JP5103698B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料を含有する負極と、非水電解質とを有する非水電解質二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子技術の進歩により、電子機器の高性能化、小型化、ポータブル化が進み、これら電子機器に使用される電池においてはますます高エネルギー密度であることが求められるようになっている。
【0003】
従来、これら電子機器に使用される二次電池としては、鉛電池やニッケル・カドミウム電池等の水溶液系二次電池が主流であるが、これらの水溶液系二次電池は、放電電位が低く、エネルギー密度が十分満足できるものとは言い難い。
【0004】
これに対して、最近、金属リチウムやリチウム合金を負極として使用し、また、正極にリチウム化合物を使用したリチウム二次電池が、放電電位及びエネルギー密度のような要求を満たす電池システムとして注目され、研究開発が盛んに行われている。
【0005】
しかしながら、このリチウム二次電池においては、サイクル寿命や安全性、急速充電性等の点に問題があることが認識されるようになり、実用化に対する大きな障害となっている。これは、負極である金属リチウムの溶解及び析出によるデンドライトの生成や、負極の微細化に起因すると考えられている。このため、上記のリチウム二次電池は、一部のコイン型リチウム二次電池として実用化されているに過ぎない。
【0006】
そこで、これらの問題を解決するために、コークス等の炭素質材料を負極活物質として使用する非水電解質二次電池として、、いわゆるリチウムイオン二次電池が提案されている。
【0007】
このリチウムイオン二次電池は、リチウムが金属状態で存在しないため、金属リチウム負極に起因するサイクル特性の劣化や、安全性に関する問題がなく、さらに、正極に酸化還元電位の高いリチウム化合物を用いることにより、電池の電圧を高くすることができ、高エネルギー密度が得られるという特長を有している。
【0008】
また、リチウムイオン二次電池は、自己放電がニッケル・カドミウム電池と比較して少なく、二次電池としては非常に優れた電池である。
【0009】
このため、このリチウムイオン二次電池は、例えば8mmビデオテープレコーダ(VTR)、コンパクトディスク(CD)プレーヤ、ラップトップコンピュータ、携帯電話等のポータブル用電子機器の電源として、既に商品化されており、今後も大いに期待されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リチウムイオン二次電池においては、高エネルギー密度を得られるものの、正極に起因する保存特性が悪いという問題がある。
【0011】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高エネルギー密度を確保するとともに保存特性に優れた非水電解質二次電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な炭素質材料を含有する負極と、非水電解質とを有し、上記正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち、少なくとも一方を含有し、リチウムマンガン複合酸化物は、一般式Li x Mn 2 O 4 (ただし、式中、x≧0.95である。)で表され、上記リチウムニッケル系複合酸化物は、一般式LiNi x Co y Al z O 2 (ただし、式中、x+y+z=1である。また、0.4≦x≦0.985であり、0.01≦y≦0.4であり、0.005≦z≦0.2である。)で表され、初充電により電圧が3.4V〜3.75Vの範囲内に維持されることを特徴とする。
【0013】
以上のように構成された非水電解質二次電池では、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を含有し、且つ初充電の電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内に設定している。このため、非水電解質二次電池は、50%程度の適度な充電状態とされ、これにより、正極表面に良質な被膜が形成される。
【0014】
また、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を含有することが好ましい。正極活物質が、リチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物との混合物であることにより、非水電解質二次電池はサイクル特性に優れたものとなる。
【0015】
また、本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法は、正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な炭素質材料を含有する負極と、非水電解質とを有し、上記正極活物質として、LixMn2O4(ただし、x≧0.95である。)で表されるリチウムマンガン複合酸化物及びLiNixCoyAlzO2(ただし、x+y+z=1である。また、0.4≦x≦0.985であり、0.01≦y≦0.4であり、0.005≦z≦0.2である。)で表されるリチウムニッケル系複合酸化物のうち、少なくとも一方を含有する非水電解質二次電池の電池前駆体を作製する組立工程と、上記電池前駆体に対して、少なくとも充電を行い、初充電により電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内に維持する充電工程とを有することを特徴とする。
【0016】
以上のような非水電解質二次電池の製造方法では、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を含有し、且つ初充電の電圧が3.4V〜3.75Vの範囲内となるように充電を行っている。これにより、非水電解質二次電池の充電状態を50%程度の適度なものとし、正極表面に良質な被膜を形成する。
【0017】
また、本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法では、正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を用いることが好ましい。正極活物質が、リチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物との混合物であることにより、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池を製造することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した非水電解質二次電池及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明を適用した非水電解質二次電池として、一般にリチウムイオン二次電池と呼称される非水電解液二次電池を例に挙げて説明する。
【0019】
本発明を適用した非水電解質二次電池の断面構成を、図1に示す。この非水電解質二次電池は、いわゆる円筒型と言われるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶1の内部に、正極集電体に正極活物質を含有する正極合剤を塗布してなる帯状の正極2と負極集電体に負極活物質を含有する負極合剤を塗布してなる帯状の負極3とが、イオン透過性を有するセパレータ4を介して多数回巻回された渦巻型電極体を有している。電池缶1は、例えばニッケルメッキが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。また、電池缶1の内部には、渦巻型電極体を挟み込むように周面に対して垂直に一対の絶縁板5,6がそれぞれ配置されている。
【0020】
電池缶1の開放端部には、電池蓋7と、この電池蓋7の内側に設けられた安全弁装置8及び熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient ;PTC素子)9とが、封口ガスケット10を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶1の内部は密閉されている。電池蓋7は、例えば電池缶1と同様の材料により構成されている。安全弁装置8は、熱感抵抗素子9を介して電池蓋7と電気的に接続されており、内部短絡または外部からの加熱等により電池の内圧が一定以上となった場合に電池蓋7と渦巻型電極体との電気的接続を切断する、いわゆる電流遮断機構を備えている。熱感抵抗素子9は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。封口ガスケット10は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【0021】
渦巻型電極体は、例えばセンターピン11を中心としている。渦巻型電極体の正極2にはアルミニウム等よりなる正極リード12が接続されており、負極3にはニッケル等よりなる負極リード13が接続されている。正極リード12は安全弁装置8に溶接されることにより電池蓋7と電気的に接続されており、負極リード13は電池缶1に溶接され電気的に接続されている。また、正極2と負極3との間のセパレータ4には、非水電解質として例えば電解液が含浸されている。
【0022】
負極3を構成する負極活物質としては、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料を用いることができる。リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料としては、例えば炭素質材料を用いることができる。
【0023】
具体的な炭素質材料としては、難黒鉛化炭素系材料やグラファイト系材料等の炭素質材料が挙げられる。さらに具体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素質材料が挙げられる。なお、上記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し、炭素化したものを示す。
【0024】
また、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性高分子やSnO2等の酸化物を使用することもできる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニウム合金等を使用することができる。
【0025】
また、負極合剤は、上述したような負極活物質の他、通常この種の電池に用いられる公知の結着剤や、公知の添加剤等を含有しても構わない。
【0026】
本発明を適用した非水電解液二次電池では、正極2を構成する正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち、少なくとも一方を用いることとする。
【0027】
具体的なリチウムマンガン複合酸化物としては、一般式LixMn2−yM’yO4(ただし、式中、x≧0.9であり、0.01≦y≦0.5である。また、M’は、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Geのうち1種以上の元素である。)で表される化合物等が挙げられる。特に、リチウムマンガン複合酸化物として、一般式LixMn2O4(ただし、式中、x≧0.95である。)で表される化合物を用いることが好ましい。
【0028】
具体的なリチウムニッケル系複合酸化物としては、一般式LiNi1−zM”zO2(ただし、式中、0.01≦z≦0.5である。また、M”は、Fe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Geのうち1種以上の元素である。)で表される化合物等が挙げられる。特に、リチウムニッケル系複合酸化物として、一般式LiNixCoyAlzO2(ただし、式中、x+y+z=1である。また、0.4≦x≦0.985であり、0.01≦y≦0.4であり、0.005≦z≦0.2である。)で表される化合物を用いることが好ましい。
【0029】
リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物は、高い酸化還元電位を有するため、正極活物質としてこれらのうち少なくとも一方を用いることにより、高い電池電圧及び高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池を実現できる。例えばリチウムマンガン複合酸化物は、原料価格が安価であることや、原料供給安定性があること等の利点を有する。
【0030】
また、正極活物質としては、これらリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を混合して用いることが好ましい。これにより、サイクル特性を向上させることができる。
【0031】
この理由を、以下に示す。
【0032】
すなわち、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を正極活物質とする正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質を含有する負極と、非水電解液からなる非水電解液二次電池では、充電反応において正極からリチウムが脱ドープされる。その際に、リチウムマンガン複合酸化物は結晶構造格子が収縮するが、リチウムニッケル系複合酸化物の結晶構造格子は膨張する。放電反応においては、逆に、リチウムマンガン複合酸化物は結晶構造格子が膨張するが、リチウムニッケル系複合酸化物は結晶構造格子が収縮する。したがって、正極活物質全体として見た場合に、充放電に伴う収縮・膨張による体積変化が小さくなる。この結果、充放電を繰り返しても、正極活物質は体積変化によるストレスを殆ど受けることがなく、その結果導電剤等との接触が良好な状態に保たれる。
【0033】
正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物を単独で用いた場合、高エネルギー密度を得られるものの、充放電に伴うリチウムマンガン複合酸化物の体積変化が大きくなり、サイクル特性が劣化する虞がある。
【0034】
また、正極活物質としてリチウムニッケル系複合酸化物を単独で用いた場合も、高エネルギー密度を得られるものの、充放電に伴うリチウムニッケル系複合酸化物の体積変化が大きくなり、サイクル特性が劣化する虞がある。
【0035】
正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を混合して用いる場合、その重量混合比は、20:80〜80:20の範囲内であることが好ましい。リチウムマンガン複合酸化物の混合割合が上記範囲より過剰である場合、サイクル特性を損う虞がある。逆に、リチウムニッケル系複合酸化物の混合割合が上記範囲より過剰である場合も、サイクル特性を損う虞がある。
【0036】
また、正極合剤は、上述したような正極活物質の他、通常この種の電池に用いられる公知の結着剤や、公知の添加剤等を含有しても構わない。
【0037】
正極集電体としては、例えばアルミニウム箔等を用いることができる。
【0038】
非水電解質としては、例えば電解質塩を非水溶媒に溶解してなる非水電解液を用いることができる。
【0039】
電解質塩としては、通常の電池用電解液に用いられている公知の電解質塩を用いることができる。具体的には、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiB(C6H5)4、LiCl、LiBr、CF3SO3Li等のリチウム塩を挙げることができる。これらの中でも特に、酸化安定性の観点から、LiPF6またはLiBF4を用いることが好ましい。
【0040】
また、非水溶媒としては、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、ジメトキシエタン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、酪酸メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオンニトリル、プロピオン酸メチル等を使用することができる。これら非水溶媒は、単独で用いても、複数種を混合して用いても構わない。
【0041】
ところで、上述したように、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を用いることで、高い電池電圧を示し、高エネルギー密度の非水電解液二次電池を実現できる。さらに、リチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物とを混合して用いることにより、サイクル特性の向上を図ることができる。
【0042】
しかしながら、例えば正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物とを混合して用いた場合であっても、この非水電解液二次電池は、保存特性に劣るという問題がある。すなわち、サイクル特性と保存特性との両者を向上させる技術は、未だ確立されていないのが実情である。
【0043】
そこで、非水電解液二次電池を製造した後、放置するとき、すなわち保存するときの非水電解液二次電池の電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内に設定する。所定の正極活物質を用い、且つ保存するときの電圧を規定の範囲内とすることにより、非水電解質二次電池は、50%程度の適度な充電状態とされる。これにより、正極2の表面に良質な薄い被膜が形成され、長期保存後においても容量の低下が抑えられる。したがって、本発明を適用した非水電解液二次電池は、サイクル特性に優れるとともに、良好な保存特性を実現するものとなる。
【0044】
非水電解液二次電池を保存するときの電圧が3.4V未満である場合、正極2の表面に形成される被膜が薄すぎるため、保存特性の向上効果が不充分となる。逆に、非水電解液二次電池を保存するときの電圧が3.75Vを上回る場合、正極2の表面に形成される被膜が厚くなりすぎるため、重負荷特性が低下してしまう。
【0045】
また、非水電解液二次電池を保存するときの電圧は、3.5V〜3.73Vの範囲内であることがより好ましい。これにより、非水電解液二次電池の保存特性の向上効果をさらに確実に得ることができる。
【0046】
また、非水電解液二次電池を保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とするとともに、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を混合して用いることにより、非水電解液二次電池の保存特性向上効果を顕著に得ることができる。
【0047】
ここで、非水電解液二次電池を保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とする理由について、図2を用いてさらに詳細に説明する。
【0048】
ところでリチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池においては、非水電解液二次電池の端子間電圧を検出することで電池の充電状態がわかる。言い換えると、非水電解質二次電池においては、電池の端子間電圧を制御することにより、電池を所望の充電状態に制御できる。
【0049】
正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物を用いた従来の非水電解液二次電池では、50%程度の充電状態にすることにより、保存特性の劣化を抑えている。
【0050】
正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物とを混合して用い、負極活物質として炭素質材料を用いた非水電解液二次電池(以下、電池Aと称する。)の放電曲線を、図2中実線で示す。また、正極活物質として従来のリチウムコバルト複合酸化物を用い、負極活物質として炭素質材料を用いた非水電解液二次電池(以下、電池Bと称する。)の放電曲線を、図2中点線で示す。また、図2において、縦軸は電池電圧を表し、横軸は電池の充電状態を表す。
【0051】
図2から明らかなように、正極活物質として従来のリチウムコバルト複合酸化物を用いた電池Bは、50%の充電状態を示す線との交点が、3.8V〜3.9V付近に存在する。
つまり、電池Bを保存するときの電圧を3.8V〜3.9Vに制御することで、電池Bの充電状態を50%程度とし、保存特性の向上を図ることができる。
【0052】
ところが、電池Bにとって最適な3.8V〜3.9V程度の電圧を、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を含有する電池Aにそのまま適用すると、図2から明らかなように、電池Aは、70%〜80%程度の充電状態とされてしまう。この結果、電池Aは、正極の表面に形成される被膜が厚くなり、重負荷特性が劣化してしまう。
【0053】
そこで、用いる正極活物質の特性に合わせて、電池Aを保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内に設定することにより、電池Aの充電状態を50%程度の適正なものとすることができる。この結果、正極の表面に良質な被膜が形成され、電池Aの保存特性を向上させることができる。
【0054】
以上のように、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を用い、且つ電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とすることにより、充電状態を50%程度と適度なものとすることができる。したがって、高エネルギー密度を確保するとともに非水電解液二次電池の保存特性を向上させることができる。
【0055】
また、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物とを併用することにより、サイクル特性の向上を図ることが可能となり、保存特性向上効果もより確実に得ることができる。
【0056】
つぎに、以上のような非水電解液二次電池の製造方法について説明する。
【0057】
最初に、以下のようにして非水電解質二次電池の構成要素を組み立て、電池前駆体を作製する。
【0058】
先ず、正極2を作製する。正極活物質を結着剤や導電剤等と混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を溶剤に分散させてスラリー(ペースト状)とする。この正極合剤スラリーを、正極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、一定圧力で圧縮成型することにより、帯状の正極2を得る。
【0059】
具体的なリチウムマンガン複合酸化物としては、一般式LixMn2−yM’yO4(ただし、式中、x≧0.9であり、0.01≦y≦0.5である。また、M’は、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Geのうち1種以上の元素である。)で表される化合物等を用いることができる。特に、リチウムマンガン複合酸化物として、LixMn2O4(ただし、式中、x≧0.95である。)で表される化合物を用いることが好ましい。
【0060】
また、具体的なリチウムニッケル系複合酸化物としては、一般式LiNi1−zM”zO2(ただし、式中、0.01≦z≦0.5である。また、M”は、Fe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Geのうち1種以上の元素である。)で表される化合物等を用いることができる。特に、リチウムニッケル系複合酸化物として、LiNixCoyAlzO2(ただし、式中、x+y+z=1である。また、0.4≦x≦0.985であり、0.01≦y≦0.4であり、0.005≦z≦0.2である。)で表される化合物を用いることが好ましい。
【0061】
このとき、正極活物質としては、上述したようなリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を用いることとする。また、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を混合して用いることがより好ましい。
【0062】
次に、負極3を作製する。リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を溶剤に分散させてスラリー(ペースト状)とする。この負極合剤スラリーを、負極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、一定圧力で圧縮成型することにより、帯状の負極3を得る。
【0063】
このようにして得られた正極2と負極3とを、微多孔性のセパレータ4を介して積層し、多数回巻回することにより渦巻型電極体を作製する。
【0064】
次に、得られた渦巻型電極体を、巻回周面に対し垂直方向から挟み込むようにして、一対の絶縁板5,6を渦巻型電極体の上下に配した状態で電池缶1内に収容する。また、正極集電体から正極リード12を導出して電池蓋7に、負極集電体から負極リード13を導出して電池缶1に、それぞれ溶接し、電気的接続を確保する。
【0065】
次に、この電池缶1の中に、例えば非水溶媒に電解質を所定の濃度で溶解してなる非水電解液を注入する。
【0066】
次に、この電池缶1を封口ガスケット10を介してかしめることにより、安全弁装置8、熱感抵抗素子9及び電池蓋7を固定し、電池缶1内を密閉し、電池前駆体を作製する。
【0067】
次に、このようにして組み立てられた電池前駆体に対して、少なくとも充電を行い、電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内として保存する。これにより、非水電解液二次電池が得られる。
【0068】
保存するときの電圧を上記範囲内とすることにより、非水電解液二次電池は、50%程度の適度な充電状態とされ、正極2の表面に良質な被膜が形成される。これにより、高エネルギー密度を確保するとともに、正極に起因する保存特性の劣化が抑えられた非水電解液二次電池を作製することができる。
【0069】
特に、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を混合して用いることにより、サイクル特性を向上させるとともに、保存特性の向上効果をより確実に得られる非水電解液二次電池を作製できる。
【0070】
なお、以上の説明では、非水電解質として非水電解液を用いた、非水電解液二次電池を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば本発明は、非水電解質として電解質塩を含有した高分子固体電解質、及び有機高分子に非水溶媒と電解質塩とを含浸させたゲル状電解質の何れも使用可能である。
【0071】
高分子固体電解質に使用する高分子材料としては、例えば、シリコーン、ポリエーテル変性シロキサン、ポリアクリル、ポリアクリロニトリル、ポリフォスファゼン変性ポリマ、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリマや架橋ポリマ、変性ポリマ等、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリアクリロニトリル−ブタジエンスチレン、アクリロニトリル−塩化ポリエチレン−プロピレン−ジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−メタアクリレート樹脂、アクリロニトリル−アクリレート樹脂、ポリエチレンオキサイドや同架橋体等のエーテル系高分子等が挙げられる。また、これらのうち2種以上を混合して使用しても構わない。
【0072】
また、高分子材料としては、アクリロニトリルと、酢酸ビニル,メタクリル酸メチル,メタクリル酸ブチル,アクリル酸メチル,アクリル酸ブチル,イタコン酸,水酸化メチルアクリレート,水酸化エチルアクリレート,アクリルアミド,塩化ビニル,フッ化ビニリデン等との共重合体、またはポリ(ビニリデンフルオロライド)、ポリ(ビニリデンフルオロライド−co−ヘキサフルオロプロピレン)、ポリ(ビニリデンフルオロライド−co−テトラフルオロエチレン)、ポリ(ビニリデンフルオロライド−co−トリフルオロエチレン)等のフッ素系ポリマ等や、これらの混合物を使用することができる。
【0073】
また、本発明に係る非水電解質二次電池は、円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、その形状については特に限定されるものではなく、また、薄型、大型等の種々の大きさにすることができる。
【0074】
【実施例】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
【0075】
まず、以下のようにしてリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物とを調製した。
【0076】
(1)リチウムニッケル系複合酸化物の調製方法
酸化コバルトと酸化ニッケルと水酸化アルミニウムと水酸化リチウムとをLi/Ni/Co/Al=1/0.985/0.01/0.005となるように混合し、酸素中、温度750℃で5時間焼成することにより、LiNi0.985Co0.01Al0.005O2を得た。
【0077】
(2)リチウムニッケル系複合酸化物の調製方法
酸化コバルトと酸化ニッケルと水酸化アルミニウムと水酸化リチウムとをLi/Ni/Co/Al=1/0.4/0.4/0.2となるように混合し、酸素中、温度750℃で5時間焼成することにより、LiNi0.4Co0.4Al0.2O2を得た。
【0078】
(3)リチウムマンガン複合酸化物の調製方法
二酸化マンガンと炭酸リチウムとをLi/Mn=1/2となるように混合し、大気中、温度900℃で5時間焼成することにより、LiMn2O4を得た。
【0079】
実施例1
まず、負極に使用される黒鉛粉末を作製した。
【0080】
石炭系コークスを100重量部に、結着剤としてコールタール系ピッチを30重量部を加え、約100℃で混合した後、プレスにて圧縮成型し、炭素成型体前駆体を得た。この炭素成型体前駆体を1000℃以下で熱処理して、炭素成型体を得た。
【0081】
この炭素成型体に、200℃以下で溶解させたバインダーピッチを含浸させた後、1000℃以下で熱処理を行うピッチ含浸/焼成工程を数回繰り返した。その後、この炭素成型体を不活性ガス気流中において2800℃で熱処理し、黒鉛化成型体を得た後、粉砕分級し、黒鉛粉末を作製した。
【0082】
上述したように作製した黒鉛粉末を使用し、以下のようにして負極を作製した。黒鉛粉末を90重量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を10重量部とを混合した後、溶剤となるN−メチルピロリドンに分散させてスラリー状とし、負極合剤スラリーを得た。この負極合剤スラリーを、負極集電体である厚さ10μmの帯状銅箔の両面に均一に塗布し乾燥させた後、ロールプレス機で一定圧力で圧縮成型して帯状の負極を作製した。
【0083】
つぎに、以下のようにして正極を作製した。
【0084】
上述した(3)の調製方法で得られたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)を80重量%と、上述した(1)の調製方法で得られたリチウムニッケル系複合酸化物(LiNi0.985Co0.01Al0.005O2)を20重量%とを混合し、この混合物を正極活物質とした。
【0085】
この正極活物質を91重量%と、導電剤としてグラファイトを6重量%と、ポリフッ化ビニリデンを3重量%とを混合して正極合剤を作製し、N−メチルピロリドンに分散させてスラリー状とし、負極合剤スラリーを得た。この負極合剤スラリーを、正極集電体である厚さ20μmの帯状アルミニウム箔の両面に均一に塗布し乾燥させた後、ロールプレス機で一定圧力で圧縮成型して帯状の正極を作製した。
【0086】
上述したように作製した帯状の負極及び帯状の正極を、厚さ25μmの微多孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介して積層して多数回巻回し、渦巻式電極体を作製した。
【0087】
この渦巻式電極体を、ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶に収納し、渦巻式電極体の上下両面に絶縁板を配置した。そして、正極及び負極の集電を行うために、アルミニウムリードを正極集電体から導出して電流遮断装置及び熱感抵抗素子を有する安全弁装置に、また、ニッケルリードを負極集電体から導出して電池缶にそれぞれ溶接した。
【0088】
つぎに、電池缶の中に、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの等容量混合溶媒に、LiPF6を1モル溶解してなる非水電解液を注入した。
【0089】
つぎに、電池缶に、アスファルトを塗布したガスケットを介してかしめることで電池蓋を固定し、直径18mm、高さ65mmの円筒型非水電解液二次電池の電池前駆体を作製した。
【0090】
最後に、電池前駆体に対して、充電電圧を3.4Vに設定し、500mAの定電流で充電を行うことにより、非水電解液二次電池を得た。なお、得られた非水電解液二次電池は、電圧3.4Vで維持、すなわち保存されることになる。
【0091】
実施例2
充電電圧を、3.5Vに設定したこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0092】
実施例3
充電電圧を、3.73Vに設定したこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0093】
実施例4
充電電圧を、3.75Vに設定したこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0094】
比較例1
充電電圧を、3.3Vに設定したこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0095】
比較例2
充電電圧を、3.78Vに設定したこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0096】
実施例5
正極活物質の混合比を、上述した(3)の調製方法で得られたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)を20重量%と、上述した(1)の調製方法で得られたリチウムニッケル系複合酸化物(LiNi0.985Co0.01Al0.005O2)を80重量%としたこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0097】
実施例6
充電電圧を、3.5Vに設定したこと以外は、実施例5と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0098】
実施例7
充電電圧を、3.73Vに設定したこと以外は、実施例5と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0099】
実施例8
充電電圧を、3.75Vに設定したこと以外は、実施例5と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0100】
比較例3
充電電圧を、3.3Vに設定したこと以外は、実施例5と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0101】
比較例4
充電電圧を、3.78Vに設定したこと以外は、実施例5と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0102】
実施例9
正極活物質の混合比を、上述した(3)の調製方法で得られたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)を80重量%と、上述した(2)の調製方法で得られたリチウムニッケル系複合酸化物(LiNi0.4Co0.4Al0.2O2)を20重量%とを混合し、この混合物を正極活物質としたこと以外は、実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0103】
実施例10
充電電圧を、3.5Vに設定したこと以外は、実施例9と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0104】
実施例11
充電電圧を、3.73Vに設定したこと以外は、実施例9と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0105】
実施例12
充電電圧を、3.75Vに設定したこと以外は、実施例9と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0106】
比較例5
充電電圧を、3.3Vに設定したこと以外は、実施例9と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0107】
比較例6
充電電圧を、3.78Vに設定したこと以外は、実施例9と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0108】
実施例13
正極活物質として、上述した(3)の調製方法で得られたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)のみを用いたこと以外は、実施例4と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0109】
実施例14
正極活物質として、上述した(1)の調製方法で得られたリチウムニッケル系複合酸化物(LiNi0.985Co0.01Al0.005O2)のみを用いたこと以外は、実施例4と同様にして非水電解液二次電池を作製した。
【0110】
以上のように作製した実施例1〜実施例14及び比較例1〜比較例6について、下記のように保存試験を行った。
【0111】
すなわち、先ず、各非水電解液二次電池に対して電圧4.20V、充電電流1000mA及び充電時間2.5時間の条件で満充電を行った後、放電電流1500mA、終止電圧3.0Vの条件で放電を行い、このときの初期容量Aを測定した。
【0112】
次に、上述した条件で満充電した電池を、60℃で2週間保存した後に、各非水電解液二次電池を放電電流1500mA、終止電圧3.0Vの条件で放電を行った。
【0113】
次に、上記の条件で再度充電を行った後、上記の条件で放電を行い、このときの容量Bを測定した。
【0114】
そして、初期容量Aに対する容量Bを、容量回復率として百分率で表した。
【0115】
以上の結果を、下記の表1に示す。
【0116】
【表1】
【0117】
表1から明らかなように、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物との混合物を用い、且つ保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とした実施例1〜実施例12では、高い初期容量を示すとともに、容量回復率も90%を上回る高い値を示した。
【0118】
しかし、保存するときの電圧が3.3Vである比較例1、比較例3及び比較例5では、容量回復率が低い値を示し、保存特性に劣ることがわかった。
【0119】
逆に、保存するときの電圧が3.78Vである比較例2、比較例4及び比較例6は、実施例1〜実施例12に比べて容量回復率に劣るとともに、初期容量が低い値を示した。
【0120】
以上の結果から、保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とすることで、高容量と保存特性とを両立可能な非水電解液二次電池を実現できることがわかった。
【0121】
なお、表1の結果から、正極活物質のリチウムマンガン複合酸化物とリチウムニッケル系複合酸化物との混合比率を変えた場合であっても、保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とすることで、良好な結果を得られることがわかった。
【0122】
また、正極活物質として含有するリチウムニッケル系複合酸化物の組成を変えた場合であっても、保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内とすることで、良好な結果を得られることがわかった。
【0123】
また、正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物またはリチウムニッケル系複合酸化物を単独で用いた実施例13及び実施例14も、高い初期容量及び容量回復率を示した。この結果から、正極活物質が、リチウムマンガン複合酸化物またはリチウムニッケル系複合酸化物の一方のみを含有する場合であっても、電圧を規定の範囲内にすることにより、優れた保存特性を示す非水電解液二次電池を得られることがわかった。
【0124】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る非水電解質二次電池は、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を含有し、且つ保存するときの電圧を3.4V〜3.75Vの範囲内に設定している。このため、非水電解質二次電池は、50%程度の適度な充電状態とされ、これにより、正極表面に良質な被膜が形成される。したがって、本発明によれば、高エネルギー密度を確保しつつ良好な保存特性を実現する非水電解質二次電池を提供することが可能である。
【0125】
また、本発明に係る非水電解質二次電池の製造方法は、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち少なくとも一方を含有し、且つ保存するときの電圧が3.4V〜3.75Vの範囲内となるように充電を行っている。これにより、非水電解質二次電池の充電状態を50%程度の適度なものとし、正極表面に良質な被膜を形成する。したがって、本発明によれば、高エネルギー密度を確保するとともに良好な保存特性を実現する非水電解質二次電池を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した非水電解液二次電池の一構成例を示す断面図である。
【図2】正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物を用いた電池A、及び正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物を用いた電池Bの放電曲線を示す特性図である。
【符号の説明】
1 電池缶、2 正極、3 負極、4 セパレータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a material that can be doped and dedoped with lithium, and a nonaqueous electrolyte.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to advances in electronic technology, electronic devices have become higher performance, smaller, and more portable, and batteries used in these electronic devices are increasingly required to have higher energy density.
[0003]
Conventionally, as secondary batteries used in these electronic devices, aqueous secondary batteries such as lead batteries and nickel / cadmium batteries are mainly used. However, these aqueous secondary batteries have a low discharge potential and energy. It is hard to say that the density is satisfactory.
[0004]
On the other hand, recently, lithium secondary batteries using metallic lithium or lithium alloy as a negative electrode and using a lithium compound as a positive electrode have been attracting attention as a battery system that satisfies requirements such as discharge potential and energy density. Research and development is actively conducted.
[0005]
However, it has been recognized that this lithium secondary battery has problems in terms of cycle life, safety, quick chargeability, and the like, which is a major obstacle to practical use. This is considered to be caused by the formation of dendrites by dissolution and precipitation of metallic lithium as the negative electrode and the miniaturization of the negative electrode. For this reason, the above-mentioned lithium secondary battery is merely put into practical use as a part of coin-type lithium secondary batteries.
[0006]
In order to solve these problems, a so-called lithium ion secondary battery has been proposed as a nonaqueous electrolyte secondary battery using a carbonaceous material such as coke as a negative electrode active material.
[0007]
In this lithium ion secondary battery, since lithium does not exist in a metal state, there is no deterioration in cycle characteristics due to the metal lithium negative electrode and safety problems, and a lithium compound having a high redox potential is used for the positive electrode. Thus, the battery voltage can be increased and a high energy density can be obtained.
[0008]
Further, the lithium ion secondary battery has a lower self-discharge than the nickel-cadmium battery, and is a very excellent battery as a secondary battery.
[0009]
For this reason, this lithium ion secondary battery has already been commercialized as a power source for portable electronic devices such as an 8 mm video tape recorder (VTR), a compact disc (CD) player, a laptop computer, a mobile phone, etc. It is highly expected in the future.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, although a lithium ion secondary battery can obtain a high energy density, there is a problem that the storage characteristics due to the positive electrode are poor.
[0011]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object thereof is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having a high energy density and excellent storage characteristics, and a method for manufacturing the same. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a positive electrode containing a positive electrode active material, and can be doped and dedoped with lithium.CarbonaceousA negative electrode containing a material and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material containing at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide;Lithium manganese composite oxide has the general formula Li x Mn 2 O Four (Wherein x ≧ 0.95), and the lithium nickel composite oxide is represented by the general formula LiNi x Co y Al z O 2 (However, in the formula, x + y + z = 1. Also, 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, and 0.005 ≦ z ≦ 0.2. )The voltage is maintained in the range of 3.4V to 3.75V by the initial charge.
[0013]
The non-aqueous electrolyte secondary battery configured as described above contains at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material, andFirst chargeIs set within the range of 3.4V to 3.75V. For this reason, the non-aqueous electrolyte secondary battery is appropriately charged at about 50%, thereby forming a good-quality film on the surface of the positive electrode.
[0014]
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention preferably contains a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material. When the positive electrode active material is a mixture of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide, the non-aqueous electrolyte secondary battery has excellent cycle characteristics.
[0015]
In addition, the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a positive electrode containing a positive electrode active material, and can be doped and dedoped with lithium.CarbonaceousA negative electrode containing a material and a non-aqueous electrolyte;xMn2OFour(Where x ≧ 0.95) and a lithium manganese composite oxide and LiNixCoyAlzO2(Where x + y + z = 1, 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, and 0.005 ≦ z ≦ 0.2). An assembly step for producing a battery precursor of a non-aqueous electrolyte secondary battery containing at least one of the lithium nickel-based composite oxides, and at least charging the battery precursor,By first chargeVoltage within the range of 3.4V to 3.75VTo maintainAnd a charging step.
[0016]
In the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery as described above, the positive electrode active material contains at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide, andFirst chargeIs charged so as to be within a range of 3.4V to 3.75V. As a result, the state of charge of the nonaqueous electrolyte secondary battery is moderated to about 50%, and a high-quality film is formed on the surface of the positive electrode.
[0017]
In the method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, it is preferable to use a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material. When the positive electrode active material is a mixture of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide, a nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics can be manufactured.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a nonaqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a nonaqueous electrolyte secondary battery generally called a lithium ion secondary battery will be described as an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.
[0019]
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied. This nonaqueous electrolyte secondary battery is a so-called cylindrical type, and is formed by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material to a positive electrode current collector inside a substantially hollow cylindrical battery can 1. A spiral electrode in which a strip-shaped
[0020]
At the open end of the battery can 1, a
[0021]
The spiral electrode body has, for example, a center pin 11 as a center. A
[0022]
As the negative electrode active material constituting the
[0023]
Specific carbonaceous materials include carbonaceous materials such as non-graphitizable carbon materials and graphite materials. More specifically, carbonaceous materials such as pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbon fibers, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, activated carbon and the like can be mentioned. Examples of the cokes include pitch coke, knee coke, and petroleum coke. Moreover, the organic polymer compound fired body is obtained by firing and carbonizing a phenol resin, a furan resin or the like at an appropriate temperature.
[0024]
Examples of materials that can be doped and dedoped with lithium include conductive polymers such as polyacetylene and polypyrrole, and SnO.2Oxides such as these can also be used. Moreover, a lithium-aluminum alloy etc. can be used as a lithium alloy.
[0025]
In addition to the negative electrode active material as described above, the negative electrode mixture may contain a known binder or a known additive that is usually used for this type of battery.
[0026]
In the non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied, at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide is used as the positive electrode active material constituting the
[0027]
As a specific lithium manganese composite oxide, the general formula LixMn2-yM ’yO4(However, in the formula, x ≧ 0.9 and 0.01 ≦ y ≦ 0.5. Further, M ′ is Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, A compound represented by Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, or Ge). In particular, as a lithium manganese composite oxide, the general formula LixMn2O4However, it is preferable to use a compound represented by the formula (where x ≧ 0.95).
[0028]
As a specific lithium nickel-based composite oxide, a general formula LiNi1-zM ”zO2(However, in the formula, 0.01 ≦ z ≦ 0.5. M ″ is Fe, Co, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, and Ge, which are one or more elements.) In particular, as a lithium nickel-based composite oxide, a general formula LiNixCoyAlzO2(However, in the formula, x + y + z = 1. Also, 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, and 0.005 ≦ z ≦ 0.2. It is preferable to use a compound represented by
[0029]
Since the lithium manganese composite oxide and the lithium nickel composite oxide have a high redox potential, by using at least one of them as a positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte solution having a high battery voltage and a high energy density can be obtained. A secondary battery can be realized. For example, lithium manganese composite oxide has advantages such as a low raw material price and raw material supply stability.
[0030]
Further, as the positive electrode active material, it is preferable to use a mixture of these lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide. Thereby, cycle characteristics can be improved.
[0031]
The reason for this is shown below.
[0032]
That is, a non-aqueous electrolyte comprising a positive electrode using a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel-based composite oxide as a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material capable of doping and dedoping lithium, and a non-aqueous electrolyte In the secondary battery, lithium is dedoped from the positive electrode in the charging reaction. At that time, the crystal structure lattice of the lithium manganese composite oxide contracts, but the crystal structure lattice of the lithium nickel composite oxide expands. Conversely, in the discharge reaction, the crystal structure lattice of lithium manganese composite oxide expands, but the crystal structure lattice of lithium nickel composite oxide contracts. Therefore, when viewed as the whole positive electrode active material, volume change due to contraction / expansion associated with charge / discharge is reduced. As a result, even if charging / discharging is repeated, the positive electrode active material is hardly subjected to stress due to volume change, and as a result, the contact with the conductive agent or the like is maintained in a good state.
[0033]
When a lithium manganese composite oxide is used alone as the positive electrode active material, a high energy density can be obtained, but the volume change of the lithium manganese composite oxide accompanying charge / discharge increases, and the cycle characteristics may be deteriorated.
[0034]
In addition, when a lithium nickel composite oxide is used alone as the positive electrode active material, a high energy density can be obtained, but the volume change of the lithium nickel composite oxide accompanying charge / discharge increases, resulting in deterioration of cycle characteristics. There is a fear.
[0035]
When a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide are mixed and used as the positive electrode active material, the weight mixing ratio is preferably in the range of 20:80 to 80:20. When the mixing ratio of the lithium manganese composite oxide is excessive from the above range, the cycle characteristics may be impaired. Conversely, when the mixing ratio of the lithium nickel composite oxide is excessive from the above range, the cycle characteristics may be impaired.
[0036]
In addition to the positive electrode active material as described above, the positive electrode mixture may contain a known binder or a known additive that is usually used for this type of battery.
[0037]
As the positive electrode current collector, for example, an aluminum foil or the like can be used.
[0038]
As the non-aqueous electrolyte, for example, a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent can be used.
[0039]
As electrolyte salt, the well-known electrolyte salt used for the normal electrolyte solution for batteries can be used. Specifically, LiPF6, LiBF4, LiAsF6LiClO4, LiCF3SO3, LiN (CF3SO2)2, LiC (CF3SO2)3LiAlCl4, LiSiF6, LiB (C6H5)4, LiCl, LiBr, CF3SO3Lithium salts such as Li can be mentioned. Among these, from the viewpoint of oxidation stability, LiPF6Or LiBF4Is preferably used.
[0040]
Non-aqueous solvents include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethoxyethane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyllactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane. , Diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, methyl sulfolane butyrate, acetonitrile, propiononitrile, methyl propionate, and the like can be used. These non-aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0041]
By the way, as described above, by using at least one of the lithium manganese composite oxide and the lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material, a high battery voltage is exhibited, and a high energy density non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained. realizable. Furthermore, cycle characteristics can be improved by using a mixture of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide.
[0042]
However, even when, for example, a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide are mixed and used as the positive electrode active material, this non-aqueous electrolyte secondary battery has a problem of poor storage characteristics. . That is, the actual situation is that a technique for improving both cycle characteristics and storage characteristics has not yet been established.
[0043]
Therefore, after the non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured, the voltage of the non-aqueous electrolyte secondary battery when it is left, that is, stored, is set within the range of 3.4V to 3.75V. By using a predetermined positive electrode active material and keeping the voltage at the time of storage within a specified range, the nonaqueous electrolyte secondary battery is brought into an appropriate charged state of about 50%. Thereby, a good-quality thin film is formed on the surface of the
[0044]
When the voltage when storing the non-aqueous electrolyte secondary battery is less than 3.4 V, the film formed on the surface of the
[0045]
The voltage when storing the non-aqueous electrolyte secondary battery is more preferably in the range of 3.5V to 3.73V. Thereby, the improvement effect of the storage characteristic of a non-aqueous-electrolyte secondary battery can be acquired further more reliably.
[0046]
Further, the voltage when storing the non-aqueous electrolyte secondary battery is set within the range of 3.4 V to 3.75 V, and a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide are mixed as a positive electrode active material. By using it, the storage characteristic improvement effect of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be remarkably obtained.
[0047]
Here, the reason why the voltage when storing the nonaqueous electrolyte secondary battery is set within the range of 3.4 V to 3.75 V will be described in more detail with reference to FIG.
[0048]
Incidentally, in a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, the state of charge of the battery can be determined by detecting the voltage across the terminals of the non-aqueous electrolyte secondary battery. In other words, in a nonaqueous electrolyte secondary battery, the battery can be controlled to a desired state of charge by controlling the voltage between the terminals of the battery.
[0049]
In a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery using a lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material, deterioration of storage characteristics is suppressed by making a charged state of about 50%.
[0050]
A nonaqueous electrolyte secondary battery (hereinafter referred to as battery A) using a mixture of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material and a carbonaceous material as a negative electrode active material. The discharge curve is shown by a solid line in FIG. Further, a discharge curve of a nonaqueous electrolyte secondary battery (hereinafter referred to as battery B) using a conventional lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material and a carbonaceous material as a negative electrode active material is shown in FIG. Shown with dotted lines. In FIG. 2, the vertical axis represents the battery voltage, and the horizontal axis represents the state of charge of the battery.
[0051]
As is clear from FIG. 2, the battery B using the conventional lithium cobalt composite oxide as the positive electrode active material has an intersection with a line indicating 50% charge state in the vicinity of 3.8V to 3.9V. .
That is, by controlling the voltage when storing the battery B to 3.8 V to 3.9 V, the state of charge of the battery B can be set to about 50%, and the storage characteristics can be improved.
[0052]
However, when a voltage of about 3.8 V to 3.9 V optimum for the battery B is directly applied to the battery A containing the lithium manganese composite oxide and the lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material, it is clear from FIG. Thus, the battery A is in a charged state of about 70% to 80%. As a result, in the battery A, the film formed on the surface of the positive electrode becomes thick, and the heavy load characteristics are deteriorated.
[0053]
Therefore, in accordance with the characteristics of the positive electrode active material to be used, by setting the voltage when storing the battery A within the range of 3.4V to 3.75V, the state of charge of the battery A is about 50%. It can be. As a result, a good-quality film is formed on the surface of the positive electrode, and the storage characteristics of the battery A can be improved.
[0054]
As described above, by using at least one of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material and setting the voltage within the range of 3.4 V to 3.75 V, the state of charge is 50 % Can be moderate. Therefore, it is possible to secure a high energy density and improve the storage characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery.
[0055]
Further, by using a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide in combination as the positive electrode active material, it becomes possible to improve the cycle characteristics, and the effect of improving the storage characteristics can be obtained more reliably.
[0056]
Next, a method for producing the above non-aqueous electrolyte secondary battery will be described.
[0057]
First, the components of the nonaqueous electrolyte secondary battery are assembled as follows to produce a battery precursor.
[0058]
First, the
[0059]
As a specific lithium manganese composite oxide, the general formula LixMn2-yM ’yO4(However, in the formula, x ≧ 0.9 and 0.01 ≦ y ≦ 0.5. Further, M ′ is Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Or a compound represented by one or more of Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, and Ge. In particular, as lithium manganese composite oxide, LixMn2O4However, it is preferable to use a compound represented by the formula (where x ≧ 0.95).
[0060]
Further, as a specific lithium nickel-based composite oxide, a general formula LiNi1-zM ”zO2(However, in the formula, 0.01 ≦ z ≦ 0.5. M ″ is Fe, Co, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, or Ge, which is a compound represented by 1) or more.xCoyAlzO2(However, in the formula, x + y + z = 1. Also, 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, and 0.005 ≦ z ≦ 0.2. It is preferable to use a compound represented by
[0061]
At this time, at least one of the lithium manganese composite oxide and the lithium nickel composite oxide as described above is used as the positive electrode active material. Moreover, it is more preferable to use a mixture of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material.
[0062]
Next, the
[0063]
The
[0064]
Next, the obtained spiral electrode body is sandwiched in the battery can 1 in a state where the pair of insulating
[0065]
Next, for example, a nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving an electrolyte in a nonaqueous solvent at a predetermined concentration is injected into the battery can 1.
[0066]
Next, the battery can 1 is caulked through a sealing
[0067]
Next, at least charging is performed on the battery precursor assembled in this manner, and the voltage is stored in the range of 3.4 V to 3.75 V. Thereby, a non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained.
[0068]
By setting the voltage at the time of storage within the above range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is appropriately charged at about 50%, and a good-quality film is formed on the surface of the
[0069]
In particular, by using a mixture of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide as the positive electrode active material, it is possible to improve the cycle characteristics and improve the storage characteristics more reliably. A battery can be produced.
[0070]
In the above description, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a non-aqueous electrolyte as a non-aqueous electrolyte is taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, in the present invention, any of a polymer solid electrolyte containing an electrolyte salt as a nonaqueous electrolyte and a gel electrolyte obtained by impregnating an organic polymer with a nonaqueous solvent and an electrolyte salt can be used.
[0071]
Examples of the polymer material used for the polymer solid electrolyte include silicone, polyether-modified siloxane, polyacryl, polyacrylonitrile, polyphosphazene-modified polymer, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and composite polymers, cross-linked polymers, and modified polymers thereof. Polymers, acrylonitrile-butadiene rubber, polyacrylonitrile-butadiene styrene, acrylonitrile-polyethylene chloride-propylene-diene-styrene resin, acrylonitrile-vinyl chloride resin, acrylonitrile-methacrylate resin, acrylonitrile-acrylate resin, polyethylene oxide And ether polymers. Moreover, you may use it, mixing 2 or more types among these.
[0072]
Polymer materials include acrylonitrile, vinyl acetate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, itaconic acid, methyl hydroxide acrylate, ethyl hydroxide acrylate, acrylamide, vinyl chloride, fluoride Copolymer with vinylidene or the like, or poly (vinylidene fluoride), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), poly (vinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene), poly (vinylidene fluoride-co- Fluoropolymers such as trifluoroethylene, etc., and mixtures thereof can be used.
[0073]
Further, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is not particularly limited with respect to its shape, such as a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a button shape, and various sizes such as a thin shape and a large size. Can be.
[0074]
【Example】
Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results.
[0075]
First, a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide were prepared as follows.
[0076]
(1) Method for preparing lithium nickel composite oxide
Cobalt oxide, nickel oxide, aluminum hydroxide, and lithium hydroxide were mixed so that Li / Ni / Co / Al = 1 / 0.985 / 0.01 / 0.005, and in oxygen at a temperature of 750 ° C. By firing for 5 hours, LiNi0.985Co0.01Al0.005O2Got.
[0077]
(2) Method for preparing lithium nickel composite oxide
Cobalt oxide, nickel oxide, aluminum hydroxide, and lithium hydroxide were mixed so that Li / Ni / Co / Al = 1 / 0.4 / 0.4 / 0.2, and in oxygen at a temperature of 750 ° C. By firing for 5 hours, LiNi0.4Co0.4Al0.2O2Got.
[0078]
(3) Method for preparing lithium manganese composite oxide
Manganese dioxide and lithium carbonate are mixed so that Li / Mn = 1/2, and fired in the atmosphere at a temperature of 900 ° C. for 5 hours.2O4Got.
[0079]
Example 1
First, the graphite powder used for a negative electrode was produced.
[0080]
100 parts by weight of coal-based coke and 30 parts by weight of coal tar-based pitch as a binder were added and mixed at about 100 ° C., followed by compression molding with a press to obtain a carbon molded body precursor. This carbon molded body precursor was heat-treated at 1000 ° C. or lower to obtain a carbon molded body.
[0081]
The carbon molded body was impregnated with a binder pitch dissolved at 200 ° C. or lower, and then a pitch impregnation / firing step in which heat treatment was performed at 1000 ° C. or lower was repeated several times. Thereafter, this carbon molded body was heat-treated at 2800 ° C. in an inert gas stream to obtain a graphitized molded body, and then pulverized and classified to prepare a graphite powder.
[0082]
Using the graphite powder produced as described above, a negative electrode was produced as follows. After mixing 90 parts by weight of graphite powder and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, it is dispersed in N-methylpyrrolidone serving as a solvent to form a slurry to obtain a negative electrode mixture slurry. It was. The negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a 10 μm-thick strip-shaped copper foil as a negative electrode current collector and dried, followed by compression molding with a roll press at a constant pressure to produce a strip-shaped negative electrode.
[0083]
Next, a positive electrode was produced as follows.
[0084]
Lithium manganese composite oxide (LiMn) obtained by the preparation method of (3) described above2O4) And 80% by weight of lithium nickel composite oxide (LiNi) obtained by the preparation method of (1) described above0.985Co0.01Al0.005O2) Was mixed with 20% by weight, and this mixture was used as a positive electrode active material.
[0085]
A positive electrode mixture was prepared by mixing 91% by weight of this positive electrode active material, 6% by weight of graphite as a conductive agent, and 3% by weight of polyvinylidene fluoride, and dispersed in N-methylpyrrolidone to form a slurry. A negative electrode mixture slurry was obtained. This negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a 20 μm-thick belt-like aluminum foil as a positive electrode current collector and dried, and then compression-molded with a roll press at a constant pressure to produce a belt-like positive electrode.
[0086]
The strip-shaped negative electrode and the strip-shaped positive electrode prepared as described above were laminated through a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm and wound many times to prepare a spiral electrode body.
[0087]
This spiral electrode body was housed in a nickel-plated iron battery can, and insulating plates were disposed on both the upper and lower surfaces of the spiral electrode body. In order to collect the positive electrode and the negative electrode, the aluminum lead is led out from the positive electrode current collector to lead to a safety valve device having a current interrupt device and a thermal resistance element, and the nickel lead is led out from the negative electrode current collector. Welded each battery can.
[0088]
Next, in a battery can, an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate, LiPF6A non-aqueous electrolyte obtained by dissolving 1 mol of was injected.
[0089]
Next, the battery lid was fixed to the battery can by caulking through a gasket coated with asphalt to produce a battery precursor of a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm.
[0090]
Finally, the non-aqueous electrolyte secondary battery was obtained by setting the charging voltage to 3.4 V and charging the battery precursor with a constant current of 500 mA. The obtained nonaqueous electrolyte secondary battery is maintained at a voltage of 3.4 V, that is, stored.
[0091]
Example 2
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was set to 3.5V.
[0092]
Example 3
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was set to 3.73V.
[0093]
Example 4
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was set to 3.75V.
[0094]
Comparative Example 1
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was set to 3.3V.
[0095]
Comparative Example 2
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was set to 3.78V.
[0096]
Example 5
The mixing ratio of the positive electrode active material was determined using the lithium manganese composite oxide (LiMn) obtained by the preparation method of (3) described above.2O4) And 20% by weight of lithium nickel-based composite oxide (LiNi) obtained by the preparation method of (1) described above.0.985Co0.01Al0.005O2) Was set to 80% by weight, and a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.
[0097]
Example 6
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 5 except that the charging voltage was set to 3.5V.
[0098]
Example 7
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 5 except that the charging voltage was set to 3.73V.
[0099]
Example 8
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 5 except that the charging voltage was set to 3.75V.
[0100]
Comparative Example 3
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 5 except that the charging voltage was set to 3.3V.
[0101]
Comparative Example 4
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 5 except that the charging voltage was set to 3.78V.
[0102]
Example 9
The mixing ratio of the positive electrode active material was determined using the lithium manganese composite oxide (LiMn) obtained by the preparation method of (3) described above.2O4) 80% by weight and the lithium nickel composite oxide (LiNi) obtained by the preparation method of (2) described above.0.4Co0.4Al0.2O2) Was mixed with 20% by weight, and a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this mixture was used as a positive electrode active material.
[0103]
Example 10
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the charging voltage was set to 3.5V.
[0104]
Example 11
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the charging voltage was set to 3.73V.
[0105]
Example 12
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the charging voltage was set to 3.75V.
[0106]
Comparative Example 5
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the charging voltage was set to 3.3V.
[0107]
Comparative Example 6
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the charging voltage was set to 3.78V.
[0108]
Example 13
As a positive electrode active material, lithium manganese composite oxide (LiMn) obtained by the preparation method of (3) described above2O4A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 4 except that only a) was used.
[0109]
Example 14
As a positive electrode active material, a lithium nickel composite oxide (LiNi obtained by the preparation method of (1) described above)0.985Co0.01Al0.005O2A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 4 except that only a) was used.
[0110]
About the Example 1- Example 14 produced as mentioned above and the comparative example 1- comparative example 6, the preservation | save test was done as follows.
[0111]
That is, first, each nonaqueous electrolyte secondary battery was fully charged under conditions of a voltage of 4.20 V, a charging current of 1000 mA, and a charging time of 2.5 hours, and then a discharge current of 1500 mA and a final voltage of 3.0 V. Discharging was performed under the conditions, and the initial capacity A at this time was measured.
[0112]
Next, the batteries fully charged under the above-described conditions were stored at 60 ° C. for 2 weeks, and then each non-aqueous electrolyte secondary battery was discharged under conditions of a discharge current of 1500 mA and a final voltage of 3.0V.
[0113]
Next, after charging again under the above conditions, discharging was performed under the above conditions, and the capacity B at this time was measured.
[0114]
And the capacity | capacitance B with respect to the initial stage capacity A was represented by the percentage as a capacity | capacitance recovery rate.
[0115]
The above results are shown in Table 1 below.
[0116]
[Table 1]
[0117]
As is clear from Table 1, a mixture of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide was used as the positive electrode active material, and the voltage during storage was within a range of 3.4 V to 3.75 V. In Examples 1 to 12, a high initial capacity was exhibited, and a capacity recovery rate was a high value exceeding 90%.
[0118]
However, in Comparative Example 1, Comparative Example 3 and Comparative Example 5 in which the voltage during storage was 3.3 V, the capacity recovery rate was low and it was found that the storage characteristics were inferior.
[0119]
On the contrary, Comparative Example 2, Comparative Example 4 and Comparative Example 6 in which the voltage at the time of storage is 3.78 V are inferior to the capacity recovery rate compared to Examples 1 to 12, and the initial capacity is low. Indicated.
[0120]
From the above results, it was found that a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of achieving both high capacity and storage characteristics can be realized by setting the voltage during storage within the range of 3.4 V to 3.75 V.
[0121]
In addition, from the result of Table 1, even when the mixing ratio of the lithium manganese composite oxide and the lithium nickel composite oxide of the positive electrode active material is changed, the voltage at the time of storage is 3.4 V to 3.75 V. It turned out that a favorable result can be obtained by making it in the range of this.
[0122]
In addition, even when the composition of the lithium nickel composite oxide contained as the positive electrode active material is changed, by setting the voltage during storage within the range of 3.4 V to 3.75 V, good results are obtained. It turns out that it is obtained.
[0123]
In addition, Example 13 and Example 14 using lithium manganese composite oxide or lithium nickel composite oxide alone as the positive electrode active material also showed high initial capacity and capacity recovery rate. From this result, even when the positive electrode active material contains only one of the lithium manganese composite oxide or the lithium nickel composite oxide, excellent storage characteristics are exhibited by keeping the voltage within the specified range. It was found that a nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained.
[0124]
【Effect of the invention】
As is clear from the above description, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention contains and stores at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material. Is set within the range of 3.4V to 3.75V. For this reason, the non-aqueous electrolyte secondary battery is appropriately charged at about 50%, thereby forming a good-quality film on the surface of the positive electrode. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that realizes good storage characteristics while ensuring a high energy density.
[0125]
In addition, the non-aqueous electrolyte secondary battery manufacturing method according to the present invention contains at least one of a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material, and the voltage when stored is 3. Charging is performed so as to be within the range of 4V to 3.75V. As a result, the state of charge of the nonaqueous electrolyte secondary battery is moderated to about 50%, and a high-quality film is formed on the surface of the positive electrode. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture a non-aqueous electrolyte secondary battery that ensures high energy density and realizes good storage characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one structural example of a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing discharge curves of a battery A using a lithium manganese composite oxide and a lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material, and a battery B using a lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material. .
[Explanation of symbols]
1 battery can, 2 positive electrode, 3 negative electrode, 4 separator
Claims (8)
上記正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物及びリチウムニッケル系複合酸化物のうち、少なくとも一方を含有し、
上記リチウムマンガン複合酸化物は、一般式Li x Mn 2 O 4 (ただし、式中、x≧0.95である。)で表され、
上記リチウムニッケル系複合酸化物は、一般式LiNi x Co y Al z O 2 (ただし、式中、x+y+z=1である。また、0.4≦x≦0.985であり、0.01≦y≦0.4であり、0.005≦z≦0.2である。)で表され、
初充電により電圧が3.4V〜3.75Vの範囲内に維持されることを特徴とする非水電解質二次電池。A positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a carbonaceous material that can be doped and dedoped with lithium, and a non-aqueous electrolyte,
As the positive electrode active material, containing at least one of lithium manganese composite oxide and lithium nickel composite oxide,
The lithium manganese composite oxide is represented by the general formula Li x Mn 2 O 4 (where x ≧ 0.95).
The lithium nickel composite oxide is represented by the general formula LiNi x Co y Al z O 2 ( where in the formula, is x + y + z = 1. In addition, a 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, 0.005 ≦ z ≦ 0.2.)
A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that the voltage is maintained within a range of 3.4 V to 3.75 V by initial charging.
上記電池前駆体に対して、少なくとも充電を行い、初充電により電圧が3.4V〜3.75Vの範囲内に維持される充電工程とを有することを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。It has a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a carbonaceous material that can be doped and dedoped with lithium, and a non-aqueous electrolyte. As the positive electrode active material, the general formula Li x Mn 2 O 4 (however, , where a x ≧ 0.95.) lithium-manganese composite oxide represented by the general formula LiNi x Co y Al z O 2 ( where in the formula, is x + y + z = 1. Further, 0.4 ≦ x ≦ 0.985, 0.01 ≦ y ≦ 0.4, and 0.005 ≦ z ≦ 0.2.) At least one of the lithium nickel composite oxides represented by An assembly process for producing a battery precursor of a non-aqueous electrolyte secondary battery containing;
The battery precursor is charged at least, and has a charging step in which the voltage is maintained in the range of 3.4 V to 3.75 V by the initial charging, and manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery Method.
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