弁を有する有機電解液二次
電池において、前記正極が燐化合物を含有することを特
徴とする有機電解液二次電池。 - 【請求項２】前記燐化合物の含有量が、正極活物質重量
に対して０．１〜１５％であることを特徴とする請求項
１記載の有機電解液二次電池。 - 【請求項３】前記燐化合物の平均粒子径が３０μｍ以下
であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の有
機電解液二次電池。 - 【請求項４】電池内圧上昇で作動する電流を遮断する機
構（以下、電流遮断機構と略す）を備え、前記電流遮断
機構は安全弁が開放作動する電池内圧より低い電池内圧
で作動することを特徴とする請求項１、２又は３記載の
有機電解液二次電池。 - 【請求項５】前記燐化合物が燐酸リチウムであることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機電
解液二次電池。 - 【請求項６】負極が充電、放電に伴い、リチウムを吸
蔵、放出することのできる炭素材料であることを特徴と
する請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電解液二
次電池。 - 【請求項７】負極がリチウム金属、リチウム合金の中か
ら選ばれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
項に記載の有機電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070758A JPH11273674A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 有機電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070758A JPH11273674A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 有機電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273674A true JPH11273674A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13440738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10070758A Pending JPH11273674A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 有機電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273674A (ja) |
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-
1998
- 1998-03-19 JP JP10070758A patent/JPH11273674A/ja active Pending
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