DE69900881T2 - Nichtwässrige Sekundärbatterie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Nichtwässrige Sekundärbatterie und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt und ein Verfahren zur Herstellung der Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt.
  • Vor kurzem ist eine dünne Lithiumionen-Sekundärbatterie als Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt für tragbare Geräte wie tragbare Telefone auf den Markt gebracht worden. Diese Batterie verwendet Lithiumcobaltoxid (z. B. LiCoO&sub2;) als aktive Masse der positiven Elektrode, ein Graphitmaterial oder kohlenstoffhaltiges Material als aktive Masse der negativen Elektrode, ein organisches Lösungsmittel, in dem ein Lithiumsalz als Elektrolyt gelöst ist, und eine poröse Folie als Separator.
  • Obwohl es verlangt wird, die Dicke von Batterien zu verringern, um die abnehmende Dicke tragbarer Geräte zu erfüllen, sind dünne Lithiumionen-Sekundärbatterien mit 4 mm oder weniger Dicke schwierig in die Praxis umzusetzen. Daher wurde herkömmlich eine Lithium-Sekundärbatterie vom Karten- Typ unter Verwendung eines Polymerelektrolyt vorgeschlagen und zur kommerziellen Praxis entwickelt.
  • Eine Lithium-Sekundärbatterie unter Verwendung eines Polymerelektrolyt enthält jedoch ein gequollenes Polymer, das einen nicht-wäßrigen Elektrolyt hält. Daher hat diese Lithium-Sekundärbatterie eine größere Elektroden- Grenzflächenimpedanz und eine geringere Lithiumionen- Leitfähigkeit als eine Lithium-Sekundärbatterie, die einen nicht-wäßrigen Elektrolyt verwendet. Ebenfalls sollte die Dicke des Polymerelektrolyt im Vergleich mit dem Separator erhöht werden, um seine Festigkeit zu stärken, und als Ergebnis verringert sich die Energiedichte.
  • Entsprechend ist eine Lithium-Sekundärbatterie unter Verwendung eines Polymerelektrolyt bezüglich der volumenbezogenen Energiedichte, der Zykluslebensdauer und der Schnellentladungseigenschaft ("large discharge characteristic") gegenüber einer dünnen Lithium- Sekundärbatterie, die mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt in einer Lösung oder flüssigen Form getränkt ist, unterlegen.
  • Der Umfang der Ansprüche der japanischen Patentanmeldung KOKAI Nr. 10-177865 beschreibt eine Lithiumionen- Sekundärbatterie, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator, der gegenüberliegende Oberflächen aufweist, die einen Elektrolyten festhalten, und eine adhäsive Harzschicht einschließt, die aus einer Mischphase aus einer Elektrolyt-Phase, einer Polymer-Gelphase, die einen Elektrolyt enthält, und einer Polymer-Festphase hergestellt ist und die positive und negative Elektrode an den gegenüberliegenden Oberfläche des Separators anheftet. Der Umfang der Ansprüche der japanischen Patentanmeldung KOKAI Nr. 10-189054 beschreibt ein Herstellungsverfahren für eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, das die Schritte einschließt aus: Beschichten eines Separators mit einer Bindemittelharz- Lösung, hergestellt durch Auflösen von Polyvinylidenfluorid als Hauptkomponente in einem Lösungsmittel, Aufbringen einer Elektrode auf diesen Separator und Trocknen dieser Stoffe, sobald sie aneinandergeheftet sind, um das Lösungsmittel zu verdampfen und dadurch einen gestapelten Batteriekörper zu bilden, und Tränken dieses gestapelten Batteriekörpers mit einem Elektrolyt. Ebenfalls beschreibt der Umfang der Ansprüche der japanischen Patentanmeldung KOKAI Nr. 10-172606 eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator, der zwischen der positiven und negativen Elektrode eingefügt ist und einen Lithiumionen enthaltenden Elektrolyt faßt, und eine poröse adhäsive Harzschicht zum Fassen des Elektrolyt und Anheften der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators einschließt.
  • Unglücklicherweise weisen die in diesen Patentveröffentlichungen offenbarten Lithiumionen- Sekundärbatterien einen hohen Innenwiderstand auf und sind daher bezüglich der Zykluslebensdauer und der Schnellentladungseigenschaft nachteilig.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitzustellen, worin eine Elektrodengruppe mit einem nicht- wäßrigen Elektrolyt in einer Lösung oder flüssigen Form getränkt ist, und die eine verbesserte Schnellentladungseigenschaft und Zyklus-Eigenschaft besitzt und dünn ausgeführt werden kann.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt bereitzustellen, das zur Verbesserung der Schnellentladungseigenschaft und der Zyklus-Eigenschaft und zur Verringerung der Dicke einer Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, worin eine Elektrodengruppe mit einem nicht-wäßrigem Elektrolyt in einer Lösung oder flüssigen Form getränkt ist, fähig ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitzustellen, worin eine Elektrodengruppe mit einem nicht- wäßrigen Elektrolyt in einer Lösung oder flüssigen Form getränkt ist, und die eine verbesserte Zyklus-Eigenschaft besitzt und dünn ausgeführt werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt bereitzustellen, das zur Verbesserung der Zyklus-Eigenschaft und zur Verringerung der Dicke einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, worin eine Elektrodengruppe mit einem nicht-wäßrigem Elektrolyt in einer Lösung oder flüssigen Form getränkt ist, fähig ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit einer reduzierten Auftrittshäufigkeit von innerem Kurzschluß und einer verbesserten Schnellentladungseigenschaft und Zyklus- Eigenschaft bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt, die eine Elektrodengruppe, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator umfaßt, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist und der eine poröse Platte enthält, deren Luftdurchlässigkeit 600 s/100 cm³ oder weniger beträgt, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Hülle zur Unterbringung der Elektrodengruppe umfaßt, worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die sich in Hohlräumen der positiven Elektrode und jenen des Separators befinden, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die sich in Hohlräumen der negativen Elektrode und jenen des Separators befinden.
  • Erfindungsgemäß wird eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt, die eine Elektrodengruppe, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator zur Trennung der positiven von der negativen Elektrode umfaßt, eine Hülle zur Unterbringung der Elektrodengruppe und einen nicht-wäßrigen Elektrolyt umfaßt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind.
  • Erfindungsgemäß wird eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt, die eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem sich dazwischen befindlichen Separator und Pressen der resultierenden Spule in Richtung des Durchmessers gebildet ist, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle umfaßt, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist, worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, eine Form hat, die die folgende Gleichung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub2;/L&sub1; ≤ 1,2 (I)
  • worin L&sub2; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils im Bereich der Oberfläche ausschließlich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und L&sub1; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschließlich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub2; hat.
  • Erfindungsgemäß wird eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt, die eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch nicht weniger als 2-faches Falten eines Stapels gebildet ist, der eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator umfaßt, einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle umfaßt, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist, worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzen zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, eine Form hat, die die folgende Gleichung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub4;/L&sub3; ≤ 1,2 (II)
  • worin L&sub4; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils in einem Bereich der Oberfläche ausschließlich gefalteter Schichtbereiche ist und L&sub3; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschließlich der gefalteten Schichtbereiche ist und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub4; hat.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt, umfassend die Schritte aus Bilden einer Elektrodengruppe durch Stellen eines Separators zwischen eine positive Elektrode und eine negative Elektrode, Tränken der Elektrodengruppe mit einer Lösung, in der ein Haftpolymer gelöst ist, Formen der Elektrodengruppe und Tränken der Elektrodengruppe mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt.
  • Diese Zusammensetzung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale, so daß die Erfindung ebenfalls eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
  • Die Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn diese zusammen mit den begleitenden Abbildungen herangezogen wird, worin gilt:
  • Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil A in Fig. 1 zeigt;
  • Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die die Begrenzungen und ihre Umgebungen zwischen einer positiven Elektrode, einem Separator und einer negativen Elektrode in der in Fig. 1 gezeigten Sekundärbatterie darstellt;
  • Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Elektrodengruppe darstellt, die in die erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
  • Fig. 5 ist eine Seitenansicht, die eine weitere Elektrodengruppe zeigt, die in die erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
  • Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein erstes Beispiel einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zeigt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
  • Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil B in Fig. 6 zeigt;
  • Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die ein zweites Beispiel für eine Sekundärbatterie nicht-wäßrigem Elektrolyt zeigt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
  • Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil C in Fig. 8 zeigt;
  • Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die ein drittes Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zeigt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist; und
  • Fig. 11 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil D in Fig. 10 zeigt.
  • Die erste erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe, die aus einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem Separator aufgebaut ist, der sich zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode befindet und eine poröse Platte enthält, deren Luftdurchlässigkeit 600 s/100 cm³ oder weniger beträgt, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Hülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist.
  • Die positive Elektrode und der Separator werden durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die in Hohlräumen der positiven Elektrode und jenen des Separators vorhanden sind, und die negative Elektrode und der Separator werden durch Haftpolymere aneinander geheftet, die in Hohlräumen der negativen Elektrode und jenen des Separators vorhanden sind.
  • Die zweite erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe, die aus einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem Separator zur elektrischen Trennung der positiven Elektrode und der negativen Elektrode voneinander aufgebaut ist, eine Hülle zur Unterbringung der Elektrodengruppe und einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist.
  • Die positive Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinander geheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind.
  • Falls wenigstens eine der positiven und negativen Elektrode aus einer Mehrzahl von Elektroden aufgebaut ist, ist das Haftpolymer wünschenswerterweise in einem Teil der Begrenzung zwischen jeder dieser Elektroden und dem Separator vorhanden anstelle in der Begrenzung zwischen einer dieser Elektroden und dem Separator.
  • Einzelheiten der positiven Elektrode, der negativen Elektrode, des Separators, des nicht-wäßrigen Elektrolyt und der Hülle werden nachfolgend beschrieben.
    • 1) Positive Elektrode
  • Diese positive Elektrode hat eine Struktur, in der eine Elektrodenschicht, die eine aktive Masse enthält, von einer oder beiden Oberflächen des Kollektors getragen wird. Die positive Elektrode hält Haftpolymere in Hohlräumen. Die positive Elektrodenschicht enthält weiterhin bevorzugt ein Leitmittel und ein Bindemittel.
  • Beispiele für die aktive Masse der positiven Elektrode sind verschiedene Oxide, wie Mangandioxid, Lithium-Mangan- Mischoxid, Lithium-haltiges Nickeloxid, Lithium-haltiges Cobaltoxid, Lithium-haltiges Nickelcobaltoxid, Lithium- haltiges Eisenoxid und Lithium-haltiges Vanadiumoxid, und Chalcogen-Verbindungen wie Titandisulfid und Molybdändisulfid. Von diesen Stoffen werden Lithium-haltiges Cobaltoxid (z. B. LiCoO&sub2;), Lithium-haltiges Nickelcobaltoxid (z. B. LiNi0,8Co0,2O&sub2;) und Lithium-Mangan-Mischoxid (Z. B. LiMn&sub2;O&sub4; und LiMnO&sub2;) bevorzugt verwendet, weil eine hohe Spannung erhalten werden kann.
  • Beispiele für diese Leitmittel sind einer oder mehrere Typen von Kohlenstoffmaterialien, ausgewählt aus Acetylenruß, Ruß und Graphit. Der Gehalt diese Leitmittels in der positiven Elektrode beträgt bevorzugt 3 bis 20 Gew.-%, wenn der Gehalt der aktiven Masse in der positiven Elektrode 80 bis 95 Gew.-% beträgt.
  • Das Bindemittel hat die Funktionen, daß es dem Kollektor erlaubt, die aktive Masse in ihrer Stelle zu halten und die Teilchen der aktiven Masse aneinander zu binden. Als dieses Bindemittel ist es möglich, einen oder mehrer Typen von Polymeren zu verwenden, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM), Styrol- Butadien-Kautschuk (SBR) und Polyvinylidenfluorid (PVdF).
  • Als Haftpolymer ist es möglich, einen oder mehrere Typen von Polymeren zu verwenden, ausgewählt aus Polyacrylnitril (PAN), Polyacrylat (PMMA), Polyvinylidenfluorid (PVdF), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenoxid (PEO). Dieses Haftpolymer kann wünschenswerterweise hoch haftfähig bleiben, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt an seiner Stelle festhält. Dieses Polymer hat besonders bevorzugt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. PAN, PMMA, PVdF, PVC und PEO sind Beispiele für das Polymer, das hoch haftfähig ist, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält, und besitzt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. Von diesen Polymeren ist PVdF am meisten bevorzugt. PVdF kann den nicht- wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und quillt teilweise in Gegenwart des nicht-wäßrigen Elektrolyt. Dies verbessert die Ionenleitfähigkeit der positiven Elektrode weiter.
  • Das Haftpolymer nimmt bevorzugt eine poröse Struktur in der positiven Elektrode an. Dieses Haftpolymer mit einer porösen Struktur kann den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und kann die Menge des in seiner Stelle in der positiven Elektrode gehaltenen nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen.
  • Die Gesamtmenge des Haftpolymers und des Bindemittels in der positiven Elektrode beträgt bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%.
  • Als Kollektor kann ein poröses leitfähiges Substrat oder ein leitfähiges Substrat ohne Poren verwendet werden. Diese leitfähigen Substrate können z. B. aus Aluminium, rostfreiem Stahl oder Nickel hergestellt werden.
  • Als Kollektor ist es besonders bevorzugt, ein leitfähiges Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur zu verwenden, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren. D. h., falls der Durchmesser der im leitfähigen Substrat gebildeten Poren größer als 3 mm ist, kann u. U. keine zufriedenstellende Festigkeit der positiven Elektrode erhalten werden. Falls andererseits das Verhältnis der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger geringer als der obige Bereich ist, wird es schwierig, den nicht-wäßrigen Elektrolyt gleichförmig in die Elektrodengruppe eindringen zu lassen, so daß u. U. keine zufriedenstellende Zykluslebensdauer erhalten werden kann. Der Porendurchmesser ist bevorzugt 0,1 bis 1 mm. Das Porenverhältnis ist bevorzugt 10 bis 20 Poren pro 10 cm².
  • Das leitfähige Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren, hat bevorzugt eine Dicke von 15 bis 100 um. Falls die Dicke weniger als 15 um ist, kann u. U. keine zufriedenstellende Festigkeit der positiven Elektrode erhalten werden. Falls die Dicke 100 um übersteigt, nehmen das Batteriegewicht und die Dicke der Elektrodengruppe zu. Dies kann es schwierig machen, die gewichtsbezogene Energiedichte und die volumenbezogene Energiedichte der dünnen Sekundärbatterie zu erhöhen. Ein besonders vorteilhafter Bereich der Dicke ist 30 bis 80 um.
    • 2) Negative Elektrode
  • Die negative Elektrode hat eine Struktur, in der eine Elektrodenschicht, die eine aktive Masse enthält, von einer oder beiden Oberflächen des Kollektors getragen wird. Die negative Elektrode hält Haftpolymere in Hohlräumen. Die negative Elektrodenschicht enthält weiter bevorzugt ein Bindemittel.
  • Ein Beispiel für die aktive Masse ist ein kohlenstoffhaltiges Material, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert. Beispiele für dieses kohlenstoffhaltige Material sind Graphit, Koks, Kohlenstoff-Fasern, kugelförmiger Kohlenstoff und ein Material, das durch Wärmebehandlung von einem in Wärme aushärtenden Harz, isotropem Pech, Mesophasenpech, Kohlenstoff-Fasern auf Mesophasenpech-Basis und Mesophasen- Kügelchen (Kohlenstoff-Fasern auf Mesophasenpech-Basis sind besonders bevorzugt) auf 500 bis 3000ºC erhalten wird. Von diesen Materialien ist es bevorzugt, ein Graphitmaterial zu verwenden, das durch Wärmebehandlung auf 2000ºC oder mehr erhalten wird und einen Graphitkristall aufweist, in dem der aus der (002)-Reflexion abgeleitete interplanare Abstand d&sub0;&sub0;&sub2; 0,340 nm oder weniger beträgt. Es ist möglich, die Batteriekapazität und Schnellentladungseigenschaft einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, die eine negative Elektrode einschließt, die dieses Graphitmaterial als kohlenstoffhaltige Substanz enthält, deutlich zu verbessern. Der interplanare Abstand d&sub0;&sub0;&sub2; ist besonders bevorzugt 0,336 nm oder weniger.
  • Der Gehalt des kohlenstoffhaltigen Materials in der negativen Elektrode ist bevorzugt 5 bis 20 g/m², wenn die negative Elektrode hergestellt wird.
  • Das Bindemittel hat die Funktionen, dem Kollektor das Halten der aktiven Masse in ihrer Stelle und das Aneinanderbinden von Teilchen der aktiven Masse zu erlauben. Als Bindemittel ist es möglich, einen oder mehrere Typen von Polymeren zu verwenden, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM), Styrol-Butadien- Kautschuk (SBR), Carboxymethylcellulose (CMC) und Polyvinylidenfluorid (PVdF).
  • Das Haftpolymer kann wünschenswerterweise hoch haftfähig bleiben, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält. Dieses Polymer hat besonders bevorzugt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. Beispiele für das Polymer, das hoch haftfähig ist, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält, und eine hohe Lithiumionen- Leitfähigkeit besitzt, sind Materialien ähnlich denjenigen, die oben in der Erläuterung der positiven Elektrode aufgezählt wurden. Von diesen Polymeren ist Polyvinylidenfluorid am meisten bevorzugt. Polyvinylidenfluorid kann den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und quillt teilweise in Gegenwart des nicht-wäßrigen Elektrolyt. Dies verbessert die Ionenleitfähigkeit der negativen Elektrode weiter.
  • Das Haftpolymer nimmt bevorzugt eine poröse Struktur in der negativen Elektrode an. Dieses Haftpolymer mit einer porösen Struktur kann den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und kann die Menge des in seiner Stelle in der negativen Elektrode gehaltenen nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen.
  • Der Gesamtgehalt des Haftpolymers und des Bindemittels in der negativen Elektrode ist bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%.
  • Als Kollektor kann ein poröses leitfähiges Substrat oder ein leitfähiges Substrat ahne Poren verwendet werden. Diese leitfähigen Substrate können z. B. aus Kupfer, rostfreiem Stahl oder Nickel hergestellt werden.
  • Als Kollektor ist es besonders bevorzugt, ein leitfähiges Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur zu verwenden, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren. D. h., falls der Durchmesser der im leitfähigen Substrat gebildeten Poren größer als 3 mm ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der negativen Elektrode erhalten werden. Falls andererseits das Verhältnis der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger geringer als der obige Bereich ist, wird es schwierig, den nicht-wäßrigen Elektrolyt gleichförmig in die Elektrodengruppe eindringen zu lassen, so daß möglicherweise keine zufriedenstellende Zykluslebensdauer erhalten werden kann. Der Porendurchmesser ist bevorzugt 0,1 bis 1 mm. Das Porenverhältnis ist bevorzugt 10 bis 20 Poren pro 10 cm².
  • Das leitfähige Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren, hat bevorzugt eine Dicke von 10 bis 50 um. Falls die Dicke weniger als 10 um ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der negativen Elektrode erhalten werden. Falls die Dicke 50 um übersteigt, nehmen das Batteriegewicht und die Dicke der Elektrodengruppe zu. Dies kann es schwierig machen, die gewichtsbezogene Energiedichte und volumenbezogene Energiedichte der dünnen Sekundärbatterie zu erhöhen.
  • Wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode ragt bevorzugt im Bergleich mit der positiven Elektrode hervor. Mit dieser Anordnung kann die Stromkonzentration zu den Endteilen der negativen Elektrode reduziert werden und Zykluslebensdauer und Sicherheit können verbessert werden. Besonders wünschenswert ragen alle Endteile der negativen Elektrode im Vergleich mit der positiven Elektrode hervor.
  • Als negative Elektrode ist es möglich, ein Material zu verwenden, das ein Metalloxid, Metallsulfid oder Metallnitrid enthält, oder ein Material, das Lithiummetall oder eine Lithium-Legierung enthält, zusätzlich zum zuvor genannten Material, das ein kohlenstoffhaltiges Material enthält, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert.
  • Beispiele für das Metalloxid sind Zinnoxid, Siliciumoxid, Lithiumtitanoxid, Nioboxid und Wolframoxid.
  • Beispiele für das Metallsulfid sind Zinnsulfid und Titansulfid.
  • Beispiele für das Metallnitrid sind Lithiumcobaltnitrid, Lithiumeisennitrid und Lithiummangannitrid.
  • Beispiele für die Lithium-Legierung sind Lithiumaluminium- Legierung, Lithiumzinn-Legierung, Lithiumblei-Legierung und Lithiumsilicium-Legierung.
    • 3) Separator
  • Dieser Separator wird z. B. aus einer porösen Platte hergestellt, die wenigstens ein Haftpolymer in seiner Stelle hält.
  • Als poröse Platte kann z. B. eine poröse Folie oder ein Vliesgewebe verwendet werden. Die poröse Platte wird bevorzugt aus wenigstens einem Typ Material hergestellt, ausgewählt aus z. B. Polyolefin und Cellulose. Beispiele für Polyolefin sind Polyethylen und Polypropylen. Von diesen Materialien ist eine aus einem oder beiden aus Polyethylen und Polypropylen hergestellte poröse Folie bevorzugt, weil die Sicherheit der Sekundärbatterie verbessert werden kann.
  • Das Haftpolymer kann wünschenswert hoch haftfähig gehalten werden, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält. Dieses Polymer hat besonders bevorzugt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. Beispiele für das Polymer, das hoch haftfähig ist, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält, und eine hohe Lithiumionen- Leitfähigkeit hat, sind Materialien, die analog zu jenen sind, die oben in der Erläuterung der positiven Elektrode aufgezählt wurden. Von diesen Polymeren ist Polyvinylidenfluorid am meisten bevorzugt. Polyvinylidenfluorid kann den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und quillt teilweise in Gegenwart des nicht-wäßrigen Elektrolyt. Dies verbessert die Ionenleitfähigkeit des Separators weiter.
  • Das Haftpolymer nimmt bevorzugt eine poröse Struktur im Separator an. Dieses Haftpolymer mit einer porösen Struktur kann den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle halten und kann die Menge des in seiner Stelle im Separator gehaltenen nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen.
  • Der Gehalt des Haftpolymers im Separator ist bevorzugt 10 Gew.-% oder weniger. Falls der Gehalt 10 Gew.-% übersteigt, kann die Ionenleitfähigkeit des nicht-wäßrigen Elektrolyt möglicherweise abnehmen, und dies kann es unmöglich machen, die Schnellentladungseigenschaft und Zykluslebensdauer gut zu verbessern. Der Polymergehalt ist besonders bevorzugt 5 Gew.-% oder weniger und am meisten bevorzugt 1 Gew.-% oder weniger, Die untere Grenze dieses Gehalts ist bevorzugt 1 · 10&supmin;&sup5; Gew.-%. Falls der Gehalt weniger als 1 · 10&supmin;&sup5; Gew.-% ist, kann es schwierig werden, die Haftfestigkeit zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und zwischen dem Separator unter negativen Elektrode gut zu erhöhen. Dies kann es unmöglich machen, die Schnellentladungseigenschaft und Zykluslebensdauer gut zu verbessern. Daher ist der Gehalt bevorzugt im Bereich zwischen 1 · 10&supmin;&sup5; und 10 Gew.-%. Die untere Grenze ist besonders bevorzugt 1 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 · 10&supmin;³ Gew.-%.
  • In diesem Separator kann die Konzentration des Haftpolymers entweder gleichförmig oder ungleichförmig sein. Wünschenswert ist die Konzentration des Haftpolymers im Inneren geringer als jene des Haftpolymers auf der Oberfläche gegenüber der positiven oder negativen Elektrode. Es ist besonders bevorzugt, daß die Konzentration des Haftpolymers in einem zentralen Teil in Richtung der Dicke des Separators geringer als die Konzentration des Haftpolymers auf der Oberfläche gegenüber der positiven oder negativen Elektrode ist.
  • Die Dicke der porösen Platte ist bevorzugt 30 um oder weniger. Falls die Dicke 30 um übersteigt, nimmt der Abstand zwischen der positiven und negativen Elektrode zu, und dies kann den Innenwiderstand erhöhen. Die untere Grenze der Dicke ist bevorzugt 5 um. Falls die Dicke weniger als 5 um ist, kann die Separatorfestigkeit signifikant absinken, so daß leicht ein innerer Kurzschluß auftritt. Die obere Grenze der Dicke ist besonders bevorzugt 25 um, und ihrer obere Grenze ist besonders bevorzugt 10 um.
  • Das Wärmeschrumpfungsverhältnis der porösen Platte bei Stehenlassen bei 120ºC für 1 h ist bevorzugt 20% oder weniger. Falls das Wärmeschrumpfungsverhältnis 20% übersteigt, kann es schwierig werden, eine zufriedenstellende Haftfestigkeit zwischen der positiven und negativen Elektrode und dem Separator zu erhalten. Das Wärmeschrumpfungsverhältnis ist besonders bevorzugt 15% oder weniger.
  • Die poröse Platte hat bevorzugt eine Porosität von 30 bis 60% aus den nachfolgend erläuterten Gründen. Falls die Porosität weniger als 30% ist, kann es schwierig werden, gute Elektrolyt-Halteeigenschaften im Separator zu erhalten. Falls andererseits die Porosität 60% übersteigt, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Separatorfestigkeit erhalten werden. Ein besonders vorteilhafter Bereich der Porosität ist 35 bis 50%.
  • Die Luftdurchlässigkeit der porösen Platte ist bevorzugt 600 s/100 cm³ oder weniger. Falls die Luftdurchlässigkeit 600 s/100 cm³ übersteigt, kann es schwierig werden, eine hohe Lithiumionen-Beweglichkeit im Separator zu erhalten. Die untere Grenze dieser Luftdurchlässigkeit ist bevorzugt 100 s/100 cm³. Falls die Luftdurchlässigkeit weniger als 100 s/100 cm³ ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Separatorfestigkeit erhalten werden. Die obere Grenze der Luftdurchlässigkeit ist besonders bevorzugt 500 s/100 cm³ und am meisten bevorzugt 400 s/100 cm³. Die untere Grenze der Luftdurchlässigkeit ist besonders bevorzugt 150 s/100 cm³.
  • Wenigstens ein Endteil des Separators ragt bevorzugt im vergleich mit der positiven oder negativen Elektrode hervor. Mit dieser Anordnung kann das Auftreten von innerem Kurzschluß unterdrückt werden, wenn die Batterie gestoßen wird, z. B. weil die Batterie aus Versehen fallen gelassen wird, oder wenn der Separator thermisch schrumpft, weil die Batterie in einer Hochtemperaturumgebung bei 100ºC oder mehr verwendet wird. Besonders wünschenswert ragen alle Endteile des Separators im Vergleich mit der positiven oder negativen Elektrode hervor. Wenn wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich mit der negativen Elektrode hervorragt, oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich mit der positiven Elektrode hervorragt, dann ragt der Endteil des Separators wünschenswert im Vergleich mit diesem hervorragenden Endteil hervor. Es ist besonders bevorzugt, daß wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich mit der positiven Elektrode hervorragt und der Endteil des Separators im Vergleich mit diesem hervorragenden Endteil hervorragt.
  • Wenn wenigstens ein Endteil des Separators im Vergleich mit der positiven oder negativen Elektrode hervorragt, ist die Vorsprunglänge bevorzugt 0,25 bis 2 mm aus den nachfolgend erläuterten Gründen. Falls die Vorsprunglänge kürzer als 0,25 mm ist, kann es schwierig werden, die Häufigkeit des Auftretens von innerem Kurzschluß zu reduzieren. Falls andererseits die Vorsprunglänge 2 mm übersteigt, kann die volumenbezogene Energiedichte der Batterie abnehmen. Ein besonders vorteilhafter Bereich ist 0,5 bis 1,5 mm. Wenn jedoch wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich mit der negativen Elektrode hervorragt oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich mit der positiven Elektrode hervorragt, wird die Vorsprunglänge auf der Basis dieses hervorragenden Elektrodenendteils eingestellt.
  • Wenn wenigstens ein Endteil des Separators im Vergleich mit der positiven oder negativen Elektrode hervorragt, wird das Haftpolymer bevorzugt in seiner Stelle in diesem hervorragenden Endteil gehalten. Mit dieser Anordnung kann die Festigkeit des hervorragenden Separator-Endteil erhöht werden, so daß die Auftrittshäufigkeit von innerem Kurzschluß weiter reduziert werden kann.
  • Die Typen von Haftpolymeren in der positiven Elektrode, in der negativen Elektrode und im Separator sind bevorzugt die gleichen. Mit dieser Anordnung kann die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator gut erhöht werden. Entsprechend können die Schnellentladungs-Eigenschaft und Zyklus-Eigenschaft weiter verbessert werden.
    • 4) Nicht-wäßriger Elektrolyt
  • Der nicht-wäßrige Elektrolyt ist ein flüssiger Elektrolyt, der durch Auflösen eines Elektrolytsalzes in einem nicht- wäßrigen Lösungsmittel hergestellt wird.
  • Als nicht-wäßriges Lösungsmittel können bekannte nicht- wäßrige Lösungsmittel, die als Lösungsmittel für Lithium- Sekundärbatterien verwendet werden, ohne besondere Beschränkungen verwendet werden. Jedoch ist es bevorzugt, ein nicht-wäßriges Lösungsmittel zu verwenden, das hauptsächlich aus einem Lösungsmittelgemisch aus Propylencarbonat (PC) oder Ethylencarbonat (EC) und wenigstens einem nicht-wäßrigen Lösungsmittel (nachfolgend als zweites Lösungsmittel bezeichnet) mit einer geringeren Viskosität als derjenigen von PC oder EC und einer Donorzahl von nicht mehr als 18 besteht.
  • Das zweite Lösungsmittel ist bevorzugt eine Kohlenstoff-Kette und besonders bevorzugt Dimethylcarbonat (DMC), Methylethylcarbonat (MEC), Diethylcarbonat (DEC), Ethylpropionat, Methylpropionat, γ-Butyrolacton (γ-BL), Acetonitril (AN), Ethylacetat (EA), Toluol, Xylol oder Methylacetat (MA). Diese zweiten Lösungsmittel können einzeln oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehr Arten daraus verwendet werden. Die Donorzahl dieses zweiten Lösungsmittels ist besonders bevorzugt 16,5 oder weniger.
  • Die Viskosität des zweiten Lösungsmittels ist bevorzugt 28 mp oder weniger bei 25ºC. Das Mischungsverhältnis des Ethylencarbonats oder Propylencarbonats im Lösungsmittelgemisch ist bevorzugt 10 bis 80% und besonders bevorzugt 20 bis 75% als Volumenverhältnis.
  • Besonders bevorzugte Zusammensetzungen der Lösungsmittelmischung sind eine Mischung aus EC und MEC, eine Mischung EC, PC und MEC, eine Mischung aus EC, MEC und DEC, eine Mischung aus EC, MEC und DMC und eine Mischung aus EC, MEC, PC und DEC. Das Volumenverhältnis von MEC ist bevorzugt 30 bis 80% und besonders bevorzugt 40 bis 70%.
  • Beispiele für das im nicht-wäßrigen Elektrolyt enthaltene Elektrolytsalz sind Lithiumsalze wie Lithiumperchlorat (LiClO&sub4;), Lithiumhexafluorid (LiPF&sub6;), Lithiumborfluorid (LiBF&sub4;), Lithiumarsenhexafluorid (LiAsF&sub6;), Lithiumtrifluormethansulfonat (LiCF&sub3;SO&sub3;) und Bistrifluormethylsulfonylimidlithium [LiN(CF&sub3;SO&sub2;)&sub2;]. Von diesen Lithiumsalzen sind LiPF&sub6; und LiBF&sub4; am meisten bevorzugt.
  • Die Auflösungsmenge dieses Elektrolytsalzes im nicht-wäßrigen Lösungsmittel ist wünschenswert 0,5 bis 2,0 mol/l.
  • Die Menge des nicht-wäßrigen Elektrolyt ist bevorzugt 0,2 bis 0,6 g pro 100 mAh Batterie-Einheitskapazität aus den unten erläuterten Gründen. Falls die Menge des nicht-wäßrigen Elektrolyt weniger als 0,2 g/100 mAh ist, kann es unmöglich werden, die Ionenleitfähigkeit der positiven und negativen Elektrode aufrechtzuerhalten. Falls andererseits die Menge des nicht-wäßrigen Elektrolyt 0,6 g/100 mAh übersteigt, kann diese hohe Elektrolytmenge eine Versiegelung erschweren, wenn eine Folienhülle verwendet wird. Ein besonders vorteilhafter Bereich für die Menge des nicht-wäßrigen Elektrolyt ist 0,4 bis 0,55 g/100 mAh.
    • 5) Hülle
  • Als Hülle kann eine Metalldose oder eine Folie mit einer Funktion der Wasserabschirmung verwendet werden. Ein Beispiel für die Folie ist eine Laminatfolie, die eine Metallschicht und eine flexible Schicht aus synthetischem Harz, die auf wenigstens einem Teil der Metallschicht gebildet ist, einschließt. Beispiele für die Metallschicht sind Aluminium, rostfreier Stahl, Eisen, Kupfer und Nickel. Von diesen Metallen ist Aluminium, das ein geringes Gewicht besitzt, bevorzugt. Beispiele für das synthetische Harz sind Polyethylen und Polypropylen.
  • Die Dicke dieser Folienhülle ist bevorzugt 50 bis 300 um aus den nachfolgend angegebenen Gründen. Falls die Dicke geringer als 50 um ist, deformiert sich die Hülle leicht oder bricht.
  • Falls die Dicke größer als 300 um ist, kann möglicherweise keine hohe gewichtsbezogene Energiedichte erhalten werden. Ein besonders wünschenswerter Bereich der Dicke ist 80 bis 150 um.
  • Wenn diese Folienhülle verwendet wird, wird die Elektrodengruppe wünschenswert an die innere Oberfläche der Hülle durch eine Haftschicht angeheftet, die auf wenigstens einem Teil der Oberfläche der Elektrodengruppe gebildet ist. Mit dieser Anordnung kann die Hülle auf der Oberfläche der Elektrodengruppe fixiert werden. So ist es möglich, das Durchdringen der Begrenzung zwischen der Elektrodengruppe und der Hülle durch den nicht-wäßrigen Elektrolyt zu verhindern.
  • Die Haftschicht enthält bevorzugt ein Haftpolymer. Dieses Haftpolymer kann wünschenswert hoch haftfähig gehalten werden, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält. Dieses Polymer hat besonders bevorzugt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. Beispiele für das Polymer, das hoch haftfähig ist, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält, und eine hohe Lithiumionen- Leitfähigkeit hat, sind Materialien, die ähnlich jenen sind, die oben in der Erläuterung der positiven Elektrode aufgezählt wurden. Von diesen Polymeren ist Polyvinylidenfluorid am meisten bevorzugt.
  • Die Haftschicht nimmt bevorzugt eine poröse Struktur an. Diese Haftschicht mit einer porösen Struktur kann die Haltemenge des nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen.
  • Die Gesamtmenge der in der Batterie enthaltenen Haftpolymere ist bevorzugt 0,2 bis 6 mg pro 100 mAh Batteriekapazität aus den nachfolgend erläuterten Gründen. Falls die Gesamtmenge der Haftpolymere weniger als 0,2 mg pro 100 mAh Batteriekapazität ist, kann es schwierig werden, die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator gut zu erhöhen. Falls andererseits die Gesamtmenge 6 mg pro 100 mAh Batteriekapazität übersteigt, kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit der Sekundärbatterie abnehmen, oder ihr Innenwiderstand kann zunehmen. Dies kann es schwierig machen, die Entladungskapazität, die Schnellentladungseigenschaft und die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer zu verbessern. Ein besonders bevorzugter Bereich für die Gesamtmenge der Haftpolymere ist 0,5 bis 3 mg pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Wenn die Gesamtmenge der in der Batterie enthaltenen Haftpolymere 0,2 bis 6 mg pro 100 mAh Batteriekapazität ist, ist die Menge des nicht-wäßrigen Elektrolyt bevorzugt 0,2 bis 0,6 g pro 100 mAh Batterie-Einheitskapazität.
  • Eine dünne Lithiumionen-Sekundärbatterie als Beispiel für die erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die dieses Beispiel für die erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil A in Fig. 1 zeigt. Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Begrenzungen und ihre Umgebungen einer positiven Elektrode, eines Separators und einer negativen Elektrode in der in Fig. 1 gezeigten Sekundärbatterie zeigt.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, umgibt eine aus einer Laminatfolie oder dgl. hergestellte Hülle 1 eine Elektrodengruppe 2. Diese Elektrodengruppe 2 hat eine Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln eines Stapels, der eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator einschließt, und Druckformen der Spule in Richtung des Durchmessers gebildet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Stapel durch Stapeln eines Separators 3, einer positiven Elektrodenschicht 4, eines positiven Elektrodenkollektors 5, einer positiven Elektrodenschicht 4, eines Separators 3, einer negativen Elektrodenschicht 6, eines negative Elektrodenkollektors 7, einer negativen Elektrodenschicht 6, eines Separators 3, einer positiven Elektrodenschicht 4, eines positiven Elektrodenkollektors 5, einer positiven Elektrodenschicht 4, eines Separators 3, einer negativen Elektrodenschicht 6 und eines negativen Elektrodenkollektors 7 in dieser Reihenfolge gebildet. Der negative Elektrodenkollektor 7 ist die äußerste Schicht der Elektrodengruppe 2. Eine Haftschicht 8 ist auf der Oberfläche der Elektrodengruppe 2 vorhanden. Die Haftschicht 8 wird an die innere Oberfläche der Hülle 1 angeheftet. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird in Hohlräumen der positiven Elektrodenschicht 4, des Separators 3 und der negativen Elektrodenschicht 6 ein Haftpolymer 9 gehalten. Die positive Elektrode und der Separator 3 sind durch Haftpolymer 9 aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrodenschicht 4 und im Separator 3 und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrodenschicht 4 und dem Separator 3 vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator 3 sind durch Haftpolymere 9 aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrodenschicht 6 und dem Separator 3 und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrodenschicht 6 und dem Separator 3 vorhanden sind. Die Elektrodengruppe 2 in der Hülle 1 ist mit einem nicht- wäßrigen Elektrolyt getränkt. Eine bandartige Zuleitung 10 für die positive Elektrode weist ein mit dem positiven Elektrodenkollektor 5 der Elektrodengruppe 2 verbundenes Ende und das aus der Hülle 1 herausgeführte andere Ende auf. Eine bandartige Zuleitung 11 für die negative Elektrode weist ein mit dem negativen Elektrodenkollektor 7 der Elektrodengruppe 2 verbundenes Ende und das andere aus der Hülle 1 herausführende Ende auf.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Elektrodengruppe hat eine Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln eines Stapels, der eine Anzahl von positiven Elektroden und eine Anzahl von negativen Elektroden einschließt, und Verpressen der Spule in Richtung des Durchmessers erhalten wird. Jedoch ist es, wie in Fig. 4 gezeigt, ebenfalls möglich, eine Elektrodengruppe mit einer Struktur zu verwenden, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode 12 und einer negativen Elektrode 13 mit einem sich dazwischen befindlichen Separator 14 und Verpressen der Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird.
  • Ebenfalls hat die in Fig. 1 gezeigte Elektrodengruppe eine Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln positiver und negativer Elektroden mit dazwischenliegenden Separatoren und Verpressen der Spule in Richtung des Durchmessers erhalten wird. Jedoch kann eine Elektrodengruppe mit einer Struktur verwendet werden, die durch Falten einer positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator gebildet wird. Ein Beispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Wie Fig. 5 zeigt, hat diese Elektrodengruppe eine Struktur, die durch mehrmaliges (z. B. 5-maliges) Falten einer positiven Elektrode 12 und einer negativen Elektrode 13 mit einem so dazwischenliegenden Separator 14 gebildet wird, daß die gegenüberliegenden Oberflächen der negativen Elektrode 13 einander berühren.
  • In Fig. 1 ist die Haftschicht 8 auf der gesamten Oberfläche der Elektrodengruppe 2 gebildet. Jedoch kann diese Haftschicht 8 ebenfalls nur auf einem Teil der Oberfläche der Elektrodengruppe 2 gebildet sein, vorausgesetzt, daß ein Eindringen des nicht-wäßrigen Elektrolyt zwischen die Elektrodengruppe 2 und die Hülle 1 unterdrückt werden kann. Die Haftschicht ist bevorzugt zumindest auf der äußersten Oberfläche gebildet. Für den Fall einer Elektrodengruppe mit einer wie oben beschrieben gefalteten Struktur ist die Haftschicht wünschenswert wenigstens auf den Seitenoberflächen gebildet.
  • Die erste und zweite Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wird z. B. durch das folgende Verfahren hergestellt.
    • (Erster Schritt)
  • Ein Separator, der kein Haftpolymer enthält, wird zwischen positive und negative Elektroden gelegt, um eine Elektrodengruppe zu bilden.
  • Diese Elektrodengruppe wird wünschenswert durch eines der folgenden Verfahren gebildet: spiralartiges Aufwickeln positiver und negativer Elektroden mit einem dazwischenliegenden Separator, der kein Haftpolymer enthält; spiralartiges Aufwickeln einer positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator, der kein Haftpolymer enthält, und Verpressen der Spirale oder Spule in Richtung des Durchmessers; und mehrmaliges Falten von positiven und negativen Elektroden mit einem dazwischenliegenden Separator, der kein Haftpolymer enthält. Wenn die Elektrodengruppe durch eines dieser Verfahren gebildet wird, ist es in einem zweiten Schritt (nachfolgend beschrieben) möglich, einer Lösung aus einem Haftpolymer das Eindringen in die positive Elektrode, die negative Elektrode und in den Separator zu erlauben und gleichzeitig das Eindringen dieser Lösung in die gesamt Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und die gesamte Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu verhindern. Als Ergebnis kann das Haftpolymer dispergiert in der positiven Elektrode, in der negativen Elektrode und im Separator vorhanden sein und kann dispergiert in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sein.
  • Die positive Elektrode wird durch Suspendieren einer aktiven Masse für die positive Elektrode, eines Leitmittels und eines Bindemittels in einem geeigneten Lösungsmittel, Beschichten eines Kollektors mit dieser Suspension und Trocknen des Kollektors zur Bildung einer dünnen Platte gebildet werden. Beispiele für die aktive Masse für die positive Elektrode, für das Leitmittel, das Bindemittel und den Kollektor sind Materialien, die ähnlich jenen sind, die oben in der Erläuterung von "1) Positive Elektrode" aufgezählt wurden.
  • Die negative Elektrode wird durch Kneten eines kohlenstoffhaltigen Materials, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert, und von Bindemittel in Gegenwart eines Lösungsmittels, Beschichten eines Kollektors mit der resultierenden Suspension, Trocknen des Kollektors und einmaliges oder 2- bis 5-maliges Pressen des Kollektors mit dem gewünschten Druck gebildet. Beispiele für das kohlenstoffhaltige Material, für das Bindemittel und den Kollektor sind Materialien, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung von "2) Negative Elektrode" aufgezählt wurden.
  • Der Separator, der kein Haftpolymer enthält, wird z. B. aus einer porösen Platte hergestellt. Beispiele für die poröse Platte sind Materialien, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung von "3) Separator" aufgezählt wurden.
    • (Zweiter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird in einer taschenartigen Folienhülle untergebracht. Für diesen Fall ist es wünschenswert, daß der gestapelte Abschnitt dieser Elektrodengruppe durch die Öffnung der Hülle sichtbar ist. Eine durch Auflösen eines Haftpolymers in einem Lösungsmittel hergestellte Lösung wird in die Elektrodengruppe in der Hülle injiziert, um die Elektrodengruppe mit der Lösung zu tränken.
  • Beispiele für die Folienhülle sind Materialien, die analog zu denjenigen sind, die oben in der Erläuterung von "5) Hüllen" aufgezählt wurden.
  • Das Haftpolymer kann wünschenswert hoch haftfähig bleiben, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält. Dieses Polymer hat besonders bevorzugt eine hohe Lithiumionen-Leitfähigkeit. Beispiele für das Polymer, das hoch haftfähig ist, während es den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle hält, und eine hohe Lithiumionen- Leitfähigkeit hat, sind Materialien, die analog zu denjenigen sind, die oben in der Erläuterung von "1) Positive Elektrode" aufgezählt wurden. Von diesen Polymeren ist Polyvinylidenfluorid am meisten bevorzugt.
  • Das Lösungsmittel ist wünschenswert ein organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 200ºC oder weniger. Dimethylformamid (Siedepunkt 153ºC) ist ein Beispiel für dieses organische Lösungsmittel. Falls der Siedepunkt des organischen Lösungsmittels 200ºC übersteigt, kann eine lange Trocknungszeit erforderlich sein, wenn die Trocknungstemperatur (nachfolgend beschrieben) auf 100ºC oder weniger eingestellt wird. Die untere Grenze für den Siedepunkt des organischen Lösungsmittels ist bevorzugt 50ºC. Falls der Siedepunkt des organischen Lösungsmittels geringer als 50ºC ist, kann das organische Lösungsmittel verdampfen, während die Lösung in die Elektrodengruppe injiziert wird. Die obere Grenze für den Siedepunkt ist besonders bevorzugt 180ºC, und seine untere Grenze ist besonders bevorzugt 100ºC.
  • Die Konzentration des Haftpolymers in der Lösung ist bevorzugt 0,1 bis 2,5 Gew.-% aus den folgenden Gründen. Falls die Konzentration weniger als 0,1 Gew.-% ist, kann es schwierig werden, die positive Elektrode und den Separator und die negative Elektrode und den Separator mit ausreichender Festigkeit aneinanderzuheften. Falls andererseits die Konzentration 2,5 Gew.-% übersteigt, kann es schwierig werden, eine ausreichende Porosität zu erhalten, um den nicht-wäßrigen Elektrolyt in seiner Stelle zu halten, und die Grenzflächenimpedanz der Elektrode kann ansteigen. Falls die Grenzflächenimpedanz zunimmt, verschlechtern sich die Kapazität und die Schnellentladungseigenschaft sehr. Ein besonders vorteilhafter Bereich der Konzentration ist 0,5 bis 1,5 Gew.-%.
  • Wenn die Konzentration des Haftpolymers in der Lösung 0,1 bis 2,5 Gew.-% ist, ist die Injektionsmenge der Lösung bevorzugt 0,2 bis 2 ml pro 100 mAh Batteriekapazität aus den folgenden Gründen. Falls die Injektionsmenge weniger als 0,2 ml ist, kann es schwierig werden, die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator gut zu verbessern. Falls andererseits die Injektionsmenge 2 ml übersteigt, kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit der Sekundärbatterie abnehmen, oder ihr Innenwiderstand kann zunehmen. Dies kann es schwierig machen, die Entladungskapazität, die Schnellentladungseigenschaft und die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer zu verbessern. Ein besonders vorteilhafter Bereich für die Injektionsmenge ist 0,3 bis 1 ml pro 100 mAh Batteriekapazität.
    • (Dritter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird bei Normaldruck oder reduziertem Druck, einschließlich Vakuum, getrocknet, um das Lösungsmittel in der Lösung zu verdampfen, während zu einer vorher festgelegten Dicke preßgeformt wird. Durch diesen Schritt werden die Haftpolymere in den Hohlräumen der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators gehalten und die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator werden aneinandergeheftet. Zusätzlich ist ein Teil des Haftpolymers dispergiert in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden. Durch diesen Schritt kann gleichzeitig die Entfernung von Wasser, das in der Elektrodengruppe enthalten ist, durchgeführt werden.
  • Das Formen kann durch Eindrücken in eine Form anstelle des oben beschriebenen Preßformens durchgeführt werden.
  • Die Elektrodengruppe kann eine geringe Menge Lösungsmittel enthalten.
  • Die Elektrodengruppe kann z. B. durch Erwärmen bei Normaldruck oder reduziertem Druck oder im Vakuum getrocknet werden. Von diesen Methoden ist das Erwärmen unter reduziertem Druck oder Erwärmen im Vakuum bevorzugt.
  • Das Trocknen wird bevorzugt bei 100ºC oder weniger aus den folgenden Gründen durchgeführt. Falls die Trocknungstemperatur 100ºC übersteigt, kann der Separator thermisch stark schrumpfen. Falls diese hohe thermische Schrumpfung auftritt, verzieht sich der Separator, und dies macht es schwierig, die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator fest aneinanderzuheften. Diese thermische Schrumpfung tritt leicht auf, wenn eine poröse Folie, die Polyethylen oder Polypropylen enthält, als Separator verwendet wird. Je niedriger die Trocknungstemperatur ist, desto leichter kann diese thermische Schrumpfung des Separators unterdrückt werden. Falls jedoch die Trocknungstemperatur geringer als 40ºC ist, kann es schwierig werden, das Lösungsmittel gut zu verdampfen. Daher ist die Trocknungstemperatur besonders bevorzugt 40 bis 100ºC und am meisten bevorzugt 60 bis 90ºC.
    • (Vierter Schritt)
  • Nachdem ein nicht-wäßriger Elektrolyt in die Elektrodengruppe in der Hülle injiziert ist, wird die Öffnung der Hülle versiegelt, um die dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zu vollenden.
  • Als nicht-wäßriger Elektrolyt können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der zuvor genannten ersten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Im obigen Herstellungsverfahren wird die Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht, nachdem die Lösung des Haftpolymers injiziert ist. Jedoch kann diese Lösung auch injiziert werden, bevor die Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht wird. Falls dies der Fall ist, wird die Elektrodengruppe durch Einlegen des Separators zwischen der positiven und negativen Elektrode gebildet. Diese Elektrodengruppe wird mit der Lösung getränkt und geformt, während sie zur Verdampfung des Lösungsmittels in der Lösung getrocknet wird. Nachdem diese Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht ist, wird der nicht-wäßrige Elektrolyt injiziert, und die Öffnung der Hülle wird versiegelt, um die dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt herzustellen.
  • Im oben genannten Herstellungsverfahren wurden Trocknen und Formen gleichzeitig durchgeführt, aber das Trocknen kann zu jeder Zeit durchgeführt werden, z. B. vor dem Formen oder nach dem Formen.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß die Konzentration des Haftpolymers im Inneren des Separators geringer als diejenige des Haftpolymers auf der Oberfläche gegenüber der positiven oder negativen Elektrode eingestellt werden kann. Die wird z. B. durch Verwendung eines Separators mit einer Oberflächenporosität erreicht, die höher als die innere Porosität ist, oder durch Erhöhung des Spalts in der Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und in der Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator.
  • Ein erstes Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die spiralartiges Aufwickeln von positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator und Verpressen der Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrode untergebracht ist. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die folgende Gleichung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub2;/L&sub1; ≤ 1,2 (I)
  • worin L&sub2; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils im Bereich der Oberfläche ausschließlich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und L&sub1; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschließlich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub2; hat.
  • Ein Beispiel für eine solche Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt wird nachfolgend unter Verweis auf Fig. 6 und 7 beschrieben.
  • Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die diese Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zeigt.
  • Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil B in Fig. 6 zeigt.
  • Eine Folienhülle 21 umgibt eine Elektrodengruppe 22. Diese Elektrodengruppe 22 hat eine Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln eines Stapels, der eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator einschießt, und Preßformen der Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird der Stapel durch Stapeln eine Separators 23, einer positiven Elektrodenschicht 24, eines positiven Elektrodekollektors 25, einer positiven Elektrodenschicht 24, eines Separators 23, einer negativen Elektrodenschicht 26, eines negativen Elektrodenkollektors 27, einer negativen Elektrodenschicht 26, eines Separators 23, einer positiven Elektrodenschicht 24, eines positiven Elektrodenkollektors 25, einer positiven Elektrodenschicht 24, eines Separators 23, einer negativen Elektrodenschicht 26 und eines negativen Elektrodekollektors 27 in dieser Reihenfolge gebildet. Der negative Elektrodenkollektor 27 ist die äußerste Schicht der Elektrodengruppe 22. Die Elektrodengruppe 22 in der Hülle 21 wird mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt getränkt. Eine bandartige Zuleitung 28 für die positive Elektrode hat ein mit dem positiven Elektrodenkollektor 25 der Elektrodengruppe 22 verbundenes Ende und ein aus der Hülle 21 herausgeführtes anderes Ende. Eine bandartige Zuleitung 29 für die negative Elektrode hat ein mit dem negativen Elektrodenkollektor 27 der Elektrodengruppe 22 verbundenes Ende und ein aus der Hülle 21 herausgeführtes anderes Ende.
  • Die Oberfläche (senkrecht zur Wickelachse) der Elektrodengruppe 22, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die folgende Gleichdung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub2;/L&sub1; ≤ 1,2 (I)
  • worin L&sub2; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils eines Bereichs X in der Oberfläche ist, worin die Schichten so gestapelt sind, daß sie im wesentlichen parallel zueinander sind, und L&sub1; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs X ist und die gleiche Anzahl von Schichten wie L&sub2; hat. Der Bereich Y ist aus gekrümmten Schichten aufgebaut. Die Anzahl der Schichten bedeutet die Gesamtanzahl der gestapelten positiven Elektroden, negativen Elektroden und Separatoren.
  • In diesem Beispiel einer Sekundärbatterie erfüllt die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, die obige Beziehung (I) wenigstens nach dem Zusammenbau oder nach der Aufladung oder Entladung. Es ist besonders wünschenswert, daß die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, die Beziehung (I) wenigstens nach der Aufladung erfüllt.
  • Der Bereich des Verhältnisses L&sub2;/L&sub1; ist aus den nachfolgend erläuterten Gründen wie oben definiert. Anders als eine aus einer Metalldose hergestellte Hülle weist die Folienhülle beinahe keine Wirkung von Klemmen oder Pressen der Elektrodengruppe auf. Falls daher das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; 1,2 übersteigt, wird der Kontakt zwischen der positiven Elektrode und dem Separator oder zwischen der negativen Elektrode und dem Separator in der Elektrodengruppe unzufriedenstellend. Zusätzlich reduziert sich die Kontaktfläche weiter mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus. Als Ergebnis fällt Lithium leicht in der negativen Elektrode aus, so daß keine lange Lebensdauer erhalten werden kann. Falls andererseits das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; weniger als 0,9 ist, nimmt die Porosität der Elektrodengruppe ab. Da dies die Menge von nicht-wäßrigem Elektrolyt, der durch die Elektrodengruppe in seiner Stelle gehalten wird, reduziert, wird es schwierig, die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer zu verbessern. Ein besonders vorteilhafter Bereich für das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; ist 0,95 bis 1,1.
  • Als nicht-wäßriger Elektrolyt und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden. Die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator werden nachfolgend beschrieben.
    • (1) Positive Elektrode
  • Diese positive Elektrode hat einen Kollektor und eine positive Elektrodenschicht, die eine aktive Masse und ein Bindemittel enthält und von einer oder beiden Oberflächen des Kollektors getragen wird.
  • Beispiele für die aktive Masse der positiven Elektrode sind Materialien, die analog denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der positiven Elektrode der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Das Bindemittel hat die Funktionen, dem Kollektor das Halten der aktiven Masse in ihrer Stelle und das Aneinanderbinden von Teilchen der aktiven Masse zu erlauben. Als Bindemittel ist es möglich, einen oder mehrere Typen von Polymeren zu verwenden, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM), Styrol-Butadien- Kautschuk (SBR) und Polyvinylidenfluorid (PVdF).
  • Der Gehalt des Bindemittels in der positiven Elektrode ist wünschenswert 2 bis 7 Gew.-%.
  • Die positive Elektrodenschicht enthält bevorzugt ferner ein Leitmittel. Beispiele für dieses Leitmittel sind Materialien, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der positiven Elektrode der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden. Der Gehalt dieses Leitmittels in der positiven Elektrode ist bevorzugt 3 bis 20 Gew.-%, wenn der Gehalt der aktiven Masse der positiven Elektrode 80 bis 95 Gew.-% ist.
  • Als Kollektor kann ein poröses leitfähiges Substrat oder ein leitfähiges Substrat ohne Poren verwendet werden. Diese leitfähigen Substrate können z. B. aus Aluminium, rostfreiem Stahl oder Nickel hergestellt werden.
  • Als Kollektor ist es besonders bevorzugt, ein leitfähiges Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur zu verwenden, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren. D. h., falls der Durchmesser der im leitfähigen Substrat gebildeten Poren größer als 3 mm ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der positiven Elektrode erhalten werden. Falls andererseits das Verhältnis der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger geringer als der obige Bereich ist, wird es schwierig, dem nicht-wäßrigem Elektrolyten zu erlauben, gleichförmig in die Elektrodengruppe einzudringen, so daß möglicherweise keine zufriedenstellende Zykluslebensdauer erhalten werden kann. Der Porendurchmesser ist bevorzugt 0,1 bis 1 mm. Das Porenverhältnis ist bevorzugt 10 bis 20 Poren pro 10 cm².
  • Das leitfähige Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren, hat bevorzugt eine Dicke von 15 bis 100 um. Falls die Dicke weniger als 15 um ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der positiven Elektrode erhalten werden. Falls die Dicke 100 um übersteigt, nehmen das Batteriegewicht und die Dicke der Elektrodengruppe zu. Dies kann es schwierig machen, die gewichtsbezogene Energiedichte und die volumenbezogene Energiedichte der dünnen Sekundärbatterie gut zu erhöhen. Ein besonders vorteilhafter Bereich der Dicke ist 30 bis 80 um.
  • Die positive Elektrode wird z. B. durch Suspendieren der aktiven Masse für die positive Elektrode, des Leitmittels und des Bindemittels in einem geeigneten Lösungsmittel, Beschichten des Kollektors mit dieser Suspension und Trocknen des beschichteten Kollektors zur Bildung einer dünnen Platte hergestellt.
    • (2) Negative Elektrode
  • Die negative Elektrode hat einen Kollektor und eine negative Elektrodenschicht, die eine aktive Masse und ein Bindemittel enthält und von einer oder beiden Oberflächen des Kollektors getragen wird.
  • Beispiele für die aktive Masse sind Materialien, die analog denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der negativen Elektrode der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Das Bindemittel hat die Funktionen, dem Kollektor das Halten der aktiven Masse in ihrer Stelle und das Aneinanderbinden von Teilchen der aktiven Masse zu erlauben. Als Bindemittel ist es möglich, einen oder mehrere Typen von Polymeren zu verwenden, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM), Styrol-Butadien- Kautschuk (SBR), Carboxymethylcellulose (CMC) und Polyvinylidenfluorid (PFdF). Wenn das oben beschriebene kohlenstoffhaltige Material als aktive Masse verwendet wird, ist der Gehalt des Bindemittels in der negativen Elektrode wünschenswert 2 bis 10 Gew.-%.
  • Als Kollektor kann ein poröses leitfähiges Substrat oder ein leitfähiges Substrat ohne Poren verwendet werden. Diese leitfähigen Substrate können z. B. aus Kupfer, rostfreiem Stahl oder Nickel hergestellt werden.
  • Als Kollektor ist es besonders bevorzugt, ein leitfähiges Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur zu verwenden, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger mit einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren. D. h., falls der Durchmesser der im leitfähigen Substrat gebildeten Poren größer als 3 mm ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der negativen Elektrode erhalten werden. Falls andererseits das Verhältnis der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger geringer als der obige Bereich ist, wird es schwierig, dem nicht-wäßrigen Elektrolyt das gleichförmige Eindringen in die Elektrodengruppe zu erlauben, so daß möglicherweise keine zufriedenstellende Zykluslebensdauer erhalten werden kann. Der Porendurchmesser ist bevorzugt 0,1 bis 1 mm. Das Porenverhältnis ist bevorzugt 10 bis 20 Poren pro 10 cm².
  • Das leitfähige Substrat mit einer zweidimensionalen porösen Struktur, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger mit einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² existieren, hat bevorzugt eine Dicke von 10 bis 50 um. Falls die Dicke weniger als 10 um ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Festigkeit der negativen Elektrode erhalten werden. Falls die Dicke 50 um übersteigt, nehmen das Batteriegewicht und die Dicke der Elektrodengruppe zu. Dies kann es schwierig machen, die gewichtsbezogene Energiedichte und die volumenbezogene Energiedichte der dünnen Sekundärbatterie gut zu erhöhen.
  • Wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode ragt bevorzugt im Vergleich zur positiven Elektrode hervor. Bei dieser Anordnung kann die Stromkonzentration zu den Endteilen der negativen Elektrode reduziert werden, und die Zykluslebensdauer und Sicherheit können verbessert werden. Besonders wünschenswert ragen alle Endteile der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervor.
  • Die negative Elektrode kann z. B. durch Kneten des kohlenstoffhaltigen Materials, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert, und des Bindemittels in Gegenwart eines Lösungsmittels, Beschichten des Kollektors mit der resultierenden Suspension, Trocknen des Kollektors und einmaliges oder 2- bis 5-maliges Pressen des Kollektors mit dem gewünschten Druck hergestellt werden.
  • Als negative Elektrode ist es möglich, ein Material zu verwenden, dasein Metalloxid, Metallsulfid oder Metallnitrid enthält, oder ein Material, das Lithiummetall oder eine Lithium-Legierung enthält, zusätzlich zu dem zuvor genannten Material, das das kohlenstoffhaltige Material enthält, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert.
  • Beispiele für das Metalloxid, Metallsulfid, Metallnitrid und die Lithium-Legierung sind Materialien, die analog zu denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der negativen Elektrode der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
    • (3) Separator
  • Als Separator kann z. B. eine poröse Platte verwendet werden. Als poröse Platte kann z. B. eine poröse Folie oder ein Vliesgewebe verwendet werden. Die poröse Platte wird bevorzugt aus wenigstens einem Typ von Material hergestellt, ausgewählt aus z. B. Polyolefin und Cellulose. Beispiele für Polyolefin sind Polyethylen und Polypropylen. Von diesen Materialien ist eine poröse Folie, die aus einem oder beiden aus Polyethylen und Polypropylen hergestellt ist, bevorzugt, weil die Sicherheit der Sekundärbatterie verbessert werden kann.
  • Die Dicke der porösen Platte ist bevorzugt 30 um oder weniger. Falls die Dicke 30 um übersteigt, nimmt der Abstand zwischen der positiven und negativen Elektrode zu, und dies kann den Innenwiderstand erhöhen. Die untere Grenze der Dicke ist bevorzugt 5 um. Falls die Dicke weniger als 5 um ist, kann die Separatorfestigkeit signifikant abnehmen, wodurch es leicht zu einem inneren Kurzschluß kommt. Die obere Grenze der Dicke ist besonders bevorzugt 25 um, und ihre untere Grenze ist besonders bevorzugt 10 um.
  • Das Wärmeschrumpfungsverhältnis der porösen Platte bei Stehenlassen bei 120ºC für 1 h ist bevorzugt 20% oder weniger. Falls dieses Wärmeschrumpfungsverhältnis 20% übersteigt, kann es schwierig werden, einen zufriedenstellenden Kontakt zwischen der positiven und negativen Elektrode und dem Separator zu erhalten. Das Wärmeschrumpfungsverhältnis ist besonders bevorzugt 15% oder weniger.
  • Die poröse Platte hat bevorzugt eine Porosität von 30 bis 60% aus den unten angegebenen Gründen. Falls die Porosität weniger als 30% ist, kann es schwierig werden, gute Elektrolyt-Halteeigenschaften im Separator zu erhalten. Falls andererseits die Porosität 60% übersteigt, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Separatorfestigkeit erhalten werden. Ein besonders vorteilhafter Bereich der Porosität ist 35 bis 50%.
  • Die Luftdurchlässigkeit der porösen Platte ist bevorzugt 600 s/100 cm³ oder weniger. Falls die Luftdurchlässigkeit 600 s/100 cm³ übersteigt, kann es schwierig werden, eine hohe Lithiumionen-Beweglichkeit im Separator zu erhalten. Die untere Grenze dieser Luftdurchlässigkeit ist bevorzugt 100 s/100 cm³. Falls die Luftdurchlässigkeit weniger als 100 s/100 cm³ ist, kann möglicherweise keine zufriedenstellende Separatorfestigkeit erhalten werden. Die obere Grenze der Luftdurchlässigkeit ist besonders bevorzugt 500 s/100 cm³ und am meisten bevorzugt 400 s/100 cm³. Die untere Grenze der Luftdurchlässigkeit ist besonders bevorzugt 150 s/100 cm³.
  • Der Separator kann eine geringe Menge Haftpolymer enthalten. Der Gehalt des Haftpolymers in einer Elektrodengruppe einschließlich dieses Separators ist bevorzugt 0,1 Gew.-% oder weniger (einschließlich 0 Gew.-%). Falls der Gehalt 0,1 Gew.-% übersteigt, kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators abnehmen.
  • Wenigstens ein Endteil des Separators ragt bevorzugt im Vergleich zur positiven oder negativen Elektrode hervor. Bei dieser Anordnung kann das Auftreten eines inneren Kurzschluß unterdrückt werden, wenn die Batterie einen Stoß erfährt, z. B. weil die Batterie aus Versehen fallengelassen wird, oder wenn der Separator thermisch schrumpft, weil die Batterie in einer Hochtemperaturumgebung bei 100ºC oder mehr verwendet wird. Besonders wünschenswert ragen alle Endteile des Separators im Vergleich zur positiven oder negativen Elektrode hervor. Wenn wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich zur negativen Elektrode hervorragt oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt, ragt der Endteil des Separators wünschenswert im Vergleich zu diesem hervorragenden Endteil hervor. Es ist besonders bevorzugt, daß wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt und der Endteil des Separators im Vergleich zu diesem hervorragenden Endteil hervorragt.
  • Wenn wenigstens ein Endteil des Separators im Vergleich zur positiven oder negativen Elektrode hervorragt, ist die Vorsprunglänge bevorzugt 0,25 bis 2 mm aus den nachfolgend erläuterten Gründen. Falls die Vorsprunglänge kürzer als 0,25 mm ist, kann es schwierig werden, die Auftrittshäufigkeit eines inneren Kurzschluß zu reduzieren. Falls andererseits die Vorsprunglänge 2 mm übersteigt, kann die volumenbezogene Energiedichte der Batterie abnehmen. Ein besonders vorteilhafter Bereich ist 0,5 bis 1,5 mm. Wenn jedoch wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich zur negativen Elektrode hervorragt oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt, wird die Vorsprunglänge auf der Basis dieses hervorragenden Elektrodenendteils eingestellt.
  • Bezugnehmend auf Fig. 6 wird der Wickel-Endteil der Elektrodengruppe 22 im Endteil des Bereiches X gebildet. Jedoch kann dieser Wickel-Endteil der Elektrodengruppe 22 in jeder Position gebildet werden. Z. B. kann der Wickel-Endteil in der Nähe des Zentrums des Bereiches X oder in jedem Bereich Y mit gekrümmter Schicht gebildet werden.
  • Ebenfalls wird die in Fig. 6 gezeigte Elektrodengruppe durch Verwendung einer Mehrzahl von positiven Elektroden und einer Mehrzahl von negativen Elektroden gebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Elektrodengruppe mit einer Struktur anwendbar, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator und durch Verpressen der Spule in Richtung des Durchmessers erhalten wird.
  • Ein zweites Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch zwei- oder mehrmaliges Falten einer positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator gebildet wird, einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die folgende Gleichung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub4;/L&sub3; ≤ 1,2 (II)
  • worin L&sub4; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils in einem Bereich der Oberfläche ausschließlich gefalteter Schichtbereiche ist und L&sub3; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschließlich der gefalteten Schichtbereiche ist und die gleiche Anzahl von Schichten wie L&sub4; hat.
  • Ein Beispiel für eine solche Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben.
  • Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die dieses Beispiel dieser Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zeigt.
  • Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil C in Fig. 8 zeigt.
  • Eine Folienhülle 31 umgibt eine Elektrodengruppe 32. Diese Elektrodengruppe 32 wird durch 6-maliges Falten eines Stapels gebildet, in dem wie in Fig. 9 gezeigt ein streifenförmiger Separator 33, ein streifenförmiger positiver Elektrodekollektor 34, eine streifenförmige positive Elektrodenschicht 35, ein streifenförmiger Separator 33, eine streifenförmige negative Elektrodenschicht 36 und ein streifenförmiger negativer Elektrodenkollektor 37 in dieser Reihenfolge gestapelt sind, so daß die gegenüberliegenden Oberflächen des negativen Elektrodenkollektors 37 einander berühren. Die Elektrodengruppe 32 in der Hülle 31 ist mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt getränkt. Eine bandartige Zuleitung 38 für die positive Elektrode hat ein mit dem positiven Elektrodenkollektor 34 der Elektrodengruppe 32 verbundenes Ende und das aus der Hülle herausgeführte andere Ende. Eine bandartige Zuleitung 39 für die negative Elektrode hat ein mit dem negativen Elektrodenkollektor 37 der Elektrodengruppe 22 verbundenes Ende und das andere aus der Hülle 31 herausgeführte Ende.
  • Die Oberfläche der Elektrodengruppe 32, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die folgende Gleichung erfüllt:
  • 0,9 ≤ L&sub4;/L&sub3; ≤ 1,2 (II)
  • worin L&sub4; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils in einem Bereich X&sub1; in der Oberfläche ist, die sich zwischen einem beliebigen Wendepunkt P&sub1; und einem anschließenden Wendepunkt P&sub2; befindet, und L&sub3; die Dicke ist, die eine der Dicken ist, die die Wendepunkte P&sub1; und P&sub2; durchläuft und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub4; hat. Der Wendepunkt ist ein Punkt, an dem die gefalteten Teile des aus der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator gebildeten Stapels einander zu überlappen beginnen, wenn der Stapel gefaltet wird. Die Wendepunkte P&sub1; und P&sub2; sollten so ausgewählt sein, daß die Bereiche Y&sub1; mit gefalteter Schicht nicht in dem Bereich X&sub1; eingeschlossen sind. Die Anzahl von Schichten bezieht sich auf die Gesamtanzahl der gestapelten positiven Elektroden, negativen Elektroden und Separatoren.
  • In dieser zweiten Batterie erfüllt der gestapelte Abschnitt der Elektrodengruppe die obige Beziehung (II) wenigstens nach dem Zusammenbau oder nach der Aufladung oder nach der Entladung. Es ist besonders wünschenswert, daß der gestapelte Abschnitt der Elektrodengruppe die Beziehung (II) wenigstens nach der Aufladung erfüllt.
  • Der Bereich des Verhältnisses L&sub4;/L&sub3; ist wie oben aus den nachfolgend aufgeführten Gründen definiert. Anders als eine aus einer Metalldose hergestellte Hülle hat eine Folienhülle beinahe keine Wirkung des Klemmens oder Drückens der Elektrodengruppe. Falls daher das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; 1,2 übersteigt, wird der Kontakt zwischen der positiven Elektrode und dem Separator oder zwischen der negativen Elektrode und dem Separator in der Elektrodengruppe unzufriedenstellend. Zusätzlich reduziert sich die Kontaktfläche weiter mit dem Fortschreiten des Aufladungs/Entladungszyklus. Als Konsequenz fällt leicht Lithium in der negativen Elektrode aus, so daß keine lange Lebensdauer erhalten werden kann. Falls andererseits das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; weniger als 0,9 ist, nimmt die Porosität der Elektrodengruppe ab. Da dies die Menge an nicht-wäßrigem Elektrolyt reduziert, der durch die Elektrodengruppe in seiner Stelle gehalten wird, wird es schwierig, die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer zu verbessern. Ein besonders vorteilhafter Bereich des Verhältnisses L&sub4;/L&sub3; ist 0,95 bis 1,1.
  • Als positive Elektrode, negative Elektrode, Separator, nicht- wäßriger Elektrolyt und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der dritten Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Bezugnehmend auf Fig. 8 überlappen die zwei Endteile des streifenförmigen Stapels, der aus der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator aufgebaut ist, die gefalteten Teile der Elektrodengruppe. Jedoch sind die Positionen dieser zwei Endteile des streifenförmigen Stapels nicht besonders beschränkt. Z. B. können die zwei Endteile des streifenförmigen Stapels den Bereich X&sub1; überlappen. Alternativ können die zwei Endteile des streifenförmigen Stapels in unterschiedlichen Positionen sein.
  • Die in Fig. 8 gezeigte Elektrodengruppe wird durch mehrmaliges Falten einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem derart dazwischenliegenden Separator gebildet, daß die gegenüberliegenden Oberflächen der negativen Elektrode einander berühren. Jedoch kann eine Elektrodengruppe ebenfalls durch Stapeln eines Separators, einer positiven Elektrode, eines Separators und einer negativen Elektrode in dieser Reihenfolge und mehrmaliges Falten des Stapels derart, daß die gegenüberliegenden Oberflächen des Separator einander berühren, gebildet werden.
  • Die ersten und zweiten Beispiele für Sekundärbatterien mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sind, werden z. B. durch das folgende Verfahren hergestellt.
    • (Erster Schritt)
  • Eine Elektrodengruppe wird durch ein beliebiges der nachfolgenden Verfahren (a) bis (c) gebildet.
  • (a) Positive und negative Elektroden werden spiralartig mit einem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt.
  • (b) Positive und negative Elektroden werden spiralartig mit einem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt, und die Spule wird in Richtung des Durchmessers verpreßt.
  • (c) Positive und negative Elektroden werden zwei- oder mehrmals mit einem dazwischenliegenden Separator gefaltet.
  • Als positive Elektrode, negative Elektrode, Separator und nicht-wäßriger Elektrolyt können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des ersten Beispiels für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden, das nützlich zum Verständnis der Erfindung ist.
    • (Zweiter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird in einer taschenförmigen Folienhülle untergebracht.
  • Als Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des ersten Beispiels für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
    • (Dritter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird geformt, während sie auf 40 bis 120ºC erwärmt wird.
  • Dieses Formen wird wünschenswert derart durchgeführt, daß die Elektrodengruppe in Richtung des Durchmessers verpreßt wird, falls sie durch Verfahren (a) gebildet wird, und in Richtung des Stapelns verpreßt wird, falls sie durch Verfahren (b) oder (c) gebildet wird.
  • Das Formen kann durch Preßformen oder Drücken in eine Form durchgeführt werden.
  • Die Elektrodengruppe wird aus den nachfolgend erläuterten Gründen erwärmt, wenn sie geformt wird. In der Elektrodengruppe sind die positiven und negativen Elektroden im wesentlichen in direktem Kontakt mit dem Separator, und der Separator enthält kaum Haftpolymer. Falls diese Elektrodengruppe bei Raumtemperatur geformt wird, tritt nach dem Formen ein Zurückfedern auf, d. h. Lücken werden zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator gebildet. Entsprechend werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; größer als 1,2. Wenn die Elektrodengruppe bei 40ºC oder höher geformt wird, können die in den positiven und negativen Elektroden enthaltenen Bindemittel thermisch härten, so daß die Härte der Elektrodengruppe erhöht werden kann. Da dies das Zurückfedern nach dem Formen unterdrückt, können das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; auf 1,2 oder weniger verringert werden. Falls andererseits die Temperatur der Elektrodengruppe 120ºC übersteigt, kann der Separatar thermisch stark schrumpfen. Die Temperatur ist besonders bevorzugt 60 bis 100ºC.
  • Das oben beschriebene Formen durch Erwärmen auf eine spezifische Temperatur kann bei Normaldruck oder reduziertem Druck oder im Vakuum durchgeführt werden. Dieses Warmformen wird wünschenswert bei reduziertem Druck oder im Vakuum durchgeführt, weil die Wirksamkeit der Wasserentfernung aus der Elektrodengruppe verbessert wird.
  • Wenn das Formen durch Preßformen durchgeführt wird, wird der Druck bevorzugt auf 0,01 bis 20 kg/cm² aus den folgenden Gründen eingestellt. Falls der Druck geringer als 0,01 kg/cm² ist, werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; größer als 1,2. Falls der Druck höher als 20 kg/cm² ist, werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; kleiner als 0,9.
    • (Vierter Schritt)
  • Nachdem ein nicht-wäßriger Elektrolyt in die Elektrodengruppe in der Hülle injiziert ist, wird die Öffnung der Hülle versiegelt, um die dritte oder vierte Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zu vollenden.
  • In dem obigen Herstellungsverfahren wird die Elektrodengruppe, nachdem sie in der Hülle untergebracht ist, geformt, während sie auf eine spezifische Temperatur erwärmt wird. Jedoch kann dieses Warmformen ebenfalls durchgeführt werden, bevor die Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht wird. Falls dies der Fall ist, wird eine Elektrodengruppe im zuvor beschriebenen ersten Schritt gebildet und geformt, während sie auf 40 bis 120ºC erwärmt wird. Dann wird diese Elektrodengruppe in der Folienhülle untergebracht. Danach wird der nicht-wäßrige Elektrolyt injiziert, und die Öffnung der Hülle wird versiegelt, um die dritte oder vierte Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zu vollenden.
  • Eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt kann ebenfalls durch Herstellen einer Elektrodengruppe durch Stapeln von positiven und negativen Elektroden mit einem dazwischenliegenden Separator, Formen dieser Elektrodengruppe in Richtung des Stapelns unter Erwärmen und Unterbringen der resultierenden Elektrodengruppe und eines nicht-wäßrigen Elektrolyt in einer Hülle zusammengebaut werden. In diesem Verfahren können die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator gut miteinander für lange Zeiträume in Kontakt gehalten werden. Daher kann eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit einer verbesserten Schnellentladungseigenschaft und Zyklus- Eigenschaft realisiert werden. In einem Verfahren wie diesem können ausgezeichnete Eigenschaften selbst dann erhalten werden, wenn die Erwärmungstemperatur der Elektrodengruppe 40ºC oder weniger beträgt.
  • Die dritte erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator und Verpressen der resultierenden Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die positive Elektrode und der Separator werden durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator werden durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die oben beschriebene Beziehung (I) erfüllt.
  • Als positive Elektrode, negative Elektrode, Separator, nicht- wäßriger Elektrolyt und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die in der Erläuterung der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Die vierte erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch zwei- oder mehrmaliges Falten von positiven und negativen Elektroden mit einem dazwischenliegenden Separator gebildet wird, einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die positive Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymer aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die oben beschriebene Beziehung (II) erfüllt.
  • Als positive Elektrode, negative Elektrode, Separator, nicht- wäßriger Elektrolyt und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Die dritten und vierten Sekundärbatterien mit nicht-wäßrigem Elektrolyt werden durch das folgende Verfahren hergestellt.
    • (Erster Schritt)
  • Eine Elektrodengruppe wird durch eines der nachfolgenden Verfahren (a) bis (c) hergestellt.
  • (a) Positive und negative Elektroden werden spiralartig mit einem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt.
  • (b) Positive und negative Elektroden werden spiralartig mit einem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt, und die Spule wird in Richtung des Durchmessers verpreßt.
  • (c) Positive und negative Elektroden werden zwei- oder mehrmals mit einem dazwischenliegenden Separator gefaltet.
  • Die positiven und negativen Elektroden werden in der gleichen Weise wie im zuvor erläuterten Herstellungsverfahren (A) für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt hergestellt.
  • Wenn die Elektrodengruppe durch eines der obigen Verfahren gebildet wird, ist es in einem zweiten Schritt (nachfolgend beschrieben) möglich, eine Lösung aus einem Haftpolymer in die positive Elektrode, in die negative Elektrode und in den Separator eindringen zu lassen und gleichzeitig diese Lösung an der Durchdringung der gesamten Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und der gesamten Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu hindern. Entsprechend kann das Haftpolymer dispergiert in der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sein und kann dispergiert in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sein.
    • (Zweiter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird in einer taschenförmigen Folienhülle untergebracht. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß der gestapelte Abschnitt dieser Elektrodengruppe durch die Öffnung der Hülle sichtbar ist. Eine durch Auflösen eines Haftpolymers in einem Lösungsmittel hergestellte Lösung wird in die Elektrodengruppe in der Hülle injiziert, um die Elektrodengruppe mit der Lösung zu tränken.
  • Als Haftpolymer, Lösungsmittel und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des Herstellungsverfahrens für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
    • (Dritter Schritt)
  • Die Elektrodengruppe wird geformt, während sie zum Aushärten auf 40 bis 120ºC erwärmt wird. Dadurch werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; 0,9 bis 1,2.
  • Dieser Schritt heftet die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator aneinander und heftet die Elektrodengruppe an die innere Oberfläche der Hülle. Ebenfalls bildet ein Teil oder das gesamte Haftpolymer, das in der Elektrodengruppe enthalten ist, eine poröse Struktur, weil das Lösungsmittel in der Lösung verdampft. Zusätzlich wird in der Elektrodengruppe enthaltenes Wasser entfernt.
  • Die Elektrodengruppe kann eine geringe Menge Lösungsmittel enthalten.
  • Dieses Formen wird wünschenswert derart durchgeführt, daß die Elektrodengruppe in Richtung des Durchmessers verpreßt wird, falls sie durch Verfahren (a) gebildet wird, und in Richtung des Stapelns verpreßt wird, falls sie durch Verfahren (b) oder (c) gebildet wird.
  • Das Formen kann durch Preßformen oder Drücken in eine Form durchgeführt werden.
  • Die Elektrodengruppe wird aus den nachfolgend erläuterten Gründen erwärmt, wenn sie geformt wird. In der Elektrodengruppe ist das Haftpolymer dispergiert in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden. Falls diese Elektrodengruppe bei Raumtemperatur geformt wird, tritt ein Zurückfedern nach dem Formen auf, d. h. Lücken werden zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator gebildet. Entsprechend werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verfahren L&sub4;/L&sub3; größer als 1,2. Wenn die Elektrodengruppe bei 40ºC oder höher geformt wird, können die in der positiven und negativen Elektrode enthaltenen Bindemittel und Haftpolymere thermisch aushärten, so daß die Härte der Elektrodengruppe erhöht werden kann. Da dies das Zurückfedern nach dem Formen unterdrückt, können das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; auf 1,2 oder weniger verringert werden. Falls andererseits die Temperatur der Elektrodengruppe 120ºC übersteigt, kann der Separator thermisch stark schrumpfen. Die Temperatur ist besonders bevorzugt 60 bis 100ºC.
  • Das oben beschriebene Formen durch Erwärmen auf eine spezifische Temperatur kann bei Normaldruck oder reduziertem Druck oder im Vakuum durchgeführt werden. Dieses Warmformen wird wünschenswert bei reduziertem Druck oder im Vakuum durchgeführt, weil die Wirksamkeit der Wasserentfernung aus der Elektrodengruppe verbessert wird.
  • Wenn das Formen durch Preßformen durchgeführt wird, wird der Druck bevorzugt auf 0,01 bis 20 kg/cm² aus den folgenden Gründen eingestellt. Falls der Druck geringer als 0,01 kg/cm² ist, werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; größer als 1,2. Falls das Verhältnis höher als 20 kg/cm² ist, werden das Verhältnis L&sub2;/L&sub1; und das Verhältnis L&sub4;/L&sub3; kleiner als 0,9.
    • (Vierter Schritt)
  • Nachdem ein nicht-wäßriger Elektrolyt in die Elektrodengruppe in der Hülle injiziert ist, wird die Öffnung der Hülle versiegelt, um die dritte oder vierte Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zu vollenden.
  • Im obigen Herstellungsverfahren wird die Lösung des Haftpolymers injiziert, nachdem die Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht ist. Jedoch kann diese Lösung ebenfalls injiziert werden, bevor die Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht ist. Falls dies der Fall ist, wird eine Elektrodengruppe im ersten Schritt hergestellt. Diese Elektrodengruppe wird mit der Lösung getränkt und geformt, während sie zum Aushärten auf 40 bis 120ºC erwärmt wird. Nachdem diese Elektrodengruppe in der Hülle untergebracht ist, wird der nicht-wäßrige Elektrolyt injiziert, und die Öffnung der Hülle wird versiegelt, um die dritte oder vierte Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt herzustellen.
  • Ein drittes Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, umfaßt eine Elektrodengruppe, die einen Stapel umfaßt, der aus wenigstens einer positiven Elektrode, wenigstens einer negativen Elektrode, wenigstens einem Separator und wenigstens zwei Haftschichten aufgebaut ist, von denen eine zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und die andere zwischen der negativen Elektrode und dem Separator liegt. Die Batterie umfaßt ferner einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist.
  • Der wenigstens eine Separator enthält 10 Gew.-% oder weniger eines Haftpolymers. Alle Endteile des wenigstens einen Separators ragen im Vergleich mit dem Endteil der wenigstens einen positiven Elektrode oder dem Endteil der wenigstens einen negativen Elektrode hervor.
  • Als positive Elektrode, negative Elektrode, nicht-wäßriger Elektrolyt und Folienhülle können Materialien verwendet werden, die analog denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des ersten Beispiels für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden, das nützlich zum Verständnis der Erfindung ist. Der Separator und die Haftschicht werden nachfolgend beschrieben.
    • (1) Separator
  • Der Separator wird aus einer porösen Platte hergestellt, die wenigstens ein Haftpolymer in seiner Stelle hält. Der Gehalt dieses Haftpolymers im Separator ist 10 Gew.-% oder weniger (einschließlich 0 Gew.-%). Alle Endteile des Separators ragen im Vergleich zum Endteil der positiven Elektrode oder zum Endteil der negativen Elektrode hervor.
  • Als poröse Platte können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des Separators der ersten oder zweiten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Als Haftpolymer können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung des Separators der ersten und zweiten Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Der Gehalt des Haftpolymers im Separator ist innerhalb des obigen Bereichs aus den nachfolgend erläuterten Gründen definiert. Falls der Gehalt höher als 10 Gew.-% ist, steigt der Innenwiderstand der Sekundärbatterie an, und es wird schwierig, die Zyklus-Lebensdauer zu verbessern. Der Gehalt ist besonders bevorzugt 5 Gew. -% oder weniger und am meisten bevorzugt 1 Gew.-% oder weniger. Wenn der Gehalt des Haftpolymers 1 · 10&supmin;&sup5; Gew.-% oder mehr ist, können die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator verbessert werden. Die untere Grenze des Gehalts ist besonders bevorzugt 1 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 · 10&supmin;³ Gew.-%.
  • In diesem Separator kann das Haftpolymer Konzentrationsvariationen aufweisen, obwohl es ebenfalls gleichförmig vorliegen kann. Wünschenswert ist die Konzentration des Haftpolymers im Inneren geringer als die Konzentration des Haftpolymers auf der Oberfläche, die der positiven oder negativen Elektrode gegenüberliegt. Es ist besonders bevorzugt, daß die Konzentration des Haftpolymers in einem zentralen Teil in Richtung der Dicke des Separators geringer als die Konzentration des Haftpolymers auf der Oberfläche ist, die der positiven oder negativen Elektrode gegenüberliegt.
  • Wenn wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich zur negativen Elektrode hervorragt oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt, ragen wünschenswert alle Endteile des Separators im Vergleich zu dieser hervorragenden Elektrode hervor. Bei dieser Anordnung kann die Auftrittshäufigkeit von innerem Kurzschluß weiter reduziert werden. Es ist besonders bevorzugt, daß wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt und alle Endteile des Separators im Vergleich zu dieser negativen Elektrode hervorragen. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Auftrittshäufigkeit von innerem Kurzschluß weiter zu reduzieren und die Zyklus- Lebensdauer weiter zu verbessern.
  • Der Endteil des Separators hält bevorzugt das Haftpolymer in seiner Stelle. Da diese Anordnung die Festigkeit des hervorragenden Separator-Endteils erhöhen kann, kann die Auftrittshäufigkeit eines inneren Kurzschluß weiter reduziert werden.
  • Die Vorsprunglänge des Separator-Endteils ist bevorzugt 0,25 bis 2 mm aus den nachfolgend erläuterten Gründen. Falls die Vorsprunglänge geringer als 0,25 mm ist, kann es schwierig werden, die Auftrittshäufigkeit des inneren Kurzschluß zu reduzieren. Falls andererseits die Vorsprunglänge 2 mm übersteigt, kann die volumenbezogene Energiedichte der Batterie abnehmen. Ein besonders vorteilhafter Bereich ist 0,5 bis 1,5 mm. Wenn jedoch wenigstens ein Endteil der positiven Elektrode im Vergleich zur negativen Elektrode hervorragt oder wenigstens ein Endteil der negativen Elektrode im Vergleich zur positiven Elektrode hervorragt, wird die Vorsprunglänge auf der Basis dieses hervorragenden Elektroden-Endteils eingestellt.
    • (2) Haftschicht
  • Diese Haftschicht enthält ein Haftpolymer. Als Haftpolymer können Materialien verwendet werden, die ähnlich denjenigen sind, die oben in der Erläuterung der ersten Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt aufgezählt wurden.
  • Die Haftschicht nimmt bevorzugt eine poröse Struktur an. Die Haftschicht mit einer porösen Struktur kann die Haltemenge für nicht-wäßrigen Elektrolyt in der Elektrodengruppe erhöhen.
  • Eine dünne Lithiumionen-Sekundärbatterie als Beispiel für die dritte Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist, wird nachfolgend unter Verweis auf die Fig. 10 und 11 beschrieben.
  • Eine Folienhülle 41 beherbergt eine Elektrodengruppe 32 mit einer gestapelten Struktur. Diese Elektrodengruppe 42 schließt eine positive Elektrode 45, eine negative Elektrode 48, poröse Haftschichten 4% und 49b und einen Separator 50 ein. Die positive Elektrode 45 hat eine Struktur, in der eine positive Elektrodenschicht 44 durch einen Kollektor 43, wie ein poröses leitfähiges Substrat, getragen wird. Die negative Elektrode 48 hat eine Struktur, in der eine negative Elektrodenschicht 47 durch einen Kollektor 46, wie ein poröses leitfähiges Substrat, getragen wird. Die porösen Haftschichten 49a und 49b sind an die positive Elektrodenschicht 44 bzw. die negative Elektrodenschicht 47 geheftet. Diese porösen Haftschichten 49a und 49b sind ebenfalls an die zwei Oberflächen des Separators 50 geheftet. Alle Endteile der negativen Elektrode 48 ragen im Vergleich zur positiven Elektrode 45 hervor. Der Separator 50 enthält 10 Gew.-% oder weniger (einschließlich 0 Gew.-%) eines Haftpolymers. Alle Endteile dieses Separators 50 ragen im Vergleich zur negativen Elektrode 48 hervor. Ein nicht- wäßriger Elektrolyt ist in der Hülle 41 enthalten. Ein Ende eines positiven Anschluß 51 ist mit der positiven Elektrode 45 verbunden, und sein anderes Ende ist aus der Hülle 41 herausgeführt. Ein Ende eines negativen Anschluß 52 ist mit der negativen Elektrode 48 verbunden, und sein anderes Ende ist aus der Hülle 41 herausgeführt.
  • In der ersten erfindungsgemäßen Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt wie oben beschrieben kann das Haftpolymer in Form eines dreidimensionalen Netzwerks wenigstens innerhalb der Elektrodengruppe verteilt sein, da das Haftpolymer wenigstens in dem Hohlraum, der von der positiven Elektrode und dem Separator umgeben wird, im Hohlraum, der von der negativen Elektrode und dem Separator umgeben wird, und jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten werden kann. Während entsprechend die positive Elektrode in direkten Kontakt mit einer Oberfläche des Separators gebracht wird und die negative Elektrode in direkten Kontakt mit der anderen Oberfläche des Separators gebracht wird, können die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator aneinandergeheftet werden, selbst wenn die Folienhülle verwendet wird, und es ist möglich, die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator gut aneinanderhaftend zu halten und die Erhöhung des Innenwiderstands zu unterdrücken, die aus dem Haftpolymer resultiert. Außerdem kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators verbessert werden, falls der Separator ein Material enthält, in dem wenigstens das Haftpolymer durch eine poröse Platte mit einer Luftdurchlässigkeit von 600 s/100 cm³ oder weniger gehalten wird. Entsprechend ist es möglich, eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitzustellen, die eine hohe Kapazität, eine ausgezeichnete Schnellentladungseigenschaft und eine lange Zyklus- Lebensdauer besitzt. Da eine Folienhülle verwendet werden kann, kann zusätzlich eine dünne Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt realisiert werden, die eine Dicke von 4 mm oder weniger, eine hohe Kapazität, eine ausgezeichnete Schnellentladungseigenschaft und eine lange Zyklus- Lebensdauer hat.
  • Wenn eine Folie als Hülle in der erfindungsgemäßen Sekundärbatterie verwendet wird, kann diese Hülle an die Elektrodengruppe durch Anheften der Elektrodengruppe an die innere Oberfläche der Folienhülle durch eine Haftschicht fixiert werden, die auf wenigstens einem Teil der Oberfläche der Elektrodengruppe gebildet ist. Entsprechend ist es möglich, das Eindringen des nicht-wäßrigen Elektrolyt in die Begrenzung zwischen der Elektrodengruppe und der Hülle zu Verhindern.
  • In dieser erfindungsgemäßen Sekundärbatterie wird die Gesamtmenge der Haftpolymere auf 0,2 bis 6 mg pro 100 mAh Batteriekapazität eingestellt. Dies kann weiter die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator verbessern, während der Innenwiderstand reduziert wird. Als Ergebnis können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Durch Verringerung der Dicke des Separators auf 30 um oder weniger kann der Innenwiderstand der Sekundärbatterie weiter reduziert werden. Dies kann die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessern.
  • Durch Einstellen des Wärmeschrumpfungsverhältnisses des Separators beim Stehenlassen bei 120ºC für 1 h auf 20% oder weniger kann die Haftfestigkeit des zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator weiter verbessert werden. Daher können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Durch Einstellen der Porosität des Separators auf 30 bis 60% können sowohl die Separatorfestigkeit als auch die Elektrolythalteeigenschaften erfüllt werden. Dies kann die Schnellentladungseigenschaft und die Zykluslebensdauer weiter verbessern.
  • Als negative Elektrode wird ein Material verwendet, das ein kohlenstoffhaltiges Material enthält, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert. Daher ist es möglich, das Problem von Lithium-Dendriten zu vermeiden, welches leicht bei einer dünnen Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt auftritt, die eine aus Lithiummetall oder Lithium-Legierung hergestellte negative Elektrode einschließt.
  • Durch Verwendung des kohlenstoffhaltigen Materials mit einem Graphitkristall, in dem der aus der (002)-Reflexion abgeleitete interplanare Abstand d&sub0;&sub0;&sub2; 0,340 nm oder weniger beträgt, können die Kapazität und
  • Schnellentladungseigenschaft der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Ebenfalls wird in wenigstens einer aus der positiven und negativen Elektrode ein leitfähiges Substrat mit einer porösen Struktur verwendet, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² vorhanden sind. Da dieses dem nicht-wäßrigen Elektrolyt erlaubt, gleichmäßig in die Elektrodengruppe einzudringen, während die notwendige Elektrodenfestigkeit sichergestellt wird, kann die Zyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Die oben beschriebene zweite erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator zum Trennen der positiven und negativen Elektrode voneinander umfaßt, einen Hülle zur Unterbringung der Elektrodengruppe und einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist. Die positive Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind. In dieser Sekundärbatterie können ein Teil der positiven Elektrode und ein Teil der negativen Elektrode direkt mit dem Separator in Kontakt gebracht werden. Es ist daher möglich, den Innenwiderstand zu reduzieren, der aus dem Haftpolymer resultiert, und die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu verbessern. Die Haftfestigkeit wird wahrscheinlich verbessert, weil das Haftpolymer in Form eines dreidimensionalen Netzwerks innerhalb der Elektrodengruppe verteilt ist. Als Ergebnis kann eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit hoher Kapazität, guter Schnellentladungseigenschaft und langer Zyklus-Lebensdauer bereitgestellt werden. Wenn die Folienhülle verwendet wird, kann die Elektrodengruppe die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator über lange Zeiträume gut aneinandergeheftet halten. Es ist entsprechend möglich, eine dünne Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt zu realisieren, die z. B. nur 4 mm oder weniger dick ist und eine hohe Kapazität, eine gute Schnellentladungseigenschaft und eine lange Zyklus- Lebensdauer besitzt.
  • In dieser erfindungsgemäßen Sekundärbatterie ist der Gehalt des Haftpolymers im Separator nicht mehr als 10 Gew.-%. Dies kann die Ionenleitfähigkeit des nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen, während eine hohe Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator aufrechterhalten wird. Entsprechend können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer weiter verbessert werden.
  • In dieser erfindungsgemäßen Sekundärbatterie wird die Konzentration des Haftpolymers innerhalb des Separators geringer als jene des Haftpolymers auf der Oberfläche gegenüber der positiven oder negativen Elektrode eingestellt. Dies kann den Innenwiderstand reduzieren, während eine hohe Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator aufrechterhalten wird. Entsprechend können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer weiter verbessert werden.
  • In dieser erfindungsgemäßen Sekundärbatterie wird die Gesamtmenge an Haftpolymeren auf 0,2 bis 6 mg pro mAh Batteriekapazität eingestellt. Dies kann die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator weiter verbessern, während der Innenwiderstand reduziert wird. Als Ergebnis können die Schnellentladungseigenschaft und Zyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • In dieser erfindungsgemäßen Sekundärbatterie wird die Menge an nicht-wäßrigem Elektrolyt auf 0,2 bis 0,6 g pro 100 mAh Batteriekapazität eingestellt, wenn die Gesamtmenge an Haftpolymeren auf 0,2 bis 6 mg pro 100 mAh Batteriekapazität eingestellt wird. Dies kann die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer verbessern und erlaubt ebenfalls die Verwendung einer Folienhülle, um dadurch die Dicke der Sekundärbatterie zu verringern.
  • Wenn eine Folie als Hülle in der erfindungsgemäßen Sekundärbatterie verwendet wird, kann diese Hülle an die Elektrodengruppe fixiert werden, indem die Elektrodengruppe an die innere Oberfläche der Folienhülle durch eine Haftschicht geheftet wird, die auf wenigstens einem Teil der Oberfläche der Elektrodengruppe gebildet ist. Entsprechend ist es möglich, den nicht-wäßrigen Elektrolyt vom Eindringen in die Begrenzung zwischen der Elektrodengruppe und der Hülle abzuhalten.
  • In der zweiten erfindungsgemäßen Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators verbessert werden, falls der Separator ein Material enthält, in dem wenigstens das Haftpolymer durch eine poröse Platte mit einer Luftdurchlässigkeit von 600 s/100 cm³ oder weniger gehalten wird. Entsprechend können die Kapazität, die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Durch Verringerung der Dicke des Separators auf 30 um oder weniger kann der Innenwiderstand der Sekundärbatterie weiter reduziert werden. Dies kann die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessern.
  • Durch Einstellen des Wärmeschrumpfungsverhältnisses des Separators beim Stehenlassen bei 120ºC für 1 h auf 20% oder weniger kann die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator weiter verbessert werden. Daher können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Durch Einstellen der Porosität des Separators auf 30 bis 60% können sowohl die Separatorfestigkeit als auch die Elektrolyt-Halteeigenschaft erfüllt werden. Dies kann die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer weiter verbessern.
  • Als negative Elektrode wird ein Material verwendet, das ein kohlenstoffhaltiges Material enthält, das Lithiumionen absorbiert und desorbiert. Daher ist es möglich, das Problem von Lithium-Dendriten zu vermeiden, welches leicht in einer dünnen Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt auftritt, die eine negative Elektrode einschließt, die aus Lithiummetall oder einer Lithium-Legierung hergestellt ist.
  • Durch Verwendung des kohlenstoffhaltigen Materials mit einem Graphitkristall, in dem der aus der (002)-Reflexion abgeleitete interplanare Abstand d&sub0;&sub0;&sub2; 0,340 nm oder weniger beträgt, können die Kapazität und Schnellentladungseigenschaft der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Ebenfalls wird in wenigstens einer aus der positiven und negativen Elektrode ein leitfähiges Substrat mit einer porösen Struktur, in der Poren mit einem Durchmesser von 3 mm oder weniger in einem Verhältnis von einer oder mehr Poren pro 10 cm² vorhanden sind, als Kollektor verwendet. Da dies dem nicht-wäßrigem Elektrolyt erlaubt, gleichmäßig in die Elektrodengruppe einzudringen, während die notwendige Elektrodenfestigkeit sichergestellt wird, kann die Zyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für die Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wird eine Elektrodengruppe, die durch Einfügen eines Separators zwischen positive und negative Elektroden gebildet wird, mit einer Lösung getränkt, in der ein Haftpolymer gelöst ist, und dann wird die Elektrodengruppe geformt. Daher ist es möglich, die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator fest aneinanderzuheften, während der Innenwiderstand reduziert wird, der aus dem Haftpolymer resultiert. Entsprechend ist es durch Tränken der Elektrodengruppe mit dem nicht-wäßrigem Elektrolyt und durch Unterbringen dieser Elektrodengruppe in der gewünschten Hülle möglich, eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit hoher Energiedichte, guter Schnellentladungseigenschaft und langer Zyklus-Lebensdauer leicht herzustellen.
  • In diesem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird eine Lösung eines Haftpolymers in eine in einer Folienhülle untergebrachte Elektrodengruppe injiziert. Dies erreicht die Wirkungen der Reduzierung des Innenwiderstandes und der Verbesserung der Haftfestigkeit. Zusätzlich kann die Elektrodengruppe an die innere Oberfläche der Filmhülle angeheftet werden, so daß die Hülle an der Elektrodengruppe fixiert werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, das Eindringen des nicht-wäßrigen Elektrolyt in die Begrenzung zwischen der Elektrodengruppe und der Hülle zu verhindern.
  • Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird eine Elektrodengruppe mit einer Lösung getränkt, in der ein Haftpolymer gelöst ist, und dann wird die Elektrodengruppe getrocknet, um das Lösungsmittel in der Lösung zu verdampfen. Ein Haftbereich, der Haftpolymere umfaßt, wird gebildet, und ein Teil oder der gesamte Haftbereich nimmt eine poröse Struktur an. Da dieser Haftbereich den nicht-wäßrigen Elektrolyt in den Hohlräumen halten darf, kann er zur Leitung von Lithiumionen beitragen. Da dies die Lithiumionen- Leitfähigkeit der Sekundärbatterie verbessern kann, können entsprechend die Entladungskapazität, die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie verbessert werden.
  • Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es durch Einstellen der Trocknungstemperatur auf 100ºC oder weniger möglich, die Wärmeschrumpfung des Separators zu unterdrücken, insbesondere des Separators, der Polyethylen oder Polypropylen enthält. Da dies die Haftfestigkeit zwischen der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator weiter verbessern kann, können die Schnellentladungseigenschaft und die Zyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Wenn das Trocknen bei 100ºC oder weniger durchgeführt wird, kann die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels durch Verwendung eines organischen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 200ºC oder weniger als Lösungsmittel verbessert werden. Dies kann den Einfluß der Wärme auf den Separator verringern und weiterhin die Haftfestigkeit zwischen der positiven und negativen Elektrode und dem Separator erhöhen.
  • Wenn das Trocknen bei 100ºC oder weniger durchgeführt wird, kann die Wärmeschrumpfung des Separators weiter verringert werden, indem das Wärmeschrumpfungsverhältnis des Separators bei Stehenlassen bei 120ºC für 1 h auf 20% oder weniger eingestellt wird. Entsprechend kann die Haftfestigkeit zwischen der positiven und negativen Elektrode und dem Separator weiter erhöht werden.
  • Das erste Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, umfaßt eine Elektrodengrugpe mit einer Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator und Verpressen der resultierenden Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die zuvor dargestellte Beziehung (I) erfüllt.
  • D. h., daß mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus die Elektrodengruppe einer Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt wiederholt in der Stapelrichtung expandiert und schrumpft. Eine Folienhülle hat keine große Wirkung der Unterdrückung dieser Expansion/Schrumpfung und verformt sich daher im wesentlich entsprechend der Expansion/Schrumpfung der Elektrodengruppe. Daneben kann der Separator, der kein Haftpolymer enthält, die Ionenleitfähigkeit des nicht-wäßrigen Elektrolyt erhöhen. Wenn jedoch die Folienhülle als Hülle der Elektrodengruppe verwendet wird, die den Separator einschließt, der kein Haftpolymer enthält, nimmt die Kontaktfläche der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus ab. Dies erhöht den Innenwiderstand und verringert die Lebensdauer.
  • In diesem Beispiel können die positive Elektrode und der Separator, der kein Haftpolymer enthält, und die negative Elektrode und der Separator, der kein Haftpolymer enthält, gut miteinander für lange Zeiträume in Kontakt gebracht werden, wenn die Folienhülle verwendet wird. Da dies eine Zunahme in der inneren Impedanz mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus unterrückt, kann die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer verbessert werden. Es ist ebenfalls möglich, das Erholungsverhältnis der Kapazität der Sekundärbatterie nach Hochtemperaturlagerung zu verbessern. Außerdem kann eine lange Lebensdauer selbst dann sichergestellt werden, wenn die Dicke der Folienhülle auf 50 bis 300 um eingestellt wird, so daß ein dünne, langlebige Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt werden kann.
  • Im ersten Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist, wird der Separator aus wenigstens einem Typ Material hergestellt, das aus Polyolefin und Cellulose ausgewählt ist. Dies kann den Innenwiderstand des Separators reduzieren, und die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators kann weiter verbessert werden. Entsprechend können die Entladungskapazität und die Ladungs/Entladungszyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Im ersten Beispiel einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators erhöht werden, wenn der Separator aus einer porösen Platte mit einer Luftdurchlässigkeit von 600 s/100 cm³ hergestellt wird. Entsprechend können die Entladungskapazität und die Ladungs/Entladungszyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Das zweite Beispiel einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, das nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch zwei- oder mehrmaliges Falten einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator gebildet wird, einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die zuvor dargestellte Beziehung (II) erfüllt.
  • In dieser Sekundärbatterie können die positive Elektrode und der Separator, der kein Haftpolymer enthält, und die negative Elektrode und der Separator, der kein Haftpolymer enthält, gut miteinander für lange Zeiträume in der in der Folienhülle untergebrachten Elektrodengruppe in Kontakt gebracht werden. Da dies eine Zunahme der inneren Impedanz mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus unterdrückt, kann die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer verbessert werden. Es ist ebenfalls möglich, das Erholungsverhältnis der Kapazität der Sekundärbatterie nach Hochtemperaturlagerung zu verbessern. Außerdem kann eine lange Lebensdauer selbst dann sichergestellt werden, wenn die Dicke der Folienhülle auf 50 bis 300 um eingestellt wird, so daß eine dünne, langlebige Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitgestellt werden kann.
  • Im zweiten Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, wird der Separator aus wenigstens einem Typ von Material hergestellt, ausgewählt aus Polyolefin und Cellulose. Dies kann den Innenwiderstand des Separators reduzieren, und die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators kann weiter verbessert werden. Entsprechend können die Entladungskapazität und die Ladungs/Entladungszyklus- Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Im zweiten Beispiel einer Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, kann die Lithiumionen-Leitfähigkeit des Separators erhöht werden, wenn der Separator aus einer porösen Platte mit einer Leitfähigkeit von 600 s/100 cm³ hergestellt wird. Entsprechend können die Entladungskapazität und die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer der Sekundärbatterie weiter verbessert werden.
  • Ein weiteres Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt umfaßt die Schritte aus Bilden einer Elektrodengruppe durch Einfügen eines Separators, der aus wenigstens einem Typ Material hergestellt ist, das aus Polyolefin und Cellulose ausgewählt ist, zwischen eine positive Elektrode und eine negative Elektrode, Formen der Elektrodengruppe unter Erwärmen und Tränken der Elektrodengruppe mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt. Im Warmformschritt dieses Verfahrens können die in den positiven und negativen Elektroden enthaltenen Bindemittel thermisch gehärtet werden. Somit kann nach dem Formen vermieden werden, daß die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator die Dicke vor dem Formen wieder annehmen. Entsprechend können die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator gut miteinander in Kontakt gebracht werden, und dieser Zustand kann selbst dann aufrecht erhalten werden, wenn die Elektrodengruppe wiederholt expandiert und schrumpft mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus. Da dies eine Zunahme des Innenwiderstandes mit dem Fortschreiten des Ladungs/Entladungszyklus unterdrückt, kann die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer verbessert werden. Wenn die Folienhülle verwendet wird, können ebenfalls die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator gut für lange Zeiträume aneinandergeheftet gehalten werden. Entsprechend kann eine langlebige dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt realisiert werden.
  • Wenn die Elektrodengruppe in diesem Herstellungsverfahren geformt wird, ist es möglich, durch Einstellen der Temperatur der Elektrodengruppe auf 40 bis 120ºC den Kontakt zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu verbessern, während eine große Wärmeschrumpfung des Separators vermieden wird. Entsprechend kann die Zyklus-Lebensdauer weiter verbessert werden.
  • Die dritte erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator und Verpressen der resultierenden Spule in Richtung des Durchmessers gebildet wird, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die positive Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die oben beschriebene Beziehung (I) erfüllt.
  • In dieser Sekundärbatterie können die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator gut in Kontakt miteinander für lange Zeiträume gehalten werden, während der Innenwiderstand der Elektrodengruppe auf einem kleinen Wert gehalten wird. Entsprechend ist es möglich, die Anfangskapazität, die Zyklus-Lebensdauer und die Schnellentladungseigenschaft der Sekundärbatterie stark zu verbessern.
  • Eine vierte erfindungsgemäße Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt umfaßt eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch 2- oder mehrmaliges Falten einer positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden Separator gebildet wird, einen nicht- wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Die positive Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind. Die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, hat eine Form, die die oben beschriebene Beziehung (II) erfüllt.
  • In dieser Sekundärbatterie können die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator über lange Zeiträume gut miteinander in Kontakt gehalten werden, während der Innenwiderstand der Elektrodengruppe auf einem kleinen Wert gehalten wird. Entsprechend ist es möglich, die Anfangskapazität, die Zyklus-Lebensdauer und die Schnellentladungseigenschaft der Sekundärbatterie stark zu verbessern.
  • Das dritte Beispiel für eine Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, umfaßt eine Elektrodengruppe, die einen Stapel umfaßt, der wenigstens eine positive Elektrode, wenigstens eine negative Elektrode, wenigstens einen Separator und wenigstens zwei Haftschichten umfaßt, von denen eine zwischen der positiven Elektrode und dem Separator liegt und die andere zwischen der negativen Elektrode und dem Separator liegt, einen nicht-wäßrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist, und eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist. Der wenigstens eine Separator enthält 10 Gew.-% oder weniger (einschließlich 0 Gew.-%) eines Haftpolymers. Ein Endteil des Separators ragt im Vergleich mit einem Endteil der wenigstens einen positiven Elektrode oder einem Endteil der wenigstens einen negativen Elektrode hervor.
  • In dieser Sekundärbatterie kann das Auftreten eines inneren Kurzschluß verhindert werden, wenn die Batterie einen Stoß erfährt, z. B. weil die Batterie aus Versehen fallengelassen wird, und wenn der Separator thermisch schrumpft, weil die Batterie in einer Hochtemperaturumgebung verwendet wird. Da der Innenwiderstand reduziert werden kann, kann ebenfalls die Ladungs/Entladungszyklus-Lebensdauer verbessert werden.
  • In dieser Sekundärbatterie wird die Vorsprunglänge des Separators auf 0,25 bis 2 mm eingestellt. Dies kann das Auftrittsverhältnis von innerem Kurzschluß reduzieren, während eine hohe volumenbezogene Energiedichte aufrechterhalten wird.
  • Bevorzugte Beispiele für die vorliegende Erfindung werden nachfolgend im Detail beschrieben.
    • Beispiel 1 < Herstellung der positiven Elektrode>
  • Zunächst wurden 91 Gew.-% eines Lithiumcobaltoxid-Pulvers (LixCoO&sub2; : 0 &le; X &le; 1), 3,5 Gew.-% Acetylenruß, 3,5 Gew.-% Graphit, 2 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Pulvers (EPDM) als Bindemittel und Toluol vermischt. Die zwei Oberflächen eines aus einer porösen Aluminiumfolie (15 um dick) mit Poren mit einem Durchmesser von 0,5 mm mit einem Verhältnis von 10 Poren pro 10 cm² hergestellten Kollektors wurden mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde zur Herstellung einer positiven Elektrode mit einer Elektrodendichte von 3 g/cm³, in der positive Elektrodenschichten von den zwei Oberflächen des Kollektors getragen wurden, gepreßt.
    • < Herstellung der negativen Elektrode>
  • 93 Gew.-% eines Pulvers aus Kohlenstoff-Fasern auf Mesophasen-Pechbasis, wärmebehandelt bei 3 000ºC (Faserdurchmesser = 8 um, durchschnittliche Faserlänge = 20 um und durchschnittlicher interplanarer Abstand (d&sub0;&sub0;&sub2;) = 0,3360 nm), als kohlenstoffhaltiges Material und 7 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Bindemittel wurden vermischt. Ein aus einer porösen Kupferfolie (15 um dick) mit Poren mit einem Durchmesser von 0,5 mm mit einem Verhältnis von 10 Poren pro 10 cm² hergestellter Kollektor wurde mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde getrocknet und gepreßt, um eine negative Elektrode (A) mit eine Elektrodendichte von 1,3 g/cm³ herzustellen, in der die negative Elektrodenschicht von der Oberfläche des Kollektors getragen wurde. Daneben wurden die zwei Oberflächen eines aus einer porösen Kupferfolie (15 um dick) mit Poren mit 0,5 mm Durchmesser mit einem Verhältnis von 10 Poren pro 10 cm² hergestellten Kollektors mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde getrocknet und gepreßt, um eine negative Elektrode (B) mit einer Elektrodendichte von 1,3 g/cm³ herzustellen, in der negative Elektrodenschichten von den zwei Oberflächen des Kollektors getragen wurden.
    • < Separator>
  • Ein aus einer porösen Polyethylen-Folie, die eine Dicke von 25 um, eine Wärmeschrumpfung von 20% beim Stehenlassen bei 120ºC für 1 h und eine Porosität von 50% hatte, hergestellter Separator wurde hergestellt.
    • < Herstellung des nicht-wäßrigen Elektrolyt>
  • Ein nicht-wäßriger Elektrolyt wurde hergestellt durch Auflösen von 1 mol/l Lithiumhexafluorophosphat (LiPF&sub6;) in einem Lösungsmittelgemisch (volumenbezogenes Mischverhältnis 1 : 2) aus Ethylencarbonat (EC) und Methylethylcarbonat (MEC).
    • < Herstellung der Elektrodengruppe>
  • Eine bandartige Zuleitung für die positive Elektrode wurde an den Kollektor der positiven Elektrode gelötet, und eine bandartige Zuleitung für die negative Elektrode wurde an den Kollektor für die negative Elektrode gelötet. Anschließend wurden die positive Elektrode, die negativen Elektroden (A) und (B) und der Separator in der Reihenfolge Separator, positive Elektrode, Separator, negative Elektrode (B), Separator, positive Elektrode, Separator und negative Elektrode (A) gestapelt. Der erhaltene Stapel wurde spiralartig aufgewickelt. Die Spirale oder Spule wurde zu einer flachen Form zur Herstellung einer Elektrodengruppe geformt.
  • Eine 100 um dicke Laminatfolie, gebildet durch Beschichten der zwei Oberflächen einer Aluminiumfolie mit Polypropylen, wurde zu einer Taschenform geformt. Die Elektrodengruppe wurde in dieser Tasche so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyacrylnitril (PAN) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität 0,25 ml betrug. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an die gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 Stunden vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Die Gesamtmenge PAN pro 100 mAh Batteriekapazität betrug 1,2 mg. Es wird angemerkt, daß die Gesamtmenge an Haftpolymer pro 100 mAh Batteriekapazität aus der Zunahme des Gewichts gegenüber demjenigem der Elektrodengruppe vor der Tränkung der Elektrodengruppe mit der Haftpolymerlösung berechnet wurde.
  • Der nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität 4,1 g (0,41 g pro 100 mAh) betrug, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 früher beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 2
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 1 zusammengebaut, außer daß Aluminium als negative Elektrode verwendet wurde.
    • Beispiel 3
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 40ºC für 24 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 4
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 3 zusammengebaut, außer daß die Bedingungen der Vakuumtrocknung 80ºC und 12 h waren.
    • Beispiel 5
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 3 zusammengebaut, außer daß die Bedingungen der Vakuumtrocknung 100ºC und 6 h waren.
    • Beispiel 6
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 3 zusammengebaut, außer daß Aluminium als negative Elektrode verwendet wurde.
    • Beispiel 7
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,1 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 8
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 1 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 9
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 2,5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 10
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 1 Gew.-% Polyacrylat (PMMA) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 11
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyvinylchlorid (PVC) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 12
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyethylenoxid (PEO) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 2-1 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der in den Fig. 1 und 2 zuvor beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. Diese Elektrodengruppe wurde bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet. Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Separator wurde durch Tränken von Vliesgewebe mit einem Gel-Elektrolyt (hergestellt durch Mischen von Polyacrylnitril (PAN), LiPF&sub6;, EC und MEC in einem Molverhältnis von PAN : LiPF&sub6; : EC : MEC = 16 : 5 : 55 : 24) anstelle eines nicht-wäßrigen Elektrolyt hergestellt.
  • Mit den in Beispiel 1 erläuterten identische positive und negative Elektroden wurden spiralförmig mit diesem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt. Die Spule wurde zu einer flachen Form zur Herstellung einer Elektrodengruppe geformt. Diese Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus geformter Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. Die Elektrodengruppe wurde dann bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet. Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie im Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • 3 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als Lösungsmittel gelöst. Die zwei Oberflächen eines Separators, der identisch mit dem in Beispiel 1 erläuterten war, wurden mit der resultierenden Lösung beschichtet. Ein Stapel wurde durch Einlegen dieses Separators zwischen positive und negative Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 1 erläuterten waren, hergestellt. Dieser Stapel wurde bei 80ºC für 12 h getrocknet, um eine poröse Haftschicht zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu bilden. Der resultierende Stapel wurde spiralförmig aufgewickelt, und die Spule wurde zu einer flachen Form zu Herstellung einer Elektrodengruppe geformt.
  • Der zuvor beschriebene wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
  • Ein Ladungs/Entladungszyklus-Test wurde in einer Atmosphäre von 20ºC mit den Sekundärbatterien der Beispiel 1, 3 bis 5 und 7 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 so durchgeführt, daß jede Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,2 V aufgeladen wurde und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Die Sekundärbatterien der Beispiele 2 und 6 wurden einem Ladungs/Entladungszyklus-Test in einer Atmosphäre von 20ºC so unterworfen, daß jede Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,0 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurden. Die nachfolgende Tabelle 2-2 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Aufrechterhaltungsverhältnis der Kapazität (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300-sten Zyklus in jedem Ladungs/Entladungszyklus-Test.
  • Nachdem die Batterien der Beispiele 1, 3 bis 5 und 7 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mv auf 4,2 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen waren, wurde auch die Entladungskapazität jeder Batterie gemessen, und das Verhältnis dieser 2C-Entladungskapazität zur Anfangskapazität wurde berechnet. Die nachfolgende Tabelle 2-2 zeigt die Ergebnisse als 2C-Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis. Daneben wurden die Sekundärbatterien der Beispiele 2 und 6 mit einem Ladestrom von 300 mA für 5 h auf 4,0 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen, die Entladungskapazität jeder Batterie wurde gemessen und das 2C-Entladungsrate- Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis wurde berechnet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2-2 gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung)
    • Tabelle 2-1 Gesamtmenge Haftpolymer (mg)
  • Beispiel 1 1,25
  • Beispiel 2 1,25
  • Beispiel 3 1 25
  • Beispiel 4 1 25
  • Beispiel 5 1,15
  • Beispiel 6 1,15
  • Beispiel 7 0,23
  • Beispiel 8 2,3
  • Beispiel 9 2,88
  • Beispiel 10 1,15
  • Beispiel 11 1,15
  • Beispiel 12 1,15 Tabelle 2-2 Tabelle 2-2 (Fortsetzung)
  • Wie aus den Tabellen 1 bis 2-2 ersichtlich, waren die Sekundärbatterien der Beispiele 1 bis 12 in der Anfangskapazität und Zykluslebensdauer überlegen. Insbesondere verbesserte sich die 2C- Schnellentladungskapazität deutlich im Vergleich zu den Sekundärbatterien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3.
  • Im Gegensatz war die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 1 den Beispielen 1 bis 12 in der Anfangskapazität, Zykluslebensdauer und Schnellentladungskapazität deutlich unterlegen. Die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 2 war den Sekundärbatterien der Beispiele 1 bis 12 in der 2C- Schnellentladungskapazität unterlegen. Die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 3 war den Beispielen 1 bis 12 in der Anfangskapazität, der Zykluslebensdauer und der Schnellentladungskapazität unterlegen.
  • In den Sekundärbatterien der Beispiele 6 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurde die Konzentration des Haftpolymers im Separator gemessen. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3
  • In den Sekundärbatterien der Beispiele 4 und 8 und des Vergleichsbeispiels 3 wurde die Konzentration des Haftpolymers in einem zentralen Teil in der Richtung der Dicke des Separators, auf der der positiven Elektrode gegenüberliegenden Oberfläche und auf der der negativen Elektrode gegenüberliegenden Oberfläche gemessen. Die nachfolgende Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 4
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt, war in den Sekundärbatterien der Beispiele 4 und 8 die Haftpolymer-Konzentration im Inneren des Separators geringer als die Haftpolymer-Konzentration auf der der positiven oder negativen Elektrode gegenüberliegenden Oberfläche. Im Gegensatz war in der Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 3 die Haftpolymer-Konzentration im Inneren des Separators höher als die Haftpolymer- Konzentration auf der der positiven oder negativen Elektrode gegenüberliegenden Oberfläche. Dies liegt daran, daß im Vergleichsbeispiel 3 der Separator direkt mit der Haftpolymer-Lösung beschichtet war.
    • Beispiel 12-1
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 4 zusammengebaut, außer daß ein aus einer porösen Polyethylen-Folie mit einer Dicke von 25 um, einer Wärmeschrumpfung von 20% bei Stehenlassen bei 120ºC für 1 h, einer Luftdurchlässigkeit von 90 s/100 cm³ und einer Porosität von 50% hergestellter Separator verwendet wurde.
    • Beispiel 12-2
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 12-1 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylen-Folie 580 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 12-3
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 12-1 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylen-Folie 400 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 12-4
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 12-1 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylen-Folie 150 s/100 cm³ betrug.
  • Ein Ladungs/Entladungszyklus-Test wurde in einer Atmosphäre von 20ºC an den Sekundärbatterien der Beispiele 12-1 bis 12-4 so durchgeführt, daß jede Sekundärbatterie mit einem Ladestrom von 300 mA für 5 h auf 4,2 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungsverhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus in jedem Ladungs/Entladungszyklus-Test.
  • Nachdem die Batterien der Beispiele 12-1 bis 12-4 für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mV auf 4,2 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen waren, wurde ebenfalls die Entladungskapazität jeder Batterie gemessen, und das Verhältnis dieser 2C-Entladungskapazität zur Anfangskapazität wurde berechnet. Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse als 2C-Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs- Verhältnis. Tabelle 5
    • Beispiel 13 < Herstellung der positiven Elektrode>
  • Zuerst wurden 91 Gew.-% eines Lithiumcobaltoxid-Pulvers (LiXCoO&sub2;), 3,5 Gew.-% Acetylenruß, 3,5 Gew.-% Graphit, 2 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Pulvers und Toluol vermischt. Die zwei Oberflächen eines aus einer 30 um dicken Aluminiumfolie hergestellten Kollektors wurden mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde zur Herstellung einer positiven Elektrode mit einer Elektrodendichte von 3 g/cm³, in der die positiven Elektrodenschichten von den zwei Oberfläche des Kollektors getragen wurden, gepreßt.
    • < Herstellung der negativen Elektrode>
  • 93 Gew.-% eines Pulvers aus Kohlenstoff-Faser auf Mesophasen- Pech-Basis, wärmebehandelt bei 3 000ºC (Faserdurchmesser = 8 um, durchschnittliche Faserlänge = 20 um und durchschnittlicher interplanarer Abstand (d&sub0;&sub0;&sub2;) = 0,3360 nm) als kohlenstoffhaltiges Material und 7 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Bindemittel wurden vermischt. Die zwei Oberflächen einer 15 um dicken Kupferfolie als Kollektor wurden mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde getrocknet und zur Herstellung einer negativen Elektrode mit einer Elektrodendichte von 1,3 g/cm³, in der die negativen Elektrodenschichten von den zwei Oberflächen des Kollektors getragen wurden, gepreßt.
  • Eine Elektrodengruppe wurde durch spiralartiges Aufwickeln der positiven und negativen Elektrode mit einem dazwischenliegenden, aus einer 15 um dicken porösen Polyethylenfolie hergestellten Separator hergestellt.
  • Diese Elektrodengruppe wurde in einem zylindrischen Gefäß mit geschlossenem Ende aus rostfreiem Stahl untergebracht. 0,1 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe im Gefäß so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität 0,25 ml war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe im Gefäß bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen. In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 6 (nachfolgend dargestellt) zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Ein mit dem in Beispiel 1 erläuterten identischer nicht- wäßriger Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe im Gefäß so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität 3,8 g betrug, und das Versiegeln der Öffnung und dgl. wurde durchgeführt, wodurch eine zylindrische Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Eine Elektrodengruppe wurde durch spiralartiges Aufwickeln positiver und negativer Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 13 erläuterten waren, mit einem dazwischenliegenden, aus einer 25 um dicken porösen Polyethylenfolie hergestellten Separator hergestellt.
  • Diese Elektrodengruppe wurde in einem zylindrischen Gefäß mit geschlossenem Ende aus rostfreiem Stahl untergebracht. Ein mit dem in Beispiel 1 erläuterten identischer nicht-wäßriger Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe im Gefäß so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität 3,8 g betrug, und das Versiegeln der Öffnung und dgl. wurde durchgeführt, wodurch eine zylindrische Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde. Tabelle 6 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Die Sekundärbatterien aus Beispiel 13 und Vergleichsbeispiel 4 wurden einem Ladungs/Entladungs-Test in einer Atmosphäre von 20ºC so unterworfen, daß jede Sekundärbatterie für 3 h mit einem Ladestrom von 800 mA auf 4,2 V aufgeladen und mit 800 mA auf 2,7 V entladen wurde. Tabelle 6 zeigt die Entladungskapazität (Anfangsladung) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus in diesem Ladungs/Entladungszyklus-Test.
  • Nachdem die Sekundärbatterien aus Beispiel 13 und Vergleichsbeispiel 4 für 3 h mit einem Ladestrom vom 800 mA auf 4,2 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen waren, wurde zusätzlich die Entladungskapazität gemessen, und das 2C-Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis (das Verhältnis der 2C-Entladungskapazität zur Anfangskapazität) wurde berechnet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
  • Wie Tabelle 6 zeigt, machte die Sekundärbatterie aus Beispiel 13 die Verwendung eines dünnen Separators möglich und war bezüglich Anfangskapazität, Zykluslebensdauer und Schnellentladungseigenschaft im Vergleich zur Sekundärbatterie aus Vergleichsbeispiel 4 überlegen.
  • Ebenfalls wurde im obigen Beispiel 13 die vorliegende Erfindung auf eine zylindrische Sekundärbatterie mit nicht- wäßrigem Elektrolyt angewendet, die ein zylindrisches Metallgefäß mit geschlossenem Ende einschließt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise auf eine rechtwinklige Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt anwendbar, die ein rechtwinkliges Metallgefäß mit geschlossenem Ende einschließt.
    • Beispiel 14 < Herstellung der positiven Elektrode>
  • Zunächst wurden 91 Gew.-% eines Lithiumcobaltoxid-Pulvers (LiXCoO&sub2;: 0 &le; X &le; 1), 3,5 Gew.-% Acetylenruß, 3,5 Gew.-% Graphit, 2 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Pulvers (EPDM) als Bindemittel und Toluol vermischt. Die zwei Oberflächen eines aus einer porösen Aluminiumfolie (15 um dick) mit Poren mit 0,5 mm Durchmesser mit einem Verhältnis von 10 Poren pro 10 cm² hergestellten Kollektors mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde zur Herstellung einer positiven Elektrode mit einer Elektrodendichte von 3 g/cm³ gepreßt.
    • < Herstellung der negativen Elektrode>
  • 93 Gew.-% eines Pulvers aus Kohlenstoff-Fasern auf Mesophasen-Pech-Basis, wärmebehandelt bei 3000ºC (Faserdurchmesser = 8 um, durchschnittliche Faserlänge = 20 um und durchschnittlicher interplanarer Abstand (d&sub0;&sub0;&sub2;) = 0,3360 nm), als kohlenstoffhaltiges Material und 7 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Bindemittel wurden vermischt. Ein aus einer porösen Kupferfolie (15 um dick) mit Poren mit 0,5 mm Durchmesser mit einem Verhältnis von 10 Poren pro 10 cm² hergestellter Kollektor wurde mit der resultierenden Mischung beschichtet. Dieser Kollektor wurde getrocknet und zur Herstellung einer negativen Elektrode mit einer Elektrodendichte von 1,3 g/cm³ gepreßt.
    • < Separator>
  • Ein aus einer porösen Polyethylenfolie, die eine Dicke von 25 um, eine Wärmeschrumpfung von 20% bei Stehenlassen bei 120ºC für 1 h und eine Porosität von 50% hatte, hergestellter Separator wurde hergestellt. Die Abmessung in der Längsrichtung dieses Separators war um 2 mm länger als die positive Elektrode und um 1,5 mm als die negative Elektrode. Die zur Längsrichtung des Separators umlaufende Abmessung war um 2 mm länger als die positive Elektrode und um 1,5 mm als die negative Elektrode. <
    • Herstellung des nicht-wäßrigen Elektrolyt>
  • Ein nicht-wäßriger Elektrolyt wurde durch Auflösen von 1 mol/l Lithiumhexafluorophosphat (LiPF&sub6;) in einem Lösungsmittelgemisch (volumenbezogenes Mischungsverhältnis 1 : 2) aus Ethylencarbonat (EC) und Methylethylcarbonat (MEC) hergestellt.
    • < Herstellung der Elektrodengruppe>
  • Eine bandartige Zuleitung für die positive Elektrode wurde an den Kollektor der positiven Elektrode gelötet, und eine bandartige Zuleitung für die negative Elektrode wurde an den Kollektor der negativen Elektrode gelötet. Anschließend wurden die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator in der Reihenfolge Separator, positive Elektrode, Separator und negative Elektrode gestapelt. Der erhaltene Stapel wurde spiralartig so aufgewickelt, daß der Separator die äußerste Schicht war. Die Spirale oder Spule wurde zu einer flachen Form zur Herstellung eine Elektrodengruppe geformt. In dieser Elektrodengruppe ragte die negative Elektrode stärker als die positive Elektrode hervor, und der Separator rate mehr als die negative Elektrode hervor. Die Vorsprunglänge eines jeden Endteils des Separators betrug 1 mm bei Messung von jedem Endteil der positiven Elektrode und betrug 0,75 mm bei Messung von jedem Endteil der negativen Elektrode.
  • Eine 100 um dicke Laminatfolie, gebildet durch Beschichten der zwei Oberflächen einer Aluminiumfolie mit Polypropylen, wurde zur einer Taschenform geformt. Die Elektrodengruppe wurde in dieser Tasche so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyacrylnitril (PAN) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurden in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität 0,25 ml betrug. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität. Es sei angemerkt, daß die Gesamtmenge an Haftpolymeren pro 100 mAh Batteriekapazität aus der Zunahme im Gewicht gegenüber demjenigen der Elektrodengruppe vor dem Tränken der Elektrodengruppe mit der Haftpolymer-Lösung berechnet wurde.
  • Der nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität 4,1 g betrug (0,41 g pro 100 nah), wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 15
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 14 zusammengebaut, außer daß Aluminium als negative Elektrode verwendet wurde.
    • Beispiel 16
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 40ºC für 24 h zur Verdampfung des organischen Lösungsmittels gefriergetrocknet.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, der Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymer pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 17
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 16 zusammengebaut, außer daß die Vakuumtrocknungsbedingungen 80ºC und 12 h betrugen.
    • Beispiel 18
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 16 zusammengebaut, außer daß die Vakuumtrocknungsbedingungen 100ºC und 6 h waren.
    • Beispiel 19
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 16 zusammengebaut, außer daß Aluminium als negative Elektrode verwendet wurde.
    • Beispiel 20
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,1 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge des Haftpohymers pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 21
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 1 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge des Haftpolymers pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 22
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 2,5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel. 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge des Haftpolymers pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 23
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 1 Gew.-% Polyacrylat (PMMA) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe würde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymer pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 24
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyvinylchlorid (PVC) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurde auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymer pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 25
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. 0,5 Gew.-% Polyethylenoxid (PEO) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Elektrodengruppe in der Laminatfolie bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdampfen.
  • In dieser Elektrodengruppe wurde das Haftpolymer in jedem aus dem Hohlraum der positiven Elektrode, dem Hohlraum der negativen Elektrode und dem Hohlraum des Separators gehalten. Eine poröse Haftschicht wurden auf den Oberflächen der Elektrodengruppe gebildet. Tabelle 8 zeigt die Gesamtmenge an Haftpolymer pro 100 mAh Batteriekapazität.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. Diese Elektrodengruppe wurde bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet. Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 24 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 6
  • Ein Separator wurde durch Tränken von Vliesgewebe mit einem Gel-Elektrolyt (hergestellt durch Mischen von Polyacrylnitril (PAN), LiPF&sub6;, EC und MEC in einem Molverhältnis von PAN : LiPF&sub6; : EC : MEC = 16 : 5 : 55 : 24) anstelle eines nicht-wäßrigen Elektrolyt hergestellt.
  • Positive und negativen Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 14 erläuterten waren, wurden spiralartig mit diesem dazwischenliegenden Separator aufgewickelt. Die Spule wurde zu einer flachen Form zur Herstellung einer Elektrodengruppe geformt. Diese Elektrodengruppe wurde in einer geformten Taschen aus Laminatfolie derart untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung der Tasche sichtbar war. Die Elektrodengruppe wurde dann bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet. Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Vergleichsbeispiel 7
  • 3 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die zwei Oberflächen eines mit dem in Beispiel 14 erläuterten identischen Separators wurden mit der resultierenden Lösung beschichtet. Ein Stapel wurde durch Einlegen dieses Separators zwischen positive und negative Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 14 erläuterten sind, hergestellt. Dieser Stapel wurde bei 80ºC für 12 h zur Bildung einer porösen Haftschicht zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vakuumgetrocknet. Der resultierende Stapel wurde spiralartig aufgewickelt, und die Spule wurde zu einer flachen Form zur Herstellung einer Elektrodengruppe geformt.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 14 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde. Die Konzentration des Haftpolymer im Separator wurde gemessen und betrug 15 Gew.-%.
  • Ein Ladungs/Entladungszyklus-Test wurde in einer Atmosphäre von 20ºC an den Sekundärbatterien der Beispiele 14, 16 bis 18 und 20 bis 25 und der Vergleichsbeispiel 5 bis 7 so durchgeführt, daß jede Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,2 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Die Sekundärbatterien der Beispiele 15 und 19 wurden einem Ladungs/Entladungszyklus-Test in einer Atmosphäre von 20ºC so unterworfen, daß jede Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,0 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Tabelle 9 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapaiztätaufrechterhaltungs-Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus in jedem Ladungs/Entladungszyklus-Test.
  • Nachdem die Batterien der Beispiel 14, 16 bis 18 und 20 bis 25 und der Vergleichsbeispiele 5 bis 7 auf 4,2 V für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mv aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen waren, wurde ebenfalls die Entladungskapazität jeder Batterie gemessen, und das Verhältnis dieser 2C- Entladungskapazität zur Anfangskapazität wurde berechnet. Die nachfolgende Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse als 2C- Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis. Daneben wurden die Sekundärbatterien der Beispiele 15 und 19 für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,0 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen, die Entladungskapazität jeder Batterie wurde gemessen, und das 2C-Entladungsrate- Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis wurde berechnet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 9 gezeigt. Tabelle 7 Tabelle 7 (Fortsetzung)
    • Tabelle 8 Gesamtmenge an Haftpolymer (mg)
  • Beispiel 14 1,25
  • Beispiel 15 1,25
  • Beispiel 16 1,15
  • Beispiel 17 1,15
  • Beispiel 18 1,15
  • Beispiel 19 1,15
  • Beispiel 20 0,23
  • Beispiel 21 2,3
  • Beispiel 22 2,88
  • Beispiel 23 1,15
  • Beispiel 24 1,15
  • Beispiel 25 1,15 Tabelle 9 Tabelle 9 (Fortsetzung)
  • Wie aus den Tabellen 7 bis 9 ersichtlich ist, waren die Sekundärbatterien der Beispiele 14 bis 25 in der Anfangskapazität und Zykluslebensdauer überlegen. Insbesondere verbesserte sich die 2C- Schnellentladungskapazität deutlich im Vergleich mit den Sekundärbatterien der Beispiele 5 bis 7.
  • Im Gegensatz war die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 5 den Beispielen 14 bis 25 in der Anfangskapazität, Zykluslebensdauer und der Schnellentladungskapazität bei weitem unterlegen. Die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 6 war den Sekundärbatterien der Beispiele 14 bis 25 in der 2C-Schnellentladungskapazität unterlegen. Die Sekundärbatterie des Vergleichsbeispiels 7 war den Beispielen 14 bis 25 in der Anfangskapazität, Zykluslebensdauer und Schnellentladungskapazität unterlegen.
  • Die obigen Beispiele 14 bis 25 verwendeten die Elektrodengruppe mit einer Struktur, in der die positive Elektrode, die negative Elektrode und der Separator spiralartig aufgewickelt waren und die Spule in Richtung des Durchmessers verpreßt war. Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde zusammengebaut, die identisch mit derjenigen aus Beispiel 17 war, außer daß die Struktur der Elektrodengruppe zu der in Fig. 5 gezeigten verändert wurde, d. h. positive und negative Elektroden wurden 5-mal mit einem dazwischenliegenden Separator so gefaltet, daß die gegenüberliegen Oberflächen der negativen Elektrode einander berührten. Entsprechend nahm die Batteriekapazität um ca. 10% gegenüber derjenigen in Beispiel 17 ab, aber der Rest der Leistung war äquivalent zu derjenigen in Beispiel 17.
    • Beispiel 26
  • Unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 12-1 erläutert wurde eine Elektrodengruppe hergestellt und in einer Laminatfolie untergebracht. Als nächstes wurde die Laminatfolie ohne Injizieren einer Haftpolymerlösung mit einem Druck von 10 kg/cm² in Richtung der Dicke der Elektrodengruppe in einer Hochtemperaturumgebung bei 80ºC, die evakuiert war, gepreßt. Auf diese Weise wurde eine Elektrodengruppe hergestellt, deren L&sub2;/L&sub1;-Wert 1,00 war.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in diese Elektrodengruppe der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde. Der Gehalt des Haftpolymers in der Elektrodengruppe betrug 0 Gew.-%.
    • Beispiele 27-33 und Vergleichsbeispiel 8
  • Dünne Sekundärbatterien mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurden unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 26 zusammengebaut, außer daß das L&sub2;/L&sub1;-Verhältnis wie in der nachfolgenden Tabelle 10 gezeigt durch Veränderung des Drucks eingestellt wurde.
    • Vergleichsbeispiel 9
  • Unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 12-1 gezeigt wurde eine Elektrodengruppe hergestellt und in einer Laminatfolie untergebracht. Als nächstes wurde die Laminatfolie ohne Injizieren einer Haftpolymerlösung mit einem Druck von 0,001 kg/cm² in Richtung der Dicke der Elektrodengruppe in einer Atmosphäre von 25ºC, die evakuiert war, gepreßt. Auf diese Weise wurde eine Elektrodengruppe hergestellt, deren L&sub2;/L&sub1;-Wert 1,30 betrug.
  • Der nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in diese Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 34
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 26 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 580 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 35
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 26 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 400 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 36
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 26 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 150 s/100 cm³ betrug.
  • Die innere Impedanz bei 1 kHz der Sekundärbatterien der Beispiele 26 bis 36 und der Vergleichsbeispiele 8 und 9 wurde gemessen. Tabelle 10 zeigt nachfolgend die Ergebnisse. Ebenfalls wurde ein Ladungs/Entladungszyklus-Test unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Tabelle 10 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungs- Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus. Tabelle 10
  • Wie aus Tabelle 10 ersichtlich, hatten die Sekundärbatterien der Beispiele 26 bis 36, die jeweils eine Elektrodengruppe einschließen, deren L&sub2;/L&sub1;-Wert 0,90 bis 1,20 betrug, niedrigere innere Impedanzen, höhere Anfangskapazitäten und höhere Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnisse beim 300sten Zyklus als jene der Sekundärbatterien der Vergleichsbeispiele 8 und 9, die jeweils eine Elektrodengruppe einschließen, deren L&sub2;/L&sub1;-Wert außerhalb des obigen Bereiches war.
    • Beispiel 37
  • Positive und negative Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 1 erläuterten waren, wurden 6-mal mit einem dazwischenliegenden Separator, der identisch mit dem in Beispiel 12-1 erläuterten war, so gefaltet, daß die gegenüberliegenden Oberflächen der negativen Elektrode einander berührten, wodurch eine Elektrodengruppe hergestellt wurde. Diese Elektrodengruppe wurde in einer Tasche aus Laminatfolie, die identisch mit der in Beispiel 1 erläuterten war, so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung sichtbar war.
  • Als nächstes wurde die Laminatfolie mit einem Druck von 10 kg/cm² in Richtung der Dicke der Elektrodengruppe in einer Hochtemperaturumgebung bei 80ºC, die evakuiert war, gepreßt. Auf diese Weise wurde eine Elektrode, deren L&sub4;/L&sub3;-Wert 1,00 betrug, hergestellt.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in diese Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde. Der Gehalt des Haftpolymers in der Elektrodengruppe betrug 0 Gew.-%.
    • Beispiele 38 bis 44 und Vergleichsbeispiel 10
  • Dünne Sekundärbatterien mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurden unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 37 zusammengebaut, außer daß L&sub4;/L&sub3; durch Änderung des Druck wie in der nachfolgenden Tabelle 11 gezeigt eingestellt wurde.
    • Vergleichsbeispiel 11
  • Unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 37 erläutert wurde eine Elektrodengruppe hergestellt und in einer Laminatfolie untergebracht. Als nächstes wurde die Laminatfolie ohne Injizieren einer Haftpolymerlösung mit einem Druck von 0,001 kg/cm² in Richtung der Dicke der Elektrodengruppe in einer Umgebung von 25ºC, die evakuiert war, gepreßt. Auf diese Weise wurde eine Elektrodengruppe, deren L&sub4;/L&sub3;-Wert 1,30 betrug, hergestellt.
  • Der nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in diese Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 45
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 37 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 580 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 46
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 37 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 400 s/100 cm³ betrug.
    • Beispiel 47
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 37 zusammengebaut, außer daß die Luftdurchlässigkeit der porösen Polyethylenfolie 150 s/100 cm³ betrug.
  • Die innernen Impedanzen bei 1 kHz der Sekundärbatterien der Beispiele 37 bis 47 und der Vergleichsbeispiele 10 und 11 wurden gemessen. Die nachfolgende Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse. Ebenfalls wurde ein Ladungs/Entladungszyklus-Test unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Tabelle 11 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus. Tabelle 11
  • Wie aus Tabelle 11 ersichtlich ist, hatten die Sekundärbatterien der Beispiele 37 bis 47, die jeweils eine Elektrodengruppe einschließen, deren L&sub4;/L&sub3;-Wert 0,90 bis 1,20 betrug, niedrigere innere Impedanzen, höhere Anfangskapazitäten und höhere Kapazitätaufrechterhaltungs- Verhältnisse beim 300sten Zyklus als jene der Sekundärbatterien der Vergleichsbeispiele 10 und 11, die jeweils eine Elektrodengruppe einschließen, deren L&sub4;/L&sub3;-Wert außerhalb des obigen Bereiches war.
    • Beispiel 48
  • Eine in der gleichen Weise wie in Beispiel 12-1 erläutert hergestellte Elektrodengruppe wurde in einer geformten Tasche aus Laminatfolie so untergebracht, daß der gestapelte Abschnitt durch die Öffnung sichtbar war. Daneben wurde 0,5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) als organisches Lösungsmittel gelöst. Die Lösung wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 100 mAh Batteriekapazität 0,2 ml betrug. Auf diese Weise ließ man die Lösung in die Elektrodengruppe eindringen und an den gesamten Oberflächen der Elektrodengruppe anhaften.
  • Als nächstes wurde die Laminatfolie mit einem Druck von 1,5 kg/cm² in Richtung der Dicke der Elektrodengruppe in einer Hochtemperaturumgebung bei 80ºC, die evakuiert war, gepreßt. Auf diese Weise wurde eine Elektrode hergestellt, deren L&sub2;/L&sub1;-Wert 1,02 betrug. In diesem Schritt wurde das organische Lösungsmittel zum Aneinanderheften der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators verdampft. Gleichzeitig wurde eine poröse Haftschicht auf den Oberflächen der Elektrodengruppe zum Anheften der Elektrodengruppe an die inneren Oberflächen der Laminatfolie gebildet.
  • In dieser Elektrodengruppe sind die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in einer Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorliegen. Die negative Elektrode und der Separator sind durch Haftpolymere aneinandergeheftet, die dispergiert in der negativen Elektrode und dem Separator und in einer Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind.
  • Der zuvor beschriebene nicht-wäßrige Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe in der Laminatfolie so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität die gleiche wie in Beispiel 1 war, wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt zusammengebaut wurde.
    • Beispiel 49
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 48 zusammengebaut, außer daß das Formen durch Eindrücken in eine Form durchgeführt wurde.
  • Ein Ladungs/Entladungszyklus-Test wurde an den Sekundärbatterien der Beispiele 48 und 49 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Tabelle 12 zeigt die Entladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus in diesem Ladungs/Entladungszyklus-Test. Ebenfalls wurden die 2C- Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnisse der Sekundärbatterien der Beispiele 48 und 49 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 berechnet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12
  • Wie aus Tabelle 12 ersichtlich ist, hatten die Sekundärbatterien der Beispiele 48 und 49 höhere Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnisse nach 300 Zyklen und höhere Kapazitätaufrecherhaltungs-Verhältnisse bei Entladung mit 2C gegenüber jenen der Beispiele 1 bis 12 und 14 bis 47.
    • BEISPIEL 50
  • Positive und negative Elektroden, die identisch mit den in Beispiel 14 erläuterten waren, wurden hergestellt. Eine mit der in Beispiel 12-1 erläuterten identische poröse Polyethylenfolie wurde hergestellt. Die Abmessung in der Längsrichtung dieses Separators war um 2 mm länger als die positive Elektrode und um 1,5 mm als die negative Elektrode. Die zur Längsrichtung umlaufende Abmessung des Separators war um 2 mm länger als die positive Elektrode und um 1,5 mm als die negative Elektrode.
    • < Herstellung der Elektrodengruppe>
  • 1 Gew.-% Polyacrylnitril (PAN) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) gelöst. Die positive Elektrodenschichtoberfläche der positiven Elektrode und die negative Elektrodenschichtoberfläche der negativen Elektrode wurden mit der resultierenden Lösung beschichtet. Der Separator wurde zwischen diese positiven und negativen Elektrodenschichtoberflächen plaziert. Der erhaltene Stapel wurde bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um das Dimethylformamid zu verdampfen und poröse Haftschichten zwischen den Elektrodenschichten und dem Separator zu bilden, wodurch eine Elektrodengruppe hergestellt wurde. In dieser Elektrodengruppe ragte die negative Elektrode weiter als die positive Elektrode hervor, und der Separator ragte weiter als die negative Elektrode hervor. Die Vorsprunglänge jedes Endteils der Separators betrug 1 mm bei Messung von jedem Endteil der positiven Elektrode und betrug 0,75 mm bei Messung von jedem Endteil der negativen Elektrode. Der PAN- Gehalt im Separator war wie in Tabelle 13 gezeigt (nachfolgend gezeigt).
  • Die Elektrodengruppe wurde in einer 100 um dicken Laminatfolie untergebracht, die durch Beschichten der zwei Oberflächen einer Aluminiumfolie mit Polypropylen gebildet und zu einer Taschenform geformt war. Ein mit dem in Beispiel 1 erläuterten identischer nicht-wäßriger Elektrolyt wurde in die Elektrodengruppe so injiziert, daß die Menge pro 1 Ah Batteriekapazität 4,1 g betrug (0,41 g pro 100 mAh), wodurch eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt mit der nachfolgend in Fig. 10 beschriebenen Struktur zusammengebaut wurde.
    • Beispiele 51 bis 54
  • Dünne Sekundärbatterien mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurden unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 50 zusammengebaut, außer daß die in Tabelle 13 gezeigten Polymere als Haftpolymer verwendet wurden.
    • BEISPIEL 55
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 50 hergestellt, außer daß eine aus einem 0,1 mm dicken Aluminiumblech hergestellte negative Elektrode verwendet wurde.
    • Beispiel 56
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 50 hergestellt, außer daß der Gehalt an PAN im Separator 0,4 Gew.-% betrug.
    • Beispiel 57
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 50 hergestellt, außer daß der Gehalt an PAN im Separator 0,3 Gew.-% betrug.
    • Vergleichsbeispiel 12
  • 3 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (PVdF) als Haftpolymer wurde in Dimethylformamid (Siedepunkt = 153ºC) gelöst. Die zwei Oberflächen eines Separators, der identisch mit dem in Beispiel 50 erläuterten war, wurden mit der resultierenden Lösung beschichtet. Ein Stapel wurde hergestellt, indem dieser Separator zwischen positive und negative Elektroden eingeschoben wurde, die identisch mit den in Beispiel 50 erläuterten waren. Dieser Stapel wurde bei 80ºC für 12 h vakuumgetrocknet, um poröse Haftschichten zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und dem Separator zu bilden. In dieser Elektrodengruppe ragte die negative Elektrode stärker als die positive Elektrode hervor, und der Separator ragte stärker als die negative Elektrode hervor. Die Vorsprunglänge jedes Endteils des Separators betrug 1 mm bei Messung von jedem Endteil der positiven Elektrode und 0,75 mm bei Messung von jedem Endteil der negativen Elektrode. Der PVdF-Gehalt im Separator war wie in Tabelle 13 gezeigt.
  • Eine 3 mm dicke, 40 mm breite und 70 mm hohe, dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Beispiel 50 erläutert zusammengebaut, außer daß diese Elektrodengruppe verwendet wurde.
    • Vergleichsbeispiel 13
  • Eine dünne Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt wurde unter Befolgen der gleichen Prozeduren wie in Vergleichsbeispiel 12 zusammengebaut, außer daß man keinen Vertreter aus der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und dem Separator hervorragen ließ, indem die Längs- und Querabmessungen der positiven Elektrode, der negativen Elektrode und des Separators zueinander gleich eingestellt wurden.
  • Ein Ladungs/Entladungszyklus-Test wurde in einer Atmosphäre von 20ºC an den Sekundärbatterien der Beispiele 50 bis 54 und 56 bis 57 und der Vergleichsbeispiele 12 und 13 50 durchgeführt, daß jede Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,2 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Die Sekundärbatterie des Beispiels 55 wurde einem Ladungs/Entladungszyklus-Test in einer Umgebung von 20ºC so unterworfen, daß die Sekundärbatterie für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,0 V aufgeladen und mit 300 mA auf 2,7 V entladen wurde. Tabelle 13 zeigt die Endladungskapazität (Anfangskapazität) beim ersten Zyklus und das Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis (bezüglich der Anfangskapazität) beim 300sten Zyklus in jedem Ladungs/Entladungszyklus-Test.
  • Nachdem die Batterien der Beispiele 50 bis 54 und 56 bis 57 und der Vergleichsbeispiele 12 und 13 für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mV auf 4,2 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen waren, wurde ebenfalls die Entladungskapazität gemessen, und das Verhältnis dieser 2C-Entladungskapazität zur Anfangskapazität wurde berechnet. Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse als das 2C-Entladungsrate- Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis. Daneben wurde die Sekundärbatterie aus Beispiel 55 für 5 h mit einem Ladestrom von 300 mA auf 4,0 V aufgeladen und mit 2C auf 2,7 V entladen, die Entladungskapazität wurde gemessen, und das 2C- Entladungsrate-Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis wurde berechnet. Tabelle 13 zeigt ebenfalls diese Ergebnisse.
  • Außerdem wurden die aufgeladenen Sekundärbatterien aus den Beispielen 50 bis 57 und aus Vergleichsbeispielen 12 und 13 auf einen Betonfußboden aus einer Höhe von 90 cm fallengelassen. Danach wurden Veränderungen in der Batteriespannung und Impedanz und der Gegenwart/Abwesenheit von inneren Kurzschlüssen überprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 13 gezeigt. Tabelle 13
  • Wie Tabelle 13 zeigt, erzeugten die Sekundärbatterien der Beispiele 50 bis 57, in denen jeweils der Gehalt des Haftpolymers im Separators 10 Gew.-% oder weniger betrug und die Separator-Endteile im Vergleich zu den positiven und negativen Elektroden hervorragten, keine inneren Kurzschlüsse, wenn sie fallengelassen wurden, und sie hatten hohe Anfangskapazitäten, hohe Kapazitätaufrechterhaltungs- Verhältnisse nach 300 Zyklen und hohe Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältniss bei Entladung mit 2C.
  • Obwohl die Sekundärbatterie aus Vergleichsbeispiel 12, in der der Haftpolymer-Gehalt im Separator 10 Gew.-% überstieg, keinen inneren Kurzschluß beim Fallenlassen erzeugte, hatte diese Sekundärbatterie im Gegensatz eine geringere Anfangskapazität, eine geringeres Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis nach 300 Zyklen und ein geringeres Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis bei Entladung mit 2C als jene der Beispiele 50 bis 57. Die Sekundärbatterie aus Vergleichsbeispiel 13, in der der Haftpolymer-Gehalt im Separator 10 Gew.-% überstieg und die Endteile der positiven Elektrode, negativen Elektrode und des Separators eingepaßt waren, erzeugte andererseits einen inneren Kurzschluß beim Fallenlassen und hatte eine geringere Anfangskapazität, ein geringeres Kapazitätaufrechterhaltungs- Verhältnis nach 300 Zyklen und ein geringeres Kapazitätaufrechterhaltungs-Verhältnis bei Entladung mit 2C als jene der Beispiele 50 bis 57.
  • Wie oben im Detail beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitstellen, die eine verbesserte Entladungskapazität, Zyklusleistung und Schnellentladungseigenschaft besitzt und eine dünne Struktur mit einer Dicke von 4 mm oder weniger realisieren kann.
  • Die vorliegende Erfindung kann ein Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitstellen, das zur Verbesserung der Entladungskapazität, der Zyklusleistung und der Schnellentladungseigenschaft fähig ist und eine dünne Struktur mit einer Dicke von 4 mm oder weniger durch ein einfaches Verfahren realisieren kann.
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitstellen, die eine verbesserte Entladungskapazität und Zykluseigenschaft hat und eine dünne Struktur mit einer Dicke von 4 mm oder weniger realisieren kann.
  • Die vorliegende Erfindung kann ein Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitstellen, das zur Verbesserung der Entladungskapazität und Zykluseigenschaft und Realisierung einer dünnen Struktur mit einer Dicke von 4 mm oder weniger durch ein einfaches Verfahren fähig ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Sekundärbatterie mit nicht-wäßrigem Elektrolyt bereitstellen, die die Auftrittshäufigkeit von innerem Kurzschluß reduzieren kann, wenn ein Stoß erfolgt, die die Entladungskapazität und Zykluseigenschaft verbessern kann und die eine dünne Struktur mit einer Dicke von 4 mm oder weniger realisieren kann.

Claims (16)

1. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, umfassend:
eine Elektrodengruppe (2), die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator (3) umfasst, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist und der eine poröse Platte enthält, deren Luftdurchlässigkeit 600 s/100 cm³ oder weniger beträgt;
einen nicht-wässrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe (2) getränkt ist; und
eine Hülle (1) zur Unterbringung der Elektrodengruppe (2),
worin die positive Elektrode und der Separator (3) durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die sich in den Hohlräumen der positiven Elektrode und jenen des Separators (3) befinden, und worin die negative Elektrode und der Separator (3) durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die sich in Hohlräumen der negativen Elektrode und jenen des Separators (3) befinden.
2. Sekundärbatterie gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftpolymere, die sich in den Hohlräumen der positiven Elektrode, der negativen Elektrode bzw. des Separators (3) befinden, die gleiche chemische Zusammensetzung haben.
3. Sekundärbatterie gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die negative Elektrode ein kohlenstoffhaltiges Material mit Graphitkristallen enthält, in denen der aus der (002)-Reflexion abgeleitete interplanare Abstand d&sub0;&sub0;&sub2; 0,340 nm oder weniger beträgt.
4. Sekundärbatterie gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (1) aus einer Folie hergestellt ist.
5. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, umfassend:
eine Elektrodengruppe (2), die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator (3) zur Trennung der positiven von der negativen Elektrode umfasst;
eine Hülle (1) zur Unterbringung der Elektrodengruppe (2); und
einen nicht-wässrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe (2) getränkt ist,
worin die positive Elektrode und der Separator (3) durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator (3) und in der Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator (3) vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator (3) durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode (3) und im Separator und in der Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator (3) vorhanden sind.
6. Sekundärbatterie gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (3) ein Material enthält, in dem wenigstens das Haftpolymer durch eine poröse Platte mit einer Luftdurchlässigkeit von 600 s/100 cm³ oder weniger gehalten wird.
7. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, umfassend:
eine Elektrodengruppe mit eine Struktur, die durch spiralartiges Aufwickeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode mit einem sich dazwischen befindlichen Separator und Pressen der resultierenden Spule in Richtung des Durchmessers gebildet ist;
einen nicht-wässrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist; und
eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist,
worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in der Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in der Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und
worin die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, eine Form hat, die die folgende Gleichung erfüllt:
0,9 &le; L&sub2;/L&sub1; &le; 1,2 (1)
worin L&sub2; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils im Bereich der Oberfläche ausschliesslich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und L&sub1; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschliesslich der Bereiche mit gekrümmter Schicht ist und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub2; hat.
8. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, umfassend:
eine Elektrodengruppe mit einer Struktur, die durch nicht weniger als zweifaches Falten eines Stapels gebildet ist, der eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator umfasst;
einen nicht-wässrigen Elektrolyt, mit dem die Elektrodengruppe getränkt ist; und
eine Folienhülle, in der die Elektrodengruppe untergebracht ist,
worin die positive Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der positiven Elektrode und im Separator und in der Begrenzung zwischen der positiven Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und worin die negative Elektrode und der Separator durch Haftpolymere aneinandergeheftet sind, die dispergiert in der negativen Elektrode und im Separator und in der Begrenzung zwischen der negativen Elektrode und dem Separator vorhanden sind, und
worin die Oberfläche der Elektrodengruppe, mit der die gestapelte Struktur exponiert ist, eine Form hat, die die folgende Gleichung erfüllt:
0,9 &le; L&sub4;/L&sub3; &le; 1,2 (2)
worin L&sub4; die Dicke des am stärksten geschichteten Teils in einem Bereich der Oberfläche ausschliesslich gefalteter Schichtbereiche ist und L&sub3; die Dicke eines Endteils ist, der einer der Endteile des Bereichs ausschliesslich der gefalteten Schichtbereiche ist und die gleiche Anzahl an Schichten wie L&sub4; hat.
9. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss einem der Ansprüche 1, 5, 7 oder 8, worin ein Endteil des Separators im Vergleich mit einem Endteil der positiven Elektrode oder einem Endteil der negativen Elektrode hervorragt.
10. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss einem der Ansprüche 1, 5, 7 oder 8, worin der Separator wenigstens eine Art Material umfasst, ausgewählt aus Polyolefin und Cellulose.
11. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss einem der Ansprüche 1, 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftpolymer wenigstens eine Art Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polyacrylnitril, Polyacrylat, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylchlorid und Polyethylenoxid besteht.
12. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss einem der Ansprüche 1, 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Haftpolymers im Separator in einem Bereich von 1 · 10&supmin;&sup5; bis 10 Gew.-% ist.
13. Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss einem der Ansprüche 1, 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge des Haftpolymers pro 100 mAh Batteriekapazität im Bereich von 0,2 bis 6 mg ist.
14. Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, umfassend die folgenden Schritte:
Bilden einer Elektrodengruppe durch Stellen eines Separators zwischen eine positive Elektrode und eine negative Elektrode;
Tränken der Elektrodengruppe mit einer Lösung, in der ein Haftpolymer gelöst ist;
Formen der Elektrodengruppe; und
Tränken der Elektrodengruppe mit einem nicht-wässrigen Elektrolyt.
15. Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen durch Pressformen oder Eindrücken in eine Form durchgeführt wird.
16. Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftpolymer wenigstens eine Art Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polyacrylnitril, Polyacrylat, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylchlorid und Polyethylenoxid besteht.
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