JPS638588B2 - - Google Patents
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- JPS638588B2 JPS638588B2 JP55040025A JP4002580A JPS638588B2 JP S638588 B2 JPS638588 B2 JP S638588B2 JP 55040025 A JP55040025 A JP 55040025A JP 4002580 A JP4002580 A JP 4002580A JP S638588 B2 JPS638588 B2 JP S638588B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は有機電解液二次電池に関するものであ
る。
る。
従来技術とその問題点
有機電解液二次電池は、高エネルギー密度を得
るために負極活物質にリチウムを、正極活物質に
は高い酸化力を有するNiF2，AgClなどを用いた
ものが知られているが、いずれもサイクル寿命が
悪く、実用に耐えるものではなかつた。この原因
は正極活物質の安定性にもよるが、負極活物質の
リチウムが充放電サイクルの経過とともに変形し
て容量が低下したり、樹枝状に析出して内部短絡
ブリツジを形成することによるところが大であつ
た。さらに正極活物質とリチウムとの反応生成物
が電解液に溶解する場合には、正極活物質にも変
形を生じ、容量が低下することがあつた。
るために負極活物質にリチウムを、正極活物質に
は高い酸化力を有するNiF2，AgClなどを用いた
ものが知られているが、いずれもサイクル寿命が
悪く、実用に耐えるものではなかつた。この原因
は正極活物質の安定性にもよるが、負極活物質の
リチウムが充放電サイクルの経過とともに変形し
て容量が低下したり、樹枝状に析出して内部短絡
ブリツジを形成することによるところが大であつ
た。さらに正極活物質とリチウムとの反応生成物
が電解液に溶解する場合には、正極活物質にも変
形を生じ、容量が低下することがあつた。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、有機電解
液を用いた二次電池が、アルカリ電解液のような
クリープ現象による漏液を生じないことと、水の
電気分解反応による充放電効率の低下を生じない
こととに着目し、サイクル寿命のすぐれた有機電
解液二次電池を得ることを目的とする。
液を用いた二次電池が、アルカリ電解液のような
クリープ現象による漏液を生じないことと、水の
電気分解反応による充放電効率の低下を生じない
こととに着目し、サイクル寿命のすぐれた有機電
解液二次電池を得ることを目的とする。
発明の構成
本発明の有機電解液二次電池は、リチウム塩を
溶解した有機溶媒を電解液とし、充電状態で正極
活物質に五酸化バナジウムを、負極活物質にリチ
ウム・二酸化チタンの層間化合物を用い、放電に
よつてリチウム・二酸化チタンの層間化合物から
正極活物質へ１分子当り１個のリチウムイオンが
移動し、リチウム・五酸化バナジウムの層間化合
物が形成されるように負極容量を制限したことを
特徴とするものである。
溶解した有機溶媒を電解液とし、充電状態で正極
活物質に五酸化バナジウムを、負極活物質にリチ
ウム・二酸化チタンの層間化合物を用い、放電に
よつてリチウム・二酸化チタンの層間化合物から
正極活物質へ１分子当り１個のリチウムイオンが
移動し、リチウム・五酸化バナジウムの層間化合
物が形成されるように負極容量を制限したことを
特徴とするものである。
実施例
以下実施例により説明する。第１図は本発明の
有機電解液二次電池の半截断面図である。第１図
において、１は正極活物質で、五酸化バナジウム
（V2O5）にグラフアイトを添加してテフロンバイ
ンダーにて円板状に成形したものである。２は負
極活物質で、アナターゼ型二酸化チタン（TiO2）
にグラフアイトを添加してテフロンバインダーに
て円板状に成形してものである。３は円板状に打
ち抜いた金属リチウムで、負極活物質２の表面に
直接接触させている。４はプロピレンカーボネイ
トと1.2―ジメトシエタンとの１：１混合液に１
モル／の過塩素酸リチウムを溶解させてなる電
解液が含浸されたポリプロピレン不織布よりなる
セパレータ、５，６はそれぞれ正極および負極端
子を兼ねるステンレス製の容器と蓋で、各々の周
縁部分はポリプロピレン製のガスケツト７を介し
てかしめられている。こうして組み立てられた電
池の寸法は直径が20mm、高さが２mmで、組み立て
直後には五酸化バナジウムとリチウムとの電位差
である約3.5Vの開路電圧をすが、常温にて１週
間放置すれば次式の反応でリチウム・二酸化チタ
ンの層間化合物が形成され、約1.75Vの開路電圧
を示すようになる。
有機電解液二次電池の半截断面図である。第１図
において、１は正極活物質で、五酸化バナジウム
（V2O5）にグラフアイトを添加してテフロンバイ
ンダーにて円板状に成形したものである。２は負
極活物質で、アナターゼ型二酸化チタン（TiO2）
にグラフアイトを添加してテフロンバインダーに
て円板状に成形してものである。３は円板状に打
ち抜いた金属リチウムで、負極活物質２の表面に
直接接触させている。４はプロピレンカーボネイ
トと1.2―ジメトシエタンとの１：１混合液に１
モル／の過塩素酸リチウムを溶解させてなる電
解液が含浸されたポリプロピレン不織布よりなる
セパレータ、５，６はそれぞれ正極および負極端
子を兼ねるステンレス製の容器と蓋で、各々の周
縁部分はポリプロピレン製のガスケツト７を介し
てかしめられている。こうして組み立てられた電
池の寸法は直径が20mm、高さが２mmで、組み立て
直後には五酸化バナジウムとリチウムとの電位差
である約3.5Vの開路電圧をすが、常温にて１週
間放置すれば次式の反応でリチウム・二酸化チタ
ンの層間化合物が形成され、約1.75Vの開路電圧
を示すようになる。
TiO2＋Li→TiO2.Li
上記の如き構成からなる電池の起電反応は次式
で表わされる。
で表わされる。
すなわち放電時には負極側のリチウム・二酸化
チタンの層間化合物から正極側の五酸化バナジウ
ムへ１分子当り１個のリチウムイオンが移動して
リチウム・五酸化バナジウムの層間化合物が形成
され、充電時には正極側のリチウム・五酸化バナ
ジウムの層間化合物から負極側の二酸化チタンへ
１分子当り１個のリチウムイオンが移動してリチ
ウム・二酸化チタンの層間化合物が形成される反
応である。このような本発明の有機電解液二次電
池の充放電反応は正、負極活物質１分当り１個の
リチウムイオンが出入りする反応で、これに伴つ
て１分子当り１個の電子が移動するものである
が、充電により回復させることができるように放
電によるリチウムイオンの移動を五酸化バナジウ
ム１分子当り１個に制限している。
チタンの層間化合物から正極側の五酸化バナジウ
ムへ１分子当り１個のリチウムイオンが移動して
リチウム・五酸化バナジウムの層間化合物が形成
され、充電時には正極側のリチウム・五酸化バナ
ジウムの層間化合物から負極側の二酸化チタンへ
１分子当り１個のリチウムイオンが移動してリチ
ウム・二酸化チタンの層間化合物が形成される反
応である。このような本発明の有機電解液二次電
池の充放電反応は正、負極活物質１分当り１個の
リチウムイオンが出入りする反応で、これに伴つ
て１分子当り１個の電子が移動するものである
が、充電により回復させることができるように放
電によるリチウムイオンの移動を五酸化バナジウ
ム１分子当り１個に制限している。
また本発明においては、二酸化チタンと金属リ
チウムとを電気的に接続された状態で電池内に組
み込み、自己放電反応によつてリチウム・二酸化
チタンの層間化合物を形成しているので、工業的
にも極めて有利である。
チウムとを電気的に接続された状態で電池内に組
み込み、自己放電反応によつてリチウム・二酸化
チタンの層間化合物を形成しているので、工業的
にも極めて有利である。
五酸化バナジウムは従来から一次電池の正極活
物質として用いられることが検討されているが、
正極活物質１分子当り２〜３個の電子の移動を伴
うのが普通であり、この場合には充電しても回復
しない。ところが研究の結果、放電量を一定限度
内すなわち正極活物質１分子当り１個の電子の移
動だけに抑えれば充電により回復させることがで
きることが判明した。実用的にはこのように放電
量を一定限度内に抑えることは難しく、過放電に
なることが予測されるので、本発明においては、
負極容量を少なくして五酸化バナジウムを過放電
させないようにした。すなわち各活物質を重量比
で五酸化バナジウム１に対し、リチウム0.038以
下、二酸化チタンを0.44以上にしてリチウム・二
酸化チタンの層間化合物が形成されるようにし、
五酸化バナジウム１分子当り１個の電子の移動だ
けに抑え、充電により容量を回復させるようにし
たことを特徴としている。
物質として用いられることが検討されているが、
正極活物質１分子当り２〜３個の電子の移動を伴
うのが普通であり、この場合には充電しても回復
しない。ところが研究の結果、放電量を一定限度
内すなわち正極活物質１分子当り１個の電子の移
動だけに抑えれば充電により回復させることがで
きることが判明した。実用的にはこのように放電
量を一定限度内に抑えることは難しく、過放電に
なることが予測されるので、本発明においては、
負極容量を少なくして五酸化バナジウムを過放電
させないようにした。すなわち各活物質を重量比
で五酸化バナジウム１に対し、リチウム0.038以
下、二酸化チタンを0.44以上にしてリチウム・二
酸化チタンの層間化合物が形成されるようにし、
五酸化バナジウム１分子当り１個の電子の移動だ
けに抑え、充電により容量を回復させるようにし
たことを特徴としている。
第２図は本発明の有機電解液二次電池を１ｍＡ
の充電電流および放電電流で充放電させた時の充
電電圧特性図である。第２図から充放電は約
1.5Vの電圧で行われ、その容量は約20ｍAhであ
ることがわかる。この本発明電池は、同一寸法の
リチウムを負極とした一次電池が約3V、60ｍAh
程度であるのに比較すれば、容量は３分の１にな
るものの、繰返し充放電を行うことができるとい
う特徴を有するものである。
の充電電流および放電電流で充放電させた時の充
電電圧特性図である。第２図から充放電は約
1.5Vの電圧で行われ、その容量は約20ｍAhであ
ることがわかる。この本発明電池は、同一寸法の
リチウムを負極とした一次電池が約3V、60ｍAh
程度であるのに比較すれば、容量は３分の１にな
るものの、繰返し充放電を行うことができるとい
う特徴を有するものである。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明の有機電
解液二次電池は、ニツケル―カドミウム二次電池
のようなアルカリ電解液を用いて二次電池に比べ
て漏液を生じることが少なく、長期間にわたる使
用に耐えるものである。
解液二次電池は、ニツケル―カドミウム二次電池
のようなアルカリ電解液を用いて二次電池に比べ
て漏液を生じることが少なく、長期間にわたる使
用に耐えるものである。
第１図は本発明の有機電解液二次電池の半截断
面図、第２図は本発明電池の充放電電圧特性の一
例である。 １…正極活物質、２…負極活物質、３…金属リ
チウム、４…セパレータ、５…容器、６…蓋、７
…ガスケツト。
面図、第２図は本発明電池の充放電電圧特性の一
例である。 １…正極活物質、２…負極活物質、３…金属リ
チウム、４…セパレータ、５…容器、６…蓋、７
…ガスケツト。
Claims (1)
- １ リチウム塩を溶解した有機溶媒を電解液と
し、充電状態で正極活物質に五酸化バナジウム
を、負極活物質に二酸化チタンと金属リチウムと
を電気的に接触させることによつて形成したリチ
ウム・二酸化チタンの層間化合物を用い、放電に
よつてリチウム・二酸化チタンの層間化合物から
正極活物質へ１分子当り１個のリチウムイオンが
移動し、リチウム・五酸化バナジウムの層間化合
物が形成されるように負極容量を制限したことを
特徴とする有機電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002580A JPS56136462A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002580A JPS56136462A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Secondary battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56136462A JPS56136462A (en) | 1981-10-24 |
| JPS638588B2 true JPS638588B2 (ja) | 1988-02-23 |
Family
ID=12569355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4002580A Granted JPS56136462A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56136462A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152669A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Chargeable organic electrolyte battery |
| JPS59186274A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池の製造法 |
| JPS60220574A (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電可能な電気化学装置 |
| US7337010B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-02-26 | Medtronic, Inc. | Medical device having lithium-ion battery |
| US9065145B2 (en) | 2004-10-29 | 2015-06-23 | Medtronic, Inc. | Lithium-ion battery |
| US8980453B2 (en) | 2008-04-30 | 2015-03-17 | Medtronic, Inc. | Formation process for lithium-ion batteries |
| US9077022B2 (en) | 2004-10-29 | 2015-07-07 | Medtronic, Inc. | Lithium-ion battery |
| US7582387B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-09-01 | Medtronic, Inc. | Lithium-ion battery |
| JP5395426B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2014-01-22 | 日揮触媒化成株式会社 | リチウム電池用電極材料およびリチウム電池 |
-
1980
- 1980-03-27 JP JP4002580A patent/JPS56136462A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56136462A (en) | 1981-10-24 |
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