JP2000058127A

JP2000058127A - ポリマーリチウム二次電池

Info

Publication number: JP2000058127A
Application number: JP10226775A
Authority: JP
Inventors: Fumimasa Yamamoto; 文将山本
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】量産性に優れ、かつ高レートで放電した際の
放電容量が高いポリマーリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上で、開
孔率が４０〜８０％で、かつ銅または銅合金からなる二
次元的多孔体を集電体６として含む負極２を備えたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負極を改良したポ
リマーリチウム二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。

【０００３】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。

【０００４】ところで、二次電池のさらなる軽量化及び
小型化を目的として、例えば米国特許公報第５，２９
６，３１８号に開示されているように、ポリマーリチウ
ム二次電池が開発されている。このポリマーリチウム二
次電池は、シート状の正極と、シート状の負極と、前記
正極及び前記負極の間に介在された電解質層とを備え
る。前記二次電池は、例えば、以下に説明する方法で製
造される。まず、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）のような
後から除去が可能な可塑剤を含み、かつ非水電解液未含
浸の正極、負極及び電解質層を作製する。得られた正極
及び負極をその間に電解質層を介在させながら積層し、
例えば熱圧着により一体化する。ひきつづき、積層物中
の可塑剤を例えば溶媒抽出により除去した後、非水電解
液を含浸させ、得られた発電要素を外装材で密封するこ
とにより前記電池を製造する。

【０００５】ところで、前述した非水電解液未含浸の負
極は、例えば、前記可塑剤と、ビニリデンフロライド
［ＶｄＦ］とヘキサフルオロプロピレン［ＨＦＰ］の共
重合体のようなバインダと、リチウムイオンを吸蔵・放
出する炭素質物のような活物質とを溶媒の存在下で混練
してペーストを調製し、前記ペーストを二次元的多孔体
に塗布し、乾燥し、圧延ロールによりプレスを施すこと
により作製される。前記二次元的多孔体としては、銅製
エキスパンドメタル、銅製パンチドメタルが用いられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集電体
として二次元的多孔体を用い、かつ前記方法により作製
される負極においては、二次元多孔体の引っ張り強度が
低いと、圧延ロールによりプレスする際の前記二次元多
孔体の伸び率が大きいため、前記二次元的多孔体に塗布
されたペースト層にしわが生じたり、伸び率が極端に大
きい場合には亀裂が生じ、量産性が損なわれるという問
題点がある。また、この問題点を改善するために前記二
次元多孔体の開孔率を下げて引っ張り強度を高めると、
負極のリチウムイオン移動度が低下するため、前記負極
を備えたポリマーリチウム二次電池は、高レートで放電
した際の放電容量が低下する。

【０００７】本発明は、量産性に優れ、かつ高レートで
放電した際の放電容量が高いポリマーリチウム二次電池
を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマーリ
チウム二次電池は、引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上
で、開孔率が４０〜８０％で、かつ銅または銅合金から
なる二次元的多孔体を集電体として含む負極を備えたこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明に係る別のポリマーリチウム
二次電池は、活物質と非水電解液を保持する性質を有す
るポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレス
する方法により得られる負極を備えたポリマーリチウム
二次電池において、前記集電体は、引っ張り強度が４Ｎ
／ｍｍ²以上で、開孔率が４０〜８０％で、かつ銅また
は銅合金からなる二次元的多孔体であることを特徴とす
るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマーリチ
ウム二次電池の一例を図１を参照して説明する。

【００１１】すなわち、ポリマーリチウム二次電池は、
正極１と、負極２と、前記正極１及び前記負極２の間に
配置されたゲル状電解質層３とを備える。前記正極１
は、例えば二次元的多孔体からなる集電体４の両面に正
極層５が担持された構造を有する。一方、前記負極２
は、二次元的多孔体からなる集電体６の両面に負極層７
が担持された構造を有する。帯状の正極端子８は、前記
各正極１の二次元的多孔体４を帯状に延出したものであ
る。一方、帯状の負極端子９は、前記負極２の二次元的
多孔体６を帯状に延出したものである。正極リード１０
は、前記２つの正極端子８と接続されている。負極リー
ド（図示しない）は、前記負極端子９と接続されてい
る。前述した正極１，負極２及び電解質層３から構成さ
れた積層物は、水分や空気等に対してバリア機能を有す
る外装フィルム１１内に前記正極リード１０及び前記負
極リードが前記フィルム１１から延出した状態で密封さ
れている。

【００１２】前記ポリマーリチウム二次電池の正極、負
極及び電解質層としては、例えば、以下に説明するもの
を用いることができる。

【００１３】（正極１）この正極１は、正極活物質、非
水電解液及びこの電解液を保持するバインダを含む正極
層５が二次元的多孔体のような集電体４の両面に担持さ
れた構造を有する。

【００１４】前記正極活物質としては、種々の酸化物
（例えばＬｉＭｎ₂Ｏ₄などのリチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、例えばＬｉＮｉＯ₂などのリチ
ウム含有ニッケル酸化物、例えばＬｉＣｏＯ₂などのリ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバ
ルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど）や、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブテンなど）等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバル
ト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好
ましい。

【００１５】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。

【００１６】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチ
レンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−
ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメト
キシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても
良い。

【００１７】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ₆）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）等のリチ
ウム塩を挙げることができる。

【００１８】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。

【００１９】前記バインダは、非水電解液を保持する性
質を有する。かかるバインダとしては、例えば、ポリエ
チレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサイド誘
導体、前記誘導体を含むポリマー、ポリテトラフルオロ
プロピレン、ビニリデンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサ
フルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体、ポリビニ
リデンフロライド（ＰＶｄＦ）等を用いることができ
る。中でも、ＶｄＦ―ＨＦＰ共重合体が好ましい。

【００２０】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック（例えばアセ
チレンブラックなど）、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。

【００２１】集電体である二次元的多孔体には、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなるメッシュ、エキ
スパンドメタル、パンチドメタル等を用いることができ
る。前記アルミニウム合金としては、例えば、アルミニ
ウム−ニッケル合金、アルミニウム−チタン合金、アル
ミニウム−鉄合金等を挙げることができる。また、正極
の集電体には、このような二次元的多孔体に限らず、例
えばアルミニウム箔を用いることができる。

【００２２】前記二次元的多孔体の引っ張り強度を前記
範囲に規定するのは次のような理由によるものである。
前記引っ張り強度を５Ｎ／ｍｍ²未満にすると、後述す
るプレス工程における二次元多孔体の伸び率が大きくな
る恐れがあるため、正極層にしわや亀裂が生じる場合が
ある、前記引っ張り強度は、１０Ｎ／ｍｍ²以上にする
ことが好ましく、更に好ましい範囲は５０Ｎ／ｍｍ²以
上である。

【００２３】前記二次元的多孔体の開孔率を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記開
孔率を４０％未満にすると、正極のリチウムイオン移動
度が低下してポリマーリチウム二次電池の高レートでの
放電容量が低下する恐れがある。一方、前記開孔率が８
０％を越えると、二次元的多孔体の引っ張り強度が５Ｎ
／ｍｍ²よりも小さくなる。前記開孔率のより好ましい
範囲は、５５〜７０％である。

【００２４】前記正極端子には、前述した図１で説明し
たように二次元的多孔体を帯状に延出したものを用いる
ことができるが、前記二次元的多孔体に帯状アルミニウ
ム箔を接続し、これを正極端子として用いても良い。

【００２５】前記正極リードは、例えばアルミニウム箔
から形成することができる。

【００２６】（負極２）この負極２は、負極活物質、非
水電解液及びこの電解液を保持するバインダを含む負極
層７が二次元的多孔体からなる集電体６に担持された構
造を有する。この二次元的多孔体は、銅または銅合金か
らなり、引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上で、開孔率が
４０〜８０％である。

【００２７】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。か
かる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物
（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース等）を焼成することにより得られるもの、コー
クスや、メソフェーズピッチを焼成することにより得ら
れるもの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代
表される炭素質材料を挙げることができる。中でも、ア
ルゴンガスや窒素ガスのような不活性ガス雰囲気におい
て、５００℃〜３０００℃の温度で、常圧または減圧下
にて前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質
材料を用いるのが好ましい。

【００２８】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。

【００２９】前記バインダは非水電解液を保持する性質
を有する。かかるバインダとしては、前述した正極で説
明したものと同様な種類のポリマーを用いることがで
き、中でもＶｄＦ―ＨＦＰ共重合体が好ましい。

【００３０】集電体である二次元的多孔体には、銅また
は銅合金からなるメッシュ、エキスパンドメタル、パン
チドメタル等を用いることができる。前記銅合金として
は、例えば、銅−ニッケル合金、銅−チタン合金等を挙
げることができる。前述した二次元的多孔体の中でも、
パンチドメタルが好ましい。

【００３１】前記二次元的多孔体の引っ張り強度は、４
Ｎ／ｍｍ²以上にすることが好ましい。これは次のよう
な理由によるものである。前記引っ張り強度を４Ｎ／ｍ
ｍ²未満にすると、後述するプレス工程における二次元
多孔体の伸び率が大きくなるため、負極層にしわや亀裂
が生じ、量産性が低下する。前記引っ張り強度は、８Ｎ
／ｍｍ²以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲
は４０Ｎ／ｍｍ²以上である。

【００３２】前記二次元的多孔体の開孔率は、４０〜８
０％の範囲にすることが好ましい。これは次のような理
由によるものである。前記開孔率を４０％未満にする
と、負極のリチウムイオン移動度が低下するため、ポリ
マーリチウム二次電池の高レートでの放電容量が低下す
る。一方、前記開孔率が８０％を越えると、二次元的多
孔体の引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²よりも小さくなる。
前記開孔率のより好ましい範囲は、５５〜７０％であ
る。

【００３３】前記負極端子には、前述した図１で説明し
たように二次元的多孔体を帯状に延出したものを用いる
ことができるが、前記二次元的多孔体に帯状銅箔を接続
し、これを負極端子として用いても良い。

【００３４】前記負極リードは、例えば銅箔から形成す
ることができる。

【００３５】（電解質層）この電解質層は、非水電解液
及びこの電解液を保持するバインダを含む。

【００３６】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。

【００３７】前記バインダは非水電解液を保持する性質
を有する。かかるバインダとしては、前述した正極で説
明したものと同様な種類のポリマーを用いることがで
き、中でもＶｄＦ―ＨＦＰ共重合体が好ましい。

【００３８】前記電解質層は、強度を更に向上させる観
点から、有機物粒子、あるいは酸化硅素粉末のような無
機粒子を添加しても良い。

【００３９】前記ポリマーリチウム二次電池は、例え
ば、以下に説明する方法で製造される。可塑剤を含み、
かつ非水電解液未含浸の正極と、可塑剤を含み、かつ非
水電解液未含浸の負極と、可塑剤を含み、かつ非水電解
液未含浸の電解質層とを作製する。前記正極及び前記負
極をその間に前記電解質層を介在させて積層し、熱圧着
により一体化する。得られた積層物から前記可塑剤を例
えば溶媒抽出により除去し、非水電解液を含浸させた
後、外装フィルムにより密封し、前記二次電池を得るこ
とができる。

【００４０】前記可塑剤としては、バインダとの相溶性
に優れ、正極、負極または電解質層に柔軟性を付与する
ことができ、熱圧着の際には正極、負極または電解質層
を溶融させることができ、かつ容易に除去されるという
４つの性質を有しているものが良い。前記可塑剤として
は、例えば、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジ
メチル（ＤＭＰ）、エチルフタリルエチルグリコレート
（ＥＰＥＧ）等を挙げることができる。

【００４１】可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の正
負極及び電解質層は、例えば、以下に説明する方法で作
製される。

【００４２】＜可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
正極の作製＞前記正極は、例えば、（ａ）前記活物質、
前記非水電解液を保持する性質を有するポリマー、前記
導電材料及び前記可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で
混合してペーストを調製し、前記ペーストを前記集電体
に塗布し、乾燥した後、例えば圧延ロールによりプレス
を施すことにより作製されるか、あるいは（ｂ）前記活
物質、前記非水電解液を保持する性質を有するポリマ
ー、前記導電材料及び前記可塑剤をアセトンなどの有機
溶媒中で混合してペーストを調製し、成膜することによ
り非水電解液未含浸の正極シートを作製し、得られた正
極シートと前記集電体とを例えば熱圧着により接着する
ことにより作製される。

【００４３】＜可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
負極の作製＞前記負極は、例えば、前記活物質、前記非
水電解液を保持する性質を有するポリマー及び前記可塑
剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合してペーストを調
製し、前記ペーストを前記二次元的多孔体に塗布し、乾
燥した後、例えば圧延ロールによりプレスを施すことに
より作製される。

【００４４】＜可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
電解質層の作製＞前記電解質層は、例えば、前記非水電
解液を保持する性質を有するポリマー及び前記可塑剤を
アセトンなどの有機溶媒中で混合してペーストを調製
し、前記ペーストを成膜することにより作製される。

【００４５】前記溶媒抽出は、溶媒に超音波を加えた
り、雰囲気を減圧にすることが好ましい。使用する溶媒
は、電池材料にダメージを与えにくく、かつ可塑剤との
相溶性が良いものであれば特に限定されない。例えば、
アルコール類、飽和炭化水素化合物などの有機溶媒が好
ましい。中でも、飽和炭化水素化合物が好ましい。かか
る飽和炭化水素化合物としては、炭素数が５〜１２であ
るものが好ましい。炭素数が前記範囲内にある飽和炭化
水素化合物は、安価で、入手しやすく、再生再利用が容
易である。炭素数が５未満である飽和炭化水素化合物
は、常温（２５℃付近）で気体として存在するため、取
り扱いが困難になる恐れがある。一方、炭素数が１２を
越える飽和炭化水素化合物は、液体の粘性が高くなるた
め、電解液未含浸の正極、負極及び電解質層に対する溶
媒の浸透性が低下する恐れがある。より好ましい飽和炭
化水素化合物は、炭素数が７〜１０で、直鎖のものであ
る。

【００４６】以上詳述したように本発明に係わるポリマ
ーリチウム二次電池は、引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以
上で、開孔率が４０〜８０％で、かつ銅または銅合金か
らなる二次元的多孔体を集電体として含む負極を備え
る。このような負極は、リチウムイオンの移動度が高
く、かつ前記集電体に担持されている負極層にしわや亀
裂が生じるのを防止することができる。その結果、高レ
ートでの放電容量が高く、かつ優れた量産性を有するポ
リマーリチウム二次電池を提供することができる。

【００４７】また、本発明に係る別のポリマーリチウム
二次電池は、活物質と非水電解液を保持する性質を有す
るポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレス
する方法により得られる負極を備え、前記集電体は、引
っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上で、開孔率が４０〜８０
％で、かつ銅または銅合金からなる二次元的多孔体であ
る。このような負極は、プレス時の前記二次元的多孔体
の伸び率を低減することができるため、前記二次元的多
孔体に塗布されたペーストにしわや亀裂が生じるのを抑
えることができる。また、前記負極は、リチウムイオン
移動度が高い。従って、前記負極を備えたポリマーリチ
ウム二次電池は、優れた量産性と高レートでの高い放電
容量とを同時に満足することができる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を前述した図面
を参照して詳細に説明する。

【００４９】（実施例１〜３）＜非水電解液未含浸の正極の作製＞活物質として組成式
がＬｉＭｎ₂Ｏ₄で表されるリチウムマンガン複合酸化
物５６重量％と、カーボンブラックを５重量％と、バイ
ンダとしてビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロ
ピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の共重合体粉末を１７重量％
と、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）２２重量％をアセトン
中で混合し、ペーストを調製した。得られたペーストを
厚さが４０μｍのアルミニウム製エキスパンドメタルの
両面に塗布し、乾燥した後、熱圧延ロールに１回通して
プレスを施し、裁断することにより非水電解液未含浸の
正極を作製した。なお、前記正極においては、前記アル
ミニウム製エキスパンドメタルを帯状に延出させたもの
を正極端子とした。

【００５０】＜非水電解液未含浸の負極の作製＞活物質
としてメソフェーズピッチ炭素繊維を粉砕後、２８００
℃で熱処理した粉末５８重量％と、バインダとしてＶｄ
Ｆ−ＨＦＰの共重合体粉末を１７重量％と、フタル酸ジ
ブチル（ＤＢＰ）２５重量％をアセトン中で混合し、ペ
ーストを調製した。得られたペーストを引っ張り強度及
び開孔率が下記表１に示す値である銅製エキスパンドメ
タル（幅が１３０ｍｍで、厚さが５０μｍ）の両面に幅
が１０８ｍｍで、厚さが２７０〜２８０μｍになるよう
に塗布し、乾燥した後、熱圧延ロールに１回通してプレ
スを施し、裁断することにより非水電解液未含浸の負極
を作製した。なお、前記負極においては、前記銅製エキ
スパンドメタルを帯状に延出させたものを負極端子とし
た。また、引っ張り強度の測定は、集電体基板を幅１０
ｍｍ、長さ７０ｍｍに切り出し、その両端それぞれ１０
ｍｍを挟み、速さ１ｍｍ／ｍｉｎで行った。

【００５１】＜電解質層の作製＞酸化硅素粉末を３３．
３重量部と、バインダとしてＶｄＦ−ＨＦＰの共重合体
粉末を２２．２重量部と、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）
４４．５重量部をアセトン中で混合し、ペースト状にし
た。得られたペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、シ
ート化し、裁断することにより非水電解液未含浸の電解
質層を作製した。

【００５２】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比
で２：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
ＬｉＰＦ₆をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように溶解
させて非水電解液を調製した。

【００５３】＜電池組立＞非水電解液未含浸の正極を２
枚、非水電解液未含浸の負極を１枚及び非水電解液未含
浸の電解質層を２枚用意し、これらを前記正極及び前記
負極の間に前記電解質層が介在されるように積層し、加
熱した剛性ロールにより加熱圧着することにより、非水
電解液未含浸のユニットセルを作製した。

【００５４】このようなユニットセルをｎ―デカン中に
浸漬し、マグネチックスターラーで攪拌しながら放置し
た。この操作をガスクロマトグラフィーによるｎ―デカ
ン中のＤＢＰの濃度が２０ｐｐｍ以下になるまで繰り返
し行うことにより前記ユニットセル中の可塑剤を除去し
た。前記積層物を乾燥させた後、前記ユニットセルの正
極端子に正極リードを接続し、負極端子に負極リードを
接続した。前記ユニットセルに前記組成の非水電解液を
含浸させ、最外層からポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）フィルム、アルミニウム箔及び熱有着樹脂フィル
ムの順番に積層されたラミネートフィルムからなる外装
フィルムによって密封した後、２０℃の雰囲気で４５ｍ
Ａ（０．５Ｃ）の電流で４．２Ｖまで充電することによ
り、前述した図１に示す構造を有する理論容量が９０ｍ
Ａｈのポリマーリチウム二次電池を製造した。

【００５５】（実施例４）負極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表１に示す値である銅製パンチ
ドメタル（幅が１３０ｍｍで、厚さが２０μｍ）を用い
ること以外は、前述した実施例１〜３と同様なポリマー
リチウム二次電池を製造した。

【００５６】（比較例１）負極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表１に示す値である銅製エキス
パンドメタル（幅が１３０ｍｍで、厚さが５０μｍ）を
用いること以外は、前述した実施例１〜３と同様なポリ
マーリチウム二次電池を製造した。

【００５７】（比較例２）負極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表１に示す値である銅製パンチ
ドメタル（幅が１３０ｍｍで、厚さが２０μｍ）を用い
ること以外は、前述した実施例１〜３と同様なポリマー
リチウム二次電池を製造した。

【００５８】実施例１〜４及び比較例１，２の二次電池
の負極について、二次元的多孔体にペーストを塗布し、
乾燥し、熱プレスする際にペースト層にしわや亀裂が発
生するかどうかを以下に説明する方法により調べた。す
なわち、前述したのと同様な組成のペーストを調製し、
得られたペーストを各集電体の両面に前述したのと同様
な幅及び厚さに塗布し、乾燥した後、１ｍの長さに裁断
し、熱圧延ロールに１回通してプレスを施した。このプ
レス後のペースト表面を目視により観察し、負極長さ１
ｍ当たりのしわの本数及び亀裂の数を測定し、その結果
を下記表１に示す。

【００５９】また、得られた実施例１〜４及び比較例
１，２の二次電池１０個ずつについて、２０℃の雰囲気
において１８ｍＡ（０．２Ｃ）の定電流放電で端子電圧
３．０Ｖまで放電し、放電容量（Ｃ_0.2C）を測定した。
次いで、４５ｍＡ（０．５Ｃ）の電流で４．２Ｖまで充
電した後、４５ｍＡ（０．５Ｃ）の定電流放電で端子電
圧３．０Ｖまで放電した。更に、４５ｍＡ（０．５Ｃ）
の電流で４．２Ｖまで充電した後、９０ｍＡ（１．０
Ｃ）の定電流放電で端子電圧３．０Ｖまで放電し、この
時の放電容量（Ｃ_1.0C）を測定した。そして、１８ｍＡ
（０．２Ｃ）の定電流放電の放電容量（Ｃ_0.2C）に対す
る９０ｍＡ（１．０Ｃ）の定電流放電の放電容量（Ｃ
_1.0C）の比率を求め、その平均値を下記表１に併記す
る。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１から明らかなように、引っ張り強度が
４Ｎ／ｍｍ²以上で、開孔率が４０〜８０％である銅製
二次元的多孔体を集電体として含む負極を備えた実施例
１〜４の二次電池は、引っ張り強度が前記範囲よりも小
さく、かつ開孔率が前記範囲よりも大きい二次元的多孔
体を集電体として含む負極を備えた比較例１の二次電池
に比べ、負極のプレス工程におけるしわ・亀裂の発生率
が低いことがわかる。また、実施例１〜４の二次電池
は、開孔率が前記範囲よりも小さい二次元的多孔体を集
電体として含む負極を備えた比較例２の二次電池に比べ
て、１．０Ｃのような高レートで放電した際の放電容量
の低下を抑制できることがわかる。

【００６２】なお、前述した実施例では、正極、電解質
層、負極、電解質層、正極という順番で積層した５層構
造のユニットセルを備えるポリマーリチウム二次電池を
例にして説明したが、積層構造はこのような５層に限ら
ず、例えば、正極、負極及び電解質層を１枚ずつ使用
し、３層構造にしても良い。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、優
れた量産性を維持しつつ、高率での放電特性が向上され
たポリマーリチウム二次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポリマーリチウム二次電池を示す
断面図。

【符号の説明】

１…正極、２…負極、３…電解質層、４…正極集電体、５…正極層、６…負極集電体、７…負極層、１１…外装フィルム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H014 AA04 BB05 BB06 BB08 CC01 EE05 HH00 HH02 5H017 AA03 AS02 BB06 BB08 BB12 CC05 DD08 EE01 HH00 HH02 5H029 AJ03 AJ05 AJ14 AK02 AK03 AL06 AM03 AM04 AM07 BJ04 CJ03 CJ08 CJ22 DJ07 DJ13 EJ01 HJ00 HJ09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上で、開
孔率が４０〜８０％で、かつ銅または銅合金からなる二
次元的多孔体を集電体として含む負極を備えたことを特
徴とするポリマーリチウム二次電池。
【請求項２】活物質と非水電解液を保持する性質を有
するポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレ
スする方法により得られる負極を備えたポリマーリチウ
ム二次電池において、前記集電体は、引っ張り強度が４Ｎ／ｍｍ²以上で、開
孔率が４０〜８０％で、かつ銅または銅合金からなる二
次元的多孔体であることを特徴とするポリマーリチウム
二次電池。