JP2002270175A - 二次電源 - Google Patents
二次電源Info
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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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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】容量が大きく、急速充放電サイクル信頼性に優
れた二次電源の提供。 【解決手段】活性炭を含む正極と、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12、
またはリチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材料とＬ
ｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系の負極と、リチウム塩を含む
有機電解液と、を有することを特徴とする二次電源。前
記負極の炭素材料はＸ線広角回折法による（００２）面
の面間隔が０．３３５〜０．４１０ｎｍで、混合系の割
合はＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２が２０〜５０質量％、炭素材料
が８０〜５０質量％である。
れた二次電源の提供。 【解決手段】活性炭を含む正極と、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12、
またはリチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材料とＬ
ｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系の負極と、リチウム塩を含む
有機電解液と、を有することを特徴とする二次電源。前
記負極の炭素材料はＸ線広角回折法による（００２）面
の面間隔が０．３３５〜０．４１０ｎｍで、混合系の割
合はＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２が２０〜５０質量％、炭素材料
が８０〜５０質量％である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電容量が高く、
大電流での充放電サイクル信頼性に優れる二次電源に関
する。
大電流での充放電サイクル信頼性に優れる二次電源に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタの電極に
は、正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極が
使用されている。電気二重層キャパシタの耐電圧は、水
系電解液を使用すると１．２Ｖ、有機系電解液を使用す
ると２．５〜３．０Ｖである。電気二重層キャパシタの
エネルギは耐電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い
有機電解液の方が水系電解液より高エネルギである。し
かし、有機電解液を使用した電気二重層キャパシタでも
そのエネルギ密度は鉛蓄電池等の二次電池の１／１０以
下であり、さらなるエネルギ密度の向上が必要とされて
いる。
は、正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極が
使用されている。電気二重層キャパシタの耐電圧は、水
系電解液を使用すると１．２Ｖ、有機系電解液を使用す
ると２．５〜３．０Ｖである。電気二重層キャパシタの
エネルギは耐電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い
有機電解液の方が水系電解液より高エネルギである。し
かし、有機電解液を使用した電気二重層キャパシタでも
そのエネルギ密度は鉛蓄電池等の二次電池の１／１０以
下であり、さらなるエネルギ密度の向上が必要とされて
いる。
【０００３】これに対し、特開昭６４−１４８８２号公
報には、活性炭を主体とする電極を正極とし、Ｘ線回折
による［００２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６
ｎｍである炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵
させた電極を負極とする上限電圧３．０Ｖの二次電源が
提案されている。また、特開平８−１０７０４８号公報
には、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にあ
らかじめ化学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオ
ンを吸蔵させた炭素材料を負極に用いる電池が提案され
ている。特開平９−５５３４２号公報には、リチウムイ
オンを吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形
成しない多孔質集電体に担持させる負極を有する、上限
電圧４．０Ｖの二次電源が提案されている。
報には、活性炭を主体とする電極を正極とし、Ｘ線回折
による［００２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６
ｎｍである炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵
させた電極を負極とする上限電圧３．０Ｖの二次電源が
提案されている。また、特開平８−１０７０４８号公報
には、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にあ
らかじめ化学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオ
ンを吸蔵させた炭素材料を負極に用いる電池が提案され
ている。特開平９−５５３４２号公報には、リチウムイ
オンを吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形
成しない多孔質集電体に担持させる負極を有する、上限
電圧４．０Ｖの二次電源が提案されている。
【０００４】正極に活性炭を用い、負極にリチウムイオ
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を用いた二次電源は、従
来の正極、負極ともに活性炭を用いた電気二重層キャパ
シタより高電圧で作動できかつ高容量とすることができ
る。また、電気二重層キャパシタ、上記二次電源以外
に、高性能な二次電源としては正極にリチウム含有酸化
物、負極に炭素材料を用いるリチウムイオン二次電池が
ある。リチウムイオン二次電池は電気二重層キャパシタ
に比べて高電圧で作動できかつ高容量という性質を有す
るが、抵抗が高く、急速充放電サイクルによる寿命が電
気二重層キャパシタに比べ著しく短い問題があった。上
記電気二重層キャパシタ以外の二次電源とリチウムイオ
ン二次電池のいずれも上限作動電圧が４．０Ｖ以上に達
するが、有効な容量が得られるのは上限電圧から２．７
Ｖ付近までの電圧範囲である。２．７Ｖ以下では、ほと
んど容量が得られないため、作動電圧２．７Ｖ以下の使
用に対応できない。
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を用いた二次電源は、従
来の正極、負極ともに活性炭を用いた電気二重層キャパ
シタより高電圧で作動できかつ高容量とすることができ
る。また、電気二重層キャパシタ、上記二次電源以外
に、高性能な二次電源としては正極にリチウム含有酸化
物、負極に炭素材料を用いるリチウムイオン二次電池が
ある。リチウムイオン二次電池は電気二重層キャパシタ
に比べて高電圧で作動できかつ高容量という性質を有す
るが、抵抗が高く、急速充放電サイクルによる寿命が電
気二重層キャパシタに比べ著しく短い問題があった。上
記電気二重層キャパシタ以外の二次電源とリチウムイオ
ン二次電池のいずれも上限作動電圧が４．０Ｖ以上に達
するが、有効な容量が得られるのは上限電圧から２．７
Ｖ付近までの電圧範囲である。２．７Ｖ以下では、ほと
んど容量が得られないため、作動電圧２．７Ｖ以下の使
用に対応できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、急速
充放電が可能でエネルギー密度が高く、充放電サイクル
信頼性の高い二次電源を提供することを目的とする。
充放電が可能でエネルギー密度が高く、充放電サイクル
信頼性の高い二次電源を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性炭を含む
正極と、第１の態様としてチタン酸リチウム（以下Ｌｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12と略す）を活物質として含むまたは、第２
の態様としてリチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材
料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12とを混合系活物質として含む負極
と、リチウム塩を含む有機電解液と、を有することを特
徴とする二次電源を提供する。本明細書において、リチ
ウムイオンを吸蔵、脱離しうるＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を含む
負極と集電体とを接合して一体化させたものを負極体と
いう。活性炭を含む正極と集電体とを接合して一体化さ
せたものを正極体と定義する。また、二次電池も電気二
重層キャパシタも二次電源の１種であるが、本明細書で
は、正極に活性炭を含み、負極にリチウムイオンを吸
蔵、脱離しうるＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12および／または、炭素
材料を含む特定の構成の二次電源を単に二次電源とい
う。
正極と、第１の態様としてチタン酸リチウム（以下Ｌｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12と略す）を活物質として含むまたは、第２
の態様としてリチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材
料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12とを混合系活物質として含む負極
と、リチウム塩を含む有機電解液と、を有することを特
徴とする二次電源を提供する。本明細書において、リチ
ウムイオンを吸蔵、脱離しうるＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を含む
負極と集電体とを接合して一体化させたものを負極体と
いう。活性炭を含む正極と集電体とを接合して一体化さ
せたものを正極体と定義する。また、二次電池も電気二
重層キャパシタも二次電源の１種であるが、本明細書で
は、正極に活性炭を含み、負極にリチウムイオンを吸
蔵、脱離しうるＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12および／または、炭素
材料を含む特定の構成の二次電源を単に二次電源とい
う。
【０００７】スピネル型結晶構造を有するＬｉ4 Ｔｉ5
Ｏ12で示されるチタン酸リチウム材料は、充放電電位は
Ｌｉ+ ／Ｌｉ電位に対して１．５Ｖ付近にあり、一方、
正極の活性炭はＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して４．０Ｖ〜
４．２Ｖまで分極が可能であるため、活性炭正極とＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12負極とを組み合せた新たな二次電源系の上
限作動電圧は２．５Ｖ〜２．７Ｖ級であり、下限は１．
５Ｖである。炭素材料へのリチウムイオンの吸蔵、脱離
反応はＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して主に１．０〜０Ｖの範
囲で起こり、１．０Ｖ以上ではほとんど容量の取れない
電位である。一方、電気二重層キャパシタの場合、正負
極ともに活性炭であり、２．７Ｖまで充電した時に、正
負極の活性炭質量あたりの放電容量は約３０ｍＡｈ/ ｇ
である。一方、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12質量あたりの放電容量
は約１５０ｍＡｈ/ ｇであり、ほぼ活性炭の５倍に相当
する。また、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12は充放電時の電位変化が
非常に平坦であり、二次電源の容量を最大限に引出すこ
とができるため、電気二重層キャパシタより高エネルギ
ー密度が得られる。
Ｏ12で示されるチタン酸リチウム材料は、充放電電位は
Ｌｉ+ ／Ｌｉ電位に対して１．５Ｖ付近にあり、一方、
正極の活性炭はＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して４．０Ｖ〜
４．２Ｖまで分極が可能であるため、活性炭正極とＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12負極とを組み合せた新たな二次電源系の上
限作動電圧は２．５Ｖ〜２．７Ｖ級であり、下限は１．
５Ｖである。炭素材料へのリチウムイオンの吸蔵、脱離
反応はＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して主に１．０〜０Ｖの範
囲で起こり、１．０Ｖ以上ではほとんど容量の取れない
電位である。一方、電気二重層キャパシタの場合、正負
極ともに活性炭であり、２．７Ｖまで充電した時に、正
負極の活性炭質量あたりの放電容量は約３０ｍＡｈ/ ｇ
である。一方、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12質量あたりの放電容量
は約１５０ｍＡｈ/ ｇであり、ほぼ活性炭の５倍に相当
する。また、Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12は充放電時の電位変化が
非常に平坦であり、二次電源の容量を最大限に引出すこ
とができるため、電気二重層キャパシタより高エネルギ
ー密度が得られる。
【０００８】上述したように正極の活性炭はＬｉ+ ／Ｌ
ｉ電位に対して４．２Ｖまで分極が可能であるため、活
性炭正極と炭素材料単独の負極とを組み合せた場合、有
効な作動電圧範囲は４．２〜２．５Ｖである。炭素材料
とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系材料を負極として用い
て、活性炭の正極と組み合せた新たな二次電源は４．２
〜１．５Ｖまでの広い電圧範囲で作動可能であり、従来
の正負極ともに活性炭を用いた電気二重層キャパシタよ
り高電圧かつ高容量とすることができる。
ｉ電位に対して４．２Ｖまで分極が可能であるため、活
性炭正極と炭素材料単独の負極とを組み合せた場合、有
効な作動電圧範囲は４．２〜２．５Ｖである。炭素材料
とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系材料を負極として用い
て、活性炭の正極と組み合せた新たな二次電源は４．２
〜１．５Ｖまでの広い電圧範囲で作動可能であり、従来
の正負極ともに活性炭を用いた電気二重層キャパシタよ
り高電圧かつ高容量とすることができる。
【０００９】リチウムイオン二次電池は、正極はリチウ
ム含有遷移金属酸化物を主体とする電極、負極はリチウ
ムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を主体とする電極
であり、充電によりリチウムイオンが正極のリチウム含
有遷移金属酸化物から脱離し、負極のリチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料へ吸蔵され、放電により負極
からリチウムイオンが脱離し、正極にリチウムイオンが
吸蔵される。したがって、本質的には電解液中のリチウ
ムイオンは電池の充放電に関与しない。
ム含有遷移金属酸化物を主体とする電極、負極はリチウ
ムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を主体とする電極
であり、充電によりリチウムイオンが正極のリチウム含
有遷移金属酸化物から脱離し、負極のリチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料へ吸蔵され、放電により負極
からリチウムイオンが脱離し、正極にリチウムイオンが
吸蔵される。したがって、本質的には電解液中のリチウ
ムイオンは電池の充放電に関与しない。
【００１０】一方、本発明の二次電源は、充電により電
解液中のアニオンが正極の活性炭に吸着し、電解液中の
リチウムイオンが負極のリチウムイオンを吸蔵、脱離し
うるチタン酸リチウムへ吸蔵される。そして放電により
負極からリチウムイオンが脱離し、正極ではアニオンが
脱着する。すなわち、本発明の二次電源では充放電に電
解液の溶質が本質的に関与しており、リチウムイオン電
池とは充放電の機構が異なっている。そしてリチウムイ
オン二次電池のように、正極活性物質自体にリチウムイ
オンが吸蔵、脱離することがなく、リチウムイオンの吸
蔵、脱離にともなう正極の劣化が起こらない。
解液中のアニオンが正極の活性炭に吸着し、電解液中の
リチウムイオンが負極のリチウムイオンを吸蔵、脱離し
うるチタン酸リチウムへ吸蔵される。そして放電により
負極からリチウムイオンが脱離し、正極ではアニオンが
脱着する。すなわち、本発明の二次電源では充放電に電
解液の溶質が本質的に関与しており、リチウムイオン電
池とは充放電の機構が異なっている。そしてリチウムイ
オン二次電池のように、正極活性物質自体にリチウムイ
オンが吸蔵、脱離することがなく、リチウムイオンの吸
蔵、脱離にともなう正極の劣化が起こらない。
【００１１】また、リチウムイオン二次電池の場合、充
放電を行う際、負極の炭素材料の層間へのリチウムイオ
ンの吸蔵、脱離に伴って、炭素結晶のＬｃ方向の寸法変
化が起きる。この寸法変化により炭素表面の被膜が破壊
されることや、炭素粒子間の接合を緩めることなどの不
具合が発生し、セルの容量の低下や抵抗の上昇の原因に
なる。そこで、本発明の第１の態様は負極に、リチウム
の吸蔵脱離に伴う寸法変化がほとんどないスピネル型結
晶構造を有するチタン酸リチウムを用いることによっ
て、炭素負極に起因する劣化を防ぐことができる。本発
明の二次電源は充放電サイクルによる劣化が非常に少な
く、長期的信頼性に優れている。
放電を行う際、負極の炭素材料の層間へのリチウムイオ
ンの吸蔵、脱離に伴って、炭素結晶のＬｃ方向の寸法変
化が起きる。この寸法変化により炭素表面の被膜が破壊
されることや、炭素粒子間の接合を緩めることなどの不
具合が発生し、セルの容量の低下や抵抗の上昇の原因に
なる。そこで、本発明の第１の態様は負極に、リチウム
の吸蔵脱離に伴う寸法変化がほとんどないスピネル型結
晶構造を有するチタン酸リチウムを用いることによっ
て、炭素負極に起因する劣化を防ぐことができる。本発
明の二次電源は充放電サイクルによる劣化が非常に少な
く、長期的信頼性に優れている。
【００１２】安定したサイクル特性を得るためには、負
極の作動電位をＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して１．５Ｖ付近
に維持する必要がある。なぜなら、負極が過充電された
場合、電位が１．５Ｖ以下に低下し、１．０Ｖより低い
電位になると、電解液の分解を引起し、容量の低下が起
こる。負極の過充電を防ぐためには正極の容量より負極
の容量を大きく設定する必要がある。具体的には負極と
正極の容量比（負極の容量／正極の容量）を１．０５〜
１．３の範囲にすることが好ましい。上記容量比を１．
０５より小さくすると、大電流充電時Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12
負極内のＬｉイオンの拡散が電流に追いつかなくなると
負極近傍の電位が低下し、電解液の分解を引起す。ま
た、容量比を１．３０より大きくすると、二次電源全体
のエネルギー密度が低下することになる。上述したよう
に、活性炭とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12では質量あたりの放電容
量がＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の方が約５倍大きいので上記容量
比となるように正極中の活性炭の量と負極中のＬｉ4 Ｔ
ｉ5 Ｏ12の量を調整すればよい。
極の作動電位をＬｉ+ ／Ｌｉ電位に対して１．５Ｖ付近
に維持する必要がある。なぜなら、負極が過充電された
場合、電位が１．５Ｖ以下に低下し、１．０Ｖより低い
電位になると、電解液の分解を引起し、容量の低下が起
こる。負極の過充電を防ぐためには正極の容量より負極
の容量を大きく設定する必要がある。具体的には負極と
正極の容量比（負極の容量／正極の容量）を１．０５〜
１．３の範囲にすることが好ましい。上記容量比を１．
０５より小さくすると、大電流充電時Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12
負極内のＬｉイオンの拡散が電流に追いつかなくなると
負極近傍の電位が低下し、電解液の分解を引起す。ま
た、容量比を１．３０より大きくすると、二次電源全体
のエネルギー密度が低下することになる。上述したよう
に、活性炭とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12では質量あたりの放電容
量がＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の方が約５倍大きいので上記容量
比となるように正極中の活性炭の量と負極中のＬｉ4 Ｔ
ｉ5 Ｏ12の量を調整すればよい。
【００１３】本発明の第２の態様において本発明者らは
鋭意研究により、炭素材料とＬｉ4Ｔｉ5 Ｏ12との混合
系を負極として用いると負極による劣化を最小限にする
ことができ、炭素材料やＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12のいずれかを
単独で用いた負極の場合よりも充放電サイクル特性が向
上することを見出した。その機構についてはまだ明白で
はないが、炭素材料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12のそれぞれの吸
蔵脱離反応が起こる電位は相手材料にとって不可逆反応
の起こりうる電位範囲にあるため、可逆な吸蔵脱離反応
が先行し、負極全体のクーロン効率を向上することによ
り充放電サイクル特性が改善されたと考えられる。
鋭意研究により、炭素材料とＬｉ4Ｔｉ5 Ｏ12との混合
系を負極として用いると負極による劣化を最小限にする
ことができ、炭素材料やＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12のいずれかを
単独で用いた負極の場合よりも充放電サイクル特性が向
上することを見出した。その機構についてはまだ明白で
はないが、炭素材料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12のそれぞれの吸
蔵脱離反応が起こる電位は相手材料にとって不可逆反応
の起こりうる電位範囲にあるため、可逆な吸蔵脱離反応
が先行し、負極全体のクーロン効率を向上することによ
り充放電サイクル特性が改善されたと考えられる。
【００１４】本発明の第２の態様において混合系の負極
の活性物質中のＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の割合が２０〜５０質
量％であることが好ましい。Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の質量単
位の理論容量は約１５０ｍＡｈ/ ｇであり、炭素材料の
質量単位理論容量( ＞３００ｍＡｈ/ ｇ) の半分以下で
ある。５０質量％より多いＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を混入する
と、全体の高容量化に悪影響する。２０質量％より少な
いと、混合系によるサイクル特性を向上する効果があら
われにくい。混合系負極中の炭素材料は特に限定され
ず、Ｘ線広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ００
２が０．３３５〜０．４１０ｎｍの炭素材料が好ましく
使用できる。特に充放電に伴う寸法変化が小さく、プロ
ピレンカーボネート( 以下ＰＣと略す) を主体とする電
解液でも安定であることからｄ００２が０．３４５〜
０．３９０ｎｍである炭素材料が好ましく、なかでもｄ
００２が０．３７０〜０．３８０ｎｍである難黒鉛化炭
素が好ましい。
の活性物質中のＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の割合が２０〜５０質
量％であることが好ましい。Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の質量単
位の理論容量は約１５０ｍＡｈ/ ｇであり、炭素材料の
質量単位理論容量( ＞３００ｍＡｈ/ ｇ) の半分以下で
ある。５０質量％より多いＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12を混入する
と、全体の高容量化に悪影響する。２０質量％より少な
いと、混合系によるサイクル特性を向上する効果があら
われにくい。混合系負極中の炭素材料は特に限定され
ず、Ｘ線広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ００
２が０．３３５〜０．４１０ｎｍの炭素材料が好ましく
使用できる。特に充放電に伴う寸法変化が小さく、プロ
ピレンカーボネート( 以下ＰＣと略す) を主体とする電
解液でも安定であることからｄ００２が０．３４５〜
０．３９０ｎｍである炭素材料が好ましく、なかでもｄ
００２が０．３７０〜０．３８０ｎｍである難黒鉛化炭
素が好ましい。
【００１５】また、本発明における電解液の溶媒として
は、ＰＣ、エチレンカーボネート(以下ＥＣと略す) 、
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチル
メチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラ
ン、ジメトキシエタン等が挙げられ、これらを単独で、
又は２種以上の混合溶媒として使用できる。なかでも、
正極の活性炭との相性や、耐電圧の安定性および低温特
性などの点では、主溶媒として、ＰＣが好ましい。Ｌｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12負極または、難黒鉛化炭素とＬｉ 4 Ｔｉ5
Ｏ12との混合系負極を使用する場合は、ＰＣ溶媒中、難
黒鉛化炭素の負極上での典型的なＰＣの電気分解が起こ
らないため、ＰＣ主溶媒の電解液中でも安定な充放電サ
イクル特性が得られる。
は、ＰＣ、エチレンカーボネート(以下ＥＣと略す) 、
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチル
メチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラ
ン、ジメトキシエタン等が挙げられ、これらを単独で、
又は２種以上の混合溶媒として使用できる。なかでも、
正極の活性炭との相性や、耐電圧の安定性および低温特
性などの点では、主溶媒として、ＰＣが好ましい。Ｌｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12負極または、難黒鉛化炭素とＬｉ 4 Ｔｉ5
Ｏ12との混合系負極を使用する場合は、ＰＣ溶媒中、難
黒鉛化炭素の負極上での典型的なＰＣの電気分解が起こ
らないため、ＰＣ主溶媒の電解液中でも安定な充放電サ
イクル特性が得られる。
【００１６】本発明における有機電解液に含まれるリチ
ウム塩は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4 、Ｌ
ｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＬｉＣ
（ＳＯ 2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ6 か
らなる群から選ばれる１種以上が好ましい。電解液中の
リチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍｏｌ／Ｌ、さらに
は０．５〜２ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
ウム塩は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4 、Ｌ
ｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＬｉＣ
（ＳＯ 2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ6 か
らなる群から選ばれる１種以上が好ましい。電解液中の
リチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍｏｌ／Ｌ、さらに
は０．５〜２ｍｏｌ／Ｌが好ましい。
【００１７】本発明における正極に含まれる活性炭は、
比表面積が８００〜３０００ｍ2 ／ｇであることが好ま
しい。活性炭の原料、賦活条件は限定されないが、例え
ば原料としては、やしがら、フェノール樹脂、石油コー
クス等が挙げられ、賦活方法としては水蒸気賦活法、溶
融アルカリ賦活法等が挙げられる。特にやしがら又はフ
ェノール樹脂を原料として水蒸気賦活して得られる活性
炭が好ましい。正極の抵抗を低くするために、正極中に
導電材として導電性のカーボンブラック又は黒鉛を含ま
せておくのも好ましく、このとき導電材は正極中に０．
１〜２０質量％含まれることが好ましい。
比表面積が８００〜３０００ｍ2 ／ｇであることが好ま
しい。活性炭の原料、賦活条件は限定されないが、例え
ば原料としては、やしがら、フェノール樹脂、石油コー
クス等が挙げられ、賦活方法としては水蒸気賦活法、溶
融アルカリ賦活法等が挙げられる。特にやしがら又はフ
ェノール樹脂を原料として水蒸気賦活して得られる活性
炭が好ましい。正極の抵抗を低くするために、正極中に
導電材として導電性のカーボンブラック又は黒鉛を含ま
せておくのも好ましく、このとき導電材は正極中に０．
１〜２０質量％含まれることが好ましい。
【００１８】正極体の作製方法としては、例えば活性炭
粉末と導電材との混合物にバインダとしてポリテトラフ
ルオロエチレンを混合し、混練した後シート状に成形し
て正極とし、これを集電体に導電性接着剤を用いて固定
する方法がある。また、バインダとしてポリフッ化ビニ
リデン、ポリアミドイミド、ポリイミド等を溶解したワ
ニスに活性炭粉末と導電材粉末とを分散させ、この液を
ドクターブレード法等によって集電体上に塗工し、乾燥
して得てもよい。正極中に含まれるバインダの量は、正
極体の強度と容量等の特性とのバランスから１〜２０質
量％であることが好ましい。
粉末と導電材との混合物にバインダとしてポリテトラフ
ルオロエチレンを混合し、混練した後シート状に成形し
て正極とし、これを集電体に導電性接着剤を用いて固定
する方法がある。また、バインダとしてポリフッ化ビニ
リデン、ポリアミドイミド、ポリイミド等を溶解したワ
ニスに活性炭粉末と導電材粉末とを分散させ、この液を
ドクターブレード法等によって集電体上に塗工し、乾燥
して得てもよい。正極中に含まれるバインダの量は、正
極体の強度と容量等の特性とのバランスから１〜２０質
量％であることが好ましい。
【００１９】本発明において、負極に用いるＬｉ4 Ｔｉ
5 Ｏ12は例えばＬｉＯＨとＴｉＯ2をモル比４：５とな
るように混合し、その混合物を７００℃から９００℃ま
での温度で酸素雰囲気中１０時間焼成して得たものが使
用できる。Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の比表面積が１．０〜３．
０ｍ2 ／ｇのものが好ましい。１．０ｍ2 ／ｇより小さ
いものは、電極反応に寄与する有効面積が小さく、大電
流による充放電に対応できないことがある。一方、３．
０ｍ2 ／ｇより大きくなると、活性表面が大きくなり、
表面での有機電解液の分解によるクーロン効率の低下が
起こるおそれがある。本発明における負極体は、正極同
様Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12にカーボンブラックや、気相成長炭
素繊維材料等の導電材と混合し、ポリテトラフルオロエ
チレンをバインダとして混練してシート状に成形して負
極を形成し、導電性接着剤を用いて集電体に接着させて
得ることができる。
5 Ｏ12は例えばＬｉＯＨとＴｉＯ2をモル比４：５とな
るように混合し、その混合物を７００℃から９００℃ま
での温度で酸素雰囲気中１０時間焼成して得たものが使
用できる。Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12の比表面積が１．０〜３．
０ｍ2 ／ｇのものが好ましい。１．０ｍ2 ／ｇより小さ
いものは、電極反応に寄与する有効面積が小さく、大電
流による充放電に対応できないことがある。一方、３．
０ｍ2 ／ｇより大きくなると、活性表面が大きくなり、
表面での有機電解液の分解によるクーロン効率の低下が
起こるおそれがある。本発明における負極体は、正極同
様Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12にカーボンブラックや、気相成長炭
素繊維材料等の導電材と混合し、ポリテトラフルオロエ
チレンをバインダとして混練してシート状に成形して負
極を形成し、導電性接着剤を用いて集電体に接着させて
得ることができる。
【００２０】本発明の第２の態様における負極体は、正
極同様炭素材料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12と必要により用いら
れる導電材とをポリテトラフルオロエチレンをバインダ
として混練してシート状に成形して負極を形成し、導電
性接着剤を用いて集電体に接着させて得ることができ
る。また、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミドイミド又
はポリイミドをバインダとし、バインダとなる樹脂又は
その前駆体を有機溶媒に溶解させた溶液に前記炭素材料
とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12と必要により用いられる導電材とを
分散させ、集電体に塗工し、乾燥させて得る方法もあ
る。これらの方法の中でも集電体に塗工する方法がより
好ましい。
極同様炭素材料とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12と必要により用いら
れる導電材とをポリテトラフルオロエチレンをバインダ
として混練してシート状に成形して負極を形成し、導電
性接着剤を用いて集電体に接着させて得ることができ
る。また、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミドイミド又
はポリイミドをバインダとし、バインダとなる樹脂又は
その前駆体を有機溶媒に溶解させた溶液に前記炭素材料
とＬｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12と必要により用いられる導電材とを
分散させ、集電体に塗工し、乾燥させて得る方法もあ
る。これらの方法の中でも集電体に塗工する方法がより
好ましい。
【００２１】集電体に前記溶液を塗工して負極体を得る
方法において、バインダとなる樹脂又はその前駆体を溶
解させる溶媒は限定されないが、バインダを構成する樹
脂又はその前駆体を容易に溶解でき、入手も容易である
ことからＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと
いう）が好ましい。ここで、ポリフッ化ビニリデンの前
駆体、ポリアミドイミドの前駆体又はポリイミドの前駆
体とは、加熱することにより重合してそれぞれポリフッ
化ビニリデン、ポリアミドイミド又はポリイミドとなる
ものをいう。本発明において、負極における炭素材料と
Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系活物質とバインダとの質量
比は７０：３０〜９６：４が好ましい。バインダが３０
質量％より多いと、負極容量が小さくなる。バインダが
４質量％未満であると、バインダとしての効果が弱くな
り、負極と集電体との剥離が多くなる。
方法において、バインダとなる樹脂又はその前駆体を溶
解させる溶媒は限定されないが、バインダを構成する樹
脂又はその前駆体を容易に溶解でき、入手も容易である
ことからＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと
いう）が好ましい。ここで、ポリフッ化ビニリデンの前
駆体、ポリアミドイミドの前駆体又はポリイミドの前駆
体とは、加熱することにより重合してそれぞれポリフッ
化ビニリデン、ポリアミドイミド又はポリイミドとなる
ものをいう。本発明において、負極における炭素材料と
Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12との混合系活物質とバインダとの質量
比は７０：３０〜９６：４が好ましい。バインダが３０
質量％より多いと、負極容量が小さくなる。バインダが
４質量％未満であると、バインダとしての効果が弱くな
り、負極と集電体との剥離が多くなる。
【００２２】
【実施例】次に、例１〜例８により本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。
なお、例１〜例８の素子の作製及び測定は、すべて露点
が−６０℃以下のアルゴングローブボックス中で行っ
た。 ［例１］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：５となるよう
に混合し、その混合物を８００℃で酸素雰囲気中１０時
間焼成して、合成した比表面積が２．０ｍ2 ／ｇのＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末８０質量％、気相成長炭素繊維１０質
量％、及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン
１０質量％からなる混合物を、エタノールを加えて混練
し、圧延した後１５０℃で２時間真空乾燥して厚さ１５
０μｍの電極シートを得た。これをさらにロールプレス
機でプレスし、負極の面積を１ｃｍ×１ｃｍ、厚さを５
０μｍとし、ポリアミドイミドをバインダとする導電性
接着剤を用いて銅箔に接合し、減圧下１５０℃で１０時
間熱処理し、負極体とした。
的に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。
なお、例１〜例８の素子の作製及び測定は、すべて露点
が−６０℃以下のアルゴングローブボックス中で行っ
た。 ［例１］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：５となるよう
に混合し、その混合物を８００℃で酸素雰囲気中１０時
間焼成して、合成した比表面積が２．０ｍ2 ／ｇのＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末８０質量％、気相成長炭素繊維１０質
量％、及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン
１０質量％からなる混合物を、エタノールを加えて混練
し、圧延した後１５０℃で２時間真空乾燥して厚さ１５
０μｍの電極シートを得た。これをさらにロールプレス
機でプレスし、負極の面積を１ｃｍ×１ｃｍ、厚さを５
０μｍとし、ポリアミドイミドをバインダとする導電性
接着剤を用いて銅箔に接合し、減圧下１５０℃で１０時
間熱処理し、負極体とした。
【００２３】次に、フェノール樹脂を原料として水蒸気
賦活法によって得られた比表面積２０００ｍ2 ／ｇの活
性炭８０質量％、導電性カーボンブラック１０質量％、
及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン１０質
量％からなる混合物を、エタノールを加えて混練し、圧
延した後、２００℃で２時間真空乾燥して厚さ２００μ
ｍの電極シートを得た。この電極シートから１ｃｍ×１
ｃｍ×２００μｍの電極を得て、ポリアミドイミドをバ
インダとする導電性接着剤を用いてアルミニウム箔に接
合し、減圧下２６０℃で１０時間熱処理し、正極体とし
た。上記正極体と上記負極体とを、ポリプロピレン製セ
パレータを介してそれぞれの電極面を対向させ、挟持板
で挟持して素子を作製した。ＰＣとエチルメチルカーボ
ネートと (質量比１：１) の混合溶媒を用い、ＬｉＢＦ
4 を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した溶液を電解液とし、
前記素子を充分に含浸させて、２．８Ｖから１．０Ｖま
での範囲で初期容量を測定した。その後、充放電電流１
０ｍＡ／ｃｍ 2 で、２．７Ｖから１．５Ｖまでの範囲で
充放電サイクルを行い、２０００サイクル後の容量を測
定し、容量の変化率を算出した。結果を表１に示す。
賦活法によって得られた比表面積２０００ｍ2 ／ｇの活
性炭８０質量％、導電性カーボンブラック１０質量％、
及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン１０質
量％からなる混合物を、エタノールを加えて混練し、圧
延した後、２００℃で２時間真空乾燥して厚さ２００μ
ｍの電極シートを得た。この電極シートから１ｃｍ×１
ｃｍ×２００μｍの電極を得て、ポリアミドイミドをバ
インダとする導電性接着剤を用いてアルミニウム箔に接
合し、減圧下２６０℃で１０時間熱処理し、正極体とし
た。上記正極体と上記負極体とを、ポリプロピレン製セ
パレータを介してそれぞれの電極面を対向させ、挟持板
で挟持して素子を作製した。ＰＣとエチルメチルカーボ
ネートと (質量比１：１) の混合溶媒を用い、ＬｉＢＦ
4 を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した溶液を電解液とし、
前記素子を充分に含浸させて、２．８Ｖから１．０Ｖま
での範囲で初期容量を測定した。その後、充放電電流１
０ｍＡ／ｃｍ 2 で、２．７Ｖから１．５Ｖまでの範囲で
充放電サイクルを行い、２０００サイクル後の容量を測
定し、容量の変化率を算出した。結果を表１に示す。
【００２４】［例２］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：
５となるように混合し、その混合物を８５０℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が１．５ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様
に負極体と正極体を作製し、例１と同様に評価した。結
果を表１に示す。 ［例３］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：５となるよう
に混合し、その混合物を６５０℃で酸素雰囲気中１０時
間焼成して、合成した比表面積が６．０ｍ2 ／ｇのＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様に負極体と正
極体を作製し、例１と同様に評価した。結果を表１に示
す。
５となるように混合し、その混合物を８５０℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が１．５ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様
に負極体と正極体を作製し、例１と同様に評価した。結
果を表１に示す。 ［例３］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：５となるよう
に混合し、その混合物を６５０℃で酸素雰囲気中１０時
間焼成して、合成した比表面積が６．０ｍ2 ／ｇのＬｉ
4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様に負極体と正
極体を作製し、例１と同様に評価した。結果を表１に示
す。
【００２５】［例４］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：
５となるように混合し、その混合物を６５０℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が０．６ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様
に負極体と正極体を作製し、例１と同様に評価した。結
果を表１に示す。 ［例５ (比較例）］正負極ともに活性炭を用い、例１の
正極の組成および作製法と同様に同じ負極体及び正極体
を作製し例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
５となるように混合し、その混合物を６５０℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が０．６ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末を得た以外、例１と同様
に負極体と正極体を作製し、例１と同様に評価した。結
果を表１に示す。 ［例５ (比較例）］正負極ともに活性炭を用い、例１の
正極の組成および作製法と同様に同じ負極体及び正極体
を作製し例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００２６】［例６］ＬｉＯＨとＴｉＯ2 をモル比４：
５となるように混合し、その混合物を８００℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が２．０ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末３０質量部と面間隔ｄ０
０２が０．３８０ｎｍの難黒鉛化炭素材料４０質量部と
導電材として気相成長炭素繊維1 ０質量部を混合した混
合物をポリフッ化ビニリデン２０質量部をＮＭＰに溶解
した溶液に分散させて、銅からなる集電体に塗布して乾
燥し、集電体上に負極を形成した。これをさらにロール
プレス機でプレスし、負極の面積を１ｃｍ×１ｃｍ、厚
さを３０μｍとし、減圧下で１５０℃で１０時間熱処理
し、負極体とした。次に、フェノール樹脂を原料として
水蒸気賦活法によって得られた比表面積２０００ｍ2 ／
ｇの活性炭８０質量％、導電性カーボンブラック１０質
量％、及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン
１０質量％からなる混合物を、エタノールを加えて混合
し、圧延した後、２００℃で２時間真空乾燥して厚さ２
００μｍの電極シートを得た。この電極シートから１ｃ
ｍ×１ｃｍ×２００μｍの電極を得て、ポリアミドイミ
ドをバインダとする導電性接着剤を用いてアルミニウム
箔に接合し、減圧下２６０℃で１０時間熱処理し、正極
体とした。
５となるように混合し、その混合物を８００℃で酸素雰
囲気中１０時間焼成して、合成した比表面積が２．０ｍ
2 ／ｇのＬｉ 4 Ｔｉ5 Ｏ12粉末３０質量部と面間隔ｄ０
０２が０．３８０ｎｍの難黒鉛化炭素材料４０質量部と
導電材として気相成長炭素繊維1 ０質量部を混合した混
合物をポリフッ化ビニリデン２０質量部をＮＭＰに溶解
した溶液に分散させて、銅からなる集電体に塗布して乾
燥し、集電体上に負極を形成した。これをさらにロール
プレス機でプレスし、負極の面積を１ｃｍ×１ｃｍ、厚
さを３０μｍとし、減圧下で１５０℃で１０時間熱処理
し、負極体とした。次に、フェノール樹脂を原料として
水蒸気賦活法によって得られた比表面積２０００ｍ2 ／
ｇの活性炭８０質量％、導電性カーボンブラック１０質
量％、及びバインダとしてポリテトラフルオロエチレン
１０質量％からなる混合物を、エタノールを加えて混合
し、圧延した後、２００℃で２時間真空乾燥して厚さ２
００μｍの電極シートを得た。この電極シートから１ｃ
ｍ×１ｃｍ×２００μｍの電極を得て、ポリアミドイミ
ドをバインダとする導電性接着剤を用いてアルミニウム
箔に接合し、減圧下２６０℃で１０時間熱処理し、正極
体とした。
【００２７】上記正極体と上記負極体とを、ポリプロピ
レン製セパレータを介してそれぞれの電極面を対向さ
せ、挟持板で挟持して素子を作製した。ＰＣとエチルメ
チルカーボネートと (質量比１：１) の混合溶媒を用
い、ＬｉＢＦ4 を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した溶液を
電解液とし、前記素子を充分に含浸させて、４．２Ｖか
ら１．０Ｖまでの範囲で初期容量を測定した。その後、
充放電電流１０ｍＡ／ｃｍ 2 で、４．０Ｖから１．５Ｖ
までの範囲で充放電サイクルを行い、２０００サイクル
後の容量を測定し、容量の変化率を算出した。結果を表
１に示す。
レン製セパレータを介してそれぞれの電極面を対向さ
せ、挟持板で挟持して素子を作製した。ＰＣとエチルメ
チルカーボネートと (質量比１：１) の混合溶媒を用
い、ＬｉＢＦ4 を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解した溶液を
電解液とし、前記素子を充分に含浸させて、４．２Ｖか
ら１．０Ｖまでの範囲で初期容量を測定した。その後、
充放電電流１０ｍＡ／ｃｍ 2 で、４．０Ｖから１．５Ｖ
までの範囲で充放電サイクルを行い、２０００サイクル
後の容量を測定し、容量の変化率を算出した。結果を表
１に示す。
【００２８】［例７ (比較例）］面間隔０．３３７ｎｍ
の黒鉛（炭素材料）７０質量部と導電材としての気相成
長炭素繊維1 ０質量部を混合した混合物をポリフッ化ビ
ニリデン２０質量部をＮＭＰに溶解した溶液に分散させ
て、銅からなる集電体に塗布して乾燥し、集電体上に負
極を形成した以外、初期容量の測定は４．２Ｖから２．
７５Ｖまでの電圧範囲、充放電電流１０ｍＡ／ｃｍ2 で
４．０Ｖから２．７５Ｖまでの範囲で充放電サイクルを
行った以外、例６と同様に素子を作製し評価した。結果
を表１に示す。
の黒鉛（炭素材料）７０質量部と導電材としての気相成
長炭素繊維1 ０質量部を混合した混合物をポリフッ化ビ
ニリデン２０質量部をＮＭＰに溶解した溶液に分散させ
て、銅からなる集電体に塗布して乾燥し、集電体上に負
極を形成した以外、初期容量の測定は４．２Ｖから２．
７５Ｖまでの電圧範囲、充放電電流１０ｍＡ／ｃｍ2 で
４．０Ｖから２．７５Ｖまでの範囲で充放電サイクルを
行った以外、例６と同様に素子を作製し評価した。結果
を表１に示す。
【００２９】［例８］比表面積が２．０ｍ2/ｇのＬｉ4
Ｔｉ5 Ｏ12粉末４０質量部と面間隔０．３８０ｎｍの難
黒鉛化炭素材料３０質量部と導電材として気相成長炭素
繊維1 ０質量部を混合した混合物をポリフッ化ビニリデ
ン２０質量部をＮＭＰに溶解した溶液に分散させて、銅
からなる集電体に塗布して乾燥し、集電体上に負極を形
成した以外、例６と同様に素子を作製し評価した。結果
を表１に示す。
Ｔｉ5 Ｏ12粉末４０質量部と面間隔０．３８０ｎｍの難
黒鉛化炭素材料３０質量部と導電材として気相成長炭素
繊維1 ０質量部を混合した混合物をポリフッ化ビニリデ
ン２０質量部をＮＭＰに溶解した溶液に分散させて、銅
からなる集電体に塗布して乾燥し、集電体上に負極を形
成した以外、例６と同様に素子を作製し評価した。結果
を表１に示す。
【００３０】
【００３１】
【発明の効果】本発明の第１の態様によれば、容量が大
きく、かつ急速充放電サイクル信頼性の高い２．７Ｖ級
二次電源を提供できる。本発明の第２の態様によれば、
作動電圧範囲が広く、容量が大きく、耐電圧が高く、か
つ急速充放電サイクル信頼性の高い二次電源を提供でき
る。
きく、かつ急速充放電サイクル信頼性の高い２．７Ｖ級
二次電源を提供できる。本発明の第２の態様によれば、
作動電圧範囲が広く、容量が大きく、耐電圧が高く、か
つ急速充放電サイクル信頼性の高い二次電源を提供でき
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 對馬 学 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ05 AK08 AL03 AL06 AL07 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 DJ17 HJ01 HJ02 HJ07 HJ13 HJ19 5H050 AA07 AA08 BA17 CA16 CB03 CB07 CB08 CB29 FA19 HA02 HA07 HA13 HA19
Claims (6)
- 【請求項１】活性炭を含む正極と、チタン酸リチウム
（Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12）を含む負極と、リチウム塩を含む
有機電解液と、を有することを特徴とする二次電源。 - 【請求項２】活性炭を含む正極と、チタン酸リチウム
（Ｌｉ4 Ｔｉ5 Ｏ12）とリチウムイオンを吸蔵・脱離し
うる炭素材料とを含む負極と、リチウム塩を含む有機電
解液と、を有することを特徴とする二次電源。 - 【請求項３】前記負極の炭素材料はＸ線広角回折法によ
る（００２）面の面間隔ｄ００２が０．３３５ｎｍ以上
０．４１０ｎｍ以下である請求項２に記載の二次電源。 - 【請求項４】前記負極中のチタン酸リチウム（Ｌｉ4 Ｔ
ｉ5 Ｏ12）の割合が２０〜５０質量％、前記炭素材料の
割合が８０〜５０質量％である請求項２または３に記載
の二次電源。 - 【請求項５】前記負極と前記正極との電気容量比は１．
０５〜１．３である請求項１〜４のいずれかに記載の二
次電源。 - 【請求項６】前記負極のチタン酸リチウム（Ｌｉ4 Ｔｉ
5 Ｏ12）の比表面積は１．０〜３．０ｍ2 ／ｇである請
求項１〜５のいずれかに記載の二次電源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066658A JP2002270175A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 二次電源 |
| DE60213696T DE60213696T2 (de) | 2001-03-09 | 2002-03-07 | Sekundär-Energiequelle |
| EP02005229A EP1239495B1 (en) | 2001-03-09 | 2002-03-07 | Secondary power source |
| US10/092,988 US6824923B2 (en) | 2001-03-09 | 2002-03-08 | Secondary power source having a lithium titanate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066658A JP2002270175A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 二次電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270175A true JP2002270175A (ja) | 2002-09-20 |
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ID=18925120
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001066658A Withdrawn JP2002270175A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 二次電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002270175A (ja) |
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