JP2000067850A - ポリマー電解質二次電池 - Google Patents
ポリマー電解質二次電池Info
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- JP2000067850A JP2000067850A JP10236804A JP23680498A JP2000067850A JP 2000067850 A JP2000067850 A JP 2000067850A JP 10236804 A JP10236804 A JP 10236804A JP 23680498 A JP23680498 A JP 23680498A JP 2000067850 A JP2000067850 A JP 2000067850A
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- polymer electrolyte
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液漏れがなく、かつ容量の利用率が高いポリ
マー電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムを含む複合金属酸化物を活物質
として含む正極合剤層を金属箔からなる集電体の少なく
とも一方の面に形成してなる正極と、リチウムイオン伝
導性を有する有機ポリマー電解質層と、リチウムイオン
のドープや脱ドープが可能なカーボンを活物質として含
む負極合剤層を金属箔からなる集電体の少なくとも一方
の面に形成してなる負極とを有するポリマー電解質二次
電池において、上記正極合剤層および負極合剤層の厚み
をそれぞれ３０μｍ〜３００μｍの範囲内にする。
マー電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムを含む複合金属酸化物を活物質
として含む正極合剤層を金属箔からなる集電体の少なく
とも一方の面に形成してなる正極と、リチウムイオン伝
導性を有する有機ポリマー電解質層と、リチウムイオン
のドープや脱ドープが可能なカーボンを活物質として含
む負極合剤層を金属箔からなる集電体の少なくとも一方
の面に形成してなる負極とを有するポリマー電解質二次
電池において、上記正極合剤層および負極合剤層の厚み
をそれぞれ３０μｍ〜３００μｍの範囲内にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー電解質二
次電池に関し、さらに詳しくは、液漏れがなく、かつ容
量の利用率が高いポリマー電解質二次電池に関する。
次電池に関し、さらに詳しくは、液漏れがなく、かつ容
量の利用率が高いポリマー電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、液漏れのないリチウム二次電
池として、電解液をゲル状半固体電解質または固体電解
質としたものが数多く提案されている。
池として、電解液をゲル状半固体電解質または固体電解
質としたものが数多く提案されている。
【０００３】これらの電池は、電解液系の電池に比べて
容量が低くなりがちであり、そのため、高容量化が求め
られている。また、薄型の電池を製造する場合は、電極
の厚みを均一にすることが要求される。
容量が低くなりがちであり、そのため、高容量化が求め
られている。また、薄型の電池を製造する場合は、電極
の厚みを均一にすることが要求される。
【０００４】しかしながら、電極合剤としてリチウム複
合金属酸化物からなる正極活物質やカーボンからなる負
極活物質を主体とした混合物の成形体を用いる場合に
は、均一の厚みや、均一の組成、均一の密度などを保つ
のが困難である。そのため、電解液と同一の電解質や、
非水系溶媒を正極および負極にゲル化剤を用いて保持さ
せた電池も提案されている（特開昭６１−２４３６５号
公報）。
合金属酸化物からなる正極活物質やカーボンからなる負
極活物質を主体とした混合物の成形体を用いる場合に
は、均一の厚みや、均一の組成、均一の密度などを保つ
のが困難である。そのため、電解液と同一の電解質や、
非水系溶媒を正極および負極にゲル化剤を用いて保持さ
せた電池も提案されている（特開昭６１−２４３６５号
公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、要求が高まって
いるリチウム二次電池の高容量化への一つの方法とし
て、電極の厚みを厚くすることが考えられる。また、ボ
タン型電池やコイン型電池などの小型の電池に応用する
場合にも電極面積を小さくして電極の厚みを厚くするこ
とで高容量化を図ることが考えられる。
いるリチウム二次電池の高容量化への一つの方法とし
て、電極の厚みを厚くすることが考えられる。また、ボ
タン型電池やコイン型電池などの小型の電池に応用する
場合にも電極面積を小さくして電極の厚みを厚くするこ
とで高容量化を図ることが考えられる。
【０００６】しかしながら、正極活物質として用いられ
ているリチウム複合金属酸化物や、負極活物質として用
いられているカーボンは、本来、高いイオン伝導性を備
えているわけではなく、必要に応じて導電性助剤として
カーボンブラックなどを合剤中に添加することによって
イオン伝導性を高めているのが現状である。そのため、
高容量化や形状上からの要求によって電極厚みを厚くす
ると、それだけ内部抵抗が高くなり、理論容量に対して
取り出せる実質容量が少なくなってしまうという問題が
あった。特に、前述したように厚みを均一にするために
電極中にゲル化剤によって電解質や非水系溶媒を保持さ
せたポリマー電解質二次電池では、ゲル化剤のイオン伝
導性が低いため、電極を厚くすることに伴って生じる内
部抵抗の増加が著しいという問題があった。
ているリチウム複合金属酸化物や、負極活物質として用
いられているカーボンは、本来、高いイオン伝導性を備
えているわけではなく、必要に応じて導電性助剤として
カーボンブラックなどを合剤中に添加することによって
イオン伝導性を高めているのが現状である。そのため、
高容量化や形状上からの要求によって電極厚みを厚くす
ると、それだけ内部抵抗が高くなり、理論容量に対して
取り出せる実質容量が少なくなってしまうという問題が
あった。特に、前述したように厚みを均一にするために
電極中にゲル化剤によって電解質や非水系溶媒を保持さ
せたポリマー電解質二次電池では、ゲル化剤のイオン伝
導性が低いため、電極を厚くすることに伴って生じる内
部抵抗の増加が著しいという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、リチウム
を含む複合金属酸化物を活物質として含む正極合剤層を
金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成して
なる正極と、リチウムイオン伝導性の有機ポリマー電解
質層と、リチウムイオンのドープや脱ドープが可能なカ
ーボンを活物質として含む負極合剤層を金属箔からなる
集電体の少なくとも一方の面に形成してなる負極とを有
するポリマー電解質二次電池において、上記問題を解決
するため鋭意研究を重ねた結果、正極合剤層および負極
合剤層の厚みをそれぞれ３０μｍ〜３００μｍの範囲内
にするときは、小さい電極面積で電池の高容量化を達成
することができ、かつ理論容量に対して取り出せる実質
容量が大きい、容量の利用率が高いポリマー電解質二次
電池が得られることを見出した。
を含む複合金属酸化物を活物質として含む正極合剤層を
金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成して
なる正極と、リチウムイオン伝導性の有機ポリマー電解
質層と、リチウムイオンのドープや脱ドープが可能なカ
ーボンを活物質として含む負極合剤層を金属箔からなる
集電体の少なくとも一方の面に形成してなる負極とを有
するポリマー電解質二次電池において、上記問題を解決
するため鋭意研究を重ねた結果、正極合剤層および負極
合剤層の厚みをそれぞれ３０μｍ〜３００μｍの範囲内
にするときは、小さい電極面積で電池の高容量化を達成
することができ、かつ理論容量に対して取り出せる実質
容量が大きい、容量の利用率が高いポリマー電解質二次
電池が得られることを見出した。
【０００８】すなわち、上記のポリマー電解質二次電池
においては、充電時に正極合剤層中の正極活物質から有
機ポリマー電解質層中を通り負極合剤層中の負極活物質
へ至るリチウムイオンの電気的な経路と、放電時に負極
合剤層中の負極活物質から脱ドープされたリチウムイオ
ンが有機ポリマー電解質層中を通り正極合剤層中の正極
活物質にもどる電気的な経路が必要とされる。この際に
正極合剤層や負極合剤層などの電極合剤層の厚みが３０
０μｍより厚いと、活物質やゲル化剤などの存在によっ
てイオン伝導が妨げられてしまう。一方、正極活物質で
あるリチウムを含む複合金属酸化物は平均粒径が数μｍ
から十数μｍ程度のものが多く、負極活物質であるカー
ボン粒子も平均粒径が十数μｍ程度のものが多いため、
電極合剤層の厚みが３０μｍより薄い電極を均一な厚み
で作製することは困難である。従って、電極合剤層の厚
みを３０μｍ〜３００μｍの範囲内にすれば、イオン伝
導が活物質やゲル化剤などの存在によって妨げられるこ
とがなく、かつ電極厚みを均一に作製することができる
ようになる。
においては、充電時に正極合剤層中の正極活物質から有
機ポリマー電解質層中を通り負極合剤層中の負極活物質
へ至るリチウムイオンの電気的な経路と、放電時に負極
合剤層中の負極活物質から脱ドープされたリチウムイオ
ンが有機ポリマー電解質層中を通り正極合剤層中の正極
活物質にもどる電気的な経路が必要とされる。この際に
正極合剤層や負極合剤層などの電極合剤層の厚みが３０
０μｍより厚いと、活物質やゲル化剤などの存在によっ
てイオン伝導が妨げられてしまう。一方、正極活物質で
あるリチウムを含む複合金属酸化物は平均粒径が数μｍ
から十数μｍ程度のものが多く、負極活物質であるカー
ボン粒子も平均粒径が十数μｍ程度のものが多いため、
電極合剤層の厚みが３０μｍより薄い電極を均一な厚み
で作製することは困難である。従って、電極合剤層の厚
みを３０μｍ〜３００μｍの範囲内にすれば、イオン伝
導が活物質やゲル化剤などの存在によって妨げられるこ
とがなく、かつ電極厚みを均一に作製することができる
ようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において、正極の活物質と
して用いるリチウムを含む複合金属酸化物としては、例
えば、ＬｉＣｏＯ2 などのリチウムコバルト酸化物、Ｌ
ｉＮｉＯ2 などのリチウムニッケル酸化物、ＬｉＭｎ2
Ｏ4 などのリチウムマンガン酸化物、Ｖ2 Ｏ5 などのバ
ナジウム酸化物、ＬｉＦｅＯ2 などの鉄系酸化物、コバ
ルトとニッケル含有酸化物であるＬｉＣｏ1/2 Ｎｉ1/2
Ｏ2 などが挙げられる。
して用いるリチウムを含む複合金属酸化物としては、例
えば、ＬｉＣｏＯ2 などのリチウムコバルト酸化物、Ｌ
ｉＮｉＯ2 などのリチウムニッケル酸化物、ＬｉＭｎ2
Ｏ4 などのリチウムマンガン酸化物、Ｖ2 Ｏ5 などのバ
ナジウム酸化物、ＬｉＦｅＯ2 などの鉄系酸化物、コバ
ルトとニッケル含有酸化物であるＬｉＣｏ1/2 Ｎｉ1/2
Ｏ2 などが挙げられる。
【００１０】正極は、上記正極活物質を含む正極合剤層
を金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成す
ることによって作製される。上記正極合剤には、正極活
物質以外に、必要に応じて、アセチレンブラック、カー
ボンブラック、その他黒鉛系材料などの導電性助剤など
を含有させることができるし、また、正極合剤がゲル状
電解質を含有し活物質と有機ポリマー電解質を主体とす
る粘性混練物で構成されるようにする場合は、さらに、
例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリオレフィン類、ポリイミド、ＳＢＲラテッ
クス、フッ素ゴム、ポリウレタン、熱硬化性樹脂、光硬
化性樹脂などのゲル化剤、例えば、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブ
チロラクトン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジメトキシエタンな非水系溶媒、例えば、Ｌｉ
ＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、Ｃ
Ｆ 3 Ｓｏ3 Ｌｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ、Ｃ4 Ｆ9
Ｓｏ3 Ｌｉ、ＬｉＴＦＢＰなどの電解質などを含有させ
ることができる。
を金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成す
ることによって作製される。上記正極合剤には、正極活
物質以外に、必要に応じて、アセチレンブラック、カー
ボンブラック、その他黒鉛系材料などの導電性助剤など
を含有させることができるし、また、正極合剤がゲル状
電解質を含有し活物質と有機ポリマー電解質を主体とす
る粘性混練物で構成されるようにする場合は、さらに、
例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリオレフィン類、ポリイミド、ＳＢＲラテッ
クス、フッ素ゴム、ポリウレタン、熱硬化性樹脂、光硬
化性樹脂などのゲル化剤、例えば、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブ
チロラクトン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジメトキシエタンな非水系溶媒、例えば、Ｌｉ
ＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、Ｃ
Ｆ 3 Ｓｏ3 Ｌｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ、Ｃ4 Ｆ9
Ｓｏ3 Ｌｉ、ＬｉＴＦＢＰなどの電解質などを含有させ
ることができる。
【００１１】本発明において、負極の活物質としては、
リチウムイオンのドープや脱ドープが可能なカーボンを
用いるが、このようなカーボンとしては、例えば、メソ
カーボンマイクロビーズ、カーボンブラック、黒鉛、コ
ークスなどが用いられる。
リチウムイオンのドープや脱ドープが可能なカーボンを
用いるが、このようなカーボンとしては、例えば、メソ
カーボンマイクロビーズ、カーボンブラック、黒鉛、コ
ークスなどが用いられる。
【００１２】負極は、上記負極活物質を含む負極合剤層
を金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成す
ることによって作製される。上記負極合剤には、負極活
物質以外に、必要に応じて、前記正極の場合と同様の導
電性助剤などを含有させることができるし、また、負極
合剤がゲル状電解質を含有し活物質と有機ポリマー電解
質を主体とする粘性混練物で構成されるようにする場合
は、さらに、前記正極の場合と同様のゲル化剤、非水系
溶媒、電解質などを含有させることができる。
を金属箔からなる集電体の少なくとも一方の面に形成す
ることによって作製される。上記負極合剤には、負極活
物質以外に、必要に応じて、前記正極の場合と同様の導
電性助剤などを含有させることができるし、また、負極
合剤がゲル状電解質を含有し活物質と有機ポリマー電解
質を主体とする粘性混練物で構成されるようにする場合
は、さらに、前記正極の場合と同様のゲル化剤、非水系
溶媒、電解質などを含有させることができる。
【００１３】上記正極や負極の集電体としては、例え
ば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、ニッケル
箔などが用いられるが、特に正極の集電体としてはアル
ミニウム箔が適しており、負極の集電体としては銅箔が
適している。
ば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、ニッケル
箔などが用いられるが、特に正極の集電体としてはアル
ミニウム箔が適しており、負極の集電体としては銅箔が
適している。
【００１４】本発明において、有機ポリマー電解質とし
ては、例えば、２−エトキシエチルアクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコ
ールエチルカーボネートメタクリレートなどのアクリル
系モノマーやその重合開始剤である過酸化ベンゾイルな
どや電解液を含んだ混合物を加熱してモノマーを重合さ
せるとともにゲル化させたものが用いられる。もとよ
り、有機ポリマー電解質は他のもので構成してもよく、
また、上記の電解液としては、例えば、前記正極の場合
に例示したような非水系溶媒に電解質を溶解させたもの
が用いられる。また、有機ポリマー電解質層はその形成
にあたって補強材として不織布などを用い、補強してお
くことが好ましい。
ては、例えば、２−エトキシエチルアクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコ
ールエチルカーボネートメタクリレートなどのアクリル
系モノマーやその重合開始剤である過酸化ベンゾイルな
どや電解液を含んだ混合物を加熱してモノマーを重合さ
せるとともにゲル化させたものが用いられる。もとよ
り、有機ポリマー電解質は他のもので構成してもよく、
また、上記の電解液としては、例えば、前記正極の場合
に例示したような非水系溶媒に電解質を溶解させたもの
が用いられる。また、有機ポリマー電解質層はその形成
にあたって補強材として不織布などを用い、補強してお
くことが好ましい。
【００１５】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明により具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
【００１６】実施例１ まず、正極活物質のＬｉＣｏＯ2 （コバルト酸リチウ
ム）と、導電性助剤のアセチレンブラック、ゲル化剤の
ポリフッ化ビニリデン、非水系溶媒のエチレンカーボネ
ートとプロピレンカーボネートとの混合溶媒（重量比
１：１）、電解質のＬｉＰＦ6 （六フッ化リン酸リチウ
ム）を重量比５２．０：１０．４：６．５：２７．２：
３．９の割合で混練したペースト状の正極合剤を調製
し、このペースト状の正極合剤を厚さ２５μｍのアルミ
ニウム箔からなる集電体の一方の面に塗布し、加熱して
ゲル化させることにより、集電体の一方の面にゲル状で
厚さ７５μｍの正極合剤層を形成することによって、正
極を作製した。
ム）と、導電性助剤のアセチレンブラック、ゲル化剤の
ポリフッ化ビニリデン、非水系溶媒のエチレンカーボネ
ートとプロピレンカーボネートとの混合溶媒（重量比
１：１）、電解質のＬｉＰＦ6 （六フッ化リン酸リチウ
ム）を重量比５２．０：１０．４：６．５：２７．２：
３．９の割合で混練したペースト状の正極合剤を調製
し、このペースト状の正極合剤を厚さ２５μｍのアルミ
ニウム箔からなる集電体の一方の面に塗布し、加熱して
ゲル化させることにより、集電体の一方の面にゲル状で
厚さ７５μｍの正極合剤層を形成することによって、正
極を作製した。
【００１７】つぎに、負極活物質のＭＢＣ−Ｎ〔商品
名、三菱化学（株）製のコークス〕と、導電性助剤のア
セチレンブラックと、ゲル化剤のポリフッ化ビニリデ
ン、非水系溶媒のエチレンカーボネートとプロピレンカ
ーボネートとの混合溶媒（重量比１：１）と、電解質の
ＬｉＰＦ6 （六フッ化リン酸リチウム）を重量比４６．
５：４．７：６．３：３７．３：５．３の割合で混練し
たペースト状の負極合剤を調製し、このペースト状の負
極合剤を厚さ３０μｍの銅箔からなる集電体の一方の面
に塗布し、加熱してゲル化させることにより、集電体の
一方の面にゲル状で厚さ７５μｍの負極合剤層を形成す
ることによって、負極を作製した。
名、三菱化学（株）製のコークス〕と、導電性助剤のア
セチレンブラックと、ゲル化剤のポリフッ化ビニリデ
ン、非水系溶媒のエチレンカーボネートとプロピレンカ
ーボネートとの混合溶媒（重量比１：１）と、電解質の
ＬｉＰＦ6 （六フッ化リン酸リチウム）を重量比４６．
５：４．７：６．３：３７．３：５．３の割合で混練し
たペースト状の負極合剤を調製し、このペースト状の負
極合剤を厚さ３０μｍの銅箔からなる集電体の一方の面
に塗布し、加熱してゲル化させることにより、集電体の
一方の面にゲル状で厚さ７５μｍの負極合剤層を形成す
ることによって、負極を作製した。
【００１８】有機ポリマー電解質層は、非水系溶媒のエ
チレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの混合
溶媒（重量比１：１）に電解質のＬｉＰＦ6 を１．２２
モル／リットルの濃度に溶解させた電解液と、アクリル
系モノマー混合物と、過酸化ベンゾイルとを重量比１．
４：０．２３：０．０２との割合で混練したペースト状
のものを補強材としての不織布に含浸させた状態で加熱
してモノマーを重合させるとともにゲル化したものを用
いた。上記アクリル系モノマー混合物は、２−エトキシ
エチルアクリレートとトリエチレングリコールジメタク
リレートとエチレングリコールエチルカーボネートメタ
クリレートとを重量比５０：１３：３３の割合で混合し
たものである。
チレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの混合
溶媒（重量比１：１）に電解質のＬｉＰＦ6 を１．２２
モル／リットルの濃度に溶解させた電解液と、アクリル
系モノマー混合物と、過酸化ベンゾイルとを重量比１．
４：０．２３：０．０２との割合で混練したペースト状
のものを補強材としての不織布に含浸させた状態で加熱
してモノマーを重合させるとともにゲル化したものを用
いた。上記アクリル系モノマー混合物は、２−エトキシ
エチルアクリレートとトリエチレングリコールジメタク
リレートとエチレングリコールエチルカーボネートメタ
クリレートとを重量比５０：１３：３３の割合で混合し
たものである。
【００１９】上記のように作製した正極の正極合剤層の
厚みは７５μｍであって、正極面積は６．０ｃｍ2 であ
り、また、負極の負極合剤層の厚みは７５μｍであっ
て、負極面積は７．０ｃｍ2 であった。
厚みは７５μｍであって、正極面積は６．０ｃｍ2 であ
り、また、負極の負極合剤層の厚みは７５μｍであっ
て、負極面積は７．０ｃｍ2 であった。
【００２０】そして、この正極と負極とを両者の間に上
記有機ポリマー電解質層を介在させて積層し、それをポ
リエステルフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリ
オレフィンフィルムからなる三層構造のラミネートフィ
ルムで外装してポリマー電解質二次電池を作製した。た
だし、上記正極と負極の積層にあたり、正極と負極はそ
れぞれの合剤層が有機ポリマー電解質層を介して対向す
るように配置した。
記有機ポリマー電解質層を介在させて積層し、それをポ
リエステルフィルム−アルミニウムフィルム−変性ポリ
オレフィンフィルムからなる三層構造のラミネートフィ
ルムで外装してポリマー電解質二次電池を作製した。た
だし、上記正極と負極の積層にあたり、正極と負極はそ
れぞれの合剤層が有機ポリマー電解質層を介して対向す
るように配置した。
【００２１】ここで、上記電池の概略構造を図１を参照
しつつ説明すると、正極１と負極２との間に有機ポリマ
ー電解質層３が配置して積層体が構成されていて、その
積層体をラミネートフィルムからなる外装体４で外装
し、正極１および負極２からそれぞれ正極端子５および
負極端子６を外装体４の外部に引き出して電池が構成さ
れている。
しつつ説明すると、正極１と負極２との間に有機ポリマ
ー電解質層３が配置して積層体が構成されていて、その
積層体をラミネートフィルムからなる外装体４で外装
し、正極１および負極２からそれぞれ正極端子５および
負極端子６を外装体４の外部に引き出して電池が構成さ
れている。
【００２２】図２は図１の要部拡大図であり、正極１は
集電体１ａの一方の面に正極合剤層１ｂを形成すること
によって作製されており、本実施例において、この正極
合剤層１ｂの厚みは７５μｍで、集電体１ａとしてはア
ルミニウム箔が用いられ、正極活物質としてのリチウム
を含む複合金属酸化物としてはＬｉＣｏＯ2 が用いられ
ている。
集電体１ａの一方の面に正極合剤層１ｂを形成すること
によって作製されており、本実施例において、この正極
合剤層１ｂの厚みは７５μｍで、集電体１ａとしてはア
ルミニウム箔が用いられ、正極活物質としてのリチウム
を含む複合金属酸化物としてはＬｉＣｏＯ2 が用いられ
ている。
【００２３】負極２は集電体２ａの一方の面に負極合剤
層２ｂを形成することによって作製されており、本実施
例において、この負極合剤層２ｂの厚みは７５μｍで、
集電体２ａとしては銅箔が用いられ、負極活物質のリチ
ウムイオンのドープや脱ドープが可能なカーボンとして
はＭＢＣ−Ｎ〔商品名、三菱化学（株）製のコークス〕
が用いられている。
層２ｂを形成することによって作製されており、本実施
例において、この負極合剤層２ｂの厚みは７５μｍで、
集電体２ａとしては銅箔が用いられ、負極活物質のリチ
ウムイオンのドープや脱ドープが可能なカーボンとして
はＭＢＣ−Ｎ〔商品名、三菱化学（株）製のコークス〕
が用いられている。
【００２４】そして、これらの正極１と負極２は、その
正極合剤層１ｂと負極合剤層２ｂとが有機ポリマー電解
質層３を介して対向した状態に配置されている。
正極合剤層１ｂと負極合剤層２ｂとが有機ポリマー電解
質層３を介して対向した状態に配置されている。
【００２５】実施例２ 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそれぞれ１２５μ
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
【００２６】実施例３ 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそれぞれ２５０μ
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
【００２７】比較例１ 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそれぞれ５００μ
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
ｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次
電池を作製した。
【００２８】比較例２ 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそれぞれ１０００
μｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二
次電池を作製した。
μｍにした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二
次電池を作製した。
【００２９】比較例３ 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそれぞれ２０μｍ
にした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次電
池を作製した。
にした以外は、実施例１と同様にポリマー電解質二次電
池を作製した。
【００３０】上記実施例１〜３および比較例１〜３の各
電池について、２５℃で０．７５ｍＡの定電流による充
放電サイクル特性を充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電
圧２．７５Ｖとして測定した。その結果を表１に示す。
電池について、２５℃で０．７５ｍＡの定電流による充
放電サイクル特性を充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電
圧２．７５Ｖとして測定した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１に示すように、実施例１〜３は、比較
例１〜３に比べて、理論容量に対する放電容量の比
〔（放電容量／理論容量）×１００〕が大きく、容量の
利用率が高かった。特に正極合剤層および負極合剤層の
厚みがそれぞれ２５０μｍの実施例３は、理論容量に対
する放電容量の比が最も大きく、また、実質の放電容量
も大きいことから、最も効率よく電池容量を取り出せる
ことがわかる。
例１〜３に比べて、理論容量に対する放電容量の比
〔（放電容量／理論容量）×１００〕が大きく、容量の
利用率が高かった。特に正極合剤層および負極合剤層の
厚みがそれぞれ２５０μｍの実施例３は、理論容量に対
する放電容量の比が最も大きく、また、実質の放電容量
も大きいことから、最も効率よく電池容量を取り出せる
ことがわかる。
【００３３】また、比較例１〜３にみられるように、正
極合剤層や負極合剤層の厚みが本発明で規定する３０μ
ｍ〜３００μｍの範囲から外れると、理論容量に対する
放電容量の比が著しく小さくなり、容量の利用率が著し
く低下することがわかる。
極合剤層や負極合剤層の厚みが本発明で規定する３０μ
ｍ〜３００μｍの範囲から外れると、理論容量に対する
放電容量の比が著しく小さくなり、容量の利用率が著し
く低下することがわかる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、容量
の利用率が高いポリマー電解質二次電池を提供すること
ができた。もとより、本発明のポリマー電解質二次電池
は、液状の電解質を用いる電池のような液漏れのおそれ
がない。
の利用率が高いポリマー電解質二次電池を提供すること
ができた。もとより、本発明のポリマー電解質二次電池
は、液状の電解質を用いる電池のような液漏れのおそれ
がない。
【図１】本発明に係るポリマー電解質二次電池の一例を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すポリマー電解質二次電池の要部拡大
断面図である。
断面図である。
１ 正極 １ａ 集電体 １ｂ 正極合剤層 ２ 負極 ２ａ 集電体 ２ｂ 負極合剤層 ３ 有機ポリマー電解質層 ４ 外装体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久世 定 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 檜垣 勝弘 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 杉山 拓 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BA03 BB04 BB05 BB14 BB32 BD02 5H014 AA02 AA04 AA06 BB06 EE02 EE05 EE08 EE10 HH06 5H029 AJ06 AK03 AL06 AM03 AM05 BJ03 CJ08 DJ07 DJ09 EJ01 EJ13 HJ04
Claims (5)
- 【請求項１】 リチウムを含む複合金属酸化物を活物質
として含む正極合剤層を金属箔からなる集電体の少なく
とも一方の面に形成してなる正極と、リチウムイオン伝
導性を有する有機ポリマー電解質層と、リチウムイオン
のドープや脱ドープが可能なカーボンを活物質として含
む負極合剤層を金属箔からなる集電体の少なくとも一方
の面に形成してなる負極とを有するポリマー電解質二次
電池において、上記正極合剤層および負極合剤層の厚み
をそれぞれ３０μｍ〜３００μｍの範囲内にしたことを
特徴とするポリマー電解質二次電池。 - 【請求項２】 正極合剤層および負極合剤層の厚みをそ
れぞれ５０μｍ〜３００μｍの範囲内にしたことを特徴
とする請求項１記載のポリマー電解質二次電池。 - 【請求項３】 正極合剤層および負極合剤層の厚みを７
５μｍ〜２５０μｍ囲内にしたことを特徴とする請求項
１記載のポリマー電解質二次電池。 - 【請求項４】 正極合剤が有機ポリマー電解質と活物質
を主体とする粘性混練物からなり、負極合剤が有機ポリ
マー電解質と活物質を主体とする粘性混練物からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のポリマー電解質二次電
池。 - 【請求項５】 正極合剤または負極合剤が導電性助剤を
含有する請求項４記載のポリマー電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236804A JP2000067850A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | ポリマー電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236804A JP2000067850A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | ポリマー電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067850A true JP2000067850A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17006040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10236804A Withdrawn JP2000067850A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | ポリマー電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067850A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003022840A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Toyota Motor Corp | リチウム２次電池 |
| US7166385B2 (en) | 2001-03-05 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery assembly |
| US7201997B2 (en) | 2000-12-28 | 2007-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte battery |
| WO2011114626A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極、その製造方法および非水電解質二次電池 |
| JP5282170B1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-04 | 株式会社日立製作所 | 非水電解質二次電池 |
| WO2019194100A1 (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | 株式会社村田製作所 | リチウムポリマー電池 |
| US11973187B2 (en) | 2018-04-03 | 2024-04-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium polymer battery |
-
1998
- 1998-08-24 JP JP10236804A patent/JP2000067850A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7201997B2 (en) | 2000-12-28 | 2007-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte battery |
| US7166385B2 (en) | 2001-03-05 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery assembly |
| US7481853B2 (en) | 2001-03-05 | 2009-01-27 | Panasonic Corporation | Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2003022840A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Toyota Motor Corp | リチウム２次電池 |
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| CN103403924A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-11-20 | 株式会社日立制作所 | 非水电解质二次电池 |
| US9748565B2 (en) | 2012-03-09 | 2017-08-29 | Hitachi Maxell, Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| WO2019194100A1 (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | 株式会社村田製作所 | リチウムポリマー電池 |
| JPWO2019194100A1 (ja) * | 2018-04-03 | 2021-01-14 | 株式会社村田製作所 | リチウムポリマー電池 |
| JP7302593B2 (ja) | 2018-04-03 | 2023-07-04 | 株式会社村田製作所 | リチウムポリマー電池 |
| US11973187B2 (en) | 2018-04-03 | 2024-04-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lithium polymer battery |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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