JP2001307709A - 非水電解質電池及びその製造方法 - Google Patents
非水電解質電池及びその製造方法Info
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- 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
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- Primary Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非水電解液を用いると共に、正極と負極との
間にセパレータを介在させた非水電解質電池において、
セパレータを改善し、非水電解質電池を高温で保存した
場合等に、その容量が低下するのを防止する。 【解決手段】 非水電解液を用いると共に、正極１と負
極２との間にセパレータ３を介在させた非水電解質電池
において、セパレータとして、微多孔膜３ａと、加熱に
よって微多孔膜３ｃとなる無孔膜３ｂとを積層させたも
のを用いた。
間にセパレータを介在させた非水電解質電池において、
セパレータを改善し、非水電解質電池を高温で保存した
場合等に、その容量が低下するのを防止する。 【解決手段】 非水電解液を用いると共に、正極１と負
極２との間にセパレータ３を介在させた非水電解質電池
において、セパレータとして、微多孔膜３ａと、加熱に
よって微多孔膜３ｃとなる無孔膜３ｂとを積層させたも
のを用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、非水電解液を用
いると共に、正極と負極との間にセパレータを介在させ
た非水電解質電池及びその製造方法に係り、特に、上記
のセパレータを改善し、製造した当初の非水電解質電池
を高温で保存した場合等において、容量が低下するのを
防止するようにした点に特徴を有するものである。
いると共に、正極と負極との間にセパレータを介在させ
た非水電解質電池及びその製造方法に係り、特に、上記
のセパレータを改善し、製造した当初の非水電解質電池
を高温で保存した場合等において、容量が低下するのを
防止するようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力，高エネルギー密度の新型
電池の１つとして、非水電解液を用いて、リチウムの酸
化，還元を利用した高起電力の非水電解質電池が利用さ
れるようになり、またこのような非水電解質電池は、上
記のように非水電解液を用いているため、正極や負極が
保存中に反応して水素や酸素を発生することが少ないと
して、メモリーバックアップ等の緊急時用の電池として
用いられている。
電池の１つとして、非水電解液を用いて、リチウムの酸
化，還元を利用した高起電力の非水電解質電池が利用さ
れるようになり、またこのような非水電解質電池は、上
記のように非水電解液を用いているため、正極や負極が
保存中に反応して水素や酸素を発生することが少ないと
して、メモリーバックアップ等の緊急時用の電池として
用いられている。
【０００３】ここで、このような非水電解質電池として
は、一般に、電池缶内において、正極と負極との間にポ
リプロピレン等で構成された微多孔膜からなるセパレー
タを介在させ、この電池缶内に非水電解液を注液させた
ものが使用されている。
は、一般に、電池缶内において、正極と負極との間にポ
リプロピレン等で構成された微多孔膜からなるセパレー
タを介在させ、この電池缶内に非水電解液を注液させた
ものが使用されている。
【０００４】しかし、このように正極と負極との間にポ
リプロピレン等で構成された微多孔膜からなるセパレー
タを介在させた場合、保存中において、正極における正
極材料の粉末や負極における負極材料の粉末等が、上記
の微多孔膜からなるセパレータの孔を通して対極に移動
して反応し、容量が低下するという問題があった。特
に、上記のような非水電解質電池を高温で保存する場合
や、この非水電解質電池をメモリーバックアップ用の電
池等として使用するために、この非水電解質電池をハン
ダ付けする場合等においては、上記の反応が生じ易くな
り、その容量が大きく低下するという問題があった。
リプロピレン等で構成された微多孔膜からなるセパレー
タを介在させた場合、保存中において、正極における正
極材料の粉末や負極における負極材料の粉末等が、上記
の微多孔膜からなるセパレータの孔を通して対極に移動
して反応し、容量が低下するという問題があった。特
に、上記のような非水電解質電池を高温で保存する場合
や、この非水電解質電池をメモリーバックアップ用の電
池等として使用するために、この非水電解質電池をハン
ダ付けする場合等においては、上記の反応が生じ易くな
り、その容量が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、非水電解
液を用いると共に、正極と負極との間にセパレータを介
在させた非水電解質電池における上記のような問題を解
決することを課題とするものであり、セパレータを改善
し、非水電解質電池を高温で保存した場合等において
も、その容量が低下するのを防止することを課題とする
ものである。
液を用いると共に、正極と負極との間にセパレータを介
在させた非水電解質電池における上記のような問題を解
決することを課題とするものであり、セパレータを改善
し、非水電解質電池を高温で保存した場合等において
も、その容量が低下するのを防止することを課題とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明における非水電
解質電池においては、上記のような課題を解決するた
め、非水電解液を用いると共に、正極と負極との間にセ
パレータを介在させた非水電解質電池において、上記の
セパレータとして、微多孔膜と、加熱によって微多孔膜
になる無孔膜とが積層されたものを用いるようにしたの
である。
解質電池においては、上記のような課題を解決するた
め、非水電解液を用いると共に、正極と負極との間にセ
パレータを介在させた非水電解質電池において、上記の
セパレータとして、微多孔膜と、加熱によって微多孔膜
になる無孔膜とが積層されたものを用いるようにしたの
である。
【０００７】ここで、この非水電解質電池のようにセパ
レータとして、微多孔膜と加熱によって微多孔膜となる
無孔膜とが積層されたものを用いると、上記のセパレー
タにおける無孔膜により、正極材料の粉末や負極材料の
粉末等が対極に移動して反応するのが抑制されて、この
非水電解質電池を高温で保存する場合や、ハンダ付けす
る場合等においても、この非水電解質電池の容量が低下
するのが防止されるようになる。
レータとして、微多孔膜と加熱によって微多孔膜となる
無孔膜とが積層されたものを用いると、上記のセパレー
タにおける無孔膜により、正極材料の粉末や負極材料の
粉末等が対極に移動して反応するのが抑制されて、この
非水電解質電池を高温で保存する場合や、ハンダ付けす
る場合等においても、この非水電解質電池の容量が低下
するのが防止されるようになる。
【０００８】そして、この非水電解質電池を使用するに
あたっては、この非水電解質電池を加熱し、セパレータ
における上記の無孔膜を微多孔膜にして、セパレータ全
体を微多孔膜にし、このセパレータを通してリチウムイ
オン等が正極と負極との間で移動できるようにする。
あたっては、この非水電解質電池を加熱し、セパレータ
における上記の無孔膜を微多孔膜にして、セパレータ全
体を微多孔膜にし、このセパレータを通してリチウムイ
オン等が正極と負極との間で移動できるようにする。
【０００９】ここで、上記のセパレータにおいて、微多
孔膜と加熱によって微多孔膜となる無孔膜とを積層させ
るにあたっては、正極材料の粉末や負極材料の粉末が対
極に移動するのを十分に抑制するため、微多孔膜全体に
無孔膜を積層させることが好ましいが、微多孔膜の一部
にだけ無孔膜を積層させるようにすることも可能であ
る。
孔膜と加熱によって微多孔膜となる無孔膜とを積層させ
るにあたっては、正極材料の粉末や負極材料の粉末が対
極に移動するのを十分に抑制するため、微多孔膜全体に
無孔膜を積層させることが好ましいが、微多孔膜の一部
にだけ無孔膜を積層させるようにすることも可能であ
る。
【００１０】ここで、上記のように加熱によって無孔膜
を微多孔膜する前に、上記の微多孔膜が溶解するのを防
止するため、請求項２に示すように、この無孔膜を構成
する材料に、上記の微多孔膜を構成する材料より融点の
低い材料を用いることが好ましい。
を微多孔膜する前に、上記の微多孔膜が溶解するのを防
止するため、請求項２に示すように、この無孔膜を構成
する材料に、上記の微多孔膜を構成する材料より融点の
低い材料を用いることが好ましい。
【００１１】そして、このような無孔膜を構成する材料
としては、上記のように微多孔膜を構成する材料より融
点が低く、加熱により上記の微多孔膜における微孔と対
応するようにして微孔がうまく形成される材料を用いる
ことが好ましく、請求項３に示すように、ポリエチレン
オキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン、ポ
リプロピレンから選択される少なくとも１種の材料を用
いるようにすることが好ましい。
としては、上記のように微多孔膜を構成する材料より融
点が低く、加熱により上記の微多孔膜における微孔と対
応するようにして微孔がうまく形成される材料を用いる
ことが好ましく、請求項３に示すように、ポリエチレン
オキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン、ポ
リプロピレンから選択される少なくとも１種の材料を用
いるようにすることが好ましい。
【００１２】一方、上記の微多孔膜としては、非水電解
質電池において従来よりセパレータとして一般に使用さ
れているものを用いることができ、この微多孔膜を構成
する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリシリ
コン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体、エポキシ樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、ポリメラミンホルムアルデヒド
等を用いることができ、上記の無孔膜より融点の高い材
料を選択して用いるようにする。
質電池において従来よりセパレータとして一般に使用さ
れているものを用いることができ、この微多孔膜を構成
する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリシリ
コン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体、エポキシ樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、ポリメラミンホルムアルデヒド
等を用いることができ、上記の無孔膜より融点の高い材
料を選択して用いるようにする。
【００１３】また、この発明における非水電解質電池に
おいて、その正極に使用する正極材料としては、従来よ
り使用されている公知の正極材料を用いることができ、
リチウムイオンの吸蔵，放出が可能な金属化合物、例え
ば、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、バナジウム、
ニオブ等を少なくとも一種含むリチウム遷移金属複合酸
化物等を使用することができる。
おいて、その正極に使用する正極材料としては、従来よ
り使用されている公知の正極材料を用いることができ、
リチウムイオンの吸蔵，放出が可能な金属化合物、例え
ば、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、バナジウム、
ニオブ等を少なくとも一種含むリチウム遷移金属複合酸
化物等を使用することができる。
【００１４】また、この発明における非水電解質電池に
おいて、その負極に用いる負極材料としても、従来より
使用されている公知の負極材料を用いることができ、例
えば、金属リチウムや、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉｎ，Ｌｉ
−Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇａ，Ｌｉ−
Ｓｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｃ
ａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金や、リチウムイオンの
吸蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物焼成体等の
炭素材料を用いることができる。
おいて、その負極に用いる負極材料としても、従来より
使用されている公知の負極材料を用いることができ、例
えば、金属リチウムや、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉｎ，Ｌｉ
−Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇａ，Ｌｉ−
Ｓｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃｄ，Ｌｉ−Ｃ
ａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金や、リチウムイオンの
吸蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物焼成体等の
炭素材料を用いることができる。
【００１５】なお、上記の正極材料と負極材料とを比較
した場合、一般に正極材料の方が脱離しやすいため、請
求項４に示すように、上記のセパレータにおける無孔膜
を正極側に位置させることが好ましい。
した場合、一般に正極材料の方が脱離しやすいため、請
求項４に示すように、上記のセパレータにおける無孔膜
を正極側に位置させることが好ましい。
【００１６】また、この発明における非水電解質電池に
おいては、非水電解液としても、従来より使用されてい
る公知のものを用いることができる。
おいては、非水電解液としても、従来より使用されてい
る公知のものを用いることができる。
【００１７】そして、この非水電解液における溶媒とし
ては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、スルホラン、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−エト
キシメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネート等の有機溶媒を１種又は２種以
上組み合わせて使用することができる。なお、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、スルホランから選択される少なくとも１種の有機溶
媒と、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシ
エタン、１，２−エトキシメトキシエタン、テトラヒド
ロフラン、ジオキソラン、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、エチルメチルカーボネートから選択
される少なくとも１種の有機溶媒とを混合させた混合溶
媒を用いると、非水電解液におけるイオン伝導率が高く
なると共に、負極材料にＬｉ−Ａｌ合金を用いた場合
に、優れたイオン伝導性を示す被膜が形成されて、非水
電解質電池の保存特性が向上するようになる。
ては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、スルホラン、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−エト
キシメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネート等の有機溶媒を１種又は２種以
上組み合わせて使用することができる。なお、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、スルホランから選択される少なくとも１種の有機溶
媒と、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシ
エタン、１，２−エトキシメトキシエタン、テトラヒド
ロフラン、ジオキソラン、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、エチルメチルカーボネートから選択
される少なくとも１種の有機溶媒とを混合させた混合溶
媒を用いると、非水電解液におけるイオン伝導率が高く
なると共に、負極材料にＬｉ−Ａｌ合金を用いた場合
に、優れたイオン伝導性を示す被膜が形成されて、非水
電解質電池の保存特性が向上するようになる。
【００１８】また、この非水電解液における溶質として
は、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ 4 、ＬｉＳｉＦ6 、
ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ
2 ） 2 、ＬｉＣＦ3 （ＣＦ2 ）3 ＳＯ3 等の等のリチウ
ム化合物を使用することができる。
は、例えば、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ 4 、ＬｉＳｉＦ6 、
ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ
2 ） 2 、ＬｉＣＦ3 （ＣＦ2 ）3 ＳＯ3 等の等のリチウ
ム化合物を使用することができる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明に係る非水電解質電池につい
て実施例を挙げて具体的に説明すると共に、この実施例
における非水電解質電池が保存特性の点において優れて
いることを、比較例を挙げて明らかにする。なお、この
発明における非水電解質電池は、下記の実施例に示した
ものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において
適宜変更して実施できるものである。
て実施例を挙げて具体的に説明すると共に、この実施例
における非水電解質電池が保存特性の点において優れて
いることを、比較例を挙げて明らかにする。なお、この
発明における非水電解質電池は、下記の実施例に示した
ものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において
適宜変更して実施できるものである。
【００２０】（実施例１）実施例１においては、下記の
ようにして作製した正極１と負極２と非水電解液とセパ
レータ３とを用い、図１に示すような扁平なコイン型の
非水電解質二次電池を作製した。
ようにして作製した正極１と負極２と非水電解液とセパ
レータ３とを用い、図１に示すような扁平なコイン型の
非水電解質二次電池を作製した。
【００２１】［正極］正極１を作製するにあたっては、
正極材料として、水酸化リチウムＬｉＯＨと二酸化マン
ガンＭｎＯ2 とを、ＬｉとＭｎの原子比が０．３：１に
なるように混合したものを、空気中において３７５℃で
２０時間焼成し、これを粉砕して得たリチウム−マンガ
ン酸化物の粉末を用いるようにした。
正極材料として、水酸化リチウムＬｉＯＨと二酸化マン
ガンＭｎＯ2 とを、ＬｉとＭｎの原子比が０．３：１に
なるように混合したものを、空気中において３７５℃で
２０時間焼成し、これを粉砕して得たリチウム−マンガ
ン酸化物の粉末を用いるようにした。
【００２２】そして、この正極材料であるリチウム−マ
ンガン酸化物の粉末と、導電剤であるカーボンブラック
粉末と、結着剤であるフッ素樹脂粉末とを８５：１０：
５の重量比になるように混合し、この混合物を円板状に
加圧成形した後、これを真空中において２５０℃で２時
間熱処理して円板状になった正極を得た。
ンガン酸化物の粉末と、導電剤であるカーボンブラック
粉末と、結着剤であるフッ素樹脂粉末とを８５：１０：
５の重量比になるように混合し、この混合物を円板状に
加圧成形した後、これを真空中において２５０℃で２時
間熱処理して円板状になった正極を得た。
【００２３】［負極］負極２を作製するにあたっては、
リチウムとアルミニウムとの合金（Ｌｉ−Ａｌ合金）の
圧延板を用い、この圧延板を円形に打ち抜いて、円板状
になったＬｉ−Ａｌ合金からなる負極を得た。
リチウムとアルミニウムとの合金（Ｌｉ−Ａｌ合金）の
圧延板を用い、この圧延板を円形に打ち抜いて、円板状
になったＬｉ−Ａｌ合金からなる負極を得た。
【００２４】［非水電解液］非水電解液を作製するにあ
たっては、溶媒として、プロピレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとを１：１の体積比で混合させた
混合溶媒を用い、この混合溶媒に、溶質としてリチウム
トリフルオロメタンスルホン酸イミドＬｉＮ（ＣＦ3 Ｓ
Ｏ2 ）2 を１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させ
た。
たっては、溶媒として、プロピレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとを１：１の体積比で混合させた
混合溶媒を用い、この混合溶媒に、溶質としてリチウム
トリフルオロメタンスルホン酸イミドＬｉＮ（ＣＦ3 Ｓ
Ｏ2 ）2 を１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させ
た。
【００２５】［セパレータ］セパレータ３としては、融
点が１８０℃のポリプロピレン製で厚みが１００μｍに
なった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が１４０℃のポ
リエチレン製で厚みが１０μｍになった無孔膜３ｂを貼
り合わせたものを用いるようにした。
点が１８０℃のポリプロピレン製で厚みが１００μｍに
なった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が１４０℃のポ
リエチレン製で厚みが１０μｍになった無孔膜３ｂを貼
り合わせたものを用いるようにした。
【００２６】［電池の作製］電池を作製するにあたって
は、図１に示すように、上記の正極１をＳＵＳ３１６で
構成された正極集電体５に取り付けると共に上記の負極
２をＳＵＳ３０４で構成された負極集電体６に取り付け
た。
は、図１に示すように、上記の正極１をＳＵＳ３１６で
構成された正極集電体５に取り付けると共に上記の負極
２をＳＵＳ３０４で構成された負極集電体６に取り付け
た。
【００２７】そして、上記の正極集電体５を正極缶４ａ
に接触させるようにして正極１を正極缶４ａに収容させ
ると共に、上記の負極集電体６を負極缶４ｂに接触させ
るようにして負極２を負極缶４ｂに収容させ、上記のセ
パレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜
３ａが負極２側に位置するようにして、このセパレータ
３を上記の正極１と負極２との間に介在させると共に、
上記の非水電解液を負極２側に位置する微多孔膜３ａに
注液し、この状態で正極缶４ａと負極缶４ｂとを合わせ
て、これらを正極缶４ａと負極缶４ｂとで構成される電
池ケース４内に収容させると共に、正極缶４ａと負極缶
４ｂとを絶縁パッキン７により電気的に絶縁させて、電
池容量が約１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を
得た。
に接触させるようにして正極１を正極缶４ａに収容させ
ると共に、上記の負極集電体６を負極缶４ｂに接触させ
るようにして負極２を負極缶４ｂに収容させ、上記のセ
パレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜
３ａが負極２側に位置するようにして、このセパレータ
３を上記の正極１と負極２との間に介在させると共に、
上記の非水電解液を負極２側に位置する微多孔膜３ａに
注液し、この状態で正極缶４ａと負極缶４ｂとを合わせ
て、これらを正極缶４ａと負極缶４ｂとで構成される電
池ケース４内に収容させると共に、正極缶４ａと負極缶
４ｂとを絶縁パッキン７により電気的に絶縁させて、電
池容量が約１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を
得た。
【００２８】なお、このようにして作製した実施例１の
非水電解質二次電池を、上記のセパレータ３における無
孔膜３ｂが溶融する温度まで加熱すると、図２に示すよ
うに、この無孔膜３ｂに多数の微孔が形成されて微多孔
膜３ｃとなり、この微多孔膜３ｃと上記の微多孔膜３ａ
とにおける微孔を通して、上記の非水電解液が負極２に
も導かれ、リチウムイオンがこれらの微多孔膜３ｃ，３
ａを通して移動し、非水電解質二次電池として利用でき
るようになった。
非水電解質二次電池を、上記のセパレータ３における無
孔膜３ｂが溶融する温度まで加熱すると、図２に示すよ
うに、この無孔膜３ｂに多数の微孔が形成されて微多孔
膜３ｃとなり、この微多孔膜３ｃと上記の微多孔膜３ａ
とにおける微孔を通して、上記の非水電解液が負極２に
も導かれ、リチウムイオンがこれらの微多孔膜３ｃ，３
ａを通して移動し、非水電解質二次電池として利用でき
るようになった。
【００２９】（実施例２）実施例２においては、上記の
実施例１と同じセパレータ３を用い、電池を作製するに
あたり、図３に示すように、セパレータ３における微多
孔膜３ａを正極１側に、無孔膜３ｂを負極２側に位置さ
せると共に、上記の実施例１と同じ非水電解液を正極１
側に位置する微多孔膜３ａに注液し、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にして、電池容量が約１００ｍ
Ａｈになった非水電解質二次電池を得た。
実施例１と同じセパレータ３を用い、電池を作製するに
あたり、図３に示すように、セパレータ３における微多
孔膜３ａを正極１側に、無孔膜３ｂを負極２側に位置さ
せると共に、上記の実施例１と同じ非水電解液を正極１
側に位置する微多孔膜３ａに注液し、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にして、電池容量が約１００ｍ
Ａｈになった非水電解質二次電池を得た。
【００３０】（実施例３）実施例３においては、図４に
示すように、セパレータ３として、融点が１８０℃のポ
リプロピレン製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３
ａの片面の５０％の部分に、融点が１４０℃のポリエチ
レン製で厚みが１０μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わ
せたものを用い、上記の実施例１の場合と同様に、この
セパレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔
膜３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約
１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。な
お、この実施例３の非水電解質二次電池の場合、無孔膜
３ｂが設けられていない部分において、非水電解液が上
記の微多孔膜３ａを通して正極１と負極２との双方に接
触した状態となっている。
示すように、セパレータ３として、融点が１８０℃のポ
リプロピレン製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３
ａの片面の５０％の部分に、融点が１４０℃のポリエチ
レン製で厚みが１０μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わ
せたものを用い、上記の実施例１の場合と同様に、この
セパレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔
膜３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約
１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。な
お、この実施例３の非水電解質二次電池の場合、無孔膜
３ｂが設けられていない部分において、非水電解液が上
記の微多孔膜３ａを通して正極１と負極２との双方に接
触した状態となっている。
【００３１】（実施例４）実施例４においては、セパレ
ータ３として、融点が１８０℃のポリプロピレン製で厚
みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融
点が１６５℃のポリプロピレンオキシド製で厚みが１０
μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、そ
れ以外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記のセ
パレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜
３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約１
００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が１８０℃のポリプロピレン製で厚
みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融
点が１６５℃のポリプロピレンオキシド製で厚みが１０
μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、そ
れ以外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記のセ
パレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜
３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約１
００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
【００３２】（実施例５）実施例５においては、セパレ
ータ３として、融点が３７０℃のポリイミド製で厚みが
１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が
１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった無
孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３にお
ける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２側
に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈにな
った非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が３７０℃のポリイミド製で厚みが
１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が
１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった無
孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３にお
ける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２側
に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈにな
った非水電解質二次電池を得た。
【００３３】（実施例６）実施例６においては、セパレ
ータ３として、融点が２２０℃のポリアミド製で厚みが
１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が
１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった無
孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３にお
ける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２側
に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈにな
った非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が２２０℃のポリアミド製で厚みが
１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点が
１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった無
孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３にお
ける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２側
に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈにな
った非水電解質二次電池を得た。
【００３４】（実施例７）実施例７においては、セパレ
ータ３として、融点が３３０℃のポリテトラフルオロエ
チレン製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片
面全面に、融点が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１
０μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、
それ以外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記の
セパレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔
膜３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約
１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が３３０℃のポリテトラフルオロエ
チレン製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片
面全面に、融点が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１
０μｍになった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、
それ以外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記の
セパレータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔
膜３ａが負極２側に位置するようにして、電池容量が約
１００ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
【００３５】（実施例８）実施例８においては、セパレ
ータ３として、融点が非常に高いポリシリコン製で厚み
が１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点
が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった
無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上
記の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３に
おける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２
側に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈに
なった非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が非常に高いポリシリコン製で厚み
が１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面に、融点
が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍになった
無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以外は、上
記の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレータ３に
おける無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａが負極２
側に位置するようにして、電池容量が約１００ｍＡｈに
なった非水電解質二次電池を得た。
【００３６】（実施例９）実施例９においては、セパレ
ータ３として、融点が３１７℃のポリアクリロニトリル
製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面
に、融点が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍ
になった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以
外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレ
ータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａ
が負極２側に位置するようにして、電池容量が約１００
ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
ータ３として、融点が３１７℃のポリアクリロニトリル
製で厚みが１００μｍになった微多孔膜３ａの片面全面
に、融点が１４０℃のポリエチレン製で厚みが１０μｍ
になった無孔膜３ｂを貼り合わせたものを用い、それ以
外は、上記の実施例１の場合と同様にし、上記のセパレ
ータ３における無孔膜３ｂが正極１側に、微多孔膜３ａ
が負極２側に位置するようにして、電池容量が約１００
ｍＡｈになった非水電解質二次電池を得た。
【００３７】（比較例１）比較例１においては、図５に
示すように、融点が１８０℃のポリプロピレン製で厚み
が１００μｍになった微多孔膜３ａだけからなるセパレ
ータ３’を用い、このセパレータ３’を正極１と負極２
との間に介在させて、上記の実施例１と同じ非水電解液
を注液し、それ以外は、上記の実施例１の場合と同様に
して、電池容量が約１００ｍＡｈになった非水電解質二
次電池を得た。なお、この比較例１の非水電解質二次電
池の場合、非水電解液が上記の微多孔膜３ａだけからな
るセパレータ３’を通して正極１と負極２との双方に接
触した状態となっている。
示すように、融点が１８０℃のポリプロピレン製で厚み
が１００μｍになった微多孔膜３ａだけからなるセパレ
ータ３’を用い、このセパレータ３’を正極１と負極２
との間に介在させて、上記の実施例１と同じ非水電解液
を注液し、それ以外は、上記の実施例１の場合と同様に
して、電池容量が約１００ｍＡｈになった非水電解質二
次電池を得た。なお、この比較例１の非水電解質二次電
池の場合、非水電解液が上記の微多孔膜３ａだけからな
るセパレータ３’を通して正極１と負極２との双方に接
触した状態となっている。
【００３８】次に、上記のようにして作製した実施例１
〜９及び比較例１の各非水電解質二次電池を用いて、高
温での保存特性を比較した。
〜９及び比較例１の各非水電解質二次電池を用いて、高
温での保存特性を比較した。
【００３９】ここで、実施例１〜９及び比較例１の各非
水電解質二次電池においては、それぞれ同じようにして
２つの非水電解質二次電池を作製し、実施例１〜３，５
〜９の各非水電解質二次電池においては、１番目の電池
を１４０℃に加熱して、それぞれ上記の無孔膜３ｂを微
多孔膜３ｃにし、また実施例４の非水電解質二次電池に
おいては、１番目の電池を１７０℃に加熱して、上記の
無孔膜３ｂを微多孔膜３ｃにした。
水電解質二次電池においては、それぞれ同じようにして
２つの非水電解質二次電池を作製し、実施例１〜３，５
〜９の各非水電解質二次電池においては、１番目の電池
を１４０℃に加熱して、それぞれ上記の無孔膜３ｂを微
多孔膜３ｃにし、また実施例４の非水電解質二次電池に
おいては、１番目の電池を１７０℃に加熱して、上記の
無孔膜３ｂを微多孔膜３ｃにした。
【００４０】そして、このように無孔膜３ｂを微多孔膜
３ｃにした実施例１〜９の１番目の各非水電解質二次電
池及び比較例１の１番目の非水電解質二次電池を、それ
ぞれ放電電流１０ｍＡで放電終止電圧２．０Ｖまで放電
して、実施例１〜９及び比較例１の各非水電解質二次電
池における保存前の放電容量Ｑ0 を求めた。
３ｃにした実施例１〜９の１番目の各非水電解質二次電
池及び比較例１の１番目の非水電解質二次電池を、それ
ぞれ放電電流１０ｍＡで放電終止電圧２．０Ｖまで放電
して、実施例１〜９及び比較例１の各非水電解質二次電
池における保存前の放電容量Ｑ0 を求めた。
【００４１】次に、加熱していない実施例１〜９の２番
目の各非水電解質二次電池及び比較例１の２番目の非水
電解質二次電池をそれぞれ７０℃で２箇月間保存した
後、実施例１〜３，５〜９の各非水電解質二次電池にお
いては、１番目の電池と同様に１４０℃に加熱して、そ
れぞれ上記の無孔膜３ｂを微多孔膜３ｃにし、また実施
例４の非水電解質二次電池においても、１番目の電池と
同様に１７０℃に加熱して、上記の無孔膜３ｂを微多孔
膜３ｃにした。
目の各非水電解質二次電池及び比較例１の２番目の非水
電解質二次電池をそれぞれ７０℃で２箇月間保存した
後、実施例１〜３，５〜９の各非水電解質二次電池にお
いては、１番目の電池と同様に１４０℃に加熱して、そ
れぞれ上記の無孔膜３ｂを微多孔膜３ｃにし、また実施
例４の非水電解質二次電池においても、１番目の電池と
同様に１７０℃に加熱して、上記の無孔膜３ｂを微多孔
膜３ｃにした。
【００４２】そして、このように加熱した実施例１〜９
の２番目の各非水電解質二次電池及び比較例１の２番目
の非水電解質二次電池を、それぞれ放電電流１０ｍＡで
放電終止電圧２．０Ｖまで放電して、実施例１〜９及び
比較例１の各非水電解質二次電池における保存後の放電
容量Ｑ1 を求めた。
の２番目の各非水電解質二次電池及び比較例１の２番目
の非水電解質二次電池を、それぞれ放電電流１０ｍＡで
放電終止電圧２．０Ｖまで放電して、実施例１〜９及び
比較例１の各非水電解質二次電池における保存後の放電
容量Ｑ1 を求めた。
【００４３】そして、上記の保存前の放電容量Ｑ0 と保
存後の放電容量Ｑ1 とから下記の式に基づいて、実施例
１〜９及び比較例１の各非水電解質二次電池における自
己放電率を求め、その結果を下記の表１に示した。
存後の放電容量Ｑ1 とから下記の式に基づいて、実施例
１〜９及び比較例１の各非水電解質二次電池における自
己放電率を求め、その結果を下記の表１に示した。
【００４４】 自己放電率（％）＝［（Ｑ0 −Ｑ1 ）／Ｑ0 ］×１００
【００４５】
【表１】
【００４６】この結果から明らかなように、微多孔膜３
ａと、加熱によって微多孔膜３ｃになる無孔膜３ｂとが
積層されたセパレータ３を用いた実施例１〜９の各非水
電解質二次電池は、微多孔膜３ａだけからなるセパレー
タ３’を用いた比較例１の非水電解質二次電池に比べて
自己放電率が大きく低下しており、高温での保存特性が
大きく向上していた。
ａと、加熱によって微多孔膜３ｃになる無孔膜３ｂとが
積層されたセパレータ３を用いた実施例１〜９の各非水
電解質二次電池は、微多孔膜３ａだけからなるセパレー
タ３’を用いた比較例１の非水電解質二次電池に比べて
自己放電率が大きく低下しており、高温での保存特性が
大きく向上していた。
【００４７】また、実施例１〜３の非水電解質二次電池
を比較した場合、微多孔膜３ａの片面全面に無孔膜３ｂ
を貼り合わせたセパレータ３を用いた実施例１，２の非
水電解質二次電池は、微多孔膜３ａの片面の５０％の部
分にだけ無孔膜３ｂを貼り合わせたセパレータ３を用い
た実施例３の非水電解質二次電池に比べて、自己放電率
が低下して、高温での保存特性が向上していた。また、
実施例１の非水電解質二次電池のようにセパレータ３に
おける無孔膜３ｂを正極１側に位置させると、セパレー
タ３における無孔膜３ｂを負極２側に位置させた実施例
２の非水電解質二次電池よりさらに自己放電率が少なく
なって、高温での保存特性がさらに改善された。
を比較した場合、微多孔膜３ａの片面全面に無孔膜３ｂ
を貼り合わせたセパレータ３を用いた実施例１，２の非
水電解質二次電池は、微多孔膜３ａの片面の５０％の部
分にだけ無孔膜３ｂを貼り合わせたセパレータ３を用い
た実施例３の非水電解質二次電池に比べて、自己放電率
が低下して、高温での保存特性が向上していた。また、
実施例１の非水電解質二次電池のようにセパレータ３に
おける無孔膜３ｂを正極１側に位置させると、セパレー
タ３における無孔膜３ｂを負極２側に位置させた実施例
２の非水電解質二次電池よりさらに自己放電率が少なく
なって、高温での保存特性がさらに改善された。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
非水電解質電池においては、正極と負極との間に設ける
セパレータに、微多孔膜と、加熱によって微多孔膜とな
る無孔膜とが積層されたものを用いるようにしたため、
保存時においては、セパレータにおける無孔膜により、
正極材料の粉末や負極材料の粉末等が対極に移動して反
応するのが抑制され、この非水電解質電池を高温での保
存する場合や、ハンダ付けする場合等において、この非
水電解質電池の容量が低下するのが防止されるようにな
った。
非水電解質電池においては、正極と負極との間に設ける
セパレータに、微多孔膜と、加熱によって微多孔膜とな
る無孔膜とが積層されたものを用いるようにしたため、
保存時においては、セパレータにおける無孔膜により、
正極材料の粉末や負極材料の粉末等が対極に移動して反
応するのが抑制され、この非水電解質電池を高温での保
存する場合や、ハンダ付けする場合等において、この非
水電解質電池の容量が低下するのが防止されるようにな
った。
【００４９】また、この発明における非水電解質電池に
おいては、セパレータにおける上記の無孔膜が加熱によ
って微多孔膜となるため、この非水電解質電池を使用す
るにあたっては、この非水電解質電池を加熱することに
より、無孔膜が微多孔膜となってセパレータ全体が微多
孔膜になり、このセパレータを通してリチウムイオン等
が正極と負極との間で移動されるようになって、通常の
非水電解質電池として利用することができた。
おいては、セパレータにおける上記の無孔膜が加熱によ
って微多孔膜となるため、この非水電解質電池を使用す
るにあたっては、この非水電解質電池を加熱することに
より、無孔膜が微多孔膜となってセパレータ全体が微多
孔膜になり、このセパレータを通してリチウムイオン等
が正極と負極との間で移動されるようになって、通常の
非水電解質電池として利用することができた。
【図１】この発明の実施例１における非水電解質二次電
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
【図２】この発明の実施例１における非水電解質二次電
池を加熱した後の状態を示した断面説明図である。
池を加熱した後の状態を示した断面説明図である。
【図３】この発明の実施例２における非水電解質二次電
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
【図４】この発明の実施例３における非水電解質二次電
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
池を加熱する前の状態を示した断面説明図である。
【図５】比較例１の非水電解質二次電池の断面説明図で
ある。
ある。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ３ａ 微多孔膜 ３ｂ 無孔膜 ３ｃ 無孔膜の加熱によって形成された微多孔膜
フロントページの続き (72)発明者 藤谷 伸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA06 BB01 CC00 CC04 EE04 HH06 5H029 AJ00 AK03 AL06 AL07 AL08 AL12 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 DJ04 DJ13 HJ14
Claims (5)
- 【請求項１】 非水電解液を用いると共に、正極と負極
との間にセパレータを介在させた非水電解質電池におい
て、上記のセパレータとして、微多孔膜と、加熱によっ
て微多孔膜になる無孔膜とが積層されたものを用いたこ
とを特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載の非水電解質電池におい
て、上記の無孔膜を構成する材料の材料の融点が、微多
孔膜を構成する材料の融点より低いことを特徴とする非
水電解質電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の非水電解質電池
において、上記の無孔膜がポリエチレンオキシド、ポリ
プロピレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレンか
ら選択される少なくとも１種の材料で構成されているこ
とを特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の非水
電解質電池において、上記のセパレータにおける無孔膜
を正極側に位置させたことを特徴とする非水電解質電
池。 - 【請求項５】 非水電解液を用いると共に、正極と負極
との間に微多孔膜と無孔膜とが積層されてなるセパレー
タを介在させた非水電解質電池を加熱して、上記のセパ
レータにおける無孔膜を微多孔膜にすることを特徴とす
る非水電解質電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125290A JP3696046B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 非水電解質電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125290A JP3696046B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 非水電解質電池及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307709A true JP2001307709A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3696046B2 JP3696046B2 (ja) | 2005-09-14 |
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ID=18635270
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|---|---|---|---|
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