JP2000215897A - リチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的物性が優れていると共に薄膜である負
極基材を使用する高容量のリチウム二次電池を提供す
る。 【解決手段】 前記課題を達成するために、本発明は、
正極基材にリチウム金属酸化物が塗布された正極、負極
基材に炭素物質又はＳｎＯ２が塗布された負極、前記正
極と負極との間に存在するセパレータ、前記正極、負極
及びセパレータに含沈された電解液を含むリチウム二次
電池であって、前記負極基材はニッケル、チタン、マグ
ネシウム、錫、亜鉛、ホウ素、クロム、マンガン、シリ
コン、コバルト、鉄、バナジウム、アルミニウム、ジル
コニウム、ニオビウム、リン、ビスマス、鉛、銀及びミ
ッシュメタル（misch metal）からなるグループから選
択される少なくとも１つの物質が添加された厚さ２０μ
ｍ以下の銅ベース合金フォイル（Cu-based alloy foi
l）であるリチウム二次電池を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池に
係り、より詳しくは、機械的物性が優れていると共に薄
膜である負極基材を使用する高容量のリチウム二次電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のリチウム電池用負極基材としては
９９．８％以上の純度を有する銅フォイルが使用されて
きた。これは引張強度が弱いので、充電時に負極の膨脹
（約１０％）によってフォイルに引張応力がかかり、限
界引張応力の超過時にフォイルが破れる問題点を有して
いる。
【０００３】電池の高容量化のためには銅フォイルの厚
さをより薄くして一定の体積の電池により多くの量の活
物質を含ませなければならないが、従来の負極基材であ
る銅フォイルは引張強度が弱いため薄膜化が困難である
ので電池の高容量化を実現することが難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決するためのものであって、その目的は、引張強度
が優れていると共に薄膜である負極基材を使用する高容
量リチウム二次電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的を達成
するために、本発明は、正極基材にリチウム金属酸化物
が塗布された正極、負極基材に炭素物質又はＳｎＯ２が
塗布された負極、前記正極と負極との間に存在するセパ
レータ、前記正極、負極及びセパレータに含沈された電
解液を含むリチウム二次電池であって、前記負極基材は
ニッケル、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、ホウ素、
クロム、マンガン、シリコン、コバルト、鉄、バナジウ
ム、アルミニウム、ジルコニウム、ニオビウム、リン、
ビスマス、鉛、銀及びミッシュメタル（misch metal）
からなるグループから選択される少なくとも１つの物質
が添加された厚さ２０μｍ以下の銅ベース合金フォイル
（Cu-based alloy foil）であるリチウム二次電池を提
供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳しく説明す
る。本発明はリチウム二次電池用負極基材として引張強
度が優れていると共に薄膜である銅ベース合金フォイル
（Cu-based alloy foil）を使用することによって高容
量のリチウム二次電池を提供する。
【０００７】前記銅ベース合金フォイル（Cu-based all
oy foil）はニッケル、チタン、マグネシウム、錫、亜
鉛、ホウ素、クロム、マンガン、シリコン、コバルト、
鉄、バナジウム、アルミニウム、ジルコニウム、ニオビ
ウム、リン、ビスマス、鉛、銀及びミッシュメタル（mi
sch metal）からなるグループから選択される少なくと
も１つの物質を含む。本発明の銅ベース合金フォイルに
含有される添加物の量はニッケルは銅の０．８〜４重量
％、チタンは銅の０．２〜４重量％、マグネシウムは銅
の０．０５〜０．６重量％、錫は銅の０．１〜２．０重
量％、亜鉛は銅の０．０００５〜０．５重量％、ホウ素
は銅の０．０００５〜５．０重量％、クロムは銅の０．
０００５〜０．５重量％である。またマンガンは銅の
０．１〜１．０重量％、シリコンは銅の０．１〜０．５
重量％、鉄又はコバルトは銅の０．０１〜２．０重量
％、バナジウムは銅の０．０００５〜０．５重量％、ア
ルミニウムは銅の０．００５〜０．５重量％、ジルコニ
ウムは銅の０．０００５〜０．５重量％、ニオビウムは
銅の０．０００５〜０．５重量％、リンは銅の０．０２
〜０．１６重量％、ビスマスは０．０００５〜０．５重
量％、鉛は銅の０．０００５〜０．５重量％、銀は銅の
０．０００５〜０．５重量％である。添加物が前記範囲
を外れる場合には好ましい引張強度を有することが難し
い。
【０００８】前記銅ベース合金フォイルを製造するため
の方法としては合金製造に一般的に使用される電気メッ
キ法又はコールドローリング法（cold-rolling）を使用
することができる。
【０００９】前記正極はＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、
ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウム金属酸化
物をバインダであるポリフッ化ビニリデンと共にＮ−メ
チルピロリドンに溶解して正極活物質スラリーを製造し
た後、これを正極基材であるアルミニウムフォイルに塗
布、乾燥することによって製造できる。
【００１０】前記負極はリチウムイオンのインターカレ
ーション、デインターカレーションが可能な活物質、例
えば結晶質炭素、非晶質炭素などの炭素材とＳｎＯ２な
どとをバインダであるポリフッ化ビニリデンと共にＮ−
メチルピロリドンに溶解して負極活物質スラリーを製造
した後、これを本発明による負極基材に塗布、乾燥する
ことによって製造できる。前記負極基材は厚さが２０μ
ｍ以下であるのが好ましく、厚さを１５μｍ程度にして
も引張強度などの機械的物性には問題が発生しない。
【００１１】前記セパレータはポリエチレン、ポリプロ
ピレン材質の多孔性フィルムを使用することができる。
【００１２】前記電解液はＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、
ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＢ
Ｆ６、ＬｉＣｌＯ４などのリチウム塩を有機溶媒に約１
Ｍ濃度をなすように溶解して使用する。前記有機溶媒と
してはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などのような環形カーボネートとジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネートなどのような線形カーボネー
トとが主に使用され、これらの混合物が使用されること
も可能である。
【００１３】次に本発明の理解を助けるための好ましい
実施例を提示する。しかし、下記の実施例は本発明をよ
り容易に理解するために提供されるものにすぎず、本発
明が下記の実施例に限定されるのではない。
【００１４】実施例１〜４及び比較例１〜２ 表１の組成を有するフォイル形態の負極基材を製造し、
製造した負極基材の引張強度を測定して表１に示した。
比較例１は電解銅箔を使用し、比較例２は圧延銅箔を使
用した。
【表１】
【００１５】表１に示されているように、実施例１〜４
による負極基材が比較例１〜２による負極基材に比べて
はるかに優れた引張強度を有することがわかり、特に、
ニッケル１．５重量％、チタン０．９重量％、マグネシ
ウム０．２６重量％、亜鉛０．２０重量％が添加された
銅ベース合金フォイルが最も優れた引張強度を有した。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明はニッケル、チタ
ンなどの元素を銅に添加することによって機械的強度、
熱伝導度の向上した負極基材を提供する。この負極基材
は機械的強度が優れているため大面積製造が可能である
ので生産性を向上させる。更に、本発明は負極基材の薄
膜化を達成して高容量の電池を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魯 永 培 大韓民国忠清南道天安市聖城洞山24−１ (72)発明者 金 クヮン 植 大韓民国忠清南道天安市聖城洞山24−１

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極基材にリチウム金属酸化物が塗布さ
    れた正極と、負極基材に炭素物質又はＳｎＯ２が塗布さ
    れた負極と、前記正極と負極との間に存在するセパレー
    タと、前記正極、負極及びセパレータに含沈された電解
    液とを含むリチウム二次電池であって、 前記負極基材は、ニッケル、チタン、マグネシウム、
    錫、亜鉛、ホウ素、クロム、マンガン、シリコン、コバ
    ルト、鉄、バナジウム、アルミニウム、ジルコニウム、
    ニオビウム、リン、ビスマス、鉛、銀及びミッシュメタ
    ル（misch metal）からなるグループから選択される少
    なくとも１つの物質が添加された厚さ２０μｍ以下の銅
    ベース合金フォイル（Cu-based alloy foil）であるリ
    チウム二次電池。
  2. 【請求項２】 ニッケルは銅の０．８〜４重量％使用さ
    れ、チタンは銅の０．２〜４重量％使用され、マグネシ
    ウムは銅の０．０５〜０．６重量％使用され、錫は銅の
    ０．１〜２．０重量％使用され、亜鉛は銅の０．０００
    ５〜０．５重量％使用され、ホウ素は銅の０．０００５
    〜５．０重量％使用され、クロムは銅の０．０００５〜
    ０．５重量％使用され、マンガンは銅の０．１〜１．０
    重量％使用され、シリコンは銅の０．１〜０．５重量％
    使用され、鉄又はコバルトは銅の０．０１〜２．０重量
    ％使用され、バナジウムは銅の０．０００５〜０．５重
    量％使用され、アルミニウムは銅の０．００５〜０．５
    重量％使用され、ジルコニウムは銅の０．０００５〜
    ０．５重量％使用され、ニオビウムは銅の０．０００５
    〜０．５重量％使用され、リンは銅の０．０２〜０．１
    ６重量％使用され、ビスマスは０．０００５〜０．５重
    量％使用され、鉛は銅の０．０００５〜０．５重量％使
    用され、銀は銅の０．０００５〜０．５重量％使用され
    る請求項１に記載のリチウム二次電池。
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