JP2002203605A

JP2002203605A - 非水電解液電池

Info

Publication number: JP2002203605A
Application number: JP2000401657A
Authority: JP
Inventors: Miho Ito; みほ伊藤; Jun Hasegawa; 順長谷川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性に優れた非水電解液電池を提供するこ
と。【解決手段】本発明の非水電解液電池は、リチウムを
吸蔵および放出可能な正極および負極と、非水電解液
と、を有する非水電解液電池において、担体と、担体に
担持された重合開始剤、重合促進剤または重合禁止剤
と、からなる吸着粒子を有することを特徴とする。本発
明の非水電解液電池は、異常時に吸着粒子から重合開始
剤、重合促進剤または重合禁止剤が担体から放出され、
電解液の活性を低下させることで熱暴走が抑えられ、安
全性に優れた電池となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液電池に関
し、詳しくは、熱暴走が抑えられた非水電解液電池に関
する。

【０００２】

【従来の技術】エネルギー問題及び環境問題を背景に、
電力をより有効に活用する技術が求められている。その
ためには、多量の電気を蓄え、かつ効率的にその蓄えた
電気を取り出すことができる電気貯蔵手段が必要であ
る。こうした電気の貯蔵手段としては、大きな放電容量
と高い放電電圧をもち、かつ繰り返し充放電を行うこと
ができる二次電池が最適である。

【０００３】このような二次電池として、リチウムを吸
蔵、放出が可能な正極および負極と、非水電解液と、か
らなる非水電解液電池がある。この非水電解液電池とし
ては、充電時にはリチウムイオンが正極から放出されて
負極に吸蔵される充電反応が生じ、放電時には負極から
放出されて正極に吸蔵される放電反応が生じるリチウム
二次電池をあげることができる。リチウム二次電池で
は、そのエネルギー密度および出力密度がいずれも高い
ため、大きな放電容量と高い放電電圧とが得られる。そ
のなかでも、負極に炭素材料もしくはリチウム含有金属
を使用したリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密
度化が期待され、活発に研究が行われている。

【０００４】しかしながら、非水電解液電池は、非水電
解液に可燃性の高い有機溶媒を使用しているため、異常
が生じると、容器外に電解液が漏出する液漏れが生じる
などにより引火するおそれがあった。

【０００５】さらに、充放電を繰り返すことで、デンド
ライト状のリチウムが発生するという問題があった。デ
ンドライト状のリチウムが発生すると、このリチウムが
電池内で内部短絡を生じさせ、急激な温度の上昇を引き
起こすようになる。

【０００６】このような温度の上昇に対して、電解液を
構成する有機溶媒としてトリメチルエステル等の難燃性
の溶媒を使用する方法がある。しかしながら、トリメチ
ルエステルを有機溶媒に用いることで電池の安全性は向
上するが、電解液の粘度の増加、電極被膜の抵抗の増加
などが生じ、出力特性、サイクル特性等の電池の特性が
低下していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実状に鑑
みてなされたものであり、安全性に優れた非水電解液電
池を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者等は、温度の上昇などが生じた異常時に電解
液の活性を低下させることができる電池とすることで上
記課題を解決できることを見出した。

【０００９】すなわち、本発明の非水電解液電池は、リ
チウムを吸蔵および放出可能な正極および負極と、非水
電解液と、を有する非水電解液電池において、担体と、
担体に担持された重合開始剤、重合促進剤または重合禁
止剤と、からなる吸着粒子を有することを特徴とする。

【００１０】本発明の非水電解液電池は、異常時に吸着
粒子から重合開始剤、重合促進剤または重合禁止剤が担
体から放出され、電解液の活性を低下させる。この結
果、本発明の非水電解液電池は、電解液の活性が低下す
ることで熱暴走が抑えられ、安全性に優れた電池となっ
ている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の非水電解液電池は、担体
と、担体に担持された重合開始剤、重合促進剤または重
合禁止剤と、からなる吸着粒子を有する電池である。

【００１２】本発明の非水電解液電池は、電池に異常が
生じて温度が上昇すると、重合開始剤、重合促進剤また
は重合禁止剤が担体から離脱して電解液中に溶出し、電
池の異常時に発生した活性の高い遊離基を不活性化す
る。

【００１３】詳しくは、デンドライト状のリチウムが生
成されるなどすると、電池内の温度が上昇し、活性の高
い遊離基などが生成される。また、温度が上昇すると、
吸着粒子から重合開始剤、重合促進剤または重合禁止剤
が電解液中に溶出する。この電解液中に溶出した重合開
始剤、重合促進剤または重合禁止剤は、電解液を重合さ
せて安定な高分子にすることや、遊離基の重合反応を停
止させることで活性の高い遊離基を不活性化する。

【００１４】重合促進剤は、重合開始剤とともに担体に
担持されることが好ましい。重合促進剤は、遊離基への
分解を促進する作用を有するものであり、重合促進剤単
独でも効果を示すが、重合開始剤と併用されることでよ
り顕著に電解液を重合させて安定な高分子を形成するこ
とができる。

【００１５】担体は、多孔質担体であることが好まし
い。担体が多孔質担体であることで、多孔質担体である
ことで、平常時には重合開始剤、重合促進剤または重合
禁止剤が安定な状態で保持され、異常が生じると放出で
きる。また、担体が多孔質担体であることで、重合開始
剤、重合促進剤または重合禁止剤を多量に担持すること
ができる。多孔質担体は、多数の細孔を有する化合物で
あり、たとえば、ゼオライト、活性炭等の化合物をあげ
ることができる。

【００１６】多孔質担体は、ゼオライトであることが好
ましい。多孔質担体がゼオライトであることで、平常時
には重合開始剤、重合促進剤または重合禁止剤を担持
し、電池に異常が生じると、重合開始剤、重合促進剤ま
たは重合禁止剤を離脱させることができる。

【００１７】すなわち、ゼオライトは、種類により差は
あるものの、担持された重合開始剤、重合促進剤、重合
禁止剤などを放出する脱離温度が、１５０〜２００℃で
ある。非水電解液電池において異常が生じると、電池内
は２００℃以上の高温となるため、本発明の非水電解液
電池においては吸着粒子の担体として十分にその作用を
発揮できる。

【００１８】また、ゼオライトは非水電解液や電極と反
応を生じないことから、電池内に配されても、電池性能
の低下を及ぼさない。

【００１９】さらに、ゼオライトは、電池内に存在する
水分などの不純物を吸着することができるため、不純物
による電池性能の低下を抑えることができる効果を有す
る。詳しくは、水分が存在すると、水分と電解液とが反
応を生じフッ酸が生成される。このフッ酸が電極上に被
膜を形成し、内部抵抗が増加してしまうため、非水電解
液電池には、容量低下などの性能の低下が生じるように
なる。

【００２０】ゼオライトは、結晶性の多孔質アルミケイ
酸塩の総称であり、多くの細孔を有する。ゼオライト
は、多くの細孔を有することでこの細孔内に有機分子な
どを吸着して担持することが可能であり、かつ高温にな
ると吸着された分子が離脱する性質を有する。通常、ゼ
オライトの細孔径は０．４〜０．８ｎｍであり、その径
より大きな分子は細孔内に進入できないため、分子ふる
いとしての作用を有する。このため、本発明の非水電解
液電池に用いられても、大きな分子の電解質は細孔内に
浸入できなくなっている。

【００２１】ゼオライトは、細孔径０．６ｎｍ以上であ
ることが好ましい。ゼオライトの細孔径が０．６ｎｍ以
上であることで、重合開始剤、重合促進剤または重合禁
止剤を細孔内に吸着して担持することができるようにな
る。すなわち、重合開始剤、重合促進剤または重合禁止
剤は比較的大きな分子であるため、０．６ｎｍ以上の細
孔径を有することで、重合開始剤、重合促進剤または重
合禁止剤が細孔内に浸入できるようになる。この結果、
吸着粒子として十分な特性を発揮できるようになる。

【００２２】ゼオライトは、ＺＳＭ−５型、Ｘ型、Ｙ
型、およびモルデナイト型から選ばれる１種以上よりな
ることが好ましい。ゼオライトがＺＳＭ−５型、Ｘ型、
Ｙ型、およびモルデナイト型から選ばれる１種以上より
なることで、吸着粒子として十分な特性を発揮できる。
すなわち、ゼオライトがこれらから選ばれる１種以上よ
りなることで、異常が生じることで高温となったときに
担持されている重合開始剤、重合促進剤または重合禁止
剤を離脱させることができる。

【００２３】ゼオライトのＺＳＭ−５型とは、斜方晶系
の合成ゼオライトであり、単位胞構成はＮａ_n〔Ａｌ_nＳ
ｉ_96-nＯ₁₉₂〕ｘＨ₂Ｏであり、三次元細孔を形成して
いる。また、Ｘ型およびＹ型とは、立方晶系の合成ゼオ
ライトであり、単位胞構成はＮａ_n〔Ａｌ_nＳｉ_192-nＯ
₃₈₄〕ｘＨ₂Ｏであり、三次元細孔を形成しており、ｎ＝
４８〜８６をＹ型、ｎ＝７７〜９６をＸ型と呼ぶ。さら
に、モルデナイト型とは、斜方晶系の合成ゼオライトで
あり、単位胞構成はＮａ₈〔Ａｌ₈Ｓｉ₄₀Ｏ₉₆〕２４Ｈ₂
Ｏであり、一次元細孔を形成している。

【００２４】吸着粒子は、正極あるいは負極に配された
ことが好ましい。吸着粒子を正極あるいは負極に配する
ことで、異常時に生じる正極あるいは負極の局部的な反
応に対応できるためである。

【００２５】吸着粒子を正極あるいは負極に配する方法
としては、正極あるいは負極を形成するときに活物質と
ともに吸着粒子を混合させる方法をあげることができ
る。

【００２６】吸着粒子は、非水電解液に分散したことが
好ましい。吸着粒子を電解液に分散させることで、吸着
粒子の分散量を多量にすることができる効果を示す。

【００２７】重合開始剤は、遊離基重合開始剤であるこ
とが好ましい。電解液を重合させる反応がラジカル反応
のため重合速度が速いことや、電池異常時に活性の高い
遊離基が多く存在すること、などから遊離基重合開始剤
であることが好ましい。すなわち、電池異常時に、遊離
基重合開始剤が、電池内に存在する有機溶剤などをラジ
カル反応により重合化させ、安定な高分子にすることで
活性な成分を固定することで不活性化する。

【００２８】遊離基重合開始剤は、過酸化ジアシル類、
ペルオキシド類、アゾビス類、ジスルフィド類から選ば
れる１種以上よりなることが好ましい。この遊離基重合
開始剤としては、たとえば、過酸化アセチル、過酸化ベ
ンゾイルなどの過酸化ジアシル類、クメンヒドロペルオ
キシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドなどのペル
オキシド類、２、２−アゾビスイソブチロニトリル、ア
ゾビスシクロヘキサンカルボニルなどのアゾビス類、テ
トラメチルチウラムジスフィルド、ジベンゾイルジスフ
ィルドなどのジスルフィド類、をあげることができる。

【００２９】重合促進剤は、ジメチルアニリン類、トリ
アルキルアミン類から選ばれる１種以上からなることが
好ましい。重合促進剤は、遊離基への分解を促進する作
用を有し、重合促進剤としては、たとえば、ジメチルア
ニリン類として、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンなどを、ト
リアルキルアミン類として、トリエチルアミンなどをが
あげることができる。

【００３０】重合禁止剤は、ヒドラジル類、ベンゾキノ
ン類から選ばれる１種以上からなることが好ましい。重
合禁止剤は、重合開始剤および重合促進剤とは異なり、
遊離基による重合反応を停止させる効果を有しており、
電池内に存在する遊離基を不活性化させ、有機溶剤など
の反応を鎮静化させることができる。ヒドラジル類、ベ
ンゾキノン類から選ばれる１種以上よりなることで重合
禁止剤としての特性を発揮できる。

【００３１】重合禁止剤としては、たとえば、ヒドラジ
ル類としてジフェニルピクリルヒドラジルなどを、ベン
ゾキノン類としてｐ−ベンゾキノンなどをがあげること
ができる。

【００３２】担体と、担体に担持された重合開始剤、重
合促進剤または重合禁止剤と、からなる吸着粒子を製造
する方法としては、特に限定されるものではない。すな
わち、含浸法、スプレー法、共沈法などをあげることが
できる。一例としては、重合開始剤等を溶解させた有機
溶剤中に、担体を含浸させ、その後乾燥させて重合開始
剤などが担持した吸着粒子を得るなどの方法をあげるこ
とができる。

【００３３】本発明の非水電解液電池において、吸着粒
子の配合量は一概に決定できるものではない。また、吸
着粒子に担持される重合開始剤、重合促進剤または重合
禁止剤の担持量についても同様である。このことは、吸
着粒子の配される部位、電解液の種類などにより最適な
添加量が異なるためである。

【００３４】本発明の非水電解液電池は、リチウムを吸
蔵および放出可能な正極および負極と、非水電解液と、
を有する非水電解液電池であれば、その形状、材質等は
特に限定されるものではなく、公知の非水電解液電池を
構成する材質を用いることができる。

【００３５】正極は、リチウムイオンを充電時には放出
し、かつ放電時には吸蔵することができれば、その材料
構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成の
ものを用いることができる。特に、正極活物質、導電材
および結着材を混合して得られた合材が集電体に塗布さ
れてなるものを用いることが好ましい。

【００３６】正極活物質には、その活物質の種類で特に
限定されるものではなく、公知の活物質を用いることが
できる。たとえば、ＴｉＳ₂、ＴｉＳ₃、ＭｏＳ₃、Ｆｅ
Ｓ₂、Ｌｉ_(1-x)ＭｎＯ₂、Ｌｉ_(1-x)Ｍｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ
_(1-x)ＣｏＯ₂、Ｌｉ_(1-x)ＮｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅等の化合物を
あげることができる。ここで、ｘは０〜１を示す。ま
た、これらの化合物の混合物を正極活物質として用いて
もよい。さらに、Ｌｉ_1-xＭｎ_2+xＯ₄、ＬｉＮｉ_1-xＣｏ
_xＯ₂などのようにＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＮｉＯ₂の遷移金
属元素の一部を少なくとも１種類以上の他の遷移金属元
素あるいはＬｉで置き換えたものを正極活物質としても
よい。

【００３７】正極活物質としては、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ
ＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂等のリチウムおよび遷移金属の複
合酸化物がより好ましい。すなわち、電子とリチウムイ
オンの拡散性能に優れるなど活物質としての性能に優れ
ているため、高い充放電効率と良好なサイクル特性とを
有する電池が得られる。さらに、正極活物質としては、
材料コストの低さから、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄を用いることが好
ましい。

【００３８】負極は、リチウムイオンを充電時には吸蔵
し、かつ放電時には放出することができれば、その材料
構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成の
ものを用いることができる。特に、負極活物質、導電材
および結着剤を混合して得られた合材が集電体に塗布さ
れてなるものを用いることが好ましい。

【００３９】負極活物質としては、特に限定されるもの
ではなく、公知の活物質を用いることができる。たとえ
ば、結晶性の高い天然黒鉛や人造黒鉛などの炭素材料、
金属リチウムやリチウム合金、スズ化合物などの金属材
料、導電性ポリマーなどをあげることができる。

【００４０】非水電解液は、通常の非水電解液電池に用
いられる電解液であればよく、電解質塩と有機溶媒とか
ら構成される。

【００４１】電解質塩としては、たとえば、ＬｉＰ
Ｆ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ
₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃Ｓ
Ｏ₂）₃、ＬｉＩ、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＮａＣｌＯ₄、ＮａＢ
Ｆ₄、Ｎａｌ等をあげることができ、特に、ＬｉＰＦ₆、
ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆などの無機塩、
並びにＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、Ｌｉ
Ｃ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃などの有機塩からなる群より選ばれ
る１種または２種以上の塩の組合せが電気特性に優れる
ので好ましい。

【００４２】なお、この電解質塩は、電解液中での濃度
が、０．１〜３．０ｍｏｌ／ｄｍ³，特に０．５〜２．
０ｍｏｌ／ｄｍ³となるように溶解していることが好ま
しい。電解液中の濃度が０．１ｍｏｌ／ｄｍ³未満とな
ると十分な電流密度が得られないことがあり、３．０ｍ
ｏｌ／ｄｍ³を超えると粘度が増加し、電解液の導電性
の低下を生じるようになるためである。

【００４３】電解質塩が溶解する有機溶媒としては、通
常の非水電解液電池の電解液に用いられる有機溶媒であ
れば特に限定されず、例えば、カーボネート化合物、ラ
クトン化合物、エーテル化合物、スルホラン化合物、ジ
オキソラン化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物、ハ
ロゲン化炭化水素化合物等をあげることができる。詳し
くは、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、エチレングリコールジメチルカ
ーボネート、プロピレングリコールジメチルカーボネー
ト、エチレングリコールジエチルカーボネート、ビニレ
ンカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチルラクト
ン等のラクトン類、ジメトキシエタン、テトラヒドロフ
ラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類、スルホラ
ン、３−メチルスルホラン等のスルホラン類、１，３−
ジオキソラン等のジオキソラン類、４−メチル−２−ペ
ンタノン等のケトン類、アセトニトリル、ピロピオニト
リル、バレロニトリル、ベンソニトリル等のニトリル
類、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素
類、その他のメチルフォルメート、ジメチルホルムアミ
ド、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を
あげることができる。さらに、これらの混合物であって
もよい。

【００４４】これらの有機溶媒のうち、特に、カーボネ
ート類からなる群より選ばれた一種以上の非水溶媒が、
電解質の溶解性、誘電率および粘度において優れている
ので、好ましい。

【００４５】本発明の非水電解液電池は、一次または二
次電池、特に後述する非水電解液二次電池として好適で
ある。

【００４６】本発明の非水電解液電池は、その形状が特
に限定されるものではない。たとえば、電池の形状とし
ては、シート型、コイン型、円筒型、角型など、種々の
形状の電池として使用できる。たとえば、コイン型に形
成された本発明の非水電解液電池としては、以下に示す
形態がある。本形態のコイン型電池を図１に示した。

【００４７】図１より、コイン型電池１は、ガスケット
７を介して接合された正極ケース５１と負極ケース５２
とからなるケース５の内部にセパレータ６を介して接合
された正極２と負極３と空隙を満たす非水電解液４とか
らなる。正極２と正極ケース５１とについて、そして負
極３と負極ケース５２とについては、それぞれ電気的に
接合されている。

【００４８】正極２は、正極活物質、導電材および結着
材を混合して得られた合材２１が集電体２２に塗布され
てなる。

【００４９】負極３は、負極活物質、導電材および結着
剤を混合して得られた合材３１が集電体３２に塗布され
てなる。

【００５０】非水電解液４は、吸着粒子と電解質塩とが
有機溶媒に溶解されてなる電解液を使用することができ
る。

【００５１】正極ケース５１、および負極ケース５２
は、特に限定されるものではなく、公知の材料、形態で
作成することができる。

【００５２】セパレータ６は、正極２および負極３を電
気的に絶縁し、電解液４を保持する役割を果たすもので
ある。たとえば、ポリエチレン等の微多孔質膜を用いれ
ばよい。なおセパレータ６は、正極２と負極３との絶縁
を担保するため、正極２および負極３よりもさらに大き
いものとするのが好ましい。

【００５３】ガスケット７は、ケース５の正極ケース５
１と負極ケース５２との間の電気的な絶縁と、ケース５
内の密閉性とを担保するものである。たとえば、ポリプ
ロピレン等の電解液４にたいして、化学的、電気的に安
定な高分子等から構成できる。

【００５４】上記構成からなるコイン型電池の製造方法
について説明する。

【００５５】図１に示すコイン型電池の作製方法の例を
以下に述べる。正極２としては、正極活物質と導電材と
結着材とを混合して、正極材料とする。この正極材料を
分散材としてのＮ−メチル−２−ピロリドンに分散さ
せ、スラリー状とする。このスラリーをアルミニウム製
の正極集電体に塗布し、乾燥後、プレス成型して、正極
２とする。

【００５６】負極３は、負極活物質と、結着剤とを混合
して、負極材料とする。この負極材料を分散剤としての
Ｎーメチル−２−ピロリドンに分散させ、スラリー状と
する。このスラリーを銅製の負極集電体３２に塗布し、
乾燥後、プレス成型して、負極３とする。

【００５７】非水電解液４は、吸着粒子と電解質塩とを
混合し、この混合物を有機溶媒に溶解させることで製造
される。

【００５８】この正極２と負極３とをポリエチレン製の
セパレータ６を介し、ケース５内に内設し、前述の電池
用電解液を満たした後、ケース５１、５２を圧接・接合
して、コイン型電池１を作製することができる。

【００５９】また、本発明の非水電解液電池の別の形態
として、正極および負極をシート形状とし、この両者を
セパレータを介して積層し、渦巻き型に多数回巻回して
巻回体として、所定の円筒状のケース内に収納した円筒
型非水電解液電池をあげることができる。

【００６０】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。な
お、本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００６１】（コイン型電池）本発明の実施例として、
図１に示されたコイン型電池１を作成した。

【００６２】（製造方法）正極２は、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄を９
０重量部、グラファイトを６重量部およびポリフッ化ビ
ニリデン４重量部を混合して、正極材料とした。この正
極材料をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させ、正極
スラリーを調整した。この正極スラリーをアルミニウム
製の正極集電体２２の表面に塗布し、乾燥後、プレス成
型して、正極集電体２２の表面上に正極合剤層２１を有
する正極２が製造された。

【００６３】負極３は、炭素材料粉末として黒鉛材料を
９０重量部およびポリフッ化ビニリデン１０重量部を混
合して、負極材料とした。この負極材料を、Ｎ−メチル
−２−ピロリドンに分散させ、負極スラリーを調整し
た。この負極スラリーを銅製の負極集電体３２の表面に
塗布し、乾燥後、プレス成型して、負極集電体３２の表
面上に負極合剤層３１を有する負極３が製造された。

【００６４】電解液４は、エチレンカーボネートとジエ
チレンカーボネートとの等体積混合溶媒に、電解質塩と
してＬｉＰＦ₆を電解液中での濃度が１ｍｏｌ／ｄｍ³と
なるように溶解して調整された。

【００６５】正極２および負極３は、正極ケース５１と
正極集電体２１が、負極ケース５２と負極集電体３２と
当接した状態でケース５に溶接して固定した。その後、
正極ケース５１および負極ケース５２は、正極２および
負極３の間に厚さ２５μｍのポリエチレン製の微多孔質
フィルムよりなるセパレータ６を介した状態で、正極ケ
ース５１および負極ケース５２を接合した。このとき、
正極ケース５１および負極ケース５２は、ポリプロピレ
ンよりなるガスケット７を介して、内部に非水電解液４
を満たした状態で接合された。

【００６６】以上の手順により実施例のコイン型電池１
は製造された。

【００６７】（実施例１）実施例１は、重合開始剤であ
る過酸化ベンゾイルをＺＳＭ−５型ゼオライトに吸着さ
せてなる吸着粒子が分散した非水電解液４を用いたコイ
ン型電池である。なお、本実施例における吸着粒子の添
加量は、吸着粒子が添加されていない状態の電解液１０
０重量部に対して、５重量部で添加された。

【００６８】（吸着粒子の製造方法）Ｎ−メチルピロリ
ドン１００重量部に対して吸着させたい化合物である過
酸化ベンゾイル１０重量部を溶解させた有機溶剤に、Ｚ
ＳＭ−５型ゼオライト粒子を入れ、超音波振動をかけな
がら５分間含浸させた。ろ過により、ゼオライト粒子の
みを取り出し、６０℃の乾燥器で２４時間放置し、吸着
粒子とした。

【００６９】（実施例２）実施例２は、過酸化ベンゾイ
ルを重合促進剤であるＮ，Ｎ−ジメチルアニリンに、Ｚ
ＳＭ−５型ゼオライトをモルデナイト型ゼオライトとし
た以外は、実施例１と同様のコイン型電池である。

【００７０】（実施例３）実施例３は、過酸化ベンゾイ
ルを重合禁止剤であるｐ−ベンゾキノンに、ＺＳＭ−５
型ゼオライトをＸ型ゼオライトとした以外は、実施例１
と同様のコイン型電池である。

【００７１】（実施例４）実施例４は、実施例１で添加
された吸着粒子が正極に含有されたコイン型電池であ
る。

【００７２】詳しくは、実施例１に示された製造方法に
より調整された吸着粒子５重量部と、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄を９
０重量部、グラファイトを６重量部およびポリフッ化ビ
ニリデン４重量部を混合して、正極材料とした。この正
極材料をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させ、スラ
リー状とした。このスラリーをアルミニウム製の正極集
電体に塗布し、乾燥後、プレス成型して、正極２’とし
た。

【００７３】実施例４は、この正極２’が用いられた以
外は上述のコイン型電池である。

【００７４】（実施例５）実施例５は、過酸化ベンゾイ
ルを重合開始剤である過酸化ベンゾイルと重合促進剤で
あるＮ，Ｎ−ジメチルアニリンとが等モル量で混合した
混合物に、ＺＳＭ−５型ゼオライトをモルデナイト型ゼ
オライトとした以外は、実施例４と同様のコイン型電池
である。

【００７５】（比較例１）比較例１は、吸着粒子が添加
されていないコイン型電池である。

【００７６】（比較例２）比較例２は、重合禁止剤であ
るｐ−ベンゾキノンを溶解させた電解液を用いたコイン
型電池である。

【００７７】詳しくは、ｐ−ベンゾキノンが溶解してい
ない状態の電解液１００重量部に、ｐ−ベンゾキノン５
重量部を溶解させてなる電解液を用いて形成されたコイ
ン型電池である。

【００７８】（評価）評価として、実施例および比較例
のコイン型電池を用いて、初期電池容量試験および安全
性試験を行った。

【００７９】（初期容量試験）初期容量試験は、４．２
Ｖ、１ｍＡ／ｃｍ²、４時間の定電流定電圧による充電
を行った後に、０．５ｍＡ／ｃｍ²の定電流で終止電圧
を３．０Ｖとした放電を行うことで、初期電池容量を評
価した。この測定結果を表１に示した。

【００８０】（安全性試験）安全性試験は、初期電池容
量が測定されたコイン型電池を、１５０℃に設定された
ホットプレート上に保持し、３０分間加熱した後のコイ
ン型電池の形状の変化量を測定することで行われた。

【００８１】ここで、コイン型電池の形状の変化は、略
円盤状に形成されたコイン型電池が加熱されたことによ
り軸心部が膨張する。本安全性試験は、この膨張量を測
定した。また、加熱後のコイン型電池の液漏れの有無も
観測した。測定結果を表１にあわせて示した。

【００８２】

【表１】

【００８３】表１より、重合禁止剤を溶解させた電解液
を用いた比較例２は、電池容量が約５０％と大きく低下
し、電池性能が低下している。これに対し、ゼオライト
粒子に重合開始剤、重合促進剤、重合禁止剤を吸着させ
た実施例１〜５の初期電池容量は、比較例１と同等であ
り、ゼオライトに重合開始剤、重合促進剤、重合禁止剤
を担持させた吸着粒子として電池内に供給することで、
電池性能に悪影響を及ぼさないことが示された。

【００８４】また、実施例１〜５ｄは、電解液がケース
外に漏れることなく、電池の厚さ増加も抑制されている
ことがわかった。特に、重合開始剤、重合促進剤を混合
して使用した実施例５では相乗効果により、最も電池厚
さの増加が抑制されている。これは、ゼオライトに吸着
していた重合開始剤、重合促進剤、重合禁止剤がゼオラ
イトから脱着し、電解液の副反応を不活性化させたため
であると考えられる。

【００８５】これに対し、比較例１では、電池が４．６
ｍｍ厚くなり、電解液がケース外に漏れてしまった。こ
れは、温度上昇に伴い、電解液の副反応などによるガス
が発生し、電池内の圧力が大幅に増加したことを示して
いる。

【００８６】以上のことから、実施例１〜５の電池は、
電池として十分に高い初期放電容量を有するとともに、
温度上昇が生じても破損が生じにくいことから安全性に
優れた電池となっている。

【００８７】

【発明の効果】本発明の非水電解液電池は、異常時に吸
着粒子から重合開始剤、重合促進剤または重合禁止剤が
担体から放出され、電解液の活性を低下させる。この結
果、本発明の非水電解液電池は、安全性に優れた電池と
なっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のコイン型電池を示した図である。

【符号の説明】

１…コイン型電池２…正極３…
負極４…非水電解液５…ケース６…
セパレータ７…ガスケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムを吸蔵および放出可能な正極お
よび負極と、非水電解液と、を有する非水電解液電池に
おいて、担体と、該担体に担持された重合開始剤、重合促進剤ま
たは重合禁止剤と、からなる吸着粒子を有することを特
徴とする非水電解液電池。
【請求項２】前記重合促進剤は、前記重合開始剤とと
もに前記担体に担持される請求項１記載の非水電解液電
池。
【請求項３】前記担体は、多孔質担体である請求項１
記載の非水電解液電池。
【請求項４】前記多孔質担体は、ゼオライトである請
求項３記載の非水電解液電池。
【請求項５】前記ゼオライトは、細孔径が０．６ｎｍ
以上である請求項４記載の非水電解液電池。
【請求項６】前記ゼオライトは、ＺＳＭ−５型、Ｘ
型、Ｙ型、およびモルデナイト型から選ばれる１種以上
よりなる請求項４記載の非水電解液電池。
【請求項７】前記吸着粒子は、正極あるいは負極に配
された請求項１記載の非水電解液電池。
【請求項８】前記吸着粒子は、前記非水電解液に分散
した請求項１記載の非水電解液電池。
【請求項９】前記重合開始剤は、遊離基重合開始剤で
ある請求項１記載の非水電解液電池。
【請求項１０】前記遊離基重合開始剤は、過酸化ジア
シル類、ペルオキシド類、アゾビス類、ジスルフィド類
から選ばれる１種以上よりなる請求項８記載の非水電解
液電池。
【請求項１１】前記重合促進剤は、ジメチルアニリン
類、トリアルキルアミン類から選ばれる１種以上からな
る請求項１記載の非水電解液電池。
【請求項１２】前記重合禁止剤は、ヒドラジル類、ベ
ンゾキノン類から選ばれる１種以上からなる請求項１記
載の非水電解液電池。