JP2002184466A

JP2002184466A - 携帯機器用電池

Info

Publication number: JP2002184466A
Application number: JP2000376935A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yamamoto; 昌樹山本
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性が高く、小型かつ軽量な、高容量
及び高エネルギー密度の携帯機器用電池を提供する。【解決手段】正極、負極及び電解質層を有する単位電
池要素から構成される電池要素を含む携帯機器用電池に
おいて、該電解質層が多孔性膜からなるスペーサーを支
持体とし、これに架橋性ポリマーを含む電解質を含浸し
てなることを特徴とする携帯機器用電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器用電池に
関し、詳しくは、電池特性に優れかつ安全性に優れた携
帯機器用電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池は通常、活物質を主成分とする正極
及び負極、並びに多孔性よりなるスペーサーを支持体と
してこれに電解液を含浸してなる電解質層より構成され
る単位電池要素を基本として形成される。この単位電池
要素を積層して形成される電池要素は、例えばリチウム
二次電池の分野において広く用いられている。これらの
電池要素は長尺に形成した単位電池要素を捲き回した
り、平板状に形成した単位電池要素を複数積層すること
により容量を確保している。捲回あるいは積層によって
平板状に形成した電池要素を平板状ケースに収納してな
る平板状電池は、例えばリチウム二次電池の分野におい
て公知である。

【０００３】リチウム二次電池のうち、平板状ケースと
して、可撓性のあるラミネートフィルムを用いたもの
は、軽量であることから今後の採用が見込まれる。特
に、機器の軽量化・小型化が切望される携帯機器（例え
ば、カラーノートパソコン、白黒ノートパソコン、ペン
入力パソコンポケット（パームトップパソコン）、ノー
ト型ワープロ、ポケットワープロ、電池ブックプレーヤ
ー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハ
ンディターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯
プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、
液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、
ミニディスク、電機シェーバー、電子翻訳機、自動車電
話、トランシーバー、電動工具、電子手帳、電卓、メモ
リーカード、テープレコーダー、ラジオ、バックアップ
電源、カメラ、ペースメーカーや補聴器等の医療機器）
用の電池としての需要が増大することが予想される。

【０００４】これら携帯機器は、ユーザーが外出先で使
用することをその主目的とするため、機器を長時間駆動
できるようにすることが望まれる。すなわち、これら携
帯機器を駆動する電池としては、容量の大きいものを用
いることが必須となる。この課題を達成すべく、上記の
電池要素においては、捲回数や積層数を増加させること
により、電池要素全体の活物質量を増加させて容量を上
げる技術が用いられる。

【０００５】ところが、電池要素全体の活物質量が増加
すると、電池全体として相対的に熱がこもりやすい構造
となる。従って、満充電の状態で電池を高温下（６０℃
程度）で保持すると、周囲環境の熱と、電池の部分的な
短絡により発生するジュール熱とが相まって、電池全体
が数百℃（１５０℃程度）の高温となって発煙・発火す
る場合がある。

【０００６】一方、携帯機器は、据え置きの機器と異な
り、ユーザーが携帯することに伴い様々な環境下で使用
・放置されることが想定される。そのような例として、
例えば猛暑の車中に放置されるような場合が挙げられ、
この場合、携帯機器に搭載された電池は、上記の部分的
な短絡による発煙・発火の危険性を有することとなる。
従って、他の用途の電池と比較して、携帯機器用の電池
においては、安全性の高いものが特に望まれるところで
ある。

【０００７】換言すれば、携帯機器用に使用される電池
は、高容量化を目指しつつも、十分な安全性を確保しな
けらばならないという相反する２つの技術課題を同時に
解決することが望まれるのである。近年、電解質として
電解液とポリマーとからなるゲル状電解質等を使用して
電解液の漏液を有効に防止した、いわゆるポリマー電池
が提案されているが、このような電池においても、未だ
電池特性が十分ではなく、更なる性能向上が求められて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、携帯機器用電池
の電池性能を損なわずして、安全性がより高められた携
帯機器用電池を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、製造が容易であり、サイクル特性、レート特
性などの電池特性に優れた携帯機器用電池を提供するこ
とにある。本発明の更に他の目的は、小型かつ軽量であ
り、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度に優れた
携帯機器用電池を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、携帯機器用電池にお
いては電解質の成分が重要であること、また該電解質と
して架橋性ポリマーを用いることによって、部分的な短
絡の危険性が抑制され、安全性が格段に高くなることを
見出し本発明を完成した。

【００１０】すなわち、本発明の要旨は、下記（１）〜
（１５）に存する。（１）正極、負極及び電解質層を有する単位電池要素か
ら構成される電池要素を含む携帯機器用電池において、
該電解質層が多孔性膜からなるスペーサーを支持体と
し、これに架橋性ポリマーを有する電解質を含浸してな
ることを特徴とする携帯機器用電池。（２）スペーサーがポリオレフィンの多孔性延伸膜から
なることを特徴とする（１）に記載の携帯機器用電池。（３）スペーサーの１００℃における熱収縮率が、１方
向あたり１０％以下であることを特徴とする（１）又は
（２）に記載の携帯機器用電池。（４）架橋性ポリマーがアクリル系ポリマーよりなるこ
とを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の携
帯機器用電池。（５）アクリル系ポリマーがアクリロイル基を有するモ
ノマーを重合させたポリマーであることを特徴とする
（４）に記載の携帯機器用電池。（６）アクリロイル基を有するモノマーの全モノマーに
対する割合が、５０重量％以上であるアクリル系ポリマ
ーを使用することを特徴とする（５）に記載の携帯機器
用電池。（７）電解質の全重量に対する架橋性ポリマー含量が、
０．１〜８０重量％であることを特徴とする（１）乃至
（６）のいずれかに記載の携帯機器用電池。（８）電解質層と正極又は負極との接触面における電解
質層の面積が、該接触面における正極又は負極の面積よ
りもそれぞれ大きいことを特徴とする（１）乃至（７）
のいずれかに記載の携帯機器用電池。（９）電解質層と正極又は負極との接触面における電解
質層の面積が、該接触面における正極又は負極の面積の
それぞれ１２０％以下であることを特徴とする（８）に
記載の携帯機器用電池。（１０）電池要素を可撓性のある外装ケースに収納して
なる電池収納体からなることを特徴とする（１）乃至
（９）のいずれかに記載の携帯機器用電池。（１１）前記外装ケースが、金属層の両面を樹脂層で被
覆したラミネートフィルムからなるものであることを特
徴とする（１０）に記載お携帯機器用電池。（１２）外装ケースの重量が、電池収納体の重量の１０
％以下であることを特徴とする（１０）又は（１１）に
記載の携帯機器用電池。（１３）正極又は負極の少なくとも一方が活物質を有す
る電極材料層と集電体とから形成されていることを特徴
とする（１）乃至（１２）のいずれかに記載の携帯機器
用電池。（１４）電池要素がリチウム二次電池であることを特徴
とする（１）乃至（１３）のいずれかに記載の携帯機器
用電池。（１５）電解質が、スペーサーに、モノマー、溶質及び
非水系溶媒を有する溶液を含浸させた後、加熱又は紫外
線照射により、モノマーを重合して架橋性ポリマーを形
成させてなることを特徴とする（１）乃至（１４）のい
ずれかに記載の携帯機器用電池。

【００１１】多孔性膜からなるスペーサーに、架橋性ポ
リマーを含浸させて電解質層を形成することによって安
全性が向上する理由は様々考えられるが、その一つを以
下に示す。つまり、携帯機器用電池を高温下にさらす
と、電解質層を形成するスペーサーが熱収縮を起こす。
その結果、電解質層の大きさがそれを挟む正・負極の大
きさよりも小さくなるため、正・負極の端部での短絡が
発生しやすくなる。しかし本発明においては、スペーサ
ー内に架橋性ポリマーを存在させることにより、（１）
架橋性ポリマーの有する立体構造がスペーサーの熱収縮
を抑制するのみならず、（２）架橋性ポリマーによる、
正・負極とスペーサーとのラミネーション接着性の向上
によってスペーサーの熱収縮が抑制されることにより前
記短絡の危険性が軽減されると考えられるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る携帯機器用電池に含
まれる電池要素は、二次電池であればよく、特に制限さ
れない。二次電池としては、例えば、ニッケルカドミウ
ム電池、ニッケル水素電池、及びリチウム二次電池等を
挙げることができるが、本発明の電池要素は、リチウム
二次電池であることが好ましい。リチウム二次電池を使
用することによって高寿命・高容量・小型・軽量の電池
を実現することができる。

【００１３】以下、一例として、本発明に係る携帯機器
用電池に含まれる電池要素がリチウム二次電池である場
合について詳細に説明する。電池要素は、通常正極、負
極及び電解質層を有する単位電池要素よりなる。そこ
で、まず単位電池要素の構成要素である、電解質層、正
極及び負極について説明する。電解質層は、多孔性膜か
らなるスペーサーを支持体とし、これに架橋性ポリマー
を含む電解質を含浸してなる。架橋性ポリマーを有する
電解質としては、通常、溶質と必要により所望の添加剤
とを非水系溶媒に溶解した電解液を架橋性ポリマーで保
持してなるゲル状電解質を挙げることができる。そし
て、該ゲル状電解質は、上記のスペーサーの空隙を含む
正極と負極との間に存在し、スペーサーとゲル状電解質
とが全体として電解質層を形成することとなる。

【００１４】電解質の構成材料の一つである架橋性ポリ
マーは、架橋構造を有する高分子である。そのような架
橋性ポリマーの基本骨格となる材料としては、例えば、
ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイ
ミドなどの重縮合によって生成させるもの、ポリウレタ
ン、ポリウレアなどのように重付加によって生成される
もの、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系ポリマ
ーやポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル
系ポリマーなどの付加重合で生成されるもの等を挙げる
ことができる。

【００１５】本発明においては、スペーサに含浸させて
から重合させるのが好ましいことから、重合の制御が容
易で重合時に副生成物が発生しない付加重合により生成
される高分子を使用することが望ましい。このようなポ
リマーとしては、アクリル系ポリマーを挙げることがで
きる。アクリル系ポリマーは、電池容量やレート特性、
機械的強度等の電池特性上からも好ましい材料である。

【００１６】アクリル系ポリマーとしては、アクリロイ
ル基を有するモノマーを重合することにより得られるポ
リマーが特に好ましい。アクリロイル基を有するモノマ
ーとしては、アクリロイル基を含有しているものであれ
ば特に限定はされないが、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリルアミド、２−エ
トキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールエチ
ルエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアル
キルエーテルアクリレート、ポリプロピレングリコール
アルキルエーテルアクリレート、２―シアノエチルアク
リレートなどモノアクリレート類や、１、２―ブタンジ
オールジアクリレート、１、３―ブタンジオールジアク
リレート、１、４―ブタンジオールジアクリレート、ネ
オペンタンジオールジアクリレート、１、６―ヘキサン
ジオールジアクリレートなどのアルカンジオールジアク
リレート類や、エチレングリコールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリ
コールジアクリレート、テトラエチレングリコールジア
クリレートなどのポリエチレングリコールジアクリレー
ト類や、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロ
ピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリ
コールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジ
アクリレートなどのポリプロピレングリコールジアクリ
レート類や、ビスフェノールＦエトキシレートジアクリ
レート、ビスフェノールＦエトキシレートジメタアクリ
レート、ビスフェノールＡエトキシレートジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパンエトキシレートトリアクリレート、ト
リメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレー
ト、イソシアヌル酸エトキシレートトリアクリレート、
グリセロールエトキシレートトリアクリレート、グリセ
ロールプロポキシレートトリアクリレート、ペンタエリ
スリトールエトキシレートテトラアクリレート、ジトリ
メチロールプロパンエトキリレートテトラアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールエトキシレートヘキサアク
リレート等を挙げることができる。

【００１７】これらの中でも、リチウムイオンの導電性
の観点からエチレングリコールユニットを有するポリア
クリレート系ポリマーが特に好ましい。本発明において
は、アクリル系ポリマーとして上記のモノマー成分と他
のモノマー成分との共重合体を用いることができる。即
ち、モノマー成分として上記のモノマーの他に別の構造
を有するモノマーを共存させて重合させてもよい。特
に、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等の不飽和
二重結合を有する基を有するモノマーを共存させると高
分子ゲル電解質の強度及び保液性が向上する場合があ
る。このようなモノマーとしては、メタクリル酸メチ
ル、メタクリルアミド、ブタジエン、アクリロニトリ
ル、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニルなどの化合物が
使用できる。

【００１８】アクリル系ポリマーを使用する場合の、ア
クリロイル基を有するモノマーの全モノマーに対する存
在率は特に限定されないが、通常５０重量％以上、好ま
しくは７０重量％以上、特に好ましくは８０重量％以上
である。上記存在率が高い方が、重合速度が早く、ゲル
電解質の生産性を高めることができる点で有利である。

【００１９】架橋性ポリマーは、架橋結合を有する。架
橋結合は、高分子間を架橋剤によって架橋反応させるこ
とによって製造することができる。また、高分子の原料
として、反応点を複数有するモノマー（以下、「多官能
モノマー」ということがある）を使用することによって
製造することができる。好ましくは後者の方法である。

【００２０】後者の方法で架橋性ポリマーを製造する場
合、原料として、多官能モノマーの外に、反応点を１つ
有するモノマー（以下「単官能モノマー」ということが
ある）を併用することができる。多官能モノマーと単官
能モノマーを併用する場合、多官能モノマーの官能基の
当量比は、通常１０％以上であり、好ましくは１５％以
上、更に好ましくは２０％以上である。

【００２１】最も好ましい架橋性ポリマーの製造方法と
しては、アクリロイル基を複数有する多官能モノマー
を、必要に応じて、アクリロイル基を１つ有する単官能
モノマーと共に重合する方法である。電解質中の架橋性
ポリマー含量は、電解質の全重量に対して通常８０重量
％以下、好ましくは５０％以下、さらに好ましくは２０
％以下である。架橋性ポリマー含量が多すぎると電解液
の濃度低下によりイオン伝導度が低下してレート特性な
どの電池特性が低下する傾向がある。一方、架橋性ポリ
マーの割合が少な過ぎる場合は、ゲルの形成が困難とな
り溶媒の保持性が低下して流動及び液漏れが生じること
があるのみならず、電池の安全性を確保できない可能性
もあるので、架橋性ポリマーの電解質に対する含有量
は、通常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上、
更に好ましくは２重量％以上、最も好ましくは５重量％
以上である。

【００２２】電解液の非水系溶媒に対する架橋性ポリマ
ーの割合は、架橋性ポリマーの分子量に応じて適宜選択
されるが、通常０．１重量％以上、好ましくは１重量％
以上、通常５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下
である。架橋性ポリマーの割合が少な過ぎる場合は、ゲ
ルの形成が困難となり電解液の保持性が低下して流動及
び液漏れの問題が生じる傾向がある。架橋性ポリマーの
割合が多過ぎる場合は、粘度が高くなり過ぎて取り扱い
が困難となり、また、電解液の濃度低下によりイオン伝
導度が低下してレート特性等の電池特性が低下する傾向
にある。

【００２３】非水系溶媒に溶解させる溶質は特に限定さ
れるものではなく、従来公知のいずれもが使用できる
が、リチウム塩であることが好ましい。リチウム塩とし
ては、例えば、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＰ
Ｆ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＢ（Ｃ₆Ｈ₅） ₄ 、ＬｉＩ、ＬｉＣ
ｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＳＯ₃ＣＦ₂、ＣＨ₃ＳＯ₃Ｌｉ、ＣＦ
₃ＳＯ₃Ｌｉ、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｃ
₂Ｆ₅）₂、ＬｉＣ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₃、ＬｉＮ（ＳＯ₃Ｃ
Ｆ₃）₂、ＬｉＳｂＦ₆ 、ＬｉＡｌＣｌ、ＬｉＨＦ₂ 、Ｌ
ｉＳＣＮ等が挙げられ、これらのうち少なくとも１種以
上のものを用いることができる。これらのうちでは、特
にＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＣｌＯ₄ が好適である。これら溶質
の電解液（溶質と溶媒との総量）における含有量は、通
常０．５〜２．５ｍｏｌ／ｌである。

【００２４】非水系溶媒としては、具体的にはエチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボ
ネート類、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などの非環状カーボネー
ト類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフ
ラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチルラ
クトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、
アセトニトリル等のニトリル類等の１種又は２種以上の
混合物を挙げることができる。これらのうちでは、環状
カーボネート類、非環状カーボネート類及びラクトン類
から選ばれた１種又は２種以上の混合溶液が好適であ
る。特に沸点が１５０℃以上の溶媒のみを使用した時に
電池の安全性の向上が顕著になる。具体的には、エチレ
ンカーボネート（沸点２４３℃）、プロピレンカーボネ
ート（沸点２４０℃）及びγ−ブチロラクトン（沸点２
０４℃）等が好適である。前述のように、無論これらの
混合溶媒であってもよい。高沸点の溶媒は揮発性が低い
ため、このような溶媒を含有する電池要素を可撓性のケ
ースに収納された場合特に、安全性が高く、変形が少な
いという利点が発揮される。また、これらの分子の水素
原子の一部をハロゲンなどに置換したものも使用でき
る。

【００２５】本発明では、好ましくは、電解液に架橋性
ポリマーの原料となるモノマーを含有させた状態で、多
孔性膜の空隙に充填させ、その後前記モノマーを重合さ
せることによって、ゲル状電解質を形成させる。これら
のモノマーを重合する方法としては、例えば、熱、紫外
線、電子線などによる手法を挙げることができるが、本
発明においては、製造上の容易性から加熱又は紫外線照
射によってモノマーを重合させることが好ましい。熱に
よる重合の場合、反応を効果的に進行させるため、含浸
させる電解液に熱に反応する重合開始剤をいれておくこ
ともできる。利用できる熱重合開始剤としては、アゾビ
スイソブチロニトリル、２，２′−アゾビスイン酪酸ジ
メチル等のアゾ系化合物、過酸化ベンゾイル、クメンハ
イドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エ
チルヘキサノエート等の過酸化物などが使用でき、反応
性、極性、安全性などから好ましいものを単独、または
組み合わせて用いれば良い。尚、架橋性ポリマーを得る
ためには、モノマーの全官能基のうち、通常３０％以上
を反応させるが、４０％以上を反応させることが好まし
く、５０％以上を反応させるのがより好ましい。

【００２６】電解質層は、多孔性膜からなるスペーサー
を支持体とする。スペーサーとして使用する材料として
は、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリ
オレフィン類や、これらの水素原子の一部又は全部がフ
ッ素原子で置換されたポリオレフィン類、ポリアクリロ
ニトリル、ポリアラミド等の樹脂の多孔性膜が挙げられ
る。電解質に対する化学的安定性の点、印加される電圧
に対する安定性の点から、好ましくは、ポリオレフィン
又は、フッ素置換されたポリオレフィンであり、具体的
には、ポリエチレンやポリプロピレン、これらの水素原
子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたものを挙げ
ることができる。これらの中でも特に好ましくは、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びポリフッ化ビニ
リデンであり、最も好ましくは、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のポリオレフィンである。無論これらの共重
合体や混合物を使用することもできる。

【００２７】スペーサーの原料として用いられる樹脂の
数平均分子量は、通常１万以上、好ましくは１０万以上
であり、また通常１０００万以下、好ましくは３００万
以下である。分子量が小さすぎると、その機械的強度が
不十分となり、短絡が生じやすい傾向にある。また、分
子量が大きすぎると、多孔性膜の空隙内への電解質の充
填が困難になりがちであり、電池の生産効率を低下さ
せ、またレート特性等の電池性能も低下させる傾向にあ
る。さらに、分子量が大きすぎると、後述する可塑剤を
混合した後延伸する方法等において製膜が困難になるこ
ともある。

【００２８】スペーサーは多孔性膜であればよい。この
ような材料として、例えば、多孔性延伸膜、不織布など
が挙げられるが、本発明においては延伸によって製造さ
れる延伸膜であることがより好ましい。多孔性延伸膜
は、不織布よりもさらに膜内の抵抗がより均一になるた
め、局所的なリチウムの析出、すなわち電極間短絡の原
因となるデンドライトの析出を抑制することができる。

【００２９】多孔性延伸膜の延伸は、一軸又は二軸延伸
のいずれであってもよいが、二軸延伸のものを使用する
のが好ましい。二軸延伸とすれば、膜の縦・横の機械的
強度バランスがよいため、電池製造上の取り扱いが容易
となる。スペーサーの空孔率は通常３０％以上、好まし
くは３５％以上、通常８０％以下、好ましくは７５％以
下、さらに好ましくは７２％以下である。空孔率が小さ
すぎると膜抵抗が大きくなりレート特性が悪化する。特
に、高レートで使用した際の容量が低下する。一方、空
孔率が大きすぎると、膜の機械的強度が低下する結果、
電池要素の形状が変化する際に短絡が生じやすくなる。
本発明においては、空孔率が大きいほど架橋性ポリマー
使用による効果が顕著である。尚、空孔率は、スペーサ
ーの原料の比重と、スペーサー製造後の比重とを測定す
ることによって求めることができる。

【００３０】スペーサーに存在する空孔の平均孔径は、
通常０．２μｍ以下、好ましくは０．１８μｍ以下、さ
らに好ましくは０．１５μｍ以下であり、通常は０．０
１μｍ以上、好ましくは０．０７μｍ以上である。孔径
があまりに大きいと短絡が生じやすいくなる一方、孔径
があまりに小さいと膜抵抗が大きくなり、レート特性等
の電池性能が低下する傾向にある。本発明においては、
平均孔径が大きいほど架橋性ポリマー使用による効果が
顕著である。尚、平均孔径は、バブルポイントテストに
よる孔径分布データのピーク孔径を測定することにより
求めることができる。

【００３１】スペーサーの膜厚は通常５μｍ以上、好ま
しくは７μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上であ
り、通常５０μｍ以下、好ましくは２８μｍ以下、さら
に好ましくは２５μｍ以下であり、最も好ましくは２０
μｍ以下である。あまりに膜厚が小さいと、マイルドシ
ョート現象による自己放電が生じやすく、あまりに膜厚
が大きいとレート特性等の電池特性が不十分になるばか
りでなく、体積エネルギー密度が低下する傾向にある。
本発明においては、スペーサーが薄い程、架橋性ポリマ
ー使用による効果が顕著である。

【００３２】スペーサーは、通常０．３ｋＶ以上、好ま
しくは０．５ｋＶ以上の耐電圧を有する。ここで、「Ｘ
ｋＶの耐電圧を有する」とは、スペーサーを挟んでＸｋ
Ｖ以上の電圧を印加した場合、電極間に１００ｍＡ以上
の電流が流れないことを意味する。耐電圧が低すぎる
と、電池の充電時に何らかの理由で部分的に抵抗が上昇
した場合、その結果温度が異常に上昇することがある。
また、自己放電を有効に防止することが困難になる傾向
にある。実用的な得やすさから、耐電圧は、通常１００
０ｋＶ以下、好ましくは１００ｋＶ以下、さらに好まし
くは１０ｋＶ以下である。

【００３３】短絡をより有効に防止するため、スペーサ
ーを局部的に加圧した場合のピン刺し貫通強度は、通常
２００ｇｆ以上、好ましくは２３０ｇｆ以上、さらに好
ましくは３００ｇｆ以上とする。ただし、あまりにピン
刺し貫通強度が大きいのは実用的ではないので、通常２
０００ｇｆ以下、好ましくは１５００ｇｆ以下、より好
ましくは１０００ｇｆ以下である。

【００３４】また、スペーサーを一定方向に０．１ｋｇ
／ｃｍの力で引っ張ったときに生じる歪みが１％以下と
なるスペーサーを使用することが好ましい。その結果、
さらに短絡を有効に防止できると共に、電池製造におけ
るスペーサーの搬送工程及び積層工程時にスペーサーの
位置精度等を保ちやすく、歩留まりを向上させることが
できる。ただし、あまりに上記歪みが小さいものは実用
上得がたいので、通常０．０１％以上、好ましくは０．
１％以上である。

【００３５】スペーサーの１００℃における熱収縮率
は、１方向に対して、通常１０％以下であり、好ましく
は９％以下であり、より好ましくは７％以下である。こ
こで「１方向に対する熱収縮率」とは、例えば延伸膜に
おいては、延伸方向及びその垂直方向での熱収縮率それ
ぞれをいう。熱収縮率が大きすぎると、電池製造時の加
熱や高温環境での放置等によって、電極端部での短絡が
より発生しやすくなる。尚、延伸膜として二軸延伸膜を
使用する場合、設計・製造上の容易性から、両延伸方向
の熱収縮率を近い値とすることが好ましい。この場合、
両延伸方向の熱収縮率の差は、通常７％以内とするが、
５％以内とするのが好ましく、４．５％以内とすること
が更に好ましい。

【００３６】また、スペーサーの表面張力は、通常４０
ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、好ましくは４６ｄｙｎｅ／ｃｍ
以上、特に好ましくは４８ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とす
る。その結果、多孔性膜中の空隙にゲル状電解質を十分
に充填させやすくなり、生産性の向上と、レート特性の
向上を実現することが可能となる。このような表面張力
を有する膜とするために、通常は、スペーサーに、コロ
ナ放電処理、プラズマ処理、フッ素ガス処理等の表面改
質処理を施すのが好ましい。ただし、あまりに表面張力
の大きな膜は得にくいので、表面張力は、通常６０ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ以下、好ましくは５８ｄｙｎｅ／ｃｍ以下で
ある。

【００３７】スペーサーは、例えば以下のようにして製
造することができる。数平均分子量1 万〜１０００万程
度、好ましくは１０万〜３００万の樹脂に不均一分散媒
としての可塑剤を混合し、混練した後にシート状に成膜
する。さらにこれから溶媒で可塑剤を抽出する工程と所
定の倍率で縦横方向いずれかまたは両方に延伸する工程
を経ることにより、所望のスペーサーを得ることが出来
る。

【００３８】本発明の携帯機器用電池に用いられる正極
や負極は従来公知のものであればよく、正極又は負極の
構造は特に限定されないが、本発明においては、正極又
は負極の少なくとも一方が、正極又は負極活物質を有す
る正極又は負極材料層と集電体により形成されているこ
とが好ましい。正極に使用する正極活物質としては、遷
移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷
移金属硫化物等各種の無機化合物が挙げられる。ここで
遷移金属としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が用いられ
る。具体的には、ＭｎＯ、Ｖ₂Ｏ₅ 、Ｖ₆ Ｏ₁₃、ＴｉＯ₂
等の遷移金属酸化物粉末、ニッケル酸リチウム、コバ
ルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと
遷移金属との複合酸化物粉末、ＴｉＳ₂ 、ＦｅＳ、Ｍｏ
Ｓ₂ などの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。これら
の化合物はその特性を向上させるために部分的に元素置
換したものであっても良い。また、ポリアニリン、ポリ
ピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリス
ルフィド系化合物、Ｎ−フルオロピリジニウム塩等の有
機化合物を用いることもできる。これらの無機化合物、
有機化合物を混合して用いても良い。これら正極の活物
質の粒径は、通常１〜３０μｍ、好ましくは１〜１０μ
ｍとする。粒径が大きすぎても小さすぎても、レート特
性、サイクル特性等の電池特性が低下する傾向にある。

【００３９】負極に使用する負極活物質としてはグラフ
ァイトやコークス等の炭素系活物質が挙げられる。これ
らの炭素系活物質は金属やその塩、酸化物との混合体、
被覆体の形であっても利用できる。またけい素、錫、亜
鉛、マンガン、鉄、ニッケルなどの酸化物、あるいは硫
酸塩さらには金属リチウムやＬｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−
Ｃｄ、Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄなどのリチウム合金、リチウム
遷移金属窒化物、シリコンなども使用できる。これら負
極の活物質の粒径は、通常１〜５０μｍ、好ましくは５
〜３０μｍとする。あまりに大きすぎても小さすぎても
初期効率、レート特性、サイクル特性等の電池特性が低
下する傾向にある。

【００４０】正極材料層及び負極材料層は、それぞれバ
インダーを含有しても良い。活物質１００重量部に対す
るバインダーの場合は、通常０．０１重量部以上、好ま
しくは０．１重量部以上、更に好ましくは１重量部以
上、通常５０重量部以下、好ましくは３０重量部以下、
更に好ましくは１５重量部以下である。バインダーの量
が少なすぎると強固な活物質層が形成させにくい。バイ
ンダーの量が多すぎると、エネルギー密度やサイクル特
性に悪影響があるばかりでなく、活物質層に電解質成分
を含有させる場合、活物質層中の空隙量が低下するため
電解質成分を含浸させにくくなる。適量なバインダーを
使用すれば、これらの層に空隙を形成させ、且つ該空隙
内に前記のゲル状の電解質を充填させることができるた
め、電池特性上好ましい。

【００４１】バインダーとしては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレン
などのアルカン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソ
プレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン、ポリメ
チルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニル
ピロリドンなどの環を有するポリマー、ポリメタクリル
酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸
ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチ
ル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル
アミドなどのアクリル誘導体系ポリマー、ポリフッ化ビ
ニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチ
レン等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビ
ニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー、ポリ酢酸
ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコ
ール系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
などのハロゲン含有ポリマー、ポリアニリンなどの導電
性ポリマーなど各種の樹脂が使用できる。また、上記の
ポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重
合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重
合体などであっても使用できる。また、シリケートやガ
ラスのような無機化合物を使用することもできる。本発
明においては、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を使
用することが好ましい。

【００４２】樹脂の重量平均分子量は、通常１０００以
上、好ましくは１００００以上、さらに好ましくは２０
０００以上であり、通常５００００００以下、好ましく
は１００００００以下、さらに好ましくは３０００００
以下である。低すぎると塗膜の強度が低下し好ましくな
い。高すぎると粘度が高くなり活物質層の形成が困難に
なる。

【００４３】正極材料層及び負極材料層は、それぞれ必
要に応じて導電材料、補強材など各種の機能を発現する
添加剤、粉体、充填材などを含有していても良い。導電
材料としては、上記活物質に適量混合して導電性を付与
できるものであれば特に制限は無いが、通常、アセチレ
ンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末
や、各種の金属ファイバー、箔などが挙げられる。補強
材としては各種の無機、有機の球状、繊維状フィラーな
どが使用できる。

【００４４】集電体としては、通常、アルミ箔や銅箔な
どの金属、合金等の箔を用いる。集電体の厚みは通常１
〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。薄すぎる
と機械的強度が弱くなるが、厚すぎると電池が大きくな
り、機器の中で占めるスペースが大きくなってしまい、
電池の小型化が図りにくくなる。携帯機器用電池の場
合、正極及び負極の厚さは、それぞれ通常１μｍ以上、
好ましくは１０μｍ以上であり、通常は５００μｍ以
下、好ましくは２００μｍ以下である。あまりに厚くて
も薄くても容量やレート特性等の電池性能が低下する傾
向にある。

【００４５】携帯機器用電池を構成する電池要素は、正
極、負極及び電解質層とを有する単位電池要素よりな
る。電池要素の形態としては、例えば、平板状の単位電
池要素を複数枚積層した平板積層型、長尺に形成した単
位電池要素を平板状となるように捲回した平板状捲回
型、さらには、長尺に形成した単位電池要素を円筒状に
捲回した円筒捲回型を挙げることができる。本発明にお
いては、生産性及び小型化が可能である点から、電池要
素の形態は、平板状捲回型又は平板積層型であることが
好ましい。

【００４６】電池要素が平板状捲回型の形態を採る場
合、単位電池要素の捲回数は、通常５以上、好ましくは
６以上、更に好ましくは７以上であり、通常２０以下、
好ましくは１５以下、更に好ましくは１０以下である。
捲回数が少ないと、携帯機器用電池の全体としての容量
が少なくなる一方、捲回数が多すぎると、携帯機器用電
池の小型化が図りにくくなる。

【００４７】電池要素が平板積層型の形態を採る場合、
単位電池要素の積層数は、通常５層以上、好ましくは８
層以上、更に好ましくは１０層以上であり、通常５０層
以下、好ましくは３０層以下、更に好ましくは２５層以
下である。積層数が少ないと、携帯機器用電池の全体と
しての容量が少なくなる一方、積層数が多すぎると、携
帯機器用電池の小型化が図りにくくなる。

【００４８】単位電池要素は、通常、正極と負極との間
に電解質層を有する。安全性確保の観点から、電解質層
の面積を正極又は負極、好ましくはその両者の面積より
も大きくすることが好ましい。このときの面積比は特に
限定されないが、携帯機器用電池の小型化を図る観点、
及び支持体であるスペーサーの熱収縮を考慮すると、電
解質層の面積を正極又は負極の面積の１２０％以下とす
ることが好ましく、１１５％以下とすることが更に好ま
しく、１１０％以下とすることが最も好ましい。尚、
「電解質層の面積」とは、電解質層と正極又は負極との
接触面における電解質層の面積をいい、「正極又は負極
の面積」とは、該接触面における正極又は負極の面積を
いう。

【００４９】また、電解質層の面積を正極又は負極の面
積よりも大きくしても、電池要素に熱が加わることによ
ってスペーサーが収縮する結果短絡が生じやすくなる。
従って、スペーサーの熱収縮率が大きい程、電解質層の
面積は相対的に大きくする必要がある。換言すれば、熱
収縮率の小さいスペーサー程、電解質層の面積を小さく
することができ、その結果より電池を小型・軽量化でき
る。

【００５０】本発明に係る携帯機器用電池は、通常、電
池要素を所定の外装ケースに収納してなる電池収納体か
らなる。使用する外装ケースの形態は特に限定されない
が、小型化が可能となる点から可撓性のある外装ケース
が好ましい。可撓性のある外装ケースとは柔軟性、屈曲
性等形状可変性を有するケースを意味し、その具体例と
しては、ビニール袋の様な高分子フィルムからなる袋、
高分子フィルムからなる真空包装用袋もしくは真空パッ
ク、金属箔と高分子フィルムとのラミネート素材からな
る真空包装用袋もしくは真空パック、プラスチックで形
成された缶、プラスチックの板で挟んで周囲を溶着、接
着、はめ込み等で固定したケース等が挙げられる。これ
らの中では、気密性、形状可変性の点で高分子フィルム
からなる真空包装用袋もしくは真空パック、または金属
箔と樹脂（高分子フィルム）とのラミネート素材からな
る真空包装用袋もしくは真空パックが好ましい。

【００５１】材質としては、プラスチック、高分子フィ
ルム、金属フィルム、ゴム、薄い金属板、金属層と樹脂
層とを有するラミネートフィルム等が挙げられる。ケー
スの材質として、特に好ましいのは、金属層の両面を樹
脂層で被覆したラミネートフィルムである。ラミネート
フィルムを電池要素の外装ケースとして用いれば、携帯
機器用電池の軽量化・小型化が達成される。その一方
で、外装ケースとして金属缶を用いる場合と比較して、
ラミネートフィルムは剛性等の機械的強度が劣る結果、
加熱時に短絡が発生する可能性が相対的に高い。従っ
て、可撓性のあるラミネートフィルムを外装ケースとす
るような携帯機器用電池においては、電池要素自体の安
全性をより高くすることが必要となるが、本発明におい
ては架橋性ポリマーを用いることにより、安全性を高め
ることが可能になる。換言すれば、ラミネートフィルム
を電池要素の外装ケースとして用いた場合に本発明の効
果が顕著となる。

【００５２】尚、電池要素は、上記ケース中に減圧状態
で封入されるのが、装置の小型化及び電池素子の接触の
面から好ましい。この場合、大気圧との差分が電池素子
を押さえ付ける力となる。特に好ましいのは、金属層の
両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなるケ
ースを使用して、この中に、電池要素を減圧状態で密封
して収納することである。

【００５３】本発明においては、携帯機器用電池の軽量
化、及び単位重量あたりのエネルギー効率の向上を図る
観点から、電池収納体の重量に占める可撓性のある外装
ケースの重量は、なるべく小さくすることが好ましい。
具体的には、電池収納体の重量に対する可撓性のある外
装ケースの重量が、１０％以下であることが好ましく、
８％以下であることが特に好ましく、６％以下とするこ
とが最も好ましい。ここで、「電池収納体の重量」と
は、電池要素が可撓性のある外装ケースに封入された状
態における全重量をいい、外装ケース外部に設けられる
安全性確保のための保護回路等は含まれない。但し、必
要に応じて可撓性のある外装ケースの内部に収納される
電極取り出し用のタブ（この場合、タブの一部は可撓性
のある外装ケース外部に取り出されることとなる）や絶
縁性確保のための樹脂板等は、「電池収納体の重量」に
含まれるものとする。

【００５４】尚、電池の携帯機器への装着等の利便を図
るため、可撓性のある外装ケースに電池を封入し好まし
い形状に成形後、必要に応じてこれら複数のケースをさ
らに剛性を持つ外装ケースに収納することも可能であ
る。本発明に係る携帯機器用電池は携帯機器に搭載され
るものであればよく、携帯機器の用途は特に限定されな
い。携帯機器としては、例えば、カラーノートパソコ
ン、白黒ノートパソコン、ペン入力パソコンポケット
（パームトップパソコン）、ノート型ワープロ、ポケッ
トワープロ、電池ブックプレーヤー、携帯電話、コード
レスフォン子機、ページャー、ハンディターミナル、携
帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフ
ォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、携帯用Ｄ
ＶＤプレーヤー、ハンディークリーナー、ポータブルＣ
Ｄ、ミニディスク、携帯用ｍｐ３プレーヤー、電機シェ
ーバー、電子翻訳機、自動車電話、トランシーバー、電
動工具、電子手帳、電卓、メモリーカード、テープレコ
ーダー、ラジオ、腕時計型多機能モバイル、バックアッ
プ電源、（デジタル）カメラ、ペースメーカーや補聴器
等の医療機器等を挙げることができる。

【００５５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施に限定されるものではない。〈正極の製造〉ＬｉＣｏＯ₂ （平均粒径５μm ：日本化
学工業製）９０重量部に対して、バインダーとしてポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５重量部、及びアセチレ
ンブラック５重量部を、固形分が５６重量％となるよう
にＮＭＰ中に溶解して、正極用塗布溶液を調整した。そ
して、厚さ２０μm のアルミニウム製タブ付正極集電体
上（電極部分に対応する部分の大きさ：５０ｍｍ×３０
ｍｍ）に、上記溶液を塗布した後、これを乾燥させて正
極材料層とした。尚、この時、乾燥後の正極の膜厚が６
０μｍとなるように塗布量を調節した。〈負極の製造〉メソカーボン粒子（（ＭＣＭＢ）平均粒
径６μm ：大阪ガスケミカル製）９０重量部に対して、
バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）１
０重量部を、固形分４８重量％となるようにＮＭＰ中に
溶解して、負極用塗布溶液を調整した。そして、厚さ２
０μm の銅製タブ付負極集電体上（電極部分に対応する
部分の大きさ：５０ｍｍ×３０ｍｍ）に、上記溶液を塗
布した後、これを乾燥させて負極活物質層とした。尚、
この時、乾燥後の負極の膜厚が５２μｍとなるように塗
布量を調節した。〈電解質溶液の製造〉ＬｉＰＦ₆ をプロピレンカーボネ
ートとエチレンカーボネートの体積比率１：１の混合溶
媒に溶解（濃度１ｍｏｌ／Ｌ）してなる電解液９３重
量部に、多官能モノマーとして、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（平均ポリエチレングリコールユニッ
ト数＝約４、東亞合成製商品名：ＡｒｏｎｉｘＭ−２
４０）４．６７重量部とトリメチロールプロパンエチレ
ンオキサイド変性トリアクリレート（平均ポリエチレン
グリコールユニット数＝約２、東亞合成製商品名：Ａ
ｒｏｎｉｘＭ−３７０）２．３３重量部とを加え、さら
に重合開始剤（化薬アクゾ製商品名：Ｔｒｉｇｎｏｘ
２３Ｃ−７０）を０．１重量部加えて、電解質溶液を
得た。〈電池要素の作製〉前記正極、所定のスペーサー（多孔
性膜）、及び前記負極それぞれに前記電解質溶液を塗布
・含浸後、この順に平板状に積層し、９０℃で５分間加
熱することに電解質をゲル化した。その後、電解質層の
縦・横の長さが、正極・負極のそれよりも、上下左右そ
れぞれ０．５ｍｍずつ長くなるように、余分な部分の電
解質層を裁断して単位電池要素とした。すなわち、電解
質層の面積と、正極又は負極の面積との面積比は、それ
ぞれ１０５．４％（｛（５１×３１）／（５０×３
０）｝×１００＝１０５．４）であった。〈電池の作製〉上記のようにして得られた電池要素を、
ナイロン／アルミニウム／ポリプロピレンからなる可撓
性のラミネーションバッグに正極負極の端子（タブ）を
突設させつつ、真空封止することでリチウム二次電池を
得た（電池収容体）。〈電池特性評価〉（１）Ｒａｔｅの設定及び容量測定ＬｉＣｏＯ₂の１時間当たりの放電量１３３ｍＡｈ／ｇ
とし、これと正極の活物質量の比から放電容量速度を１
ＣとしてＲａｔｅを設定した。

【００５６】リチウム二次電池を、定電流・定電圧モー
ド、充電速度（１／５）Ｃの条件で、４．２Ｖまで充電
（充電電流が（１／１００）Ｃに制御されたところで充
電終了）後、定電流モード、放電速度（１／５）Ｃの条
件で、２．７Ｖまで放電し、容量を測定した。この容量
をもとにＬｉＣｏＯ₂の１ｇあたりの電池の容量を定義
した。（２）高温保持時の短絡発生率の測定リチウム二次電池を、定電流・定電圧モード、充電速度
（１／５）Ｃの条件で、４．２Ｖまで充電（充電電流が
（１／１００）Ｃに制御されたところで充電終了）後、
１５０℃まで昇温（昇温スピード：２℃／ｍｉｎ）し
た。そして、１５０℃で保持した状態で２０分以内に電
圧が２Ｖ以下に低下する電池の発生数（試験点数：Ｘ）
を求め、下記数式に示すように、試験点数に対する比率
を短絡発生率（％）とした。

【００５７】

【数１】｛（短絡発生数）／（試験点数）｝×１００＝
短絡発生率（％）（３）熱収縮率の測定１００ｍｍ角の大きさに切り出した所定のスペーサー
（多孔性膜）を、１００℃で５分間加熱し、加熱前後の
縦・横方向の長さを測定した。そして、下記数式に示す
ように、その変化の割合を熱収縮率（％）とした。尚、
下記数式は縦方向の熱収縮率を求めるためのものである
が、横方向の熱収縮率も同様の数式を用いて計算した。

【００５８】

【数２】〔｛（縦方向の加熱前の長さ）−（縦方向の加
熱後の長さ）｝／（縦方向の加熱前の長さ）〕×１００
＝熱収縮率（％）実施例１：数平均分子量８０万のポリエチレンの二軸延
伸によって作製した、膜厚１６μｍ，空孔率４５％、平
均孔径０．１μｍのスペーサー（多孔性膜）を使用し、
上記〈電池要素の作製〉に従って単位電池要素を製造し
た。その後、上記〈電池の作製〉の方法に従って、可撓
性のあるラミネーションバッグに前記単位電池要素を収
納した電池を製造し、この電池の容量及び短絡発生率を
評価した。結果を表−１に示す。

【００５９】また、上記スペーサー（多孔性膜）の熱収
縮率の測定結果も表−１に合わせて示す。実施例２：スペーサーとして、数平均分子量８０万のポ
リエチレンの二軸延伸によって製造した膜厚１８μｍ，
空孔率５０％，平均孔径０．１ μｍのスペーサー（多
孔性膜）を使用したこと以外、実施例１と同様の条件で
電池を製造し、容量及び短絡発生率を評価した。また、
上記スペーサー（多孔性膜）の熱収縮率の測定も行っ
た。その結果を表−１に示す。実施例３：スペーサーとして、数平均分子量８０万のポ
リエチレンの二軸延伸によって製造した膜厚１０μｍ，
空孔率４０％，平均孔径０．１μｍのスペーサー（多孔
性膜）を使用したこと以外、実施例１と同様の条件で電
池を作製し、容量及び短絡発生率を評価した。また、上
記スペーサー（多孔性膜）の熱収縮率の測定も行った。
その結果を表−１に示す。比較例１：ＬｉＰＦ₆ をプロピレンカーボネートとエチ
レンカーボネートの体積比率１：１の混合溶媒に溶解
（濃度１ｍｏｌ／Ｌ）してなる溶液４０．５重量部
に、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン
（ＰＶｄＦ―ＨＦＰ）共重合ポリマー（Ａｔｏｃｈｅｍ
社製商品名：Ｋｙｎａｒ２８０１）４．５重量部をテ
トラヒドロフラン５５重量部に溶解させた溶液を混合し
たものを、スペーサー含浸用電解質溶液として用いた。
この電解質溶液を実施例１で使用したスペーサー（多孔
性膜）に含浸させた後、風乾してテトラヒドロフランを
揮発させることにより電解質層を製造した。このように
して得られた電解質層を用いた以外は、実施例１と同様
の条件で電池を製造し、容量及び短絡発生率を評価し
た。結果を表−１に示す。比較例２：スペーサーとして、数平均分子量８０万のポ
リエチレンの二軸延伸によって製造した膜厚２５μｍ，
空孔率３５％，平均孔径０．１μｍのスペーサー（多孔
性膜）を使用したこと以外、比較例１と同様の条件で電
池を製造し、容量及び短絡発生率を評価した。また、上
記スペーサー（多孔性膜）の熱収縮率の測定も行った。
その結果を表−１に示す。実施例４：実施例１と同様にして製造した単位電池要素
を２０個用意し、これを負極集電体が上下の最外面とな
る順序で交互に積層した。正極タブをまとめた後、これ
に電流を取り出す端子を接続した。同様に、負極タブも
まとめて電流を取り出す端子を接続した。その後、得ら
れた電池要素を上記〈電池の作製〉に従って、可撓性の
あるラミネーションバッグに電流取り出し端子を突設さ
せつつ、真空封止することで、電池収納体を得た。この
時、ラミネーションバッグの重量が電池収納体の重量の
１０％以下になるようにした。すなわち、電池収納体の
重量が１７．００ｇ、ラミネーションバッグの重量が
０．９２ｇとなるように、ラミネーションバッグの重量
を調節した（電池収納体に対する、ラミネーションバッ
グの重量は５．４％）。

【００６０】このようにして得た電池の容量及び短絡発
生率を評価した。その結果を表−１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】表―１において、同じスペーサーを用いて
実験した、実施例１及び比較例１の結果を比較すると、
実施例１の短絡発生率は０％であるのに対し、比較例１
のそれは１００％となった。この結果から、電解質に架
橋性ポリマーを含ませることにより、電池の安全性が改
善されることがわかる。さらに、比較例２と実施例１及
び実施例２との結果を比較する。実施例１及び実施例２
のスペーサーの熱収縮率は、比較例２のそれよりもそれ
ぞれ大きい。一方、実施例１及び実施例２の短絡発生率
は共に０％であるのに対し、比較例２のそれは１００％
という結果になった。すなわち、熱収縮しやすいスペー
サーを使用しても、電解質に架橋性ポリマーを含ませる
ことによって、電池の安全性が十分確保されることがわ
かる。

【００６３】実施例４においては、単位電池要素を２０
層積層することにより電池要素全体の活物質量が増加し
ているため、他の実施例・比較例の電池よりも電池内に
熱がこもりやすい。従って、高温にさらされたときの電
池の短絡がより発生しやすくなるが、３サンプルを測定
しても短絡発生率は０％であった。すなわち、実使用レ
ベルの電池においても、電解質に架橋性ポリマーを含ま
せることによって電池の安全性が十分確保されているこ
とがわかる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、多孔性膜からなるスペ
ーサーに架橋性ポリマーを含浸した電解質層を用いる
と、安全性の高く、小型化、軽量化が達成された携帯機
器用電池を提供することができる。また、容量やレート
特性等の電池特性に優れ、エネルギー密度が高い携帯機
器用電池を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA13 CC02 CC06 CC10 5H021 BB05 EE04 EE24 HH00 5H029 AJ12 AK03 AK05 AK16 AK18 AL01 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AM00 AM16 CJ01 CJ02 DJ02 DJ04 DJ09 HJ00 HJ01 HJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極、負極及び電解質層を有する単位電
池要素から構成される電池要素を含む携帯機器用電池に
おいて、該電解質層が多孔性膜からなるスペーサーを支
持体とし、これに架橋性ポリマーを含む電解質を含浸し
てなることを特徴とする携帯機器用電池。
【請求項２】スペーサーがポリオレフィンの多孔性延
伸膜からなることを特徴とする請求項１に記載の携帯機
器用電池。
【請求項３】スペーサーの１００℃における熱収縮率
が、１方向あたり１０％以下であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の携帯機器用電池。
【請求項４】架橋性ポリマーがアクリル系ポリマーよ
りなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の携帯機器用電池。
【請求項５】アクリル系ポリマーがアクリロイル基を
有するモノマーを重合させたポリマーであることを特徴
とする請求項４に記載の携帯機器用電池。
【請求項６】アクリロイル基を有するモノマーの全モ
ノマーに対する割合が、５０重量％以上であるアクリル
系ポリマーを使用することを特徴とする請求項５に記載
の携帯機器用電池。
【請求項７】電解質の全重量に対する架橋性ポリマー
含量が、０．１〜８０重量％であることを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載の携帯機器用電池。
【請求項８】電解質層と正極又は負極との接触面にお
ける電解質層の面積が、該接触面における正極又は負極
の面積よりもそれぞれ大きいことを特徴とする請求項１
乃至７のいずれかに記載の携帯機器用電池。
【請求項９】電解質層と正極又は負極との接触面にお
ける電解質層の面積が、該接触面における正極又は負極
の面積のそれぞれ１２０％以下であることを特徴とする
請求項８に記載の携帯機器用電池。
【請求項１０】電池要素を可撓性のある外装ケースに
収納してなる電池収納体からなることを特徴とする請求
項１乃至９のいずれかに記載の携帯機器用電池。
【請求項１１】前記外装ケースが、金属層の両面を樹
脂層で被覆したラミネートフィルムからなるものである
ことを特徴とする請求項１０に記載の携帯機器用電池。
【請求項１２】外装ケースの重量が、電池収納体の重
量の１０％以下であることを特徴とする請求項１０又は
１１に記載の携帯機器用電池。
【請求項１３】正極又は負極の少なくとも一方が活物
質を有する電極材料層と集電体とから形成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の携
帯機器用電池。
【請求項１４】電池要素がリチウム二次電池であるこ
とを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の携
帯機器用電池。
【請求項１５】電解質が、スペーサーに、モノマー、
溶質及び非水系溶媒を有する溶液を含浸させた後、加熱
又は紫外線照射により、モノマーを重合して架橋性ポリ
マーを形成させてなることを特徴とする請求項１乃至１
４のいずれかに記載の携帯機器用電池。