JP2000340260A

JP2000340260A - ポリマーリチウム二次電池

Info

Publication number: JP2000340260A
Application number: JP11148178A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kimijima; 崇啓君嶋
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】正負極とセパレータとの密着性を確保しつ
つ、さらなる薄型化を図ることが可能なポリマーリチウ
ム二次電池を提供することを目的とする。【解決手段】正極と負極の間に配置され、かつ非水電
解液及びこの電解液を保持する機能を有するポリマーを
含む電解質が多孔性の絶縁シート中に保持されたものか
らなるセパレータ３を具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。ポリマーリチウム二次電
池は、活物質、非水電解液及びこの電解液を保持するポ
リマーを含む正極層が集電体に担持された構造の正極
と、活物質、非水電解液及びこの電解液を保持するポリ
マーを含む負極層が集電体に担持された構造の負極と、
前記正負極の間に配置され、非水電解液及びこの電解液
を保持するポリマーを含む電解質シートからなるセパレ
ータとを備える。このポリマーリチウム二次電池は、非
水電解液がポリマーに保持されていることから実質的に
液体成分を含まず、かつ正負極及びセパレータが一体化
されているため、外装材にラミネートフィルムのような
簡易なものを用いることができる。このため、前記二次
電池は、薄形、軽量で、かつ安全性に優れるという特長
を有する。また、ポリマーリチウム二次電池は、非水電
解液未含浸の正負極の間に非水電解液未含浸のセパレー
タを配置し、加熱加圧によりこれらを一体化させて積層
物を作製し、前記積層物に含まれる可塑剤を除去した
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製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなポリマーリ
チウム二次電池においては、体積エネルギー密度を向上
させることが要望されている。しかしながら、体積エネ
ルギー密度向上のためにセパレータの厚さを薄くする
と、前述した製造工程の加熱加圧時にセパレータが破断
し、内部短絡が多発する。加熱加圧時に運良く内部短絡
を生じなかったとしても、それは加熱加圧が不十分であ
ったためにセパレータが破断しなかっただけなので、こ
のようなポリマーリチウム二次電池は正負極とセパレー
タとの密着性が低く、サイクル寿命や、高レート特性な
どが劣ったものとなる。このようなことから、セパレー
タの強度を高める目的で例えば酸化硅素粉末のような無
機フィラーを添加することが行われているものの、薄型
化に伴う内部短絡を十分に抑制することができなかっ
た。

【０００６】本発明は、正負極とセパレータとの密着性
を確保しつつ、さらなる薄型化を図ることが可能なポリ
マーリチウム二次電池を提供しようとするものである。

【０００７】

【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、正極と負極の間に配置され、かつ非
水電解液及びこの電解液を保持する機能を有するポリマ
ーを含む電解質が多孔性の絶縁シート中に保持されたも
のからなるセパレータを具備することを特徴とするもの
である。

【０００８】

【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〜図３を参照して説明する。

【０００９】図１は本発明に係るポリマーリチウム二次
電池の一例を示す平面図、図２は図１のポリマーリチウ
ム二次電池を示す断面図、図３は図１のポリマーリチウ
ム二次電池のセパレータを示す拡大断面図である。

【００１０】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
配置されるセパレータ３とが一体化されたものを主体と
する発電要素を備える。前記正極１は、多孔質集電体４
と、前記集電体４の両面に接着された正極層５とからな
る。一方、前記負極２は、多孔質集電体６と、前記集電
体６の両面に接着された負極層７とからなる。前記セパ
レータ３は、図３に示すように非水電解液及びこの電解
液を保持する機能を有するポリマーを含む電解質８が多
孔性の絶縁シート９内に保持されたものからなる。帯状
の正極端子１０は、前記各正極１の集電体４を帯状に延
出したものである。一方、帯状の負極端子１１は、前記
負極２の集電体６を帯状に延出したものである。例えば
帯状アルミニウム板からなる正極リード１２は、前記２
つの正極端子１０と接続されている。例えば帯状銅板か
らなる負極リード１３は、前記負極端子１１と接続され
ている。このような構成の発電要素は、水分に対してバ
リア機能を有する外装材１４内に前記正極リード１２及
び前記負極リード１３が前記外装材１４から延出した状
態で密封されている。

【００１１】前記ポリマーリチウム二次電池の正極１、
負極２、セパレータ３及び外装材１４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。

【００１２】（１）正極１この正極１は、多孔質集電体４と、前記集電体４の両面
に接着され、正極活物質、非水電解液及びこの電解液を
保持するポリマーを含む正極層５とからなる。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、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。

【００１９】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。

【００２０】多孔質集電体としては、例えば、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。

【００２１】（２）負極２この負極２は、多孔質集電体６と、前記集電体６の両面
に積層され、活物質、非水電解液及びこの電解液を保持
するポリマーを含む負極層７とからなる。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、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。

【００２５】多孔質集電体には、例えば、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。

【００２６】（３）セパレータ３このセパレータ３は、非水電解液及びこの電解液を保持
するポリマーを含む電解質８が多孔質な絶縁シート９内
に保持されたものからなる。

【００２７】前記多孔質絶縁シートとしては、例えば、
織布、不織布等を挙げることができる。中でも、不織布
が望ましい。

【００２８】前記多孔質絶縁シートは、例えば、ポリオ
レフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンな
ど）のような耐非水電解液性を有する絶縁材料から形成
されていることが望ましい。前記絶縁シートは、１種類
の絶縁材料から形成されていても良いが、２種類以上の
絶縁材料から形成されていても良い。

【００２９】前記多孔質絶縁シートの多孔度は、３０〜
７０％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。多孔度を３０％未満にすると、
セパレータ中の電解質量が不足する恐れがある。一方、
多孔度が７０％を越えると、十分な強度が得られないた
め、薄型化に伴う内部短絡を抑制できない可能性があ
る。さらに好ましい範囲は、４５〜６５％である。

【００３０】多孔度が３０〜７０％の多孔質絶縁シート
は、ＪＩＳＰ−８１１７で規定された透気度が１０〜１
００の範囲であることが望ましい。これは次のような理
由によるものである。透気度を１０より小さくすると、
シートが十分な量の電解質層を保持できていたとしても
セパレータのリチウムイオン伝導度が低下する場合があ
る。一方、透気度が１００より大きくなると、薄型化に
伴う内部短絡を十分に抑制できない場合がある。さらに
好ましい範囲は、３０〜８０である。

【００３１】また、前記多孔質絶縁シートの平均孔径を
小さくするとセパレータ中の電解質量が低下し、平均孔
径を大きくするとセパレータの強度が低下する傾向があ
るため、平均孔径はこれらを考慮して設定することが望
ましい。

【００３２】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したのと同様なものを挙げることができる。

【００３３】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、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。

【００３４】前記セパレータは、強度を更に向上させる
観点から、電解質中に有機フィラー、あるいは酸化硅素
粉末のような無機フィラーを添加しても良い。

【００３５】（４）外装材１４この外装材１４は、例えば、少なくとも封止部に熱融着
性樹脂が配され、かつ内部にアルミニウム（Ａｌ）のよ
うな金属薄膜を介在させたラミネートフィルムからなる
ことが好ましい。具体的には、封止部側から外面に向け
て積層した酸変性ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネ
ートフィルム；酸変性ＰＥ／ナイロン／Ａｌ箔／ＰＥＴ
のラミネートフィルム；アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥ／
ＰＥＴのラミネートフィルム；エチレンビニルアセテー
ト（ＥＶＡ）／ＰＥ／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィ
ルム；アイオノマー／ＰＥＴ／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネ
ートフィルム等を用いることができる。ここで、封止部
側の酸変性ＰＥ、酸変性ＰＰ、アイオノマー、ＥＶＡ以
外のフィルムは防湿性、耐通気性、耐薬品性を担ってい
る。

【００３６】本発明に係る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することができ
る。まず、非水電解液未含浸の正極、負極及びセパレー
タを以下に説明する方法で作製する。

【００３７】非水電解液未含浸の正極は、例えば、活物
質、非水電解液を保持する機能を有するポリマー、導電
材料及び可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して
調製されたペーストを成膜することにより正極シートを
作製し、得られた正極シートを集電体に積層し、加熱加
圧を施して正極シートを集電体に融着させることにより
作製される。また、前記ペーストを集電体に塗布した
後、乾燥させ、加熱加圧を施すことによって前記正極を
作製しても良い。

【００３８】非水電解液未含浸の負極は、例えば、活物
質、非水電解液を保持する機能を有するポリマー及び可
塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して調製された
ペーストを成膜することにより負極シートを作製し、得
られた負極シートを集電体に積層し、加熱加圧を施して
負極シートを集電体に融着させることにより作製され
る。また、前記ペーストを集電体に塗布した後、乾燥さ
せ、加熱加圧を施すことによって前記負極を作製しても
良い。

【００３９】非水電解液未含浸のセパレータは、例え
ば、非水電解液を保持する機能を有するポリマー及び可
塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合して調製された
ペーストを多孔性の絶縁シートに含浸させた後、乾燥さ
せることにより作製される。

【００４０】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。前記可塑剤には、前記種類のものから選
ばれる１種または２種以上を用いることができる。

【００４１】ひきつづき、非水電解液未含浸の正極と非
水電解液未含浸の負極の間に非水電解液未含浸のセパレ
ータを配置した後、加熱加圧を施してこれらを一体化す
ることにより積層物を作製する。次いで、積層物から可
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、外装材により密封することにより本発明に係
るポリマーリチウム二次電池が得られる。

【００４２】なお、前述した図１においては、負極の集
電体として多孔質構造を有するものを用いる例を説明し
たが、銅箔のような金属箔を用いてもよい。また、前述
した図１の正極においては、多孔質集電体の両面に正極
層を担持させたが、多孔質集電体の片面のみに正極層を
担持させても良い。

【００４３】また、前述した図１においては、正極、電
解質層、負極、電解質層及び正極がこの順番に積層され
た５層構造の発電要素を用いる例を説明したが、これに
限らず、例えば、正極、電解質層及び負極からなる３層
構造の発電要素を用いても良い。３層構造の発電要素
は、多孔質集電体の両面に正極層が担持された構造の正
極と、多孔質集電体の両面に負極層が担持された構造の
負極と、前記正負極の間に配置された電解質層とからな
る構造を有するか、もしくはアルミニウム箔のような金
属箔の片面に正極層が担持された構造の正極と、銅箔の
ような金属箔の片面に負極層が担持された構造の負極
と、前記正負極層の間に配置された電解質層とからなる
構造を有することができる。

【００４４】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によれば、非水電解液及びこの電解
液を保持する機能を有するポリマーを含む電解質が多孔
性の絶縁シート中に保持されたものからなるセパレータ
を具備することによって、必要な強度を確保しつつセパ
レータの厚さを薄くすることができるため、製造時（特
に加熱加圧時）のセパレータの破断を回避することがで
き、正負極とセパレータの密着性を確保しつつ、体積エ
ネルギー密度を向上することができる。従って、実用的
な電池特性を保持し、かつ高体積エネルギー密度のポリ
マーリチウム二次電池を実現することができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を詳細に説明す
る。

【００４６】（実施例１）＜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、非水
電解液を保持する機能を有するポリマーとしてビニリデ
ンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−Ｈ
ＦＰ）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ＰＥＴフィルム上に
塗布し、非水電解液未含浸の正極シートを作製した。得
られた正極シートをアルミニウム製エキスパンドメタル
からなる集電体の両面に配置し、熱ロールでプレスする
ことにより正極シートを集電体に融着させた後、裁断す
ることにより厚さが１３０μｍの非水電解液未含浸の正
極を作製した。

【００４７】＜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５８重量％と、非水
電解液を保持する機能を有するポリマーとしてＶｄＦ−
ＨＦＰ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ＰＥＴフィルム上に塗
布し、非水電解液未含浸の負極シートを作製した。得ら
れた負極シートを銅製エキスパンドメタルからなる集電
体の両面に配置し、熱ロールでプレスすることにより負
極シートを集電体に融着させた後、裁断することにより
厚さが１５０μｍの非水電解液未含浸の負極を作製し
た。

【００４８】＜非水電解液未含浸のセパレータの作製＞
まず、非水電解液を保持する機能を有するポリマーとし
てＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体粉末を３３重量部と、フタル
酸ジブチル（ＤＢＰ）６７重量部をアセトン中で混合
し、ペーストを得た。多孔度が５５％で、ＪＩＳＰ−８
１１７で規定された透気度が６０で、厚さが２５μｍの
ポリプロピレン不織布を前記ペースト中に５分間浸漬
し、不織布の表面に付着した過剰なペーストを削ぎ落と
した後、乾燥させることにより非水電解液未含浸のセパ
レータを作製した。

【００４９】＜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。

【００５０】＜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
浸のセパレータを２枚用意し、これらを前記正極及び前
記負極の間に前記セパレータが介在されるように積層
し、１３０℃に加熱した剛性ロールで加熱加圧を施すこ
とにより融着させ、厚さが４６０μｍである非水電解液
未含浸の単セルを得た。この単セルを８個用意し、各単
セルからＤＢＰを除去し、乾燥させた。次いで、８個の
単セルを積層し、セル同士を電気的に接続した後、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（ＰＥＴ）フィルム、アルミニウム箔及
び熱融着性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材で密封することにより、厚さが
４ｍｍ以下のポリマーリチウム二次電池を製造した。

【００５１】（実施例２）まず、以下に説明する方法で
非水電解液未含浸のセパレータを作製した。

【００５２】すなわち、多孔度及び透気度が実施例１と
同様で、厚さが５０μｍのポリプロピレン不織布を前述
した実施例１で説明したのと同様なペースト中に５分間
浸漬し、不織布の表面に付着した過剰なペーストを削ぎ
落とした後、乾燥させることにより非水電解液未含浸の
セパレータを作製した。

【００５３】得られた非水電解液未含浸のセパレータ
と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含浸の
正極と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含
浸の負極とを用意し、前述した実施例１で説明したのと
同様にして非水電解液未含浸の単セルを作製した。得ら
れた単セルの厚さは、５１０μｍであった。

【００５４】この単セルを電池厚さ４ｍｍ以下の範囲で
外装材中に収納することが可能な最大積層数分用意し
（この場合、７個）、７つの単セルから前述した実施例
１で説明したのと同様にして厚さが４ｍｍ以下のポリマ
ーリチウム二次電池を製造した。

【００５５】（比較例１）まず、以下に説明する方法で
非水電解液未含浸のセパレータを作製した。

【００５６】すなわち、非水電解液を保持する機能を有
するポリマーとしてＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体粉末を２
２．２重量部と、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）４４．５
重量部と、酸化珪素粉末３３．３重量部をアセトン中で
混合し、ペーストを調製した。前記ペーストをＰＥＴフ
ィルム上に塗布し、乾燥させることにより厚さが１００
μｍの非水電解液未含浸のセパレータを作製した。

【００５７】得られた非水電解液未含浸のセパレータ
と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含浸の
正極と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含
浸の負極とを用意し、前述した実施例１で説明したのと
同様にして非水電解液未含浸の単セルを作製した。得ら
れた単セルの厚さは、６１０μｍであった。

【００５８】この単セルを電池厚さ４ｍｍ以下の範囲で
外装材中に収納することが可能な最大積層数分用意し
（この場合、６個）、６つの単セルから前述した実施例
１で説明したのと同様にして厚さが４ｍｍ以下のポリマ
ーリチウム二次電池を製造した。

【００５９】（比較例２）まず、以下に説明する方法で
非水電解液未含浸のセパレータを作製した。

【００６０】すなわち、前述した比較例１で説明したの
と同様なペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥さ
せることにより厚さが５０μｍの非水電解液未含浸のセ
パレータを作製した。

【００６１】得られた非水電解液未含浸のセパレータ
と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含浸の
正極と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含
浸の負極とを用意し、前述した実施例１で説明したのと
同様にして非水電解液未含浸の単セルを作製した。得ら
れた単セルの厚さは、５１０μｍであった。

【００６２】この単セルを電池厚さ４ｍｍ以下の範囲で
外装材中に収納することが可能な最大積層数分用意し
（この場合、７個）、７つの単セルから前述した実施例
１で説明したのと同様にして厚さが４ｍｍ以下のポリマ
ーリチウム二次電池を製造した。

【００６３】（比較例３）まず、以下に説明する方法で
非水電解液未含浸のセパレータを作製した。

【００６４】すなわち、前述した比較例１で説明したの
と同様なペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥さ
せることにより厚さが２５μｍの非水電解液未含浸のセ
パレータを作製した。

【００６５】得られた非水電解液未含浸のセパレータ
と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含浸の
正極と、実施例１で説明したのと同様な非水電解液未含
浸の負極とを用意し、前述した実施例１で説明したのと
同様にして非水電解液未含浸の単セルを作製した。得ら
れた単セルの厚さは、４６０μｍであった。

【００６６】この単セルを電池厚さ４ｍｍ以下の範囲で
外装材中に収納することが可能な最大積層数分用意し
（この場合、８個）、８つの単セルから前述した実施例
１で説明したのと同様にして厚さが４ｍｍ以下のポリマ
ーリチウム二次電池を製造した。

【００６７】実施例１〜２及び比較例１〜３の二次電池
について、所望の充放電を施すことにより活性化を行っ
た後、０．２Ｃで、４．５Ｖまで充電した後、０．２Ｃ
で、３．０Ｖまで放電した際の放電容量を測定し、その
結果を下記表１に示す。

【００６８】また、実施例１〜２及び比較例１〜３の二
次電池について、１００個製造した際の内部短絡発生数
を測定し、また体積エネルギー密度を求め、これらの結
果を下記表１に併記する。なお、表１には、セパレータ
の厚さ、単セルの厚さおよび単セルの積層数を併記す
る。

【００６９】

【表１】

【００７０】表１から明らかなように、多孔性の絶縁シ
ート中に電解質が保持されたものからなるセパレータを
備えた実施例１，２の二次電池は、製造時の内部短絡を
防止できることがわかる。

【００７１】これに対し、電解質シートからなるセパレ
ータを用いた際、比較例１のように厚さを１００μｍに
すると、内部短絡を防止できるものの、実施例１，２に
比べて電池容量及び体積エネルギー密度が低くなること
がわかる。また、実施例２の二次電池とセパレータの厚
さを同じにした比較例２の二次電池は、電池容量及び体
積エネルギー密度が実施例２と同様であるものの、製造
時の内部短絡数が１０個であることがわかる。一方、実
施例１の二次電池とセパレータの厚さを同じにした比較
例３の二次電池は、電池容量及び体積エネルギー密度が
実施例１と同様であるものの、製造時の内部短絡数が５
４個と高いことがわかる。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、正
負極とセパレータの密着性を確保しつつ、体積エネルギ
ー密度を向上することが可能な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。

【図２】図１のポリマーリチウム二次電池を示す断面
図。

【図３】図１のポリマーリチウム二次電池のセパレータ
を示す拡大断面図。

【符号の説明】

１…正極、２…負極、３…セパレータ、４…正極集電体、５…正極層、６…負極集電体、７…負極層、１４…外装材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と負極の間に配置され、かつ非水電
解液及びこの電解液を保持する機能を有するポリマーを
含む電解質が多孔性の絶縁シート中に保持されたものか
らなるセパレータを具備することを特徴とするポリマー
リチウム二次電池。