JP2001185223A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池特性を低下させることなく、異常時でも
安全性を確保できるリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 正極活物質にマンガン酸リチウムを用い
た正極と、負極活物質に非晶質炭素粉末を用いた負極
と、を空隙率が３０％以上５０％以下のポリエチレン製
セパレータを介して捲回した電極群を電池容器に挿入
し、正極、負極及びセパレータを除く電池内の空間体積
に対する遊離電解液体積の割合が２７％以上９０％以下
なるように電解液を注液した。正極、負極及びセパレー
タ内に電解液が浸透し直流抵抗値が増加せず、電池異常
時にも遊離液が吹き出さず発火しない。
安全性を確保できるリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 正極活物質にマンガン酸リチウムを用い
た正極と、負極活物質に非晶質炭素粉末を用いた負極
と、を空隙率が３０％以上５０％以下のポリエチレン製
セパレータを介して捲回した電極群を電池容器に挿入
し、正極、負極及びセパレータを除く電池内の空間体積
に対する遊離電解液体積の割合が２７％以上９０％以下
なるように電解液を注液した。正極、負極及びセパレー
タ内に電解液が浸透し直流抵抗値が増加せず、電池異常
時にも遊離液が吹き出さず発火しない。
Description
【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、特に、正極活物質にリチウムマンガン複酸化物を
用いた正極と、負極活物質に非晶質炭素材を用いた負極
と、前記正極及び負極を絶縁すると共にリチウムイオン
が通過可能なポリオレフィン系微多孔膜からなるセパレ
ータと、をリチウム塩を電解質として有機溶媒に溶解し
た電解液に浸潤させたリチウム二次電池に関する。
係り、特に、正極活物質にリチウムマンガン複酸化物を
用いた正極と、負極活物質に非晶質炭素材を用いた負極
と、前記正極及び負極を絶縁すると共にリチウムイオン
が通過可能なポリオレフィン系微多孔膜からなるセパレ
ータと、をリチウム塩を電解質として有機溶媒に溶解し
た電解液に浸潤させたリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、再充電可能な二次電池の分野で
は、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水
素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかしなが
ら、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（Ｅ
Ｖ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッ
ド自動車が着目され、その電源に用いられる電池にはよ
り高容量で高出力な電池が求められるようになってき
た。このような要求に合致する電源として、高電圧を有
する非水溶液系のリチウム二次電池が注目されている。
は、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水
素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかしなが
ら、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（Ｅ
Ｖ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッ
ド自動車が着目され、その電源に用いられる電池にはよ
り高容量で高出力な電池が求められるようになってき
た。このような要求に合致する電源として、高電圧を有
する非水溶液系のリチウム二次電池が注目されている。
【０００３】リチウム二次電池の負極材には一般的には
炭素材が用いられており、この炭素材は、天然黒鉛や鱗
片状、塊状等の人造黒鉛、メソフェーズピッチ系黒鉛等
の黒鉛系材料とフルフリルアルコール等のフラン樹脂等
を焼成した非晶質炭素材料が用いられている。黒鉛系材
料は不可逆容量が小さく電圧特性も平坦であり高容量で
あることが特徴であるが、サイクル特性が劣るという問
題がある。また、合成樹脂を焼成した非晶質炭素は黒鉛
の理論容量値以上の容量が得られサイクル特性にも優れ
るという特徴を持つが、不可逆容量が大きく電池での高
容量化が難しいという欠点がある。
炭素材が用いられており、この炭素材は、天然黒鉛や鱗
片状、塊状等の人造黒鉛、メソフェーズピッチ系黒鉛等
の黒鉛系材料とフルフリルアルコール等のフラン樹脂等
を焼成した非晶質炭素材料が用いられている。黒鉛系材
料は不可逆容量が小さく電圧特性も平坦であり高容量で
あることが特徴であるが、サイクル特性が劣るという問
題がある。また、合成樹脂を焼成した非晶質炭素は黒鉛
の理論容量値以上の容量が得られサイクル特性にも優れ
るという特徴を持つが、不可逆容量が大きく電池での高
容量化が難しいという欠点がある。
【０００４】一方、正極材にはリチウム遷移金属酸化物
が用いられており、中でも容量やサイクル特性等のバラ
ンスからコバルト酸リチウムが用いられているが、原料
であるコバルトの資源量が少なくコスト高となるという
問題がある。また、高容量化の面からニッケル酸リチウ
ムも検討されているが、過充電時や破壊時の安全性に問
題がある。このため、資源が豊富で安全性に優れるマン
ガン酸リチウム等のリチウムマンガン複酸化物が電気自
動車用やハイブリッド自動車用の電池材料として有望視
され、開発が進められている。
が用いられており、中でも容量やサイクル特性等のバラ
ンスからコバルト酸リチウムが用いられているが、原料
であるコバルトの資源量が少なくコスト高となるという
問題がある。また、高容量化の面からニッケル酸リチウ
ムも検討されているが、過充電時や破壊時の安全性に問
題がある。このため、資源が豊富で安全性に優れるマン
ガン酸リチウム等のリチウムマンガン複酸化物が電気自
動車用やハイブリッド自動車用の電池材料として有望視
され、開発が進められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車用やハイブリッド自動車用の電池は高容量かつ高出
力を有しているので、電池に外部から例えば釘等の異物
が突き刺されたり、自動車事故等による電池の変形・破
壊が生じたときや、更に、過充電等の電池異常時を想定
して、万全の安全対策を進める必要がある。
動車用やハイブリッド自動車用の電池は高容量かつ高出
力を有しているので、電池に外部から例えば釘等の異物
が突き刺されたり、自動車事故等による電池の変形・破
壊が生じたときや、更に、過充電等の電池異常時を想定
して、万全の安全対策を進める必要がある。
【０００６】本発明は上記事案に鑑み、電池特性を低下
させることなく、異常時でも安全性を確保することがで
きるリチウム二次電池を提供することを課題とする。
させることなく、異常時でも安全性を確保することがで
きるリチウム二次電池を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極活物質にリチウムマンガン複酸化物
を用いた正極と、負極活物質に非晶質炭素材を用いた負
極と、前記正極及び負極を絶縁すると共にリチウムイオ
ンが通過可能なポリオレフィン系微多孔膜からなるセパ
レータと、をリチウム塩を電解質として有機溶媒に溶解
した電解液に浸潤させたリチウム二次電池において、前
記正極、負極及びセパレータを除く前記電池内の空間体
積に対する遊離電解液体積の割合を２７％以上９０％以
下の範囲としたことを特徴とする。
に、本発明は、正極活物質にリチウムマンガン複酸化物
を用いた正極と、負極活物質に非晶質炭素材を用いた負
極と、前記正極及び負極を絶縁すると共にリチウムイオ
ンが通過可能なポリオレフィン系微多孔膜からなるセパ
レータと、をリチウム塩を電解質として有機溶媒に溶解
した電解液に浸潤させたリチウム二次電池において、前
記正極、負極及びセパレータを除く前記電池内の空間体
積に対する遊離電解液体積の割合を２７％以上９０％以
下の範囲としたことを特徴とする。
【０００８】本発明は、正極、負極及びセパレータを除
くリチウム二次電池内の空間体積に対する遊離電解液体
積の割合（以下、体積割合という。）を２７％以上９０
％以下の範囲に限定したものである。体積割合が２７％
未満では、電池内の空間体積が大きくなることから正
極、負極及びセパレータ内の空隙に電解液が浸透しない
ので、電池特性に影響を与え、逆に、体積割合が９０％
を超えると、電池異常時に多量の遊離液が吹き出して発
火に至る。このように本発明では、体積割合を適正範囲
に限定したので、電池特性を低下させることなく、電池
異常時でも電池内の圧力上昇及び温度上昇を抑制可能な
ことから、電池の安全性を確保することができる。
くリチウム二次電池内の空間体積に対する遊離電解液体
積の割合（以下、体積割合という。）を２７％以上９０
％以下の範囲に限定したものである。体積割合が２７％
未満では、電池内の空間体積が大きくなることから正
極、負極及びセパレータ内の空隙に電解液が浸透しない
ので、電池特性に影響を与え、逆に、体積割合が９０％
を超えると、電池異常時に多量の遊離液が吹き出して発
火に至る。このように本発明では、体積割合を適正範囲
に限定したので、電池特性を低下させることなく、電池
異常時でも電池内の圧力上昇及び温度上昇を抑制可能な
ことから、電池の安全性を確保することができる。
【０００９】この場合において、セパレータの空隙率が
３０未満では、セパレータ中の電解液保持量が少なくな
り、リチウムイオンの拡散経路が減少するので、電池の
内部抵抗が大きくなってしまい、逆に、空隙率が５０％
を超えると、セパレータの強度が弱くなることから電池
の信頼性が低下すると共に、電池が高温となったときに
シャットダウン速度が遅くなり電池の安全性が阻害され
るので、セパレータの空隙率は３０％以上５０％以下の
範囲であることが望ましい。
３０未満では、セパレータ中の電解液保持量が少なくな
り、リチウムイオンの拡散経路が減少するので、電池の
内部抵抗が大きくなってしまい、逆に、空隙率が５０％
を超えると、セパレータの強度が弱くなることから電池
の信頼性が低下すると共に、電池が高温となったときに
シャットダウン速度が遅くなり電池の安全性が阻害され
るので、セパレータの空隙率は３０％以上５０％以下の
範囲であることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を円筒形リチウム二
次電池に適用した実施例について詳細に説明する。な
お、実施例の電池の効果を確認するために作製した比較
例の電池についても併記する。
次電池に適用した実施例について詳細に説明する。な
お、実施例の電池の効果を確認するために作製した比較
例の電池についても併記する。
【００１１】（実施例１）まず、本実施例の円筒形リチ
ウム二次電池の作製方法について、負極、正極、電池作
製の順に説明する。
ウム二次電池の作製方法について、負極、正極、電池作
製の順に説明する。
【００１２】＜負極＞ 負極活物質としての非晶質炭素
粉末９０重量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶｄＦ）を負極活物質に対して１０重量部添加
し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドンを添
加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面
に塗布、その後乾燥、プレス、裁断することにより厚さ
７０μｍの負極を得た。
粉末９０重量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶｄＦ）を負極活物質に対して１０重量部添加
し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドンを添
加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面
に塗布、その後乾燥、プレス、裁断することにより厚さ
７０μｍの負極を得た。
【００１３】＜正極＞ 正極活物質としてのマンガン酸
リチウムに、導電剤として正極活物質１００重量部に対
して１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤としてポリフッ化
ビニリデンを５重量部添加し、これに分散溶媒としてＮ
−メチルピロリドンを添加、混練したスラリを、厚さ２
０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布、その後乾燥、プ
レス、裁断することにより厚さ９０μｍの正極を得た。
リチウムに、導電剤として正極活物質１００重量部に対
して１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤としてポリフッ化
ビニリデンを５重量部添加し、これに分散溶媒としてＮ
−メチルピロリドンを添加、混練したスラリを、厚さ２
０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布、その後乾燥、プ
レス、裁断することにより厚さ９０μｍの正極を得た。
【００１４】＜電池作製＞ 上記のように作製した正負
極を、厚さ４０μｍ、空隙率４０％のリチウムイオンが
通過可能なポリエチレン微多孔膜からなるセパレータを
介して捲回し電極群を作製し、この電極群を円筒形の電
池容器に挿入した。その後、下表１に示すように、正
極、負極及びセパレータ内の空隙体積を除く電池（容
器）内空間体積（２０ｃｍ３）に対する遊離電解液体積
の体積割合α（以下、体積割合αという。）が２７％と
なるように、電解液を体積で３５．５ｃｍ３注入後、上
蓋をカシメ封口することにより円筒形リチウム二次電池
を完成させた。本実施例の電池の容量は４．０Ａｈであ
る。なお、電解液には、エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとの混合溶液中にリチウム塩としての６
フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リット
ル溶解したものを用いた。
極を、厚さ４０μｍ、空隙率４０％のリチウムイオンが
通過可能なポリエチレン微多孔膜からなるセパレータを
介して捲回し電極群を作製し、この電極群を円筒形の電
池容器に挿入した。その後、下表１に示すように、正
極、負極及びセパレータ内の空隙体積を除く電池（容
器）内空間体積（２０ｃｍ３）に対する遊離電解液体積
の体積割合α（以下、体積割合αという。）が２７％と
なるように、電解液を体積で３５．５ｃｍ３注入後、上
蓋をカシメ封口することにより円筒形リチウム二次電池
を完成させた。本実施例の電池の容量は４．０Ａｈであ
る。なお、電解液には、エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとの混合溶液中にリチウム塩としての６
フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リット
ル溶解したものを用いた。
【００１５】
【表１】
【００１６】（実施例２〜４）表１に示すように、電解
液の注液量を変化させることにより体積割合αを変化さ
せ、実施例２では電解液体積：３６．０ｃｍ３、体積割
合α：４０、実施例３では電解液体積：３８．０ｃ
ｍ３、体積割合α：６０、実施例４では電解液体積：４
２．０ｃｍ３、体積割合α：９０として、実施例２〜４
の電池を作製した。なお、これらの電池では、電解液注
液量以外は上記実施例１の電池と同様の正極、負極、セ
パレータ、電解液を用い、電池内空間体積を含め、実施
例１と同様の方法により電池を完成させた。
液の注液量を変化させることにより体積割合αを変化さ
せ、実施例２では電解液体積：３６．０ｃｍ３、体積割
合α：４０、実施例３では電解液体積：３８．０ｃ
ｍ３、体積割合α：６０、実施例４では電解液体積：４
２．０ｃｍ３、体積割合α：９０として、実施例２〜４
の電池を作製した。なお、これらの電池では、電解液注
液量以外は上記実施例１の電池と同様の正極、負極、セ
パレータ、電解液を用い、電池内空間体積を含め、実施
例１と同様の方法により電池を完成させた。
【００１７】（実施例２−１〜２−２）下表２に示すよ
うに、セパレータの空隙率を変化させ、実施例２−１で
は空隙率３０％、実施例２−２では空隙率５０％のセパ
レータを使用すると共に、体積割合αが４０％となるよ
うに、実施例２−１では電解液体積：３１．０ｃｍ３、
実施例２−２では３８．５ｃｍ３を注液して実施例２−
１及び実施例２−２の電池を完成させた。なお、これら
の電池では、セパレータの空隙率及び電解液注液量以外
は実施例２の電池と同様の正極、負極、電解液を用い、
電池内空間体積を含め、実施例２と同様の方法により電
池を完成させた。
うに、セパレータの空隙率を変化させ、実施例２−１で
は空隙率３０％、実施例２−２では空隙率５０％のセパ
レータを使用すると共に、体積割合αが４０％となるよ
うに、実施例２−１では電解液体積：３１．０ｃｍ３、
実施例２−２では３８．５ｃｍ３を注液して実施例２−
１及び実施例２−２の電池を完成させた。なお、これら
の電池では、セパレータの空隙率及び電解液注液量以外
は実施例２の電池と同様の正極、負極、電解液を用い、
電池内空間体積を含め、実施例２と同様の方法により電
池を完成させた。
【００１８】
【表２】
【００１９】（比較例１〜２）表１に示すように、電解
液の注液量を変化させることにより体積割合αを変化さ
せ、比較例１では電解液体積：４８．０ｃｍ３、体積割
合α：２５、比較例２では電解液体積：４８．５ｃ
ｍ３、体積割合α：９２として、比較例１及び比較例２
の電池を作製した。なお、これら比較例の電池では、電
解液注液量以外は実施例１の電池と同様の正極、負極、
セパレータ、電解液を用い、電池内空間体積を含め、実
施例１と同様の方法により電池を完成させた。
液の注液量を変化させることにより体積割合αを変化さ
せ、比較例１では電解液体積：４８．０ｃｍ３、体積割
合α：２５、比較例２では電解液体積：４８．５ｃ
ｍ３、体積割合α：９２として、比較例１及び比較例２
の電池を作製した。なお、これら比較例の電池では、電
解液注液量以外は実施例１の電池と同様の正極、負極、
セパレータ、電解液を用い、電池内空間体積を含め、実
施例１と同様の方法により電池を完成させた。
【００２０】（試験・評価）次に、以上のように作製し
た実施例及び比較例の各（複数個の）電池について、内
部抵抗を測定し、その後、過充電試験及び釘刺し試験を
行った。なお、実施例２−１〜２−２の電池について
は、電池作製時の短絡発生率についても調べた。
た実施例及び比較例の各（複数個の）電池について、内
部抵抗を測定し、その後、過充電試験及び釘刺し試験を
行った。なお、実施例２−１〜２−２の電池について
は、電池作製時の短絡発生率についても調べた。
【００２１】＜内部抵抗測定＞ 初期容量安定化運転後
に、４．１Ｖの満充電状態から２５°Ｃの雰囲気にて１
Ａで５秒、３Ａで５秒、６Ａで５秒、放電したとき電圧
の変化から直流内部抵抗を算出した。
に、４．１Ｖの満充電状態から２５°Ｃの雰囲気にて１
Ａで５秒、３Ａで５秒、６Ａで５秒、放電したとき電圧
の変化から直流内部抵抗を算出した。
【００２２】＜過充電試験及び釘刺し試験＞ 過充電試
験では、満充電状態（４．１Ｖ）から２５°Ｃの雰囲気
にて１時間率（１Ｃ）で５０Ｖまで定電流充電する条件
とした。また、釘刺し試験では、満充電状態（４．１
Ｖ）の電池に直径φ５ｍｍの釘を５ｍｍ／秒の速度で電
池径の１／２まで突き刺す条件とした。
験では、満充電状態（４．１Ｖ）から２５°Ｃの雰囲気
にて１時間率（１Ｃ）で５０Ｖまで定電流充電する条件
とした。また、釘刺し試験では、満充電状態（４．１
Ｖ）の電池に直径φ５ｍｍの釘を５ｍｍ／秒の速度で電
池径の１／２まで突き刺す条件とした。
【００２３】＜試験結果＞ 下表３及び表４に、以上の
試験の試験結果を示す。なお、表３において、「○」は
白煙噴出及び電池の破裂・発火が認められなかったもの
を示し、「△」は白煙噴出は認められたものの破裂・発
火が起こらなかったものを示し、「×」は発火が認めら
れたものを示している。また、表３及び表４において、
「内部抵抗比」は、体積割合αが２７％のときの直流内
部抵抗（実施例１の電池の直流内部抵抗）を１００とし
て、その割合で示している。
試験の試験結果を示す。なお、表３において、「○」は
白煙噴出及び電池の破裂・発火が認められなかったもの
を示し、「△」は白煙噴出は認められたものの破裂・発
火が起こらなかったものを示し、「×」は発火が認めら
れたものを示している。また、表３及び表４において、
「内部抵抗比」は、体積割合αが２７％のときの直流内
部抵抗（実施例１の電池の直流内部抵抗）を１００とし
て、その割合で示している。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】＜評価＞表３に示すように、体積割合αを
２７％〜６０％とした実施例１〜３の電池は、過充電試
験及び釘刺し試験の結果、白煙噴出、破裂・発火等の現
象は見られなかった。また、体積割合αを９０％とした
実施例４の電池は、過充電試験及び釘刺し試験において
白煙噴出が確認されたが、破裂・発火には至らなかっ
た。
２７％〜６０％とした実施例１〜３の電池は、過充電試
験及び釘刺し試験の結果、白煙噴出、破裂・発火等の現
象は見られなかった。また、体積割合αを９０％とした
実施例４の電池は、過充電試験及び釘刺し試験において
白煙噴出が確認されたが、破裂・発火には至らなかっ
た。
【００２７】一方、比較例１の電池では、過充電試験及
び釘刺し試験において白煙噴出、破裂・発火は認められ
なかったものの、電池の直流内部抵抗が実施例の各電池
に比べ１０ポイント以上大きくなっていた。また、比較
例２の電池では、釘刺し試験において白煙噴出が確認さ
れたのみで破裂・発火は見られなかったものの、過充電
試験では発火が確認された。遊離液量が多くなると、過
充電時や釘刺し時の内圧上昇により多量の遊離液が吹き
出し、発火に至ることが原因と考えられる。
び釘刺し試験において白煙噴出、破裂・発火は認められ
なかったものの、電池の直流内部抵抗が実施例の各電池
に比べ１０ポイント以上大きくなっていた。また、比較
例２の電池では、釘刺し試験において白煙噴出が確認さ
れたのみで破裂・発火は見られなかったものの、過充電
試験では発火が確認された。遊離液量が多くなると、過
充電時や釘刺し時の内圧上昇により多量の遊離液が吹き
出し、発火に至ることが原因と考えられる。
【００２８】また、表２及び表４に示すように、セパレ
ータの空隙率が小さいと、セパレータの強度が増すので
電池作製時の短絡発生率は少ないが、直流内部抵抗は大
きくなり、逆に、空隙率が大きくなると直流内部抵抗が
小さくなるが短絡発生率が多くなることが分かる。実施
例２−１〜２−２の範囲の空隙率（３０％〜５０％）で
あれば、リチウム二次電池用セパレータとして利用可能
である。
ータの空隙率が小さいと、セパレータの強度が増すので
電池作製時の短絡発生率は少ないが、直流内部抵抗は大
きくなり、逆に、空隙率が大きくなると直流内部抵抗が
小さくなるが短絡発生率が多くなることが分かる。実施
例２−１〜２−２の範囲の空隙率（３０％〜５０％）で
あれば、リチウム二次電池用セパレータとして利用可能
である。
【００２９】以上の結果から、体積割合αを２７％以上
９０％以下とした実施例１〜実施例４の電池の場合に
は、電池の直流内部抵抗の抵抗値を増加させずに、換言
すれば、電池特性を低下させることなく、過充電及び釘
刺し等の電池異常時の安全性を確保することができるこ
とが分かった。また、セパレータの空隙率は３０％〜５
０％の範囲が好ましいことが分かった。ところで、セパ
レータは、過充電や短絡などにより電池温度が上昇した
ときに、微多孔膜の孔が塞がってリチウムイオンの通過
をシャットダウンして両極の電気化学的接触を絶ち安全
性を保持する機能を有しているが、このシャットダウン
速度は空隙率が大きくなると遅くなる。空隙率を３０％
〜５０％の範囲とすれば、電池の安全性を確保すること
ができるシャットダウン速度も確保することができる。
９０％以下とした実施例１〜実施例４の電池の場合に
は、電池の直流内部抵抗の抵抗値を増加させずに、換言
すれば、電池特性を低下させることなく、過充電及び釘
刺し等の電池異常時の安全性を確保することができるこ
とが分かった。また、セパレータの空隙率は３０％〜５
０％の範囲が好ましいことが分かった。ところで、セパ
レータは、過充電や短絡などにより電池温度が上昇した
ときに、微多孔膜の孔が塞がってリチウムイオンの通過
をシャットダウンして両極の電気化学的接触を絶ち安全
性を保持する機能を有しているが、このシャットダウン
速度は空隙率が大きくなると遅くなる。空隙率を３０％
〜５０％の範囲とすれば、電池の安全性を確保すること
ができるシャットダウン速度も確保することができる。
【００３０】なお、本実施形態では、電解液にエチレン
カーボネートとジメチルカーボネートの混合溶液中へ６
フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル溶解したもの
を用いた例を示したが、本発明は例示した電解液に限定
されるものではなく、通常使用されている電解液でも本
実施形態と同等の効果が確認されている。すなわち、一
般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解
した電解液を使用しても本発明を適用することができ、
例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ
６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等や
これらの混合物を用いることができる。また、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、エチルメチルカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエ
タン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，
３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラ
ン、アセトニトリル、プロピオニトリル等又はこれら２
種類以上の混合溶媒を用いることができ、更に、混合配
合比についても限定されるものではない。
カーボネートとジメチルカーボネートの混合溶液中へ６
フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル溶解したもの
を用いた例を示したが、本発明は例示した電解液に限定
されるものではなく、通常使用されている電解液でも本
実施形態と同等の効果が確認されている。すなわち、一
般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解
した電解液を使用しても本発明を適用することができ、
例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ
６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等や
これらの混合物を用いることができる。また、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、エチルメチルカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエ
タン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，
３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラ
ン、アセトニトリル、プロピオニトリル等又はこれら２
種類以上の混合溶媒を用いることができ、更に、混合配
合比についても限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極、負極及びセパレータを除く電池内の空間体積に対
する遊離電解液体積の割合を２７％以上９０％以下の範
囲としたので、電池特性を低下させることなく、電池異
常時でも安全性を確保することができる、という効果を
得ることができる。
正極、負極及びセパレータを除く電池内の空間体積に対
する遊離電解液体積の割合を２７％以上９０％以下の範
囲としたので、電池特性を低下させることなく、電池異
常時でも安全性を確保することができる、という効果を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 克典 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 弘中 健介 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA02 EE04 HH01 HH02 5H028 AA01 AA06 CC08 EE06 HH01 5H029 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM05 AM07 DJ04 EJ12 HJ01 HJ09
Claims (2)
- 【請求項１】 正極活物質にリチウムマンガン複酸化物
を用いた正極と、負極活物質に非晶質炭素材を用いた負
極と、前記正極及び負極を絶縁すると共にリチウムイオ
ンが通過可能なポリオレフィン系微多孔膜からなるセパ
レータと、をリチウム塩を電解質として有機溶媒に溶解
した電解液に浸潤させたリチウム二次電池において、前
記正極、負極及びセパレータを除く前記電池内の空間体
積に対する遊離電解液体積の割合を２７％以上９０％以
下の範囲としたことを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 前記セパレータの空隙率を３０％以上５
０％以下の範囲としたことを特徴とする請求項１に記載
のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37361699A JP2001185223A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37361699A JP2001185223A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185223A true JP2001185223A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18502469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37361699A Pending JP2001185223A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001185223A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-12-28 JP JP37361699A patent/JP2001185223A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
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