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JP4097337B2 - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents
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JP4097337B2 - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極活物質を含む正極と、負極と、電解質とが外装体内に装填された非水電解質電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムを正極材料とする一方、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る合金又は炭素材料を負極材料とするリチウムイオン電池が、高容量化が可能な電池として注目されている。
しかしながら、コバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムを正極活物質として用いた電池では、充放電を繰り返すことによって次第に充放電容量や充放電効率が低下し、十分なサイクル寿命が得られないという欠点がある。この充放電容量や充放電効率が低下する原因としては、正極活物質の結晶構造の変化に起因して、一部に活物質の非可逆的な変化が起こること、及び、正極の電位が基準値よりも高くなる充電や基準値よりも低くなる充電により電解液が分解すること等が考えられる。このため、下記に示すように、様々な金属元素を正極活物質中に部分置換することによって上記課題の解決が試みられている。
【0003】
まず、特公昭63−59507号公報においては、Lixy2 (MはNiまたはCoから成り、またx<0.8、y≒1である)を正極活物質として用い、リチウム金属を負極として用いた非水電解質電池が提案されている。このような構成であれば、4V以上の起電力を有し、高エネルギー密度を有するという利点があるものの、上記に示したようなサイクル劣化等の問題は解決されていなかった。
【0004】
そこで、例えば、特開平4−329267号公報及び特開平5−13082号公報に示されるように、チタン化合物をコバルト酸リチウムに固溶させたものを正極活物質として用い、又は、特開平4−319260号公報に示されるように、コバルト酸リチウムにジルコニウムを固溶させたものを正極活物質として用い、或いは特開平4−253162号公報に示されるように、コバルト酸リチウムに鉛、ビスマス、ホウ素が固溶されたもの等を正極活物質として用いた電池が提案されている。これらの正極活物質を用いた電池においては、他金属元素をコバルト酸リチウムに部分元素置換することによって上記に示した問題は改善できる。しかしながら、発熱開始温度が低下するために安全性が低下したり、電池初期容量が低下する等の問題があった。
【0005】
また、近年、携帯電話等の携帯機器の普及に伴い、サイクル特性が良好であることはもちろん、作動電圧が高くしかも低温特性の良い電池の必要性が高まっている。
更に、携帯機器の小型化に伴って電池の薄型化が急速に進む中、ラミネート外装体を用いた薄型電池においては、電池性能に加えて電池の膨れが大きな問題となっており、この電池の膨れを防止すべく、ガス発生を減少させる技術の開発が必要となってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであって、作動電圧が高く且つ低温特性に優れると共に、安全性の向上とガス発生の低減とを図ることができる非水電解質電池の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に記載の発明は、正極活物質を含む正極と、負極と、電解質とが外装体内に装填された非水電解質電池において、上記正極活物質として、LiCo1-x Nbx2 〔0.00001≦x≦0.05〕で示されるリチウム含有複合酸化物が用いられ、上記負極として黒鉛を主体とする材料が用いられ、上記電解質としてエチレンカーボネートを主体とする混合溶媒が用いられていることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記正極活物質として、LiCo 1-x Nb x 2 〔0.001≦x≦0.03〕で示されるリチウム含有複合酸化物が用いられていることを特徴とする。
【0008】
上記構成の如く、正極活物質としてLiCo1-x Nbx2 〔0.00001≦x≦0.05(特に、0.001≦x≦0.03)〕で示されるリチウム含有複合酸化物を用いる(即ち、コバルト酸リチウムの表面にニオブ化合物を固溶させる)と、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた場合に比べて、放電作動電圧が0.1V以上上昇するので、低温特性が飛躍的に向上する。尚、リチウム含有複合酸化物のxを0.00001≦x≦0.05に規制するのは、リチウム含有複合酸化物のxが0.00001未満では低温特性の向上が十分に発揮されない一方、リチウム含有複合酸化物のxが0.05を超えると重量エネルギー密度が小さくなって、放電容量の低下を招くからである。
【0009】
また、負極として黒鉛を主体とする材料を用いれば、コークスを主体とする材料を用いた場合に比べて低温での放電容量が増大する。また、電解質としてエチレンカーボネートを主体とする混合溶媒が用いられていれば、エチレンカーボネートに起因する電解液被膜が、ニオブ酸化物等の触媒効果によって分解されるため、粒子界面での表面抵抗が減少し、イオン伝導性が向上する。
【0010】
また、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、上記電解質の塩として、少なくとも構造式LiN(SO2252 で示されるイミド塩が含まれているものが用いられていることを特徴とする。
電解質塩としてLiN(SO2252 で示されるイミド塩を用いた電池では、電解質塩等が高電位状態や高温状態で分解するのが抑制されるので、ガスの発生量が著しく減少する。
【0011】
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、上記外装体がラミネート外装体から成ることを特徴とする。
このように柔らかなラミネート外装体を用いた電池では、電池の変形による破裂や漏液を生じ易いが、上記の如くガスの発生量が著しく減少すれば破裂や漏液を抑制できるので、飛躍的に安全性が向上する。
【0012】
また、請求項5記載の発明は、請求項1、2、3又は4記載の発明において、上記電解質がゲル状の固体高分子であることを特徴とする。
低温領域では界面抵抗が増加する傾向があり、このことはゲル状電解質において顕著であるが、コバルト酸リチウム中にニオブ酸化物等を添加した場合には界面抵抗が低下するために、低温領域での放電容量の低下が抑制され、低温特性の低下を抑えることができる。
【0013】
また、請求項6記載の発明は、請求項1、2、3、4又は5記載の発明において、上記正極活物質として、酸化コバルトと、ニオブ化合物とを焼成してニオブ化合物混合酸化コバルトを作製した後、このニオブ化合物混合酸化コバルトと、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウムから成るリチウム化合物から選択される少なくとも一種とを混合し、更に焼成したものを用いることを特徴とする。
上記のような正極活物質を用いた場合には、量産性にすぐれると共に製造コストを低減でき、しかも発熱開始温度が高いので、電池の安全性がより向上する。
【0014】
また、請求項7記載の発明は、請求項1、2、3、4又は5記載の発明において、上記正極活物質として、コバルト酸リチウムに酸化ニオブ及び/又は金属ニオブを混合し、更に焼成したものを用いることを特徴とする。
上記のような正極活物質を用いた場合には、請求項6記載の作用と同様の作用がある。
【0015】
また、請求項8記載の発明は、請求項1、2、3、4又は5記載の発明において、上記正極活物質として、コバルト酸リチウムにリチウム−ニオブ複合酸化物を混合し、更に焼成したものを用いることを特徴とする。
上記のような正極活物質を用いた場合には、請求項6記載の作用と同様の作用がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の形態〜第4の形態を、以下に説明する。
(第1の形態)
先ず、酸化ニオブと酸化コバルト粉末とを混合し、大気中で焼成(600℃)することによって、ニオブ化合物混合酸化コバルト粉末を合成した。次に、このニオブ化合物混合酸化コバルト粉末と、リチウム源であるLiOHとを混合し、酸素分圧制御雰囲気下で焼成(800℃)して室温までゆっくりと冷却し、更にこれを粉砕することによりLiCo1-x Nbx2 〔0.00001≦x≦0.05(特に、0.001≦x≦0.03)〕で示されるリチウム含有複合酸化物から成る正極活物質を得た。このようにして合成した正極活物質と、炭素導電剤、グラファイト及びフッ素樹脂系結着剤とを一定の割合で混合して正極合剤を作成した後、この正極合剤をアルミ箔の両面に塗着し、乾燥後圧延することにより、正極を作製した。
一方、負極は、負極活物質としての炭素材料(黒鉛)と結着剤としてのフッ素樹脂結着剤を一定の割合で混合して負極合剤を作成した後、この負極合剤を銅箔の両面に塗着し、乾燥後圧延することにより作製した。
【0017】
次いで、上記のようにして作製した正負極に、それぞれにリードを取り付けた後、ポリプロピレン製のセパレータを介して正負極を渦巻き状に巻き取って渦巻き電極体を作製した後、この渦巻き電極体を電池ケース内に収納した。最後に、上記電池ケース内に電解液を注入した後、封口することにより、容量が480mAhの電池を作製した。尚、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等容積混合溶媒に、6フッ化リン酸リチウム(LiPF6 )を1モル/lの割合で溶解したものを用いた。
【0018】
ここで、リチウム源としては、上記LiOHに限定するものではなく、例えばLi2 CO3 /LiNO3 等を用いることも可能である。
また、ニオブ化合物混合酸化コバルトとしては、酸化ニオブ(ニオブ化合物)と酸化コバルトとの混合物を焼成することにより得たものに限定するものではなく、例えば金属ニオブ粉末と酸化コバルトを混合して、これを大気中で焼成(600℃)することによっても得ることができる。
【0019】
(第2の形態)
正極活物質の製造方法として、コバルト酸リチウムにリチウム−ニオブ複合酸化物を混合し、酸素分圧制御雰囲気下で焼成(800℃)して室温までゆっくりと冷却し、さらに粉砕する方法を用いた他は、上記第1の形態と同様にして電池を作製した。
【0020】
(第3の形態)
正極活物質の製造方法として、コバルト酸リチウムに金属ニオブ粉末或いはNb25 などのニオブ化合物を混合し、酸素分圧制御雰囲気下で焼成(800℃)して室温までゆっくりと冷却し、さらに粉砕する方法を用いた他は、上記第1の形態と同様にして電池を作製した。
【0021】
(第4の形態)
電解質としてゲル状ポリマー電解質を用いると共に、外装体としてラミネート外装体を用いる他は、前記第1の形態と同様にして電池を作製した。具体的には、以下の通りである。
先ず、前記第1実施例の実施例1と同様の正極と負極とをポリエチレン多孔質体で挟み込んで、これをラミネート外装体内に挿入する。次に、ラミネート外装体内に、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量:1000)と、EC及びDECの等容積混合溶媒にLiPF6 を1モル/lの割合で溶解したものとを、重量比で1:10の割合で混合し、これに重合開始剤としてのt−ヘキシルパーオキシピバレートを5000ppm添加したものを3ml注入した後、60℃で3時間加熱処理して硬化させることにより作製した。
【0022】
尚、ニオブ化合物を均一にコバルト酸リチウム中に分散させる方法としては、樹脂工業等でよく用いられるマスターバッチ法(初め高い混合比率で均一に混合しておき、順次希釈倍率をあげて混合する方法である。このような方法を用いるのは、少量添加の場合にはこの方法でないと均一に混ざらないためである)で行った。
【0023】
また、本発明に用いられる負極材料としては上記炭素材料の他、リチウム金属、リチウム合金等が好適に用いられる。更に、電解液の溶媒としては上記のものに限らず、例えばエチレンカーボネートとジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジオキソラン、2−メトキシテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等の低粘度低沸点溶媒とを適度な比率で混合した溶媒を用いることができる。また、電解液の溶質としては、上記LiPF6 の他、LiN(SO2252 、LiAsF6 、LiClO4 、LiBF4 、LiCF3 SO3 等を用いることができる。
【0024】
更に、ゲル状の固体高分子としては、ポリエチレングリコールジアクリレートの他、ポリエーテル系の固体高分子、ポリカーボネート系の固体高分子、ポリアクリロニトリル系の固体高分子、及びこれらの2種以上からなる共重合体、もしくは架橋した高分子材料、ポリフッ化ビニリデン等のようなフッ素系の固体高分子と、リチウム塩、電解液とを組み合わせて用いることもできる。
【0025】
【実施例】
(第1実施例)
〔実施例1〕
実施例1としては、上記第3の形態に示す方法と同様の方法(コバルト酸リチウムに酸化ニオブを混合し、焼成するという方法)で電池を作製した。尚、LiCo1-x Nbx2 におけるxは0.01である。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池A1と称する。
【0026】
〔実施例2〕
負極活物質として黒鉛の代わりにコークスを用いた他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池A2と称する。
【0027】
〔実施例3〕
負極活物質として黒鉛の代わりにコークスを用いると共に、電解液の溶媒としてECとDECとの等容積混合溶媒の代わりにプロピレンカーボネート(PC)とDECの等容積混合溶媒を用いた他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池A3と称する。
【0028】
〔実施例4〜7〕
上記LiCo1-x Nbx2 におけるxを、それぞれ0.00001、0.0001、0.02、0.03、0.05とする他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下それぞれ、本発明電池A4〜A8と称する。
【0029】
〔比較例1〕
上記LiCo1-x Nbx2 におけるxを0とする(酸化ニオブを固溶させない)他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池X1と称する。
〔比較例2〕
負極活物質として黒鉛の代わりにコークスを用いた他は、上記比較例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池X2と称する。
【0030】
〔比較例3〕
負極活物質として黒鉛の代わりにコークスを用いると共に、電解液の溶媒としてECとDECとの等容積混合溶媒の代わりにPCとDECの等容積混合溶媒を用いる他は、上記比較例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池X3と称する。
【0031】
〔比較例4〕
上記LiCo1-x Nbx2 におけるxを、0.1とする他は、上記実施例1と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池X4と称する。
【0032】
〔実験1〕
上記本発明電池A1〜A3及び比較電池X1〜X3を、−20℃、−10℃、0℃及び25℃という温度下で定電流充放電試験を行ったので、その結果を、図1〜図3に示す。尚、充放電条件は、充電電流480mA(1C)で充電終止電圧4.1Vまで充電した後、放電電流480mA(1C)で放電終止電圧2.75Vまで放電するという条件である。
【0033】
図1及び図2から明らかなように、負極がコークス或いは黒鉛であるに係わらず、EC(エチレンカーボネート)を含む電解液を用いた場合には、酸化ニオブが固溶された本発明電池A1、A2は、酸化ニオブを含まない比較電池X1、X2に比べて、−20℃〜0℃の低温時に大幅に作動電圧が上昇しており、低温特性が大きく向上していることが認められる。但し、図3から明らかなように、PC(プロピレンカーボネート)を含む電解液を用いた場合には、酸化ニオブが固溶された本発明電池A3は、酸化ニオブを含まない比較電池X3に比べて、−20℃〜0℃の低温時に作動電圧が余り上昇しておらず、低温特性の向上は認められなかった。
【0034】
この実験結果となったのは、以下に示す理由によるものと考えられる。
即ち、電池系において、正極粒子表面にECやPCなどの電解液は被膜を形成するが、コバルト酸リチウムに固溶した酸化ニオブ等のニオブ化合物はコバルト粒子表面上に存在して触媒作用を発揮するため、ECによる電解液被膜を分解する。したがって、電解液被膜が生成し難い状態となって、粒子界面での表面抵抗が減少し、イオン伝導性が向上する。一方、このようなニオブ化合物の触媒効果はPCによる電解液被膜の分解には充分に発揮されないため、PCを含む電解液を用いた場合にはイオン伝導性が向上しないという理由によるものと考えられる。
【0035】
尚、負極が黒鉛である場合には一般にPCは負極を分解してしまうことが既知であるため、負極が黒鉛であってPCを含む電解液を用いた電池については、今回実験を行っていない。
また、前記発明の実施の形態における、第1の形態及び第2の形態で作製した正極活物質を用いた場合にも、上記と同様の効果を発揮することを実験により確認している。
【0036】
〔実験2〕
上記LiCo1-x Nbx2 におけるxを、それぞれ0、0.00001、0.0001、0.01、0.02、0.03、0.05、0.1とする正極活物質を作製し、この正極活物質を用いた正極と金属リチウムから成る参照極とを上記実施例1で示した電解液と同様の電解液中に浸漬し、LiCo1-x Nbx2 におけるxと正極活物質の単位重量当たりの放電容量(以下、単に放電容量と称する)との関係を調べたので、その結果を図4及び図5に示す。
【0037】
図4及び図5から明らかなように、LiCo1-x Nbx2 におけるxが大きくなるに連れて放電容量が小さく(即ち、正極活物質を用いて電池を作製した場合の重量エネルギー密度が小さく)なることが認められる。したがって、重量エネルギー密度という観点からは、LiCo1-x Nbx2 におけるxがx≦0.05(特に、x≦0.03)の範囲であることが望ましい。
【0038】
〔実験3〕
上記本発明電池A1・A4〜A8及び比較電池X1、X4を用いて、LiCo1-x Nbx2 におけるxと、−10℃及び−20℃での放電容量との関係を調べたので、その結果を図6〜図9(図6及び図7は−10℃、図8及び図9は−20℃)に示す。
図6〜図9から明らかなように、LiCo1-x Nbx2 におけるxが大きくなるに連れて放電容量が大きくなることが認められる。ここで、実際に携帯機器に電池を用いる場合には、−10℃での条件下では初期容量に対して40%以上(480mAh×0.4=192mAh)、−20℃での条件下では初期容量に対して20%以上(480mAh×0.2=96mAh)の容量を有しているとが望ましい。したがって、低温でも十分な放電容量を得るという観点からは、LiCo1-x Nbx2 におけるxが0.00001≦x(特に、0.0001≦x)の範囲であることが望ましい。
【0039】
上記実験2及び実験3の結果より、重量エネルギー密度を高めつつ、低温でも十分な放電容量を得るためには、LiCo1-x Nbx2 におけるxが0.00001≦x≦0.05(特に、0.0001≦x≦0.03)の範囲であることが望ましいことがわかる。
【0040】
〔実験4〕
コバルト酸リチウムに添加する物質(添加しない場合を含む)と、電解液の溶媒と、電解液の溶質とを変えつつ各種の電池を作製し、これら電池を80℃で96時間保存した後のガス発生量を調べたので、その結果を下記表1〜表3に示す。尚、負極には黒鉛系の炭素材料を使用し、電解液としては、ECを主成分とする2成分系の等体積混合溶媒に各溶質を1モル/lの割合で溶解させたものを用いた。
【0041】
【表1】

Figure 0004097337
【0042】
【表2】
Figure 0004097337
【0043】
【表3】
Figure 0004097337
【0044】
上記表1〜表3から明らかなように、いずれの物質をコバルト酸リチウムに添加した場合にも、当該物質は充放電時や高温保存時に触媒として作用するため、電解液の溶媒や溶質と反応してガスを発生することが認められる。このようにガスが発生すると、電池性能が低下するばかりか、近年盛んに開発されている柔らかなラミネート外装体を用いた電池では、電池の変形による破裂や漏液の直接の原因となる結果、安全性が低下する等の問題が生じる。
【0045】
但し、原因については定かではないが、酸化ニオブが固溶されたコバルト酸リチウムを正極活物質として用いると共に、電解液の溶質としてLiN(SO2252 で示されるイミド塩を用いた電池では、電解液の溶媒や溶質が高電位状態や高温状態で分解するのを抑制する働きがあることを見出した。したがって、このような電池ではガスの発生量が著しく低減するので、上記のような柔らかなラミネート外装体を用いた電池では、電池の変形による破裂や漏液を抑制でき、この結果安全性が飛躍的に向上する。
尚、上記表1〜表3には示していないが、ニオブの代わりに珪素、鉄、アルミニウム、マンガン、ニッケル、クロム及び亜鉛を用いた場合にも、電解液の溶媒や溶質に係わらず、添加物の触媒作用による電解液の溶媒や溶質の分解に起因するガス発生が認められた。また、LiCo1-x Nbx2 におけるxを0.0001、0.001、0.01及び0.1に変化させて、上記と同様の実験を行ったところ、ガス発生量は異なる(添加物の量が増加するにしたがって、ガス発生量も増加する)ものの、傾向としては、上記表1〜表3と同様の傾向にあることを確認した。
【0046】
(第2実施例)
〔実施例〕
実施例としては、上記発明の実施の形態における第4の形態に示す方法と同様の方法で電池を作製した。尚、LiCo1-x Nbx2 におけるxは0.01である。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池Bと称する。
【0047】
〔比較例〕
酸化ニオブが固溶していないコバルト酸リチウムを正極活物質として用いる他は、上記実施例と同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池Yと称する。
【0048】
〔実験〕
上記本発明電池B及び比較電池Yを、−20℃、−10℃、0℃及び25℃という温度下で定電流充放電試験を行ったので、その結果を、図10に示す。尚、充放電条件は、前記第1実施例の実験1と同様の条件である。
図10から明らかなように、比較電池Yでは放電作動電圧、放電容量共に大幅に低下しているのに対して、本発明電池Bでは放電作動電圧、放電容量共に余り低下しておらず、特に−10℃以下の低温領域における両者の差異が顕著に認められる。
【0049】
これは、低温領域では界面抵抗が増加する傾向があり、このことは液体電解質よりもゲル状電解質において顕著であが、本発明電池Bの如く酸化ニオブが固溶されたコバルト酸リチウムを正極活物質として用いると、界面抵抗を低下させるために、低温特性の低下が抑制されるものと考えられる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池の作動電圧を高くでき、しかも電池の低温特性と安全性の向上とガス発生の低減とを図ることができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明電池A1及び比較電池X1における電池電圧と放電容量との関係を示すグラフである。
【図2】図2は本発明電池A2及び比較電池X2における電池電圧と放電容量との関係を示すグラフである。
【図3】図3は本発明電池A3及び比較電池X3における電池電圧と放電容量との関係を示すグラフである。
【図4】図4はLiCo1-x Nbx2 におけるxと正極活物質の単位重量当たりの放電容量との関係を示すグラフである。
【図5】図5はLiCo1-x Nbx2 におけるxと正極活物質の単位重量当たりの放電容量との関係を示すグラフである。
【図6】図6は本発明電池A1・A4〜A8及び比較電池X1、X4における、LiCo1-x Nbx2 におけるxと−10℃での放電容量との関係を示すグラフである。
【図7】図7は本発明電池A1・A4〜A8及び比較電池X1、X4における、LiCo1-x Nbx2 におけるxと−10℃での放電容量との関係を示すグラフである。
【図8】図8は本発明電池A1・A4〜A8及び比較電池X1、X4における、LiCo1-x Nbx2 におけるxと−20℃での放電容量との関係を示すグラフである。
【図9】図9は本発明電池A1・A4〜A8及び比較電池X1、X4における、LiCo1-x Nbx2 におけるxと−20℃での放電容量との関係を示すグラフである。
【図10】図10は本発明電池B及び比較電池Yにおける、電池電圧と放電容量との関係を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode, and an electrolyte are loaded in an outer package.
[0002]
[Prior art]
In recent years, lithium ion batteries that use lithium cobalt oxide or lithium manganate as a positive electrode material, and metal lithium or an alloy that can occlude and release lithium ions or a carbon material as a negative electrode material, are attracting attention as a battery that can be increased in capacity. Has been.
However, a battery using lithium cobaltate or lithium manganate as a positive electrode active material has a drawback that charging / discharging capacity and charging / discharging efficiency are gradually lowered by repeating charging / discharging, and a sufficient cycle life cannot be obtained. The reason why the charge / discharge capacity and charge / discharge efficiency are reduced is that, due to a change in the crystal structure of the positive electrode active material, an irreversible change of the active material occurs in part, and the positive electrode potential is the standard. It is conceivable that the electrolytic solution is decomposed by charging that is higher than the value or charging that is lower than the reference value. For this reason, as described below, attempts have been made to solve the above problems by partially replacing various metal elements in the positive electrode active material.
[0003]
First, in JP-B-63-59507, Li x M y O 2 ( where M consists of Ni or Co, also x <0.8, a y ≒ 1) used as a positive electrode active material, a lithium metal Nonaqueous electrolyte batteries used as negative electrodes have been proposed. Such a configuration has the advantage of having an electromotive force of 4 V or higher and a high energy density, but problems such as cycle deterioration as described above have not been solved.
[0004]
Therefore, for example, as disclosed in JP-A-4-329267 and JP-A-5-13082, a titanium compound dissolved in lithium cobaltate is used as the positive electrode active material, or As disclosed in Japanese Patent No. 319260, lithium cobaltate in which zirconium is dissolved is used as a positive electrode active material, or as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-253162, lead, bismuth, boron There has been proposed a battery using as a positive electrode active material a material in which is dissolved. In the battery using these positive electrode active materials, the above-described problems can be improved by substituting another metal element with lithium cobaltate as a partial element. However, since the heat generation start temperature is lowered, there is a problem that safety is lowered and initial battery capacity is lowered.
[0005]
In recent years, with the widespread use of mobile devices such as mobile phones, there is an increasing need for batteries having high operating voltage and good low temperature characteristics as well as good cycle characteristics.
In addition, while thinning of batteries is rapidly progressing with downsizing of portable devices, in thin batteries using a laminate outer package, swelling of the batteries has become a big problem in addition to battery performance. In order to prevent blistering, it has become necessary to develop technologies that reduce gas generation.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a nonaqueous electrolyte battery that has a high operating voltage and excellent low-temperature characteristics, and that can improve safety and reduce gas generation. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a nonaqueous electrolyte battery in which a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode, and an electrolyte are loaded in an outer package. A lithium-containing composite oxide represented by LiCo 1-x Nb x O 2 [0.00001 ≦ x ≦ 0.05 ] is used as the active material, and a material mainly composed of graphite is used as the negative electrode. A mixed solvent mainly composed of ethylene carbonate is used .
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the positive electrode active material is LiCo 1-x. Nb x O 2 A lithium-containing composite oxide represented by [0.001 ≦ x ≦ 0.03] is used.
[0008]
As described above, a lithium-containing composite oxide represented by LiCo 1-x Nb x O 2 [0.00001 ≦ x ≦ 0.05 (particularly 0.001 ≦ x ≦ 0.03)] is used as the positive electrode active material. When used (that is, when a niobium compound is dissolved on the surface of lithium cobaltate), the discharge operating voltage rises by 0.1 V or more compared to the case where lithium cobaltate is used as the positive electrode active material, so that the low temperature characteristics are dramatically improved. Improve. Note that the x of the lithium-containing composite oxide is regulated to 0.00001 ≦ x ≦ 0.05 because when the lithium-containing composite oxide x is less than 0.00001, the improvement of the low temperature characteristics is not sufficiently exhibited. This is because if the x of the contained composite oxide exceeds 0.05, the weight energy density decreases and the discharge capacity decreases.
[0009]
Further, when a material mainly composed of graphite is used as the negative electrode, the discharge capacity at a low temperature is increased as compared with the case where a material mainly composed of coke is used. In addition, if a mixed solvent mainly composed of ethylene carbonate is used as the electrolyte, the electrolyte film resulting from ethylene carbonate will be decomposed by the catalytic effect of niobium oxide, etc., reducing the surface resistance at the particle interface. In addition, ion conductivity is improved.
[0010]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the electrolyte salt includes at least an imide salt represented by the structural formula LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 . Is used .
In a battery using an imide salt represented by LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 as an electrolyte salt, decomposition of the electrolyte salt or the like in a high potential state or a high temperature state is suppressed. Decrease.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the exterior body is a laminate exterior body.
In such a battery using a soft laminate outer package, rupture and leakage due to deformation of the battery are likely to occur, but if the amount of gas generated is significantly reduced as described above, rupture and leakage can be suppressed. Safety is improved.
[0012]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the electrolyte is a gel-like solid polymer.
The interface resistance tends to increase in the low temperature region, which is remarkable in the gel electrolyte, but when niobium oxide or the like is added to lithium cobaltate, the interface resistance decreases, so in the low temperature region. The decrease in the discharge capacity is suppressed, and the decrease in the low temperature characteristics can be suppressed.
[0013]
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein cobalt oxide and niobium compound are fired as the positive electrode active material to produce a niobium compound mixed cobalt oxide. After that, this niobium compound mixed cobalt oxide is mixed with at least one selected from lithium compounds consisting of lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium nitrate, and further baked.
When the positive electrode active material as described above is used, it is excellent in mass productivity and the manufacturing cost can be reduced, and the heat generation start temperature is high, so that the safety of the battery is further improved.
[0014]
Further, the invention according to claim 7 is the invention according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein niobium oxide and / or metal niobium is mixed with lithium cobaltate as the positive electrode active material, and further fired. It is characterized by using a thing.
When the positive electrode active material as described above is used, the same effect as that described in claim 6 is obtained.
[0015]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the positive electrode active material is a mixture of lithium cobaltate and lithium-niobium composite oxide, and further fired. It is characterized by using.
When the positive electrode active material as described above is used, the same effect as that described in claim 6 is obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first to fourth embodiments of the present invention will be described below.
(First form)
First, niobium oxide and cobalt oxide powder were mixed and fired in the atmosphere (600 ° C.) to synthesize a niobium compound mixed cobalt oxide powder. Next, this niobium compound mixed cobalt oxide powder and LiOH, which is a lithium source, are mixed, calcined (800 ° C.) in an oxygen partial pressure controlled atmosphere, slowly cooled to room temperature, and further pulverized. A positive electrode active material composed of a lithium-containing composite oxide represented by LiCo 1-x Nb x O 2 [0.00001 ≦ x ≦ 0.05 (particularly 0.001 ≦ x ≦ 0.03)] was obtained. A positive electrode active material synthesized in this way and a carbon conductive agent, graphite, and a fluororesin-based binder are mixed at a certain ratio to create a positive electrode mixture, and then the positive electrode mixture is applied to both sides of the aluminum foil. The positive electrode was produced by applying, drying and rolling.
On the other hand, after preparing a negative electrode mixture by mixing a carbon material (graphite) as a negative electrode active material and a fluororesin binder as a binder at a certain ratio, the negative electrode is mixed with a copper foil. It was prepared by applying to both sides, drying and rolling.
[0017]
Next, after attaching leads to the positive and negative electrodes produced as described above, the positive and negative electrodes were wound in a spiral shape through a polypropylene separator to produce a spiral electrode body, and then the spiral electrode body was Stored in a battery case. Finally, an electrolyte was injected into the battery case and sealed to prepare a battery with a capacity of 480 mAh. As the electrolytic solution, an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC), was obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate and (LiPF 6) at a ratio of 1 mol / l.
[0018]
Here, the lithium source is not limited to the LiOH, and for example, Li 2 CO 3 / LiNO 3 or the like can be used.
Further, the niobium compound mixed cobalt oxide is not limited to those obtained by firing a mixture of niobium oxide (niobium compound) and cobalt oxide. For example, a mixture of metal niobium powder and cobalt oxide may be used. Can be obtained by baking (600 ° C.) in the air.
[0019]
(Second form)
As a method for producing the positive electrode active material, a method in which lithium cobalt oxide was mixed with lithium cobaltate, fired (800 ° C.) in an oxygen partial pressure controlled atmosphere, slowly cooled to room temperature, and further pulverized was used. Otherwise, a battery was fabricated in the same manner as in the first embodiment.
[0020]
(Third form)
As a method for producing a positive electrode active material, lithium niobate is mixed with a metal niobium powder or a niobium compound such as Nb 2 O 5 , fired (800 ° C.) in an oxygen partial pressure controlled atmosphere, and slowly cooled to room temperature. A battery was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that the pulverizing method was used.
[0021]
(4th form)
A battery was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that a gel polymer electrolyte was used as the electrolyte and a laminate outer package was used as the outer package. Specifically, it is as follows.
First, the same positive electrode and negative electrode as in Example 1 of the first example are sandwiched between polyethylene porous bodies and inserted into a laminate outer package. Next, a polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 1000) and a solution obtained by dissolving LiPF 6 in an equal volume mixed solvent of EC and DEC at a ratio of 1 mol / l in the laminate outer package are in a weight ratio of 1:10. The mixture was mixed at a ratio of 5%, and 3 ml of a mixture obtained by adding 5000 ppm of t-hexylperoxypivalate as a polymerization initiator was injected, and then the mixture was heated at 60 ° C. for 3 hours to be cured.
[0022]
In addition, as a method of uniformly dispersing the niobium compound in lithium cobalt oxide, a masterbatch method often used in the resin industry or the like (a method in which the niobium compound is mixed uniformly at a high mixing ratio at first and then gradually increased in dilution ratio and mixed) The reason why such a method is used is that, when a small amount is added, it is not mixed uniformly unless this method is used).
[0023]
Further, as the negative electrode material used in the present invention, lithium metal, lithium alloy and the like are preferably used in addition to the carbon material. Furthermore, the solvent of the electrolytic solution is not limited to the above, but examples thereof include ethylene carbonate and dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dioxolane, 2-methoxytetrahydrofuran, diethyl ether and the like. A solvent in which a low-viscosity low-boiling solvent is mixed at an appropriate ratio can be used. As the solute of the electrolytic solution, LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 and the like can be used in addition to the above LiPF 6 .
[0024]
Further, as the gel-like solid polymer, in addition to polyethylene glycol diacrylate, a polyether solid polymer, a polycarbonate solid polymer, a polyacrylonitrile solid polymer, and a co-polymer comprising two or more of these. A polymer, a cross-linked polymer material, a fluorine-based solid polymer such as polyvinylidene fluoride, a lithium salt, or an electrolyte can be used in combination.
[0025]
【Example】
(First embodiment)
[Example 1]
As Example 1, a battery was manufactured by a method similar to the method shown in the third embodiment (a method of mixing niobium oxide with lithium cobaltate and firing it). Note that x in LiCo 1-x Nb x O 2 is 0.01.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A1.
[0026]
[Example 2]
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that coke was used instead of graphite as the negative electrode active material.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A2.
[0027]
Example 3
Other than using coke instead of graphite as negative electrode active material and using equal volume mixed solvent of propylene carbonate (PC) and DEC instead of equal volume mixed solvent of EC and DEC as solvent of electrolyte A battery was produced in the same manner as in Example 1.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery A3.
[0028]
[Examples 4 to 7]
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that x in LiCo 1-x Nb x O 2 was 0.00001, 0.0001, 0.02, 0.03, and 0.05, respectively. .
The batteries thus produced are hereinafter referred to as invention batteries A4 to A8, respectively.
[0029]
[Comparative Example 1]
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that x in LiCo 1-x Nb x O 2 was 0 (no niobium oxide was dissolved).
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery X1.
[Comparative Example 2]
A battery was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1 except that coke was used instead of graphite as the negative electrode active material.
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery X2.
[0030]
[Comparative Example 3]
The same as in Comparative Example 1 except that coke is used instead of graphite as the negative electrode active material, and an equal volume mixed solvent of PC and DEC is used instead of an equal volume mixed solvent of EC and DEC as the solvent of the electrolytic solution. A battery was produced.
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery X3.
[0031]
[Comparative Example 4]
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that x in LiCo 1-x Nb x O 2 was 0.1.
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery X4.
[0032]
[Experiment 1]
Since the present invention batteries A1 to A3 and comparative batteries X1 to X3 were subjected to a constant current charge / discharge test at temperatures of -20 ° C, -10 ° C, 0 ° C and 25 ° C, the results are shown in Figs. 3 shows. The charging / discharging conditions are such that after charging to a charging end voltage of 4.1 V at a charging current of 480 mA (1 C), discharging is performed to a discharging end voltage of 2.75 V at a discharge current of 480 mA (1 C).
[0033]
As is apparent from FIGS. 1 and 2, the present invention battery A1, in which niobium oxide is dissolved, is used when an electrolyte containing EC (ethylene carbonate) is used regardless of whether the negative electrode is coke or graphite. It is recognized that the operating voltage of A2 is greatly increased at low temperatures of −20 ° C. to 0 ° C. and the low temperature characteristics are greatly improved as compared with comparative batteries X1 and X2 that do not contain niobium oxide. However, as is apparent from FIG. 3, when an electrolytic solution containing PC (propylene carbonate) is used, the present battery A3 in which niobium oxide is dissolved is compared with the comparative battery X3 that does not contain niobium oxide. The operating voltage did not rise much at low temperatures of -20 ° C to 0 ° C, and no improvement in low temperature characteristics was observed.
[0034]
This experimental result is considered to be due to the following reasons.
That is, in the battery system, an electrolytic solution such as EC or PC forms a film on the surface of the positive electrode particles, but a niobium compound such as niobium oxide dissolved in lithium cobaltate is present on the surface of the cobalt particles and exhibits a catalytic action. In order to do this, the electrolyte coating film by EC is decomposed. Therefore, it becomes difficult to form the electrolyte coating, and the surface resistance at the particle interface is reduced, and the ionic conductivity is improved. On the other hand, since the catalytic effect of such a niobium compound is not sufficiently exhibited in the decomposition of the electrolytic solution film by PC, it is considered that the ionic conductivity is not improved when an electrolytic solution containing PC is used. .
[0035]
In addition, when the negative electrode is graphite, it is generally known that PC will decompose the negative electrode. Therefore, no experiment was conducted on a battery using an electrolyte containing graphite and the negative electrode is graphite. .
In addition, it has been confirmed by experiments that the same effect as described above is exhibited even when the positive electrode active materials manufactured in the first and second embodiments in the embodiment of the invention are used.
[0036]
[Experiment 2]
Producing positive electrode active materials in which x in LiCo 1-x Nb x O 2 is 0, 0.00001, 0.0001, 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, and 0.1, respectively. Then, a positive electrode using this positive electrode active material and a reference electrode made of metallic lithium are immersed in an electrolytic solution similar to the electrolytic solution shown in Example 1, and x in LiCo 1-x Nb x O 2 and the positive electrode Since the relationship with the discharge capacity per unit weight of the active material (hereinafter simply referred to as discharge capacity) was examined, the results are shown in FIGS.
[0037]
As is apparent from FIGS. 4 and 5, the discharge capacity decreases as x in LiCo 1-x Nb x O 2 increases (that is, the weight energy density when a battery is produced using a positive electrode active material). It is recognized that Therefore, from the viewpoint of weight energy density, x in LiCo 1-x Nb x O 2 is preferably in the range of x ≦ 0.05 (particularly, x ≦ 0.03).
[0038]
[Experiment 3]
Since the present invention batteries A1 and A4 to A8 and comparative batteries X1 and X4 were used, the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and the discharge capacity at −10 ° C. and −20 ° C. was examined. The results are shown in FIGS. 6 to 9 (FIGS. 6 and 7 are −10 ° C., FIGS. 8 and 9 are −20 ° C.).
As is apparent from FIGS. 6 to 9, it is recognized that the discharge capacity increases as x in LiCo 1-x Nb x O 2 increases. Here, when a battery is actually used for a portable device, the initial capacity is 40% or more (480 mAh × 0.4 = 192 mAh) under the condition at −10 ° C., and the initial condition under the condition at −20 ° C. It is desirable to have a capacity of 20% or more (480 mAh × 0.2 = 96 mAh) with respect to the capacity. Therefore, from the viewpoint of obtaining a sufficient discharge capacity even at a low temperature, it is desirable that x in LiCo 1-x Nb x O 2 is in the range of 0.00001 ≦ x (particularly 0.0001 ≦ x).
[0039]
From the results of Experiment 2 and Experiment 3, in order to obtain a sufficient discharge capacity even at a low temperature while increasing the weight energy density, x in LiCo 1-x Nb x O 2 is 0.00001 ≦ x ≦ 0.05 ( In particular, it can be seen that a range of 0.0001 ≦ x ≦ 0.03) is desirable.
[0040]
[Experiment 4]
Various batteries were produced while changing the substances added to lithium cobaltate (including the case where they were not added), the solvent of the electrolytic solution, and the solute of the electrolytic solution, and the gas after storing these batteries at 80 ° C. for 96 hours. Since the generation amount was examined, the results are shown in Tables 1 to 3 below. In addition, a graphite-based carbon material is used for the negative electrode, and an electrolytic solution in which each solute is dissolved at a rate of 1 mol / l in a two-component equal volume mixed solvent containing EC as a main component is used. It was.
[0041]
[Table 1]
Figure 0004097337
[0042]
[Table 2]
Figure 0004097337
[0043]
[Table 3]
Figure 0004097337
[0044]
As is apparent from Tables 1 to 3 above, when any substance is added to lithium cobaltate, the substance acts as a catalyst during charge / discharge or high-temperature storage, and thus reacts with the solvent and solute of the electrolyte. To generate gas. When the gas is generated in this way, not only the battery performance deteriorates, but in the battery using the soft laminate outer casing that has been actively developed in recent years, it is a result of direct rupture or leakage due to deformation of the battery, Problems such as reduced safety occur.
[0045]
However, although the cause is not clear, lithium cobaltate in which niobium oxide is dissolved is used as a positive electrode active material, and an imide salt represented by LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 is used as a solute of an electrolytic solution. In the conventional battery, it was found that the solvent and solute of the electrolytic solution have a function of suppressing decomposition in a high potential state or a high temperature state. Therefore, since the amount of gas generated in such a battery is remarkably reduced, the battery using the soft laminate outer casing as described above can suppress rupture and leakage due to deformation of the battery, and as a result, safety is dramatically increased. Improve.
Although not shown in Tables 1 to 3, when silicon, iron, aluminum, manganese, nickel, chromium, and zinc are used instead of niobium, addition is possible regardless of the solvent or solute of the electrolyte. Gas generation due to decomposition of the solvent and solute of the electrolyte due to the catalytic action of the product was observed. Further, when x in LiCo 1-x Nb x O 2 was changed to 0.0001, 0.001, 0.01 and 0.1 and the same experiment as described above was performed, the amount of gas generated was different (additional) As the amount of the product increased, the amount of gas generated also increased. However, as a tendency, it was confirmed that the tendency was the same as in Tables 1 to 3 above.
[0046]
(Second embodiment)
〔Example〕
As an example, a battery was manufactured by a method similar to the method shown in the fourth embodiment of the above-described embodiment. Note that x in LiCo 1-x Nb x O 2 is 0.01.
The battery thus produced is hereinafter referred to as the present invention battery B.
[0047]
[Comparative Example]
A battery was fabricated in the same manner as in the above example except that lithium cobaltate in which niobium oxide was not dissolved was used as the positive electrode active material.
The battery thus produced is hereinafter referred to as comparative battery Y.
[0048]
[Experiment]
Since the present invention battery B and comparative battery Y were subjected to a constant current charge / discharge test at temperatures of −20 ° C., −10 ° C., 0 ° C. and 25 ° C., the results are shown in FIG. The charge / discharge conditions are the same as those in Experiment 1 of the first embodiment.
As is clear from FIG. 10, in the comparative battery Y, both the discharge operating voltage and the discharge capacity are significantly reduced, whereas in the battery B of the present invention, both the discharge operating voltage and the discharge capacity are not significantly reduced. The difference between the two in a low temperature region of −10 ° C. or lower is noticeable.
[0049]
This tends to increase the interfacial resistance in the low temperature region. This is more remarkable in the gel electrolyte than in the liquid electrolyte. However, as in the battery B of the present invention, lithium cobalt oxide in which niobium oxide is dissolved is used as the positive electrode. When used as a substance, it is considered that a decrease in low-temperature characteristics is suppressed in order to reduce the interface resistance.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to increase the operating voltage of the battery, and to achieve excellent effects such as improving the low temperature characteristics and safety of the battery and reducing gas generation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between battery voltage and discharge capacity in the battery A1 of the present invention and a comparative battery X1.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between battery voltage and discharge capacity in the battery A2 of the present invention and the comparative battery X2.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between battery voltage and discharge capacity in the battery A3 of the present invention and the comparative battery X3.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and the discharge capacity per unit weight of the positive electrode active material.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and the discharge capacity per unit weight of the positive electrode active material.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and discharge capacity at −10 ° C. in the batteries A1 and A4 to A8 of the present invention and the comparative batteries X1 and X4.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and discharge capacity at −10 ° C. in the batteries A1 and A4 to A8 of the present invention and the comparative batteries X1 and X4.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and the discharge capacity at −20 ° C. in the batteries A1 and A4 to A8 of the present invention and the comparative batteries X1 and X4.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between x in LiCo 1-x Nb x O 2 and discharge capacity at −20 ° C. in the batteries A1 and A4 to A8 of the present invention and the comparative batteries X1 and X4.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between battery voltage and discharge capacity in the battery B of the present invention and the comparative battery Y.

Claims (8)

正極活物質を含む正極と、負極と、電解質とが外装体内に装填された非水電解質電池において、
上記正極活物質として、LiCo1-x Nbx2 〔0.00001≦x≦0.05〕で示されるリチウム含有複合酸化物が用いられ、
上記負極として黒鉛を主体とする材料が用いられ、
上記電解質としてエチレンカーボネートを主体とする混合溶媒が用いられている、
ことを特徴とする非水電解質電池。
In a non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode, and an electrolyte are loaded in an exterior body,
As the positive electrode active material, a lithium-containing composite oxide represented by LiCo 1-x Nb x O 2 [0.00001 ≦ x ≦ 0.05 ] is used,
A material mainly composed of graphite is used as the negative electrode,
A mixed solvent mainly composed of ethylene carbonate is used as the electrolyte.
The nonaqueous electrolyte battery characterized by the above-mentioned.
上記正極活物質として、LiCo 1-x Nb x 2 〔0.001≦x≦0.03〕で示されるリチウム含有複合酸化物が用いられている、請求項1記載の非水電解質電池。 As the positive electrode active material, LiCo 1-x Nb x O 2 The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1 , wherein a lithium-containing composite oxide represented by [0.001 ≦ x ≦ 0.03] is used . 上記電解質の塩として、少なくとも構造式LiN(SO2252 で示されるイミド塩が含まれているものが用いられている、請求項1または2記載の非水電解質電池。Said as an electrolyte salt, which is used as it contains an imide salt represented by the least structural formula LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2, a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1 or 2 wherein. 上記外装体がラミネート外装体から成る、請求項3記載の非水電解質電池。  The nonaqueous electrolyte battery according to claim 3, wherein the exterior body is a laminate exterior body. 上記電解質がゲル状の固体高分子である、請求項1、2、3又は4記載の非水電解質電池。  The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the electrolyte is a gel-like solid polymer. 上記正極活物質として、酸化コバルトと、ニオブ化合物とを焼成してニオブ化合物混合酸化コバルトを作製した後、このニオブ化合物混合酸化コバルトと、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウムから成るリチウム化合物から選択される少なくとも一種とが混合され、更に焼成されたものが用いられている、請求項1、2、3、4又は5記載の非水電解質電池。As the positive electrode active material, cobalt oxide and niobium compound are fired to produce a niobium compound mixed cobalt oxide, and then selected from the niobium compound mixed cobalt oxide and a lithium compound comprising lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium nitrate. The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, 2, 3, 4, or 5 , wherein at least one of the above is mixed and further baked. 上記正極活物質として、コバルト酸リチウムに酸化ニオブ及び/又は金属ニオブが混合され、更に焼成されたものが用いられている、請求項1、2、3、4又は5記載の非水電解質電池。It said as a positive electrode active material, niobium oxide and / or niobium metal lithium cobaltate are mixed, have been used those further calcined, non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein. 上記正極活物質として、コバルト酸リチウムにリチウム−ニオブ複合酸化物が混合され、更に焼成されたものが用いられている、請求項1、2、3、4又は5記載の非水電解質電池。The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein a lithium-niobium composite oxide mixed with lithium cobalt oxide and further baked is used as the positive electrode active material.
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