JP2001319636A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- secondary battery
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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
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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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電時の電流を制限し、電池の熱暴走を抑
制し、安全性に優れた非水電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 非水電解質二次電池において、集電機能
を有する電池ケースの内壁表面に温度の上昇に伴って抵
抗が増大する部材が固着され、前記部材の抵抗が１００
℃未満では０．１Ω以下、１００℃から１５０℃の範囲
では１Ω以上となり、正極または負極の少なくとも一方
を、前記部材を介して電池ケースに接続する。
制し、安全性に優れた非水電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 非水電解質二次電池において、集電機能
を有する電池ケースの内壁表面に温度の上昇に伴って抵
抗が増大する部材が固着され、前記部材の抵抗が１００
℃未満では０．１Ω以下、１００℃から１５０℃の範囲
では１Ω以上となり、正極または負極の少なくとも一方
を、前記部材を介して電池ケースに接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質二次電
池に関するものである。
池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、民生用の携帯電話、ポータブル電
子機器や携帯情報端末などの急速な小形軽量化・多様化
に伴い、その電源である電池に対して、小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、さらに長期間くり返し充放電が実
現できる二次電池の開発が強く要求されている。なかで
も、水溶液系電解液を使用する鉛電池やニッケルカドミ
ウム電池と比較して、これらの要求を満たす二次電池と
してリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池
が最も有望であり、活発な研究がおこなわれている。
子機器や携帯情報端末などの急速な小形軽量化・多様化
に伴い、その電源である電池に対して、小形で軽量かつ
高エネルギー密度で、さらに長期間くり返し充放電が実
現できる二次電池の開発が強く要求されている。なかで
も、水溶液系電解液を使用する鉛電池やニッケルカドミ
ウム電池と比較して、これらの要求を満たす二次電池と
してリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池
が最も有望であり、活発な研究がおこなわれている。
【０００３】非水電解質二次電池の正極活物質として
は、二硫化チタン、五酸化バナジウムおよび三酸化モリ
ブデンをはじめとして、リチウムコバルト複合酸化物、
リチウムニッケル複合酸化物およびリチウムマンガン酸
化物等の一般式ＬｉxＭＯ2（ただし、Ｍは一種以上の遷
移金属）で表される種々の化合物が検討されている。な
かでも、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケ
ル複合酸化物およびリチウムマンガン酸化物などは、４
Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の極めて貴な電位で充放
電をおこなうため、正極として用いることで高い放電電
圧を有する電池を実現できる。
は、二硫化チタン、五酸化バナジウムおよび三酸化モリ
ブデンをはじめとして、リチウムコバルト複合酸化物、
リチウムニッケル複合酸化物およびリチウムマンガン酸
化物等の一般式ＬｉxＭＯ2（ただし、Ｍは一種以上の遷
移金属）で表される種々の化合物が検討されている。な
かでも、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケ
ル複合酸化物およびリチウムマンガン酸化物などは、４
Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の極めて貴な電位で充放
電をおこなうため、正極として用いることで高い放電電
圧を有する電池を実現できる。
【０００４】非水電解質二次電池の負極活物質として
は、金属リチウムやリチウムを含む合金をはじめとし
て、リチウムの吸蔵・放出が可能な炭素材料などの種々
のものが検討されているが、なかでも炭素材料を使用す
ると、サイクル寿命の長い電池が得られ、かつ安全性が
高いという利点がある。
は、金属リチウムやリチウムを含む合金をはじめとし
て、リチウムの吸蔵・放出が可能な炭素材料などの種々
のものが検討されているが、なかでも炭素材料を使用す
ると、サイクル寿命の長い電池が得られ、かつ安全性が
高いという利点がある。
【０００５】非水電解質二次電池の電解質には、一般に
エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの
高誘電率溶媒とジメチルカーボネートやジエチルカーボ
ネートなどの低粘度溶媒との混合系溶媒にＬｉＰＦ6や
ＬｉＢＦ4等の支持塩を溶解させた電解液が使用されて
いる。
エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの
高誘電率溶媒とジメチルカーボネートやジエチルカーボ
ネートなどの低粘度溶媒との混合系溶媒にＬｉＰＦ6や
ＬｉＢＦ4等の支持塩を溶解させた電解液が使用されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような非
水電解質二次電池において、電子機器の電源回路や充電
装置が故障して過充電状態になった場合、電池内で異常
な発熱が生じ、極端な場合には電池の破損や発火に至る
ことが懸念されるため、電池が熱暴走を起こさないよう
に効果的に発熱を抑制し、電池の安全性を確保すること
が重要な課題となっている。
水電解質二次電池において、電子機器の電源回路や充電
装置が故障して過充電状態になった場合、電池内で異常
な発熱が生じ、極端な場合には電池の破損や発火に至る
ことが懸念されるため、電池が熱暴走を起こさないよう
に効果的に発熱を抑制し、電池の安全性を確保すること
が重要な課題となっている。
【０００７】過充電の防止対策としては、充電器による
充電電圧の制御をおこなう方法が主流となっている。し
かし、現状では、保護回路・保護素子の利用は、電池パ
ックの小型化・低コスト化に大きな制約を与えるため、
保護回路・保護素子なしで安全性を確保することが望ま
れている。
充電電圧の制御をおこなう方法が主流となっている。し
かし、現状では、保護回路・保護素子の利用は、電池パ
ックの小型化・低コスト化に大きな制約を与えるため、
保護回路・保護素子なしで安全性を確保することが望ま
れている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の非水電解質二次電池は以下の構成を有する
ことを特徴とする。
め、本発明の非水電解質二次電池は以下の構成を有する
ことを特徴とする。
【０００９】すなわち、本発明の非水電解質二次電池
は、集電機能を有する電池ケースの内壁表面に温度の上
昇に伴って抵抗が増大する部材が固着され、前記部材の
抵抗が１００℃未満では０．１Ω以下、１００℃から１
５０℃の範囲では１Ω以上となり、正極または負極の少
なくとも一方が前記部材を介して電池ケースに接続され
ていることを特徴とするものである。
は、集電機能を有する電池ケースの内壁表面に温度の上
昇に伴って抵抗が増大する部材が固着され、前記部材の
抵抗が１００℃未満では０．１Ω以下、１００℃から１
５０℃の範囲では１Ω以上となり、正極または負極の少
なくとも一方が前記部材を介して電池ケースに接続され
ていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のように、集電機能を有す
る電池ケースの内壁表面に温度の上昇に伴って抵抗が増
大する部材が固着され、この部材の抵抗が１００℃未満
では０．１Ω以下、１００℃から１５０℃の範囲では１
Ω以上となり、正極または負極の少なくとも一方が前記
部材を介して電池ケースに接続されているため、通常の
使用状態においては電池温度は１００℃未満であるた
め、前記部材の抵抗が０．１Ω以下となっているので、
充電や放電の際には障害とはならない。また、電極がこ
の部材を介して電池ケースと接続されており、電池ケー
スによる集電が良好に行われるようになり、放電特性に
優れた電池となる。
る電池ケースの内壁表面に温度の上昇に伴って抵抗が増
大する部材が固着され、この部材の抵抗が１００℃未満
では０．１Ω以下、１００℃から１５０℃の範囲では１
Ω以上となり、正極または負極の少なくとも一方が前記
部材を介して電池ケースに接続されているため、通常の
使用状態においては電池温度は１００℃未満であるた
め、前記部材の抵抗が０．１Ω以下となっているので、
充電や放電の際には障害とはならない。また、電極がこ
の部材を介して電池ケースと接続されており、電池ケー
スによる集電が良好に行われるようになり、放電特性に
優れた電池となる。
【００１１】また、過充電時には、電池温度が異常に上
昇して１００℃以上になると、電池内の電解液や正極活
物質の分解が生じる恐れがある。しかし、正極または負
極の少なくとも一方と電池ケースの間に温度の上昇に伴
って抵抗が増大する部材が介在しているため、電池温度
が１００℃以上に上昇すると、前記部材の抵抗が１Ω以
上に上昇するため、過充電電流が制限され、電池の熱暴
走を抑制することができるものである。
昇して１００℃以上になると、電池内の電解液や正極活
物質の分解が生じる恐れがある。しかし、正極または負
極の少なくとも一方と電池ケースの間に温度の上昇に伴
って抵抗が増大する部材が介在しているため、電池温度
が１００℃以上に上昇すると、前記部材の抵抗が１Ω以
上に上昇するため、過充電電流が制限され、電池の熱暴
走を抑制することができるものである。
【００１２】なお、電池温度が１５０℃よりも高くなる
と、電池の安全弁が働いて、電解液等が電池の外部に放
出されるので、前記部材の抵抗は１５０℃以下の温度で
１Ω以上に上昇するようにして、安全弁が働く以前に過
充電電流を制限する必要がある。
と、電池の安全弁が働いて、電解液等が電池の外部に放
出されるので、前記部材の抵抗は１５０℃以下の温度で
１Ω以上に上昇するようにして、安全弁が働く以前に過
充電電流を制限する必要がある。
【００１３】また、電池ケースの内壁表面に固着され
る、温度の上昇に伴って抵抗が増大して電流の流れを制
限する部材は、温度と抵抗の関係が上記条件を満たせ
ば、正特性の温度係数を有する部材ならどのような部材
でも使用可能であるが、ＰＴＣ素材が好ましく、炭素材
料に導電性樹脂を混合させた部材がより好ましい。
る、温度の上昇に伴って抵抗が増大して電流の流れを制
限する部材は、温度と抵抗の関係が上記条件を満たせ
ば、正特性の温度係数を有する部材ならどのような部材
でも使用可能であるが、ＰＴＣ素材が好ましく、炭素材
料に導電性樹脂を混合させた部材がより好ましい。
【００１４】なお、電池ケースの内壁表面に固着され
る、温度の上昇に伴って抵抗が増大する部材としてＰＴ
Ｃ素材を使用する場合には、電池ケースの内壁表面全面
に均一に固着されていてもよいが、電極巻回体と電池ケ
ースが接触する部分にのみ固着されていることが好まし
い。
る、温度の上昇に伴って抵抗が増大する部材としてＰＴ
Ｃ素材を使用する場合には、電池ケースの内壁表面全面
に均一に固着されていてもよいが、電極巻回体と電池ケ
ースが接触する部分にのみ固着されていることが好まし
い。
【００１５】なお、ＰＴＣ素材の厚みは０．１〜５０μ
ｍの範囲とする必要がある。その理由は、厚みが０．１
μｍ未満では、電池内温度の上昇時に、十分に抵抗が増
大せず、過充電電流を制限することができないためであ
り、また、厚みが５０μｍよりも大きい場合には、電池
ケース内に収納する電極巻回体の体積が制限され、その
結果電池のエネルギー密度の低下を招くことになる。
ｍの範囲とする必要がある。その理由は、厚みが０．１
μｍ未満では、電池内温度の上昇時に、十分に抵抗が増
大せず、過充電電流を制限することができないためであ
り、また、厚みが５０μｍよりも大きい場合には、電池
ケース内に収納する電極巻回体の体積が制限され、その
結果電池のエネルギー密度の低下を招くことになる。
【００１６】使用するＰＴＣ素材としては、例えばＢａ
ＴｉＯ3がある。ＢａＴｉＯ3は室温で１０-13Ωｃｍ程
度の高い抵抗率を有する絶縁体であるが、ＢａまたはＴ
ｉ格子に不純物陽イオンを導入すると、抵抗率が１０〜
１０-3Ωｃｍ程度に低下する。すなわち、Ｂａ2+に対し
てＬａ3+などの希土類元素を、また、Ｔｉ4+に対してＴ
ａ5+やＮｂ5+を置換すると、過電子キャリアを生じてＮ
型半導体となり、同時に異常な温度抵抗特性を示すＰＴ
Ｃサーミスタとなる。
ＴｉＯ3がある。ＢａＴｉＯ3は室温で１０-13Ωｃｍ程
度の高い抵抗率を有する絶縁体であるが、ＢａまたはＴ
ｉ格子に不純物陽イオンを導入すると、抵抗率が１０〜
１０-3Ωｃｍ程度に低下する。すなわち、Ｂａ2+に対し
てＬａ3+などの希土類元素を、また、Ｔｉ4+に対してＴ
ａ5+やＮｂ5+を置換すると、過電子キャリアを生じてＮ
型半導体となり、同時に異常な温度抵抗特性を示すＰＴ
Ｃサーミスタとなる。
【００１７】本発明における非水電解質二次電池の正極
活物質としては、例えばＬｉxＭＯ2（ただし、Ｍは一種
以上の遷移金属）を主体とする化合物を単独でまたは二
種以上を混合して使用することができ、特に放電電圧の
高さから遷移金属ＭとしてＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の遷移金
属を使用することが望ましい。
活物質としては、例えばＬｉxＭＯ2（ただし、Ｍは一種
以上の遷移金属）を主体とする化合物を単独でまたは二
種以上を混合して使用することができ、特に放電電圧の
高さから遷移金属ＭとしてＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の遷移金
属を使用することが望ましい。
【００１８】負極活物質としては、コークス類、ガラス
状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解
炭素類、炭素繊維等の炭素質材料、あるいは金属リチウ
ム、リチウム合金、ポリアセン等を単独でまたは二種以
上を混合して使用することができるが、特に、安全性の
高さから炭素質材料を用いるのが望ましい。
状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解
炭素類、炭素繊維等の炭素質材料、あるいは金属リチウ
ム、リチウム合金、ポリアセン等を単独でまたは二種以
上を混合して使用することができるが、特に、安全性の
高さから炭素質材料を用いるのが望ましい。
【００１９】さらに非水電解質の溶媒としては、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、トリフルオロプロ
ピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、2-メチル-γ
-ブチルラクトン、アセチル-γ-ブチロラクトン、γ-バ
レロラクトン、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、テトラヒドロフラン、2-メチルテ
トラヒドロフラン、3-メチル-1,3-ジオキソラン、酢酸
メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン
酸エチル、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、ジプロピルカーボネー
ト、メチルプロピルカーボネート、エチルイソプロピル
カーボネート、ジブチルカーボネート等を単独でまたは
二種以上を混合して使用することができる。
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、トリフルオロプロ
ピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、2-メチル-γ
-ブチルラクトン、アセチル-γ-ブチロラクトン、γ-バ
レロラクトン、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、テトラヒドロフラン、2-メチルテ
トラヒドロフラン、3-メチル-1,3-ジオキソラン、酢酸
メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン
酸エチル、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、ジプロピルカーボネー
ト、メチルプロピルカーボネート、エチルイソプロピル
カーボネート、ジブチルカーボネート等を単独でまたは
二種以上を混合して使用することができる。
【００２０】また非水電解質の溶質としての電解質塩
は、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＦ2ＳＯ3、ＬｉＣＦ
3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ
（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2等を単独でまたは二種以上を混合して
使用することができる。中でも高い伝導度を実現できる
ＬｉＰＦ6を用いるのが好ましい。
は、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＦ2ＳＯ3、ＬｉＣＦ
3ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ
（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2等を単独でまたは二種以上を混合して
使用することができる。中でも高い伝導度を実現できる
ＬｉＰＦ6を用いるのが好ましい。
【００２１】また、上記電解質塩の代わりに、あるいは
補助的に固体のイオン導伝性ポリマー電解質を用いるこ
ともできる。この場合、非水電解質二次電池の構成とし
ては、正極、負極およびセパレータと有機または無機の
固体電解質と非水電解液（溶媒又は溶媒及び電解質塩）
との組み合わせ、または正極、負極およびセパレータと
しての有機又は無機の固体電解質と非水電解液（溶媒ま
たは溶媒及び電解質塩）との組み合わせがあげられる。
補助的に固体のイオン導伝性ポリマー電解質を用いるこ
ともできる。この場合、非水電解質二次電池の構成とし
ては、正極、負極およびセパレータと有機または無機の
固体電解質と非水電解液（溶媒又は溶媒及び電解質塩）
との組み合わせ、または正極、負極およびセパレータと
しての有機又は無機の固体電解質と非水電解液（溶媒ま
たは溶媒及び電解質塩）との組み合わせがあげられる。
【００２２】ポリマー電解質がポリエチレンオキシド、
ポリアクリロニトリル又はポリエチレングリコールおよ
びこれらの変成体などの場合には、軽量で柔軟性があ
り、巻回極板に使用する場合に有利である。さらに、電
解質としてはポリマー電解質以外にも、無機固体電解質
あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質との混合
材料などを使用することができる。
ポリアクリロニトリル又はポリエチレングリコールおよ
びこれらの変成体などの場合には、軽量で柔軟性があ
り、巻回極板に使用する場合に有利である。さらに、電
解質としてはポリマー電解質以外にも、無機固体電解質
あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質との混合
材料などを使用することができる。
【００２３】また、本発明の非水電解質二次電池はその
構成として正極、負極およびセパレータと非水電解質と
の組み合わせからなっているが、セパレータとしては、
多孔性ポリ塩化ビニル膜などの多孔性ポリマー膜やイオ
ン導伝性ポリマー電解質膜を単独または組み合わせて使
用することができる。
構成として正極、負極およびセパレータと非水電解質と
の組み合わせからなっているが、セパレータとしては、
多孔性ポリ塩化ビニル膜などの多孔性ポリマー膜やイオ
ン導伝性ポリマー電解質膜を単独または組み合わせて使
用することができる。
【００２４】さらに電池の形状としては円筒形、角形、
コイン型、ボタン型、などの種々の形状にすることがで
きる。
コイン型、ボタン型、などの種々の形状にすることがで
きる。
【００２５】本発明の電池においては、発電要素を構成
する正極または負極のいずれか一方の電極からの集電
が、電極と電池ケースは、その間に設けた温度の上昇に
伴って抵抗が増大する部材を介して接触するものである
が、発電要素からの集電方法は特に限定されるものでは
なく、例えば、正極および負極の両方をリードによる集
電構造とし、電池ケースと接触する方の電極の集電をリ
ードによる集電と電池ケースとの接触による集電の二重
集電構造としても良い。なお、このような二重集電構造
は、アルミニウム集電体と電池ケースとを用いる場合に
特に効果的であり、大電流を流す場合に適している。
する正極または負極のいずれか一方の電極からの集電
が、電極と電池ケースは、その間に設けた温度の上昇に
伴って抵抗が増大する部材を介して接触するものである
が、発電要素からの集電方法は特に限定されるものでは
なく、例えば、正極および負極の両方をリードによる集
電構造とし、電池ケースと接触する方の電極の集電をリ
ードによる集電と電池ケースとの接触による集電の二重
集電構造としても良い。なお、このような二重集電構造
は、アルミニウム集電体と電池ケースとを用いる場合に
特に効果的であり、大電流を流す場合に適している。
【００２６】
【実施例】以下に本発明の実施例について詳述する。
【００２７】図1は、本発明に用いた角形非水電解質二
次電池の概略断面図である。図１において、１は非水電
解質二次電池、２は電極群、３は負極、４は正極、５は
セパレータ、６は電池ケース、７は電池蓋、８は安全
弁、９は負極端子、１０は負極リード、１１はＰＴＣ層
である。
次電池の概略断面図である。図１において、１は非水電
解質二次電池、２は電極群、３は負極、４は正極、５は
セパレータ、６は電池ケース、７は電池蓋、８は安全
弁、９は負極端子、１０は負極リード、１１はＰＴＣ層
である。
【００２８】この角形非水電解質二次電池１は、アルミ
ニウム集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物質を
含む正極合剤を塗布してなる正極４と、銅集電体にリチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質を含む負極合剤を塗布
してなる負極３とがセパレータ５を介して巻回された扁
平状電極群２（巻回体状の発電要素）と、電解質塩を含
有した非水電解液（図示せず）とを電池ケース６に収納
してなるものである。
ニウム集電体にリチウムイオンを吸蔵・放出する物質を
含む正極合剤を塗布してなる正極４と、銅集電体にリチ
ウムイオンを吸蔵・放出する物質を含む負極合剤を塗布
してなる負極３とがセパレータ５を介して巻回された扁
平状電極群２（巻回体状の発電要素）と、電解質塩を含
有した非水電解液（図示せず）とを電池ケース６に収納
してなるものである。
【００２９】電池ケースは、内壁表面にＰＴＣ部材（例
えば、ＢａＴｉＯ3のＢａまたはＴｉ格子側にＬａ、Ｎ
ｂ、Ｔａなどの不純物陽イオンを導入した、平均粒径３
μｍのセラミックス粉末）を厚さ５μｍになるように均
一に塗布したものを使用した。電池ケース６には、安全
弁８を設けた電池蓋７がレーザー溶接によって取り付け
られ、負極端子９は負極リード１０を介して負極３と接
続され、正極４はＰＴＣ層１１を介して電池ケース６の
内壁と電気的に接続されている。
えば、ＢａＴｉＯ3のＢａまたはＴｉ格子側にＬａ、Ｎ
ｂ、Ｔａなどの不純物陽イオンを導入した、平均粒径３
μｍのセラミックス粉末）を厚さ５μｍになるように均
一に塗布したものを使用した。電池ケース６には、安全
弁８を設けた電池蓋７がレーザー溶接によって取り付け
られ、負極端子９は負極リード１０を介して負極３と接
続され、正極４はＰＴＣ層１１を介して電池ケース６の
内壁と電気的に接続されている。
【００３０】正極合剤は、活物質のＬｉＣｏＯ2９０重
量部と、導電材のアセチレンブラック５重量部と、結着
剤のポリフッ化ビニリデン５重量部とが混合されたもの
で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて分散させ、ス
ラリーを調製し、このスラリーを厚さ２０μｍのアルミ
ニウム集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布
し、乾燥させた後、ロールプレスで厚み１８０μｍにな
るように圧縮成型した。
量部と、導電材のアセチレンブラック５重量部と、結着
剤のポリフッ化ビニリデン５重量部とが混合されたもの
で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて分散させ、ス
ラリーを調製し、このスラリーを厚さ２０μｍのアルミ
ニウム集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布
し、乾燥させた後、ロールプレスで厚み１８０μｍにな
るように圧縮成型した。
【００３１】負極合剤は、リチウムイオンを吸蔵放出す
る炭素材料９０重量部と、ポリフッ化ビニリデン１０重
量部とが混合されたもので、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ンを加えて分散させ、スラリーを調製し、このスラリー
を厚さ１０μｍの銅集電体両面にドクターブレードで均
一に塗布、乾燥させた後、ロールプレスで厚み１８０μ
ｍになるように圧縮成型することにより負極３を作製し
た。
る炭素材料９０重量部と、ポリフッ化ビニリデン１０重
量部とが混合されたもので、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ンを加えて分散させ、スラリーを調製し、このスラリー
を厚さ１０μｍの銅集電体両面にドクターブレードで均
一に塗布、乾燥させた後、ロールプレスで厚み１８０μ
ｍになるように圧縮成型することにより負極３を作製し
た。
【００３２】セパレータ５には、厚さ２５μｍの微多孔
性ポリエチレンフィルムを用いた。
性ポリエチレンフィルムを用いた。
【００３３】非水電解質としては、エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）を体
積比１：１の割合で混合し、電解質塩としてＬｉＰＦ6
を１．０ｍｏｌ／ｌ溶解した電解液を使用した。
ト（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）を体
積比１：１の割合で混合し、電解質塩としてＬｉＰＦ6
を１．０ｍｏｌ／ｌ溶解した電解液を使用した。
【００３４】上述の構成要素および手順により、設計容
量６００ｍＡｈの本発明電池（実施例１）を作製した。
また、上述の構成要素および手順において、電池ケース
内側にＰＴＣ層を塗布していない電池を作製し、比較例
１とした。
量６００ｍＡｈの本発明電池（実施例１）を作製した。
また、上述の構成要素および手順において、電池ケース
内側にＰＴＣ層を塗布していない電池を作製し、比較例
１とした。
【００３５】上記の電池（実施例１、比較例１）を用
い、２５℃において２Ｃの電流で、充電終止電圧１０．
０Ｖまで過充電を行い、その時の電池の状態を観察し
た。また、上記の電池を２５℃において１Ｃの電流で、
充電終止電圧４．１Ｖ、放電終止電圧２．５０Ｖの条件
で初期容量試験を行い、その時の放電容量を求めた。こ
れらの結果を表１に示した。
い、２５℃において２Ｃの電流で、充電終止電圧１０．
０Ｖまで過充電を行い、その時の電池の状態を観察し
た。また、上記の電池を２５℃において１Ｃの電流で、
充電終止電圧４．１Ｖ、放電終止電圧２．５０Ｖの条件
で初期容量試験を行い、その時の放電容量を求めた。こ
れらの結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１より、電池ケースの内壁飛揚面にＰＴ
Ｃ層を保持した電池（実施例１）では、ＰＴＣ層を保持
しない電池（比較例１）と比較して、過充電時に高い安
全性が得られていることがわかった。
Ｃ層を保持した電池（実施例１）では、ＰＴＣ層を保持
しない電池（比較例１）と比較して、過充電時に高い安
全性が得られていることがわかった。
【００３８】
【発明の効果】本発明のように、非水電解質二次電池に
おいて、集電機能を有する電池ケースの内壁表面に温度
の上昇に伴って抵抗が増大する部材が固着され、前記部
材の抵抗が１００℃未満では０．１Ω以下、１００℃か
ら１５０℃の範囲では１Ω以上となり、正極または負極
の少なくとも一方が前記部材を介して電池ケースに接続
することにより、電池温度が上昇た場合、１００℃から
１５０℃の範囲で前記部材の抵抗が１Ω以上に上昇する
ため、安全弁が働く前に過充電電流が制限され、電池の
熱暴走を抑制することができ、安全性が高く、しかも充
放電サイクルによる放電容量の減少が少ない非水電解質
二次電池が得られるものである。
おいて、集電機能を有する電池ケースの内壁表面に温度
の上昇に伴って抵抗が増大する部材が固着され、前記部
材の抵抗が１００℃未満では０．１Ω以下、１００℃か
ら１５０℃の範囲では１Ω以上となり、正極または負極
の少なくとも一方が前記部材を介して電池ケースに接続
することにより、電池温度が上昇た場合、１００℃から
１５０℃の範囲で前記部材の抵抗が１Ω以上に上昇する
ため、安全弁が働く前に過充電電流が制限され、電池の
熱暴走を抑制することができ、安全性が高く、しかも充
放電サイクルによる放電容量の減少が少ない非水電解質
二次電池が得られるものである。
【図1】本発明実施例の角形非水電解質二次電池の概略
断面図。
断面図。
１ 非水電解質二次電池 ２ 電極群 ３ 負極 ４ 正極 ５ セパレータ ６ 電池ケース ７ 電池蓋 ８ 安全弁 ９ 負極端子 １０ 負極リード １１ ＰＴＣ層
Claims (1)
- 【請求項１】 集電機能を有する電池ケースの内壁表面
に温度の上昇に伴って抵抗が増大する部材が固着され、
前記部材の抵抗が１００℃未満では０．１Ω以下、１０
０℃から１５０℃の範囲では１Ω以上となり、正極また
は負極の少なくとも一方が前記部材を介して電池ケース
に接続されていることを特徴とする非水電解質二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139137A JP2001319636A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139137A JP2001319636A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001319636A true JP2001319636A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18646638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000139137A Pending JP2001319636A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001319636A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005302467A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池及びその電池パック並びにそれらの過充電保護方法 |
| JP2016018658A (ja) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
| KR20160068806A (ko) * | 2013-10-11 | 2016-06-15 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 오믹 조절형 배터리 |
| KR20160070767A (ko) * | 2013-10-11 | 2016-06-20 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 모든 기후 배터리, 및 그 제조 및 사용 |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000139137A patent/JP2001319636A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160068806A (ko) * | 2013-10-11 | 2016-06-15 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 오믹 조절형 배터리 |
| KR20160070767A (ko) * | 2013-10-11 | 2016-06-20 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 모든 기후 배터리, 및 그 제조 및 사용 |
| JP2016538684A (ja) * | 2013-10-11 | 2016-12-08 | イーシー パワー，エルエルシー | オーミック変調されるバッテリー |
| KR101979071B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2019-05-15 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 모든 기후 배터리, 및 그 제조 및 사용 |
| KR102082864B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2020-02-28 | 이씨 파워, 엘엘씨 | 오믹 조절형 배터리 |
| JP2016018658A (ja) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
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