JP2002025618A

JP2002025618A - リチウムポリマー二次電池の製造方法

Info

Publication number: JP2002025618A
Application number: JP2000203377A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ueda; 英之植田; Toru Oshima; 透大島; Satoshige Nanai; 識成七井; Kiyomi Kouzuki; きよみ神月; Satoshi Kuranaka; 聡倉中; Tsumoru Ohata; 積大畠
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムポリマー二次電池において、プレゲ
ル電解質溶液の発電要素への含浸性、含浸時間を短縮し
て、優れたハイレート放電特性、低温放電特性をもった
電池を効率的に生産する製造方法を提供する。【解決手段】正極、負極、多孔質体からなる発電要素
が収容された外装体内に電解液のみを減圧注液して加圧
含浸させた後、電解液と重合性化合物と熱重合開始剤を
少なくとも含むプレゲル電解質溶液を減圧注液して加圧
含浸させ、さらにプレゲル電解質溶液が注入された外装
体を減圧雰囲気下にて密封した後、加熱してゲル化させ
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、ゲル化するポリマ
ー材料に電解液を保持させたリチウムポリマー二次電池
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池の薄型化の方策とし
て、電解液の代わりにゲル化するポリマー材料に電解液
を含浸させた、いわゆるゲル状ポリマー電解質を用い、
アルミニウム箔と樹脂フィルムとを積層したラミネート
材料を外装体として利用したリチウムポリマー二次電池
（ゲル状ポリマー電解質電池）が提案されている。現在
その開発、実用化への取り組みが積極的に行われてい
る。

【０００３】ゲル状ポリマー電解質は、ゲル化により形
成されるポリマーの三次元網目構造内に電解液を保持さ
せたものであり、イオン導電性を確保するとともに電解
液の固定化による漏液を防止することができるという優
れた特徴を有している。

【０００４】従来、このようなリチウムポリマー二次電
池を作製する方法としては、電解液と重合性化合物と重
合開始剤を含むプレゲル電解質溶液を正極及び／または
負極に塗布した後、加熱もしくは紫外線、電子線等を照
射することにより電極表面にゲル状ポリマー電解質膜を
形成し、その後、多孔質体を介してこの電極相互を対向
させる方法や、予め作成したゲル状ポリマー電解質膜も
しくは多孔質体と一体化させたゲル状ポリマー電解質膜
を正極と負極との間に挟み込む方法が提案されている。

【０００５】しかしながら上記した構成、つまりプレゲ
ル電解質溶液を極板上に塗布した後にゲル化させ、その
後、多孔質体を介して得られた複合電極を対向させる構
成ならびに予め作製したゲル状ポリマー電解質膜もしく
は多孔質体と一体化させたゲル状ポリマー電解質膜を正
極と負極との間に挟み込む構成では、製造する際の外部
環境因子（例えば、湿度、酸素濃度等）の影響を受けや
すく、性状及び膜厚の均一なゲル状ポリマー電解質膜を
量産レベルで得ることは困難であった。しかもゲル状ポ
リマー電解質が製造装置を損傷・腐食させるといった問
題も有していた。

【０００６】また特開平１１−２１４０３８号公報及び
特開平１１−２８３６７３号公報には、多孔質体を介し
て正極とカーボン負極とが対向した発電体が収容された
外装体内に重合性化合物と電解液と特定の重合開始剤を
含むプレゲル溶液を一括注入した後、これを外装体内部
で加熱重合（ゲル化）させることでリチウムポリマー二
次電池を作製する構成が開示されている。

【０００７】しかしプレゲル電解質溶液を一括注入し
て、電池内部でゲル化させる構成では、プレゲル電解質
溶液の粘性が高く、正極、カーボン負極、多孔質体への
溶液の浸透性が悪く、電池内部でのゲル化に不均一が生
じ、その結果、電池の充放電特性が大幅に低下するとい
った問題が発生した。さらに重合性化合物のゲル化反応
は、酸素が多量に存在する雰囲気下では抑制されるた
め、充電時に残存している重合開始剤が負極表面で還元
分解し、電池反応を阻害する原因となる問題も有してい
た。

【０００８】本発明者は以前に、上記した課題を解決
し、高性能なリチウムポリマー二次電池を効率的に生産
するための製造方法を提案した。その方法は、正極、負
極、多孔質体からなる発電要素を外装体内に収容する工
程と、外装体内に電解液のみを注入しこれを発電要素に
減圧含浸する工程と、この工程後に、電解液と重合性化
合物と熱重合開始剤を少なくとも含むプレゲル電解質溶
液を注入して発電要素に減圧含浸する工程と、このプレ
ゲル電解質溶液が注入された外装体を減圧雰囲気下で密
封する工程と、この外装体を加熱してプレゲル電解質溶
液をゲル化させる工程とを備えたものである。

【０００９】この方法では、まず電解液のみを注入減圧
含浸して正極／多孔質体／負極からなる発電要素を湿ら
せるか濡らし、その後、プレゲル電解質溶液を注入し、
減圧含浸するので、従来のプレゲル電解質溶液の一括注
入とは異なり、発電要素の内部にプレゲル電解質溶液が
充分に浸透して発電要素部分でのゲル化が均一に生ずる
ために、優れた充放電特性を有するリチウムポリマー二
次電池を提供することが可能となった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成で
は、電解液やプレゲル電解質溶液の粘性を下げるため
に、溶液を加熱することが必要あり、さらに電解液やプ
レゲル電解質溶液の粘性が特に強い場合には、減圧含浸
に時間がかかり、生産性が落ちるという課題があった。

【００１１】本発明は上記したような課題を解決するも
のであり、高性能なリチウムポリマー二次電池を効率的
に生産するための製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のリチウムポリマー二次電池の製造方法は、正
極、負極、多孔質体からなる発電要素を外装体内に収容
する工程と、外装体内に電解液のみを減圧注液して発電
要素に加圧含浸する工程と、この工程後に、電解液と重
合性化合物と熱重合開始剤を少なくとも含むプレゲル電
解質溶液を同様に減圧注液し加圧含浸する工程と、この
プレゲル電解質溶液が注入された外装体を減圧雰囲気下
で密封する工程と、この外装体を加熱してプレゲル電解
質溶液をゲル化させる工程とを備えたものである。

【００１３】このように電解液のみとプレゲル電解質溶
液をそれぞれ減圧注液して加圧含浸することにより、正
極／多孔質体／負極からなる発電要素内部にプレゲル電
解質溶液を充分に含浸させる時間をこれまでよりも大幅
に短縮し、優れた充放電特性を有するリチウムポリマー
二次電池を、短時間で効率的に製造することが可能とな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１、図２を用いて説明する。

【００１５】図１は、本発明のリチウムポリマー二次電
池の構成を示すため、ラミネート材料からなる外装体を
切り開いた概略図である。図２は、本発明のゲル状ポリ
マー電解質膜を形成するための製造プロセスの中で、電
解液及びプレゲル電解質溶液の発電要素への注入含浸を
行う製造装置の一例を示す概念図である。

【００１６】図１中、１は正極、２は負極、３は膜状の
多孔質体、４はゲル状ポリマー電解質膜、５は正極リー
ド、６は負極リード、７はラミネート材料からなる外装
体、８はその上シール部、９はその下シール部、１０は
リード用絶縁保護フィルムである。ゲル状ポリマー電解
質膜４で覆われた正極１、負極２、多孔質体３は捲回さ
れて発電要素を形成し、外装体７内に収容される。

【００１７】図２中、１１はチャンバーであり、これに
は減圧ポンプにつながれた真空ライン１２、アルゴンガ
スなどの加圧ポンプにつながれた加圧ライン１３が接続
されていてその内部の圧力が調整できるようになってい
る。チャンバー１１内には電池ホルダー１４が設置され
ていて、外装体７を図１に示した状態とは天地が逆の位
置で保持している。外装体７は内部に発電要素が収容さ
れたものであり、下側の上シール部８は既に封口されて
いて、ホルダーの上方に突出した下シール部９のみが未
封口の状態にある。電解液及びプレゲル電解質溶液は、
この未封口の外装体７の下シール部９より内部に注入さ
れる。１５は電解液用の貯蔵タンクである。電解液また
はプレゲル電解質溶液はポンプ１６により注入ノズル１
７を経て外装体７内部に供給される。

【００１８】本発明は、正極１、負極２、多孔質体３
からなる発電要素を外装体７に収容する工程、外装体
７内に電解液を減圧注液し加圧含浸する工程、外装体
７内に電解液と重合性化合物と熱重合開始剤を少なくと
も含むプレゲル電解質溶液を減圧注液し加圧含浸する工
程、プレゲル電解質溶液が注入された外装体７を減圧
雰囲気下で密封する工程、外装体７を加熱してプレゲ
ル電解質溶液をゲル化させる工程からなる。以下、各工
程について詳細に説明する。

【００１９】発電要素を外装体７に収容する工程まず、発電要素の作製方法について説明する。

【００２０】正極１は、正極活物質に導電材と結着剤等
を所定比で混合し、水系もしくは有機系溶媒によりペー
スト化した後、これを集電体（Ａｌ箔）の両面にダイコ
ーター等で均一に塗布し、乾燥、圧延し、所定の大きさ
に切断することで得られる。正極１には正極リード５を
集電体の端部に溶接する。尚、正極活物質としては、Ｌ
ｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、等のリチウム
含有遷移金属酸化物を使用することができる。

【００２１】負極２は、負極活物質に導電材と結着剤等
を所定比で混合し、水系もしくは有機系溶媒によりペー
スト化した後、これを集電体（Ｃｕ箔）の両面にダイコ
ーター等で均一に塗布、乾燥、圧延し、所定の大きさに
切断することで得られる。負極２には負極リード６を集
電体の端部に溶接する。尚、負極活物質としては、リチ
ウムイオンを電気化学的に吸蔵・放出し得るカーボン材
料、好ましくは、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛化メソフェ
ーズ小球体等の黒鉛材料を使用することができる。

【００２２】上記の正極１と負極２とを多孔質膜３を介
して重ね合わせ、図１中に示すような楕円状又は円形状
に捲回する。多孔質体３としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン系樹脂の微多孔質膜を用
いており、その膜厚は、電池特性、実用信頼性の観点か
ら５〜３０μｍが好ましい。

【００２３】正極１、負極２、膜状の多孔質体３からな
る発電要素を収容する外装体７としては、例えば、Ａｌ
箔を中間の１層とし、その内側にポリプロピレンフィル
ムを、外側にポリエチレンテレフタレートフィルムとナ
イロンフィルムを積層し一体化したＡｌラミネート材か
らなる偏平状の袋を使用することができる。この発電要
素が収納された後、正極リード５と負極リード６の先端
部が外部に突出した状態で外装体７の上シール部８を封
口する。尚、リードの上シール部８に接する部分には絶
縁保護フィルム１０を貼りつけるとよい。この絶縁保護
フィルム１０は、正極リード５、負極リード６の先端部
を外部に突出させた状態で外装体７の開口部を熱融着等
で封口する際に、正負の電極間の電気的絶縁と電池内部
の気密性を確保するために設けた部材である。

【００２４】外装体７内に電解液を減圧注液し加圧含
浸する工程まず正極１、負極２、多孔質体３からなる発電要素が収
容された外装体７を、上記のように封口した上シール部
８を下にした状態で、チャンバー１１内部に設置してあ
る電池ホルダー１４に挿入する。

【００２５】ついでチャンバー１１内部のガス圧を真空
ライン１２により所望の圧力となるように減圧排気す
る。その後、注入ノズル１７より外装体７の内部に電解
液のみを減圧注液する。この電解液は、例えば、エチレ
ンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネ
ート類とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカ
ーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（Ｅ
ＭＣ）等の鎖状カーボネート類との混合有機溶媒中に、
ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄等の支持電解質を
溶解させたものである。また、その注液量は発電要素の
湿潤を考慮して電池全体で必要とする総電解液量の１／
８から１／３とすることが好ましく、最大量でも総電解
液量の１／２を上回ることのないようにした。尚、電解
液注入時のチャンバー１１内部のガス圧は１×１０³Ｐ
ａ以上５×１０⁴Ｐａ以下であることが好ましい。これ
は、１×１０³Ｐａ以下の減圧状態にするのは、装置上
困難であることと、電解液の揮発成分が蒸発し、組成が
変化するためである。また、５×１０⁴Ｐａ以上の圧力
では、減圧注液の効果が不明瞭となる。

【００２６】さらに、チャンバー内１１を、加圧ライン
１３により所望の圧力となるように加圧する。この際の
加圧ガスは、乾燥空気でもかまわないが、アルゴン等の
酸素を含まない不活性ガスが好ましい。尚、含浸時の加
圧力は２×１０⁵Ｐａ以上５×１０⁵Ｐａ以下であること
が好ましい。これは、５×１０⁵Ｐａ以上の加圧状態に
するのは、装置上困難であることと、外装体に高い圧力
がかかり、発電要素等が損傷するためである。また、２
×１０⁵Ｐａ以下の圧力では、加圧含浸の効果が不明瞭
となる。

【００２７】外装体７内に電解液と重合性化合物と熱
重合開始剤を少なくとも含むプレゲル電解質溶液を減圧
注液し加圧含浸する工程上記の電解液のみを減圧注液し加圧含浸した後、プレゲ
ル電解質溶液を同様の方法で減圧注液し加圧含浸させ
る。電解液のみを注入する工程と、プレゲル電解質溶液
を注入する工程のガス圧条件は同じである必要はない
が、同じ装置を使う場合、ほぼ同じ値でよい。

【００２８】プレゲル電解質溶液は電解液と重合性化合
物と熱重合開始剤を少なくとも含む。電解液としては、
先の電解液と同様のものが使用できるが、有機溶媒の種
類、組成を変化させてもよい。重合性化合物としては、
例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）末端をアクリ
レート変性したポリマー材料、アクリレート系ポリマー
材料等を用いることができる。熱重合開始剤としては、
ｔ−へキシルパーオキシピパレート、ｔ−ブチルパーオ
キシネオデカノエート等の有機過酸化物を用いることが
できる。

【００２９】プレゲル電解質溶液が注入された外装体
７を減圧雰囲気下で密封する工程プレゲル電解質溶液を減圧注液し加圧含浸した後、減圧
封口装置を用いて、ガス圧３．０×１０⁴Ｐａ以下、さ
らに好ましくは２×１０³Ｐａ以下の条件で外装体７の
下シール部９を封口する。

【００３０】外装体７を加熱してプレゲル電解質溶液
をゲル化させる工程封口した外装体７を加熱することにより、プレゲル電解
質溶液を電池内部でゲル化させ、ゲル状ポリマー電解質
膜４とする。この温度は、プレゲル電解質溶液中の重合
性化合物が三次元架橋する温度であればよく、重合性化
合物と熱重合開始剤により適温を選択する。例えば、上
記した重合性化合物と熱重合開始剤であれば、４０〜８
０℃が好ましい。また、加熱時間についても適切な時間
に設定すればよい。

【００３１】以上、捲回型のリチウムポリマー二次電池
について説明した。しかし、この発明は電池の構成形態
に限定されるものではなく、正極、多孔質膜、負極を順
次重ね合わせた積層型のリチウムポリマー二次電池等に
も適用することができる。

【００３２】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。

【００３３】（実施例１）１．正極の作製正極活物質として、ＬｉＣｏＯ₂を用い、これに導電材
（アセチレンブラック）と結着剤（ポリビニリデンフル
オライド（ＰＶＤＦ））を９０：７：３の重量比で混合
し、有機溶媒（Ｎ−メチルピロリドン）によりペースト
化した。次にダイコーターを用いてＡｌ箔集電体の両面
に均一に塗布し乾燥させることで正極用の原反を作製し
た。さらにこの原反をロールプレス機により圧延した
後、所定の大きさに切断して厚みが０．１６ｍｍの正極
１を作製した。次にこの正極１の集電体の端部に正極リ
ード５を溶接した。

【００３４】２．負極の作製負極活物質として、天然黒鉛粉末を用い、これに結着剤
（ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ））を９７：
３の重量比で混合し、有機溶媒（Ｎ−メチルピロリド
ン）によりペースト化した。次にダイコーターを用いて
Ｃｕ箔集電体の両面に均一に塗布し乾燥させることで負
極用の原反を作製した。さらにこの原反をロールプレス
機により圧延した後、所定の大きさに切断して厚みが
０．１６ｍｍの負極２を作製した。次に負極２の集電体
の端部に負極リード６を溶接した。

【００３５】３．電解液及びプレゲル電解質溶液の調製電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）を１：３の体積比で混合した
有機溶媒中に、支持電解質ＬｉＰＦ₆を１．２ｍｏｌ／
ｌの濃度となるように溶解することにより調製した。ま
たプレゲル電解質溶液は、この電解液と同一組成の電解
液、ポリエーテルアクリレート（分子量：１万）を９
０：１０の重量比で混合した後、熱重合開始剤（ｔ−へ
キシルパーオキシピパレート）を上記混合溶液に対して
０．３重量％添加することにより調製した。

【００３６】４．リチウムポリマー二次電池の作製上記した方法で作製した正極１と負極２をポリエチレン
製の膜状多孔質体３（膜厚：２７μｍ）を介して重ね合
わせ捲回することで楕円状の発電要素を作製した。次に
この発電要素をＡｌラミネート材からなる外装体７に挿
入し、正極リード５、負極リード６の先端部が外部に突
出した状態で外装体７の上シール部８を封口した。

【００３７】次に図２に示した注入含浸装置のチャンバ
ー１１内部に設置してある電池ホルダー１４に、封口し
た上シール部８を下にした状態で外装体７を挿入した。
チャンバー１１内部のガス圧を２．８×１０⁴Ｐａとな
るように３０秒間真空排気した後、注入ノズル１７より
外装体７の内部に上記電解液を０．８ｇ注入し（所要時
間は約３０秒）、さらに３０秒間減圧を保持して予備含
浸させた。その後、３×１０⁵Ｐａまでゆっくり加圧
し、３０秒間加圧含浸させた。

【００３８】次にプレゲル電解質溶液も同様の装置を用
い、同じガス圧条件（２．８×１０ ⁴Ｐａ）で注入ノズ
ル１７より外装体７の内部に上記プレゲル電解質溶液を
２．８ｇ注入し（所要時間は同じく約３０秒）、さらに
３０秒間減圧を保持して予備含浸させた。その後、また
同じガス圧条件（３×１０⁵Ｐａ）までゆっくり加圧
し、３０秒間加圧含浸させた。

【００３９】次に減圧封口装置を用い、ガス圧２．８×
１０⁴Ｐａの条件で、外装体７の下シール部９を封口し
た後、８０℃にて１時間加熱することにより、プレゲル
電解質溶液を電池内部でゲル化させ、リチウムポリマー
二次電池を作製した。この電池を電池Ａとする。

【００４０】さらに比較のために、注入含浸工程を、従
来の減圧含浸のみで行った電池を作成した。この電池を
電池Ｚ１とする。尚、減圧含浸の方法は、最初の電解液
注入を、注液量０．８ｇ、ガス圧２．８×１０⁴Ｐａ、
環境温度４０℃で１０分間減圧含浸させた。次のプレゲ
ル電解質溶液注入を、注液量２．８ｇ、ガス圧２．８×
１０⁴Ｐａ、環境温度４０℃で１０分間減圧含浸させ
た。

【００４１】また比較のために、プレゲル電解質溶液の
一括注入、即ち、先の電解液のみの注入・減圧含浸工程
を省いた以外は、電池Ｚ１と同様な方法でリチウムポリ
マー二次電池を作製した。この電池を電池Ｚ２とする。
尚、この場合の一括注入するプレゲル電解質溶液の量は
３．６ｇとした。

【００４２】５．ハイレート放電特性作製した各電池について、室温（２５℃）において定電
流４２０ｍＡ（０．７Ｃ）で４．２Ｖまで充電した後、
４．２Ｖの定電圧にて２時間充電する。その後、室温に
て１２０ｍＡ（０．２Ｃ）の放電容量で終止電圧が３．
０Ｖになるまで放電させ、放電時間より放電容量を算出
した。また上記と同一条件にて充電した各電池を室温に
て１２００ｍＡ（２Ｃ）の放電容量で終止電圧が３．０
Ｖになるまで放電させ、放電時間より放電容量を算出し
た。ここで得られた測定データより、０．２Ｃでの放電
容量に対する２Ｃでの放電容量の割合（百分率）を算出
し、この値をハイレート放電特性と定義した。

【００４３】６．低温放電特性作製した各電池について、２５℃において定電流４２０
ｍＡ（０．７Ｃ）で４．２Ｖまで充電した後、４．２Ｖ
の定電圧にて２時間充電する。その後、２５℃にて６０
０ｍＡ（１Ｃ）の放電容量で終止電圧が３．０Ｖになる
まで放電させ、放電時間より放電容量を算出した。また
上記と同一条件にて充電した各電池を−１０℃にて６０
０ｍＡ（１Ｃ）の放電容量で終止電圧が３．０Ｖになる
まで放電させ、放電時間より放電容量を算出した。得ら
れた測定データより、２５℃での放電容量に対する−１
０℃での放電容量の割合（百分率）を算出し、この値を
低温放電特性と定義した。

【００４４】７．耐漏液性耐漏液性としては、ゲル化処理後の電池を分解し、相分
離してゲルから漏れ出た電解液の存在有無を目視観察し
た。評価は電解液が漏れ出ていないものを○とし、漏液
が認められたものを×とした。

【００４５】作製したリチウムポリマー二次電池のハイ
レート放電特性、低温放電特性、耐漏液性の評価結果を
（表１）に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】（表１）から明らかなように、電池Ａは、
プレゲル電解質溶液が発電要素に充分に浸透し、外装体
内部でゲル化が均一に生ずるために、ハイレート放電特
性、低温放電特性、耐漏液性が、Ｚ２の比較電池よりも
大幅に向上した。これは、電解液のみの注入減圧含浸に
より発電要素内部を予め電解液で湿潤させることができ
るため、プレゲル電解質溶液の浸透性が改善されたため
である。

【００４８】また、Ｚ１の比較電池とは、ほぼ同じ特性
結果となった。しかし、本実施例の電池Ａが、２分弱で
注液含浸工程を終えているのに対し、電池Ｚ１では、２
０分以上かかる上、電池を加熱するという手段を付け加
えなくてはならないため、工程上非常に非効率的であ
る。

【００４９】Ｚ２の比較電池では、電解液のみは注入せ
ずに、プレゲル電解質溶液を一括注入しているために、
プレゲル電解質溶液の発電要素への浸透含浸性が改善さ
れず、ハイレート放電特性、低温放電特性、耐漏液性が
低下する結果となった。

【００５０】（実施例２）次に電解液及びプレゲル電解
質溶液の発電要素への注入含浸時のガス圧力を減圧、加
圧変化させた場合について検討を行った。

【００５１】注入時のガス圧を、１×１０³Ｐａ、２．
８×１０⁴Ｐａ、５×１０⁴Ｐａ、６×１０⁴Ｐａの４種
類、含浸時のガス圧を、１．５×１０⁵Ｐａ、２×１０⁵
Ｐａ、３×１０⁵Ｐａ、５×１０⁵Ｐａの４種類とし、こ
れ以外は実施例１と同様な方法によりリチウムポリマー
二次電池を計１６種類作製した。この１６種類の電池を
（表２）に示すように、電池Ｂ〜Ｊ、Ｚ２〜Ｚ９となづ
けた。尚、電池Ａと電池Ｆは同一条件で作製された電池
であり、電池Ｂ〜Ｊの電池が本発明の電池、電池Ｚ２〜
Ｚ９が比較のための電池である。尚、この例で用いた注
入含浸装置のチャンバーの制御圧力は１×１０³Ｐａ〜
５×１０⁵Ｐａであり、上記の注入時の最低圧力と含浸
時の最高圧力は、この規制により規定された。

【００５２】

【表２】

【００５３】作製した１６種類の電池のハイレート放電
特性、低温放電特性、耐漏液性の評価結果を（表３）に
示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】（表３）から明らかなように、本実施例の
電池である電池Ｂ〜Ｊは、ハイレート放電特性、低温放
電特性、耐漏液性において、比較例の電池である電池Ｚ
３〜Ｚ９よりも良好な結果を示した。これは液注入時の
ガス圧が小さいほど、また含浸時のガス圧が高いほど電
解液及びプレゲル電解質溶液の発電要素への含浸性がよ
く、発電要素内部でゲル化が均一に生じているためであ
る。

【００５６】表３の結果から、液注入時のガス圧は１×
１０³Ｐａ以上５×１０⁴Ｐａ以下であることが好まし
く、含浸時のガス圧は２×１０⁵Ｐａ以上５×１０⁵Ｐａ
以下であることが好ましい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明の製造法を用いるこ
とにより、プレゲル電解質溶液が発電要素に充分に浸透
し、外装体内部でゲル化が均一に生ずるために、優れた
ハイレート放電特性、低温放電特性を有し、さらに耐漏
液性の良好なリチウムポリマー二次電池を短時間で効率
よく製造することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリチウムポリマー二次電池の構成を示
すラミネート材料からなる外装体を切り開いた概略図

【図２】電解液及びプレゲル電解質溶液の注入含浸装置
の一例を示す概念図

【符号の説明】

１正極２負極３膜状の多孔質体４ゲル状ポリマー電解質膜５正極リード６負極リード７外装体８上シール部９下シール部１０絶縁保護フィルム１１チャンバー１２真空ライン１３加圧ライン１４電池ホルダー１５貯蔵タンク１６ポンプ１７注入ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者七井識成大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者神月きよみ大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者倉中聡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者大畠積大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H029 AJ02 AJ14 AJ15 AL03 AL07 AM00 AM03 AM07 AM16 BJ04 BJ14 CJ02 CJ03 CJ13 CJ23 CJ28 DJ08 DJ09 EJ11 EJ12 HJ01 HJ15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲル状ポリマー電解質を含有した多孔質
体を介して正極と負極とが対向している発電要素を外装
体内に密封したリチウムポリマー二次電池の製造方法で
あって、正極、負極、多孔質体からなる発電要素を前記
外装体内に収容する工程と、前記外装体内に電解液を減
圧注液し加圧含浸する工程と、前記外装体内に電解液と
重合性化合物と熱重合開始剤を少なくとも含むプレゲル
電解質溶液を減圧注液し加圧含浸する工程と、前記プレ
ゲル電解質溶液が注入された前記外装体を減圧雰囲気下
で密封する工程と、前記外装体を加熱して前記プレゲル
電解質溶液をゲル状ポリマー電解質とする工程と、を備
えたことを特徴とするリチウムポリマー二次電池の製造
方法。
【請求項２】電解液およびプレゲル電解質溶液の発電
要素への注液をガス圧１×１０³Ｐａ以上５×１０⁴Ｐａ
以下の減圧雰囲気下にて行い、含浸をガス圧２×１０⁵
Ｐａ以上５×１０⁵Ｐａ以下の加圧雰囲気下にて行うこ
とを特徴とする請求項１記載のリチウムポリマー二次電
池の製造方法。
【請求項３】先に減圧注液する電解液の量は、あとで
プレゲル電解質溶液として減圧注液される電解液の量よ
りも少ないことを特徴とする請求項１記載のリチウムポ
リマー二次電池の製造方法。
【請求項４】熱重合開始剤が有機過酸化物であること
を特徴とする請求項１記載のリチウムポリマー二次電池
の製造方法。
【請求項５】有機過酸化物がｔ−ヘキシルパーオキシ
ピパレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエートの
いずれかであることを特徴とする請求項４記載のリチウ
ムポリマー二次電池の製造方法。
【請求項６】ゲル状ポリマー電解質を含有した多孔質
体を介して正極と負極とが対向している発電要素を外装
体内に密封したリチウムポリマー二次電池の製造方法で
あって、正極、負極、多孔質体からなる発電要素を前記
外装体内に収容する工程と、前記外装体内に電解液のみ
を減圧注液し加圧含浸する工程と、前記外装体内に、先
の工程の減圧注液した電解液よりも多い量の電解液とポ
リエチレンオキシド末端をアクリレート変性したポリマ
ー材料またはアクリレート系ポリマー材料からなる重合
性化合物と熱重合開始剤を少なくとも含むプレゲル電解
質溶液を減圧注液し加圧含浸する工程と、前記プレゲル
電解質溶液が注入された前記外装体を減圧雰囲気下で密
封する工程と、前記外装体を加熱して前記プレゲル電解
質溶液をゲル状ポリマー電解質とする工程と、を備えた
ことを特徴とするリチウムポリマー二次電池の製造方
法。