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JP3157251B2 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

Lithium ion secondary battery

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Publication number
JP3157251B2
JP3157251B2 JP04335092A JP4335092A JP3157251B2 JP 3157251 B2 JP3157251 B2 JP 3157251B2 JP 04335092 A JP04335092 A JP 04335092A JP 4335092 A JP4335092 A JP 4335092A JP 3157251 B2 JP3157251 B2 JP 3157251B2
Authority
JP
Japan
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lithium
negative electrode
secondary battery
ion secondary
lithium ion
Prior art date
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JP04335092A
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Japanese (ja)
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徹 雨堤
圭作 中西
具広 川本
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話、VTRカメ
ラ、ブック型パーソナルコンピュータ等の小型軽量化競
争の著しい、パーソナル機器の電源として注目されてい
る、リチウム二次電池の改良に関し、とくに、エネルギ
ー密度を向上できると共に、過放電特性に優れたリチウ
ムイオン二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a lithium secondary battery, which has been attracting attention as a power source for personal equipment, which has been remarkably competed in miniaturization of portable telephones, VTR cameras, book-type personal computers, and the like. The present invention relates to a lithium ion secondary battery capable of improving energy density and having excellent overdischarge characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池は、高エネルギー電池
として早くから注目されている。しかしながら、リチウ
ム二次電池は、リチウム負極の可逆性に劣る特性によっ
て、実用化が遅れている。リチウムを合金化したり、カ
ーボン材料にリチウムイオンを吸蔵させることによっ
て、リチウム負極の可逆性を得る取り組みがなされてい
る。ただ、この構造によると、エネルギー密度が下がる
欠点がある。このため、コイン形等の一部のリチウム二
次電池で実用化されるのみに留まっていた。
2. Description of the Related Art Lithium secondary batteries have attracted attention as early as high energy batteries. However, practical use of the lithium secondary battery has been delayed due to the poor reversibility of the lithium anode. Efforts have been made to obtain reversibility of a lithium negative electrode by alloying lithium or storing lithium ions in a carbon material. However, this structure has a disadvantage that the energy density is reduced. For this reason, it has only been put to practical use with some lithium secondary batteries such as coin type batteries.

【0003】最近になって、正極にLiCoO2等のリ
チウム含有酸化物を使用し、負極にカーボンを使用する
ことによって、高電圧で、高エネルギー密度のリチウム
イオン二次電池が実用化された(特開昭62−9086
号公報、特開昭63−121260号公報、第32回
電池討論予稿集p31〜34)。
Recently, a lithium ion secondary battery with a high voltage and a high energy density has been put to practical use by using a lithium-containing oxide such as LiCoO 2 for the positive electrode and carbon for the negative electrode ( JP-A-62-9086
3 JP, JP-A-63-121260, JP-32nd battery Symposium Proceedings p31~34).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これ等
の刊行物に記載される二次電池は、金属リチウムを使用
した電池に比べるとエネルギー密度が低くなる欠点があ
る。それは、反応に関与しないカーボンを電池内に充填
するからである。さらに、この構造のリチウム二次電池
は、放電する時に、負極のカーボンに吸蔵されたリチウ
ムを100%放出することができない特性がある。それ
は、負極のカーボンにリチウムが残存する状態で、電池
電圧が0Vに低下するからである。このため、負極のカ
ーボンに多量のリチウムを吸蔵させるために、正極活物
質であるLiCoO2 等のリチウム含有酸化物を多くす
る必要があり、このことがさらにエネルギー密度を下げ
る結果となっていた。
However, the secondary batteries described in these publications have a drawback that the energy density is lower than that of batteries using metallic lithium. This is because carbon that does not participate in the reaction is filled in the battery. Further, the lithium secondary battery having this structure has a characteristic that when discharged, 100% of lithium occluded in carbon of the negative electrode cannot be released. This is because the battery voltage drops to 0 V with lithium remaining on the carbon of the negative electrode. For this reason, in order to occlude a large amount of lithium in carbon of the negative electrode, it is necessary to increase the amount of lithium-containing oxides such as LiCoO 2 that is a positive electrode active material, and this has resulted in further lowering the energy density.

【0005】負極を組み立てるときに、負極のカーボン
にリチウムを吸蔵させることによってこの欠点を解消で
きる。しかしながら、このことを実現すると、負極の製
造工程が複雑となり、試作レベルでは可能であっても実
用化することは困難であった。また、カーボン極とリチ
ウム箔とを接着して電池に組み込むものは、電極が薄い
ために、極めて薄いリチウム箔を使用する必要がある
が、このように薄いリチウム箔を得るのが困難であり、
コストが高くなるという問題があった。
[0005] When assembling the negative electrode, this drawback can be solved by inserting lithium into carbon of the negative electrode. However, if this is realized, the manufacturing process of the negative electrode becomes complicated, and it is difficult to put it to practical use even if it is possible at the prototype level. In addition, in the case where the carbon electrode and the lithium foil are bonded to each other and incorporated into the battery, it is necessary to use an extremely thin lithium foil because the electrodes are thin , but it is difficult to obtain such a thin lithium foil .
There was a problem that the cost was high.

【0006】このため、負極のカーボンに吸蔵させるリ
チウムは、一度目の充電工程において、正極活物質から
組み込む必要がある。したがって、正極活物質のリチウ
ム量は、負極のカーボンに吸蔵されて、放電しても放出
されない分を考慮して多く設計する必要があり、電池の
エネルギー密度が低下した。
For this reason, it is necessary to incorporate lithium to be stored in the carbon of the negative electrode from the positive electrode active material in the first charging step. Therefore, it is necessary to design a large amount of lithium of the positive electrode active material in consideration of the amount of lithium absorbed by the carbon of the negative electrode and not released even when discharged, and the energy density of the battery is reduced.

【0007】また、この構造のリチウムイオン二次電池
は、過放電すると、正極の電位が下がるより先に、負極
の電位が上昇してしまう特性がある。このため、電池電
圧がゼロボルトに低下すると、負極の電位が極めて高く
なる。高電位の負極は、負極芯体として一般に用いられ
る銅を溶出することになる。したがって、この二次電池
は、耐過放電性能が劣っており、過放電しないように特
に注意して使用する必要があり、簡単には取り扱いでき
ない欠点があった。
[0007] Further, the lithium ion secondary battery having this structure has a characteristic that, when overdischarged, the potential of the negative electrode rises before the potential of the positive electrode falls. Thus, when the battery voltage drops to zero volts, the potential of the negative electrode becomes extremely high. The high-potential negative electrode elutes copper generally used as a negative electrode core. Therefore, this secondary battery has poor overdischarge resistance, and it must be used with particular care so as not to overdischarge, and there is a drawback that it cannot be easily handled.

【0008】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、エ
ネルギー密度を高めると共に、過放電特性を向上させ、
さらに、一度目の充電量と、その後の放電量との差を少
なくできるリチウムイオン二次電池を提供するにある。
[0008] The present invention has been developed with the aim of further solving this drawback. An important object of the present invention is to increase the energy density and improve the overdischarge characteristics,
Another object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery capable of reducing the difference between the first charge amount and the subsequent discharge amount.

【0009】本発明のリチウムイオン二次電池は、前述
の目的を達成するために、下記の構成を備える。すなわ
ち、本発明のリチウムイオン二次電池は、LiCoO2
等の充電によりLiイオンを放出可能なリチウム含有化
物を含む正極と、グラファイト、コークス等のリチウ
ムを吸蔵可能なカーボンを含む負極とを備え、負極容量
は正極容量よりも大きく設計したものをさらに改良した
ものである。
The lithium ion secondary battery of the present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, the lithium ion secondary battery of the present invention is made of LiCoO 2
Lithium that can release Li ions by charging
A positive electrode containing the compound and a negative electrode containing carbon capable of occluding lithium such as graphite and coke are provided, and the negative electrode capacity is further improved from that designed to be larger than the positive electrode capacity.

【0010】リチウムイオン二次電池は、電解液に、電
気分解すると、負極側でリチウムの吸蔵が起こり、正極
側で分解によるガス発生が起こるリチウム塩溶液を添加
していることを特徴とする。
[0010] The lithium ion secondary battery is characterized in that when electrolysis is performed, a lithium salt solution is generated in which lithium is occluded on the negative electrode side and gas is generated by decomposition on the positive electrode side.

【0011】[0011]

【作用】電解液にリチウム塩溶液を添加したリチウム二
次電池は、最初の一度目の充電をする時に、充電電圧が
3.5V付近になると電解液のリチウム塩が電気分解さ
れる。電気分解されたリチウムは、負極に吸蔵される。
この充電過程において、正極活物質に含まれるリチウム
も電離してイオンとなり、同時に負極のカーボンに吸蔵
される。
In a lithium secondary battery in which a lithium salt solution is added to an electrolytic solution, when the charging voltage becomes about 3.5 V at the first charging, the lithium salt of the electrolytic solution is electrolyzed. The electrolyzed lithium is stored in the negative electrode.
In this charging process, lithium contained in the positive electrode active material is also ionized and turned into ions, and is simultaneously absorbed by carbon of the negative electrode.

【0012】従来のリチウムイオン二次電池は、負極に
吸蔵させるリチウムを、正極活物質のリチウム含有化合
物から供給していた。これに対して、本発明のリチウム
イオン二次電池は、正極活物質のみでなく、電解液に添
加したリチウム塩溶液から負極にリチウムを供給するこ
とができる。一度目の充放電容量の差分のリチウムが、
電解液のリチウム塩溶液から負極に吸蔵されると、正極
活物質から負極に吸蔵されるリチウム量と、負極から正
極に移行するリチウム量とはほぼ等しくなる。このた
め、正極活物質と負極活物質のリチウム放出量の差分を
減少することができ、充放電容量損失を補てんできる。
In a conventional lithium ion secondary battery, lithium to be stored in the negative electrode is supplied from a lithium-containing compound as a positive electrode active material. On the other hand, the lithium ion secondary battery of the present invention can supply lithium to the negative electrode not only from the positive electrode active material but also from the lithium salt solution added to the electrolytic solution. The lithium of the first charge / discharge capacity difference,
When occluded in the negative electrode from the lithium salt solution of the electrolytic solution, the amount of lithium occluded in the negative electrode from the positive electrode active material is substantially equal to the amount of lithium transferred from the negative electrode to the positive electrode. Therefore, the difference between the amount of lithium released from the positive electrode active material and the amount of lithium released from the negative electrode active material can be reduced, and the charge / discharge capacity loss can be compensated.

【0013】なお、電解液に添加されたリチウム塩溶液
は、充電するときに電気分解されて、正極側でガスとな
る。このため、電池を封口した後にリチウム塩溶液を電
気分解する場合は、ガスを電池外に放出するように、電
池には復帰式の圧力開放弁を備える必要がある(図
3)。このガス発生により、リチウム塩溶液中の不要な
アニオンは電池外に放出される。また、水の添加量は少
ない方が良いが、リチウム塩溶液の溶媒に水を用いて
も、充電電圧が4.1V程度と高いので、水も電気分解
されて電池外に排出され、水が電池に悪影響をおよぼす
ことはない。封口前に電気分解して、リチウム塩溶液の
リチウムを負極に吸蔵させる場合、電池には、必ずしも
圧力開放弁を設ける必要はない。
The lithium salt solution added to the electrolytic solution is electrolyzed when charged, and turns into a gas on the positive electrode side. Therefore, when the lithium salt solution is electrolyzed after the battery is sealed, the battery needs to be provided with a return-type pressure release valve so as to release gas outside the battery (FIG. 3). Due to this gas generation, unnecessary anions in the lithium salt solution are released outside the battery. Although it is better to add a small amount of water, even if water is used as the solvent for the lithium salt solution, the charging voltage is as high as about 4.1 V, so that the water is also electrolyzed and discharged out of the battery, and the water is discharged. It does not adversely affect the battery. When the electrolyte is electrolyzed before sealing to occlude lithium in the lithium salt solution in the negative electrode, the battery does not necessarily need to be provided with a pressure release valve.

【0014】本発明のリチウムイオン二次電池と、従来
のリチウムイオン二次電池の一度目の充放電特性を図1
と図2に示している。図1は従来のリチウムイオン二次
電池の定電流充放電曲線を示し、図2は本発明のリチウ
ムイオン二次電池の定電流特性を示している。充電終止
電圧はV1、放電終止電圧をV2に設定している。また、
従来品の充電容量をC3、放電容量をC1、発明実施品の
充電容量をC4、放電容量をC2としている。
[0014] and the lithium ion secondary battery of the present invention, the first time of charging and discharging characteristics of the conventional lithium ion secondary battery 1
And FIG. FIG. 1 shows a constant current charge / discharge curve of a conventional lithium ion secondary battery, and FIG. 2 shows a constant current characteristic of the lithium ion secondary battery of the present invention. The charge end voltage is set to V 1 and the discharge end voltage is set to V 2 . Also,
The charge capacity of the conventional product is C 3 , the discharge capacity is C 1 , the charge capacity of the product of the invention is C 4 , and the discharge capacity is C 2 .

【0015】図1に示すように、従来のリチウムイオン
二次電池は、放電容量C1と充電容量C3の関係は、C1
<C3となる。この容量の差が、一度目の充放電容量の
損失分となる。本発明のリチウムイオン二次電池は、放
電容量C1<C2、充電容量C 3<C4となり、放電容量と
充電容量の両方において従来電池よりも大きくなる。と
くに、本発明のリチウム塩溶液は、放電容量C2を従来
電池の充電容量C3にほぼ等しくすることができる。し
たがって、電解液のリチウム塩溶液によって充放電容量
損失の補てんが行われ、エネルギー密度を向上できる。
As shown in FIG. 1, a conventional lithium ion
The secondary battery has a discharge capacity C1And charging capacity CThreeThe relationship is C1
<CThreeBecomes This difference in capacity is the first charge-discharge capacity
It is a loss. The lithium ion secondary battery of the present invention
Electric capacity C1<CTwo, Charging capacity C Three<CFourAnd discharge capacity
Both of the charging capacities are larger than those of conventional batteries. When
In particular, the lithium salt solution of the present invention has a discharge capacity CTwoThe traditional
Battery charging capacity CThreeCan be approximately equal to I
Therefore, the charge / discharge capacity depends on the lithium salt solution of the electrolyte.
The loss is compensated, and the energy density can be improved.

【0016】さらにまた、本発明のリチウム塩溶液は、
完全放電後も、芯体の溶出を防止できる特長がある。そ
れは、完全放電した状態で、負極にリチウムが残ってい
るため、リチウムによって負極の電位が低くなり、高電
圧になって芯体の銅が溶出するのを防止できるからであ
る。このため、本発明のリチウムイオン二次電池は、過
放電後における特性の低下を防止でき、厳しい条件で使
用する必要がなく極めて便利に使用できる。すなわち、
過放電しても、充電すれば元の性能を示し、耐過放電特
性の優れた電池となる。
Further, the lithium salt solution of the present invention comprises:
There is a feature that elution of the core body can be prevented even after complete discharge. This is because lithium remains on the negative electrode in a completely discharged state, so that the potential of the negative electrode is lowered by the lithium, and a high voltage can be prevented from eluted from the copper of the core. For this reason, the lithium ion secondary battery of the present invention can prevent deterioration in characteristics after overdischarge, and can be used extremely conveniently without having to use it under severe conditions. That is,
Even if the battery is overdischarged, the battery shows the original performance when charged, and the battery has excellent overdischarge resistance.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。但し、以
下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するため
のリチウムイオン二次電池を例示するものであって、本
発明のリチウムイオン二次電池は、構成部品の材質、形
状、構造、配置を下記の構造に特定するものでない。本
発明のリチウムイオン二次電池は、特許請求の範囲に於
て、種々の変更を加えることができる。
Embodiments of the present invention will be described below. However, the following examples illustrate a lithium ion secondary battery for embodying the technical idea of the present invention, and the lithium ion secondary battery of the present invention includes materials, shapes, The structure and arrangement are not limited to the following structures. Various changes can be added to the lithium ion secondary battery of the present invention within the scope of the claims.

【0018】[従来例のリチウムイオン]リチウムイオ
ン二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液
と、ケーシングとを備える。正極は、コバルト酸リチウ
ム(LiCoO2)合剤を、アルミニウム箔にコーティ
ングして製作される。負極は、ピッチコークスを結着剤
と共に銅箔にコーティングして製作される。セパレータ
には、ポリプロピレン製の微多孔膜を使用する。電解液
は、プロピレンカーボネートに六フッ化リン酸リチウム
を1モル溶解したものを用いる。これ等を使用して、単
3サイズのリチウムイオン二次電池を組み立てた。電極
はスパイラル状に捲回した。この電池は一度目の充電容
量が450mAhであり、2.75Vまでの放電容量は
340mAhであった。なお、ビーカー系のセルで対極
リチウムとして正、負極の容量を測定し、それをもとに
したこの電池の正極容量は460mAh、負極は540
mAhである。
[Conventional Lithium Ion] A lithium ion secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolytic solution, and a casing. The positive electrode is manufactured by coating an aluminum foil with a lithium cobaltate (LiCoO 2 ) mixture. The negative electrode is manufactured by coating pitch coke on a copper foil together with a binder. As the separator, a microporous membrane made of polypropylene is used. As the electrolytic solution, one obtained by dissolving 1 mol of lithium hexafluorophosphate in propylene carbonate is used. Using these, an AA size lithium ion secondary battery was assembled. The electrode was spirally wound. This battery had a first charge capacity of 450 mAh and a discharge capacity up to 2.75 V of 340 mAh. The capacity of the positive and negative electrodes was measured as a counter electrode lithium in a beaker cell, and the positive electrode capacity of this battery was 460 mAh and the negative electrode was 540
mAh.

【0019】[実施例のリチウムイオン二次電池]従来
例の電池と全く同じ電極構成のものに、100mgの水
酸化リチウムを溶解した溶液を電解液中に添加してリチ
ウムイオン二次電池とした。100mgの水酸化リチウ
ムは、一度目の負極充放電容量の差である110mAh
の90%に相当する。このリチウムイオン二次電池は、
充電容量が530mAh、放電容量が410mAhであ
った。
[Lithium ion secondary battery of Example] A solution in which 100 mg of lithium hydroxide was dissolved was added to an electrolyte having exactly the same electrode structure as that of the conventional battery to obtain a lithium ion secondary battery. . 100 mg of lithium hydroxide is 110 mAh, which is the difference between the first negative electrode charge and discharge capacities.
Of 90%. This lithium ion secondary battery is
The charge capacity was 530 mAh and the discharge capacity was 410 mAh.

【0020】本実施例で、電解液に添加する水酸化リチ
ウム溶液中のリチウム量を、負極充放電容量差の90%
としたのは、リチウムを負極充放電容量差の100%を
越えて添加すると負極表面上で、リチウム金属の析出が
起こるためである。
In this embodiment, the amount of lithium in the lithium hydroxide solution added to the electrolytic solution was set to 90% of the negative electrode charge / discharge capacity difference.
The reason for this is that if lithium is added in excess of 100% of the difference between the charge and discharge capacities of the negative electrode, precipitation of lithium metal occurs on the surface of the negative electrode.

【0021】電解液に添加された水酸化リチウムは、充
電すると下記の反応をして、リチウムを負極のカーボン
に吸蔵させる。 水酸化リチウムが電離する反応 LiOH→L
++OH- 負極にリチウムが吸蔵される反応 Li++e-→Li 正極での反応 4OH-→O2
↑+2H2O+4e- 2H2O→2H2↑+O2
The lithium hydroxide added to the electrolytic solution undergoes the following reaction when charged, causing lithium to be absorbed in the carbon of the negative electrode. LiOH ionization reaction LiOH → L
i + + OH - reaction Li + + e lithium to the negative electrode are inserted - → Li reaction at the positive electrode 4OH - → O 2
↑ + 2H 2 O + 4e - 2H 2 O → 2H 2 ↑ + O 2 ↑

【0022】このように、電解液に添加された水酸化
チウム溶液は、電気分解により負極側でリチウムの析出
が起こり、正極側で分解によるガス発生が起こる。した
がって、封口して充電する場合、リチウムイオン二次電
池は図3に示すように、復帰式の圧力開放弁1を具備さ
せて、内部で発生するガスを電池外に放出させる。
[0022] Thus, added to the electrolytic solution was hydroxide Li
In the lithium solution, lithium is precipitated on the negative electrode side by electrolysis, and gas is generated by decomposition on the positive electrode side. Therefore, when charging in a sealed state, the lithium ion secondary battery is provided with a return-type pressure release valve 1 as shown in FIG. 3 to discharge gas generated inside to the outside of the battery.

【0023】図3に示す圧力開放弁1は、外装缶2の上
端開口部にガスケット3を介して封口板4を挟着してい
る。封口板4には、中心に弁孔5を開口している。弁孔
5は、上面が弁板6で閉塞されている。弁板6は、スプ
リング7で弁孔5に弾性的に押圧されている。スプリン
グ7は、封口板4の上面に固定された陽極キャップ8の
下に配設されている。この構造の圧力開放弁は、外装缶
2の内圧が上昇すると、弁板6が押し上げられて弁孔5
が開口され、内部のガスが外装缶2の外に排出される。
内圧が低下すると、弁板6が弁孔5に押圧されて、弁孔
5は閉塞される。
In the pressure relief valve 1 shown in FIG. 3, a sealing plate 4 is sandwiched by a gasket 3 at an upper end opening of an outer can 2. A valve hole 5 is opened at the center of the sealing plate 4. The upper surface of the valve hole 5 is closed by a valve plate 6. The valve plate 6 is elastically pressed by the spring 7 into the valve hole 5. The spring 7 is provided below the anode cap 8 fixed to the upper surface of the sealing plate 4. When the internal pressure of the outer can 2 rises, the pressure relief valve of this structure pushes up the valve plate 6 to release the valve hole 5.
Is opened, and the gas inside is discharged out of the outer can 2.
When the internal pressure decreases, the valve plate 6 is pressed by the valve hole 5, and the valve hole 5 is closed.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のリチウムイオン二次電池は、電
解液にリチウム塩溶液を添加している。電解液に添加し
たリチウム塩溶液は、充電するとリチウムが負極のカー
ボンに吸蔵される。このようにして、カーボンにリチウ
ムを吸蔵することによって、本発明のリチウムイオン二
次電池は、エネルギー密度を高くできる特長がある。そ
れは、電解液にリチウム塩溶液を添加することによっ
て、放電しても負極から放出できないリチウムを正極活
物質から負極に組み込む必要がないからである。いいか
えると、充電工程において正極活物質から負極に移行し
たリチウムは、放電過程でほとんど残存することなく正
極に移行するからである。すなわち、正極のリチウム化
合物量が効率よく充放電に利用されることによって、エ
ネルギー密度を高くできる。また、正極活物質のリチウ
ム量を増加することなくエネルギー密度を高くできる。
According to the lithium ion secondary battery of the present invention, a lithium salt solution is added to the electrolytic solution. When the lithium salt solution added to the electrolytic solution is charged, lithium is occluded in the carbon of the negative electrode. Thus, by storing lithium in carbon, the lithium ion secondary battery of the present invention has a feature that the energy density can be increased. This is because, by adding a lithium salt solution to the electrolyte, it is not necessary to incorporate lithium, which cannot be released from the negative electrode even when discharged, from the positive electrode active material into the negative electrode. In other words, lithium that has migrated from the positive electrode active material to the negative electrode in the charging step migrates to the positive electrode with almost no residual in the discharging process. That is, the energy density can be increased by efficiently utilizing the amount of the lithium compound of the positive electrode for charging and discharging. Further, the energy density can be increased without increasing the amount of lithium in the positive electrode active material.

【0025】さらにまた、本発明のリチウムイオン二次
電池は、過放電状態における負極の電位を低くできる。
このため、負極の電位が上昇して、芯体である銅が溶解
されることがない。したがって、過放電した後の電池容
量の低下を少なくして、取り扱いを簡素化できる特長が
ある。従来のリチウムイオン二次電池は、電池電圧が0
Vに近づくと、負極電位が2Vにも達するため、芯体の
銅の溶出が始まり、長期間放置すると充電しても容量が
回復しなくなってしまう。これに対して本発明のリチウ
ムイオン二次電池は、電池電圧が0Vとなっても負極電
位は1.5V以下であり、銅の溶出は起こらない。した
がって、充電すれば容量は回復する。
Further, in the lithium ion secondary battery of the present invention, the potential of the negative electrode in an overdischarged state can be lowered.
For this reason, the potential of the negative electrode does not increase, and the core copper is not dissolved. Therefore, there is a feature that the reduction in battery capacity after overdischarge is reduced and the handling is simplified. A conventional lithium ion secondary battery has a battery voltage of 0
When the voltage approaches V, the potential of the negative electrode reaches 2 V, so that the copper in the core begins to elute, and if left for a long period of time, the capacity will not recover even when charged. On the other hand, in the lithium ion secondary battery of the present invention, even if the battery voltage becomes 0 V, the negative electrode potential is 1.5 V or less, and copper does not elute. Therefore, the capacity is restored by charging.

【0026】さらにまた、本発明の特筆すべき特長は、
極めて簡単にしかも、均一にリチウムを負極に吸蔵でき
ることにある。それは、電解液にリチウム塩溶液を添加
し、充電反応によって、均一にリチウムを負極のカーボ
ンに吸蔵できるからである。
Further, a notable feature of the present invention is that
The feature is that lithium can be stored in the negative electrode very easily and uniformly. This is because a lithium salt solution is added to the electrolytic solution, and lithium can be uniformly absorbed in the carbon of the negative electrode by a charging reaction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のリチウム二次電池の一度目の充放電にお
ける電圧変化を示すグラフ
FIG. 1 is a graph showing a voltage change during the first charge / discharge of a conventional lithium secondary battery.

【図2】本発明のリチウムイオン二次電池の一度目の充
放電における電圧変化を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing a voltage change in the first charge / discharge of the lithium ion secondary battery of the present invention.

【図3】圧力開放弁を有するリチウムイオン二次電池の
上部を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing an upper part of a lithium ion secondary battery having a pressure release valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧力開放弁 2…外装缶 3…ガスケット 4…封口板 5…弁孔 6…弁板 7…スプリング 8…陽極キャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure relief valve 2 ... Outer can 3 ... Gasket 4 ... Sealing plate 5 ... Valve hole 6 ... Valve plate 7 ... Spring 8 ... Anode cap

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−328272(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-328272 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 10/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 正極が充電によりリチウムイオンを放出
可能なリチウム含有化合物を含み、負極がリチウムを吸
蔵可能なカーボンを含み、負極容量が正極容量よりも大
きいリチウムイオン二次電池において、 電解液に、電気分解により、負極側でリチウムの吸蔵が
起こり、正極側で分解によるガス発生が起こるリチウム
塩溶液を添加したことを特徴とするリチウムイオン二次
電池。
1. A lithium ion secondary battery in which the positive electrode contains a lithium-containing compound capable of releasing lithium ions upon charging, the negative electrode contains carbon capable of absorbing lithium, and the capacity of the negative electrode is larger than the capacity of the positive electrode. A lithium ion secondary battery comprising a lithium salt solution in which lithium is occluded on the negative electrode side by electrolysis and gas is generated by decomposition on the positive electrode side.
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