JP2002231311A

JP2002231311A - 非水電解質二次電池及びその製造方法

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Publication number: JP2002231311A
Application number: JP2001024633A
Authority: JP
Inventors: Taizo Sunano; 泰三砂野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP4251774B2

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷特性等の電池特性が低下するのを抑制し
つつ、電池を過充電して電池内でガスが発生した場合に
充電電流をカットして、安全性の向上を図ることができ
る非水電解質二次電池及びその製造方法の提供を目的と
する。【解決手段】正極５及び負極６がセパレータを介して
巻回された偏平渦巻き状の発電要素１を有すると共に、
この発電要素１がアルミラミネート外装体３内に収納さ
れ、しかも上記正極５と上記セパレータとの間には非水
電解液を含むゲル状ポリマーが存在する構造の非水電解
質二次電池において、上記正極活物質がコバルト酸リチ
ウムとマンガン酸リチウムとの混合物から成ると共に、
上記正極活物質の総量に対する上記マンガン酸リチウム
の割合が２０質量％以上であり、且つ、上記ゲル状ポリ
マーにより接着される正極とセパレータとの接着強度が
０．１０Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオンを
吸蔵、放出できる正極及び負極がセパレータを介して配
置された発電要素を有すると共に、この発電要素が、僅
かな電池内圧の上昇によって変形する外装体内に収納さ
れ、しかも上記正極と上記セパレータとの間には非水電
解液を含むゲル状ポリマーが存在し、このゲル状ポリマ
ーにより正極とセパレータとが接着される構造の非水電
解質二次電池及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非水電解質電池の外装体として
は、全てがステンレス等の金属から成るものが用いられ
ていた。ところが、このような外装体を用いた電池で
は、金属製の外装体を厚くせざるをえず、しかもこれに
伴い電池重量が増大する。この結果、電池の薄型化が困
難になると共に、電池の重量エネルギー密度が小さくな
るという課題を有していた。

【０００３】そこで、本発明者らは、先に、アルミニウ
ム等から成る金属層の両面に接着剤層を介して樹脂層が
形成されたアルミラミネート材を袋状にしてアルミラミ
ネート外装体を構成し、このアルミラミネート外装体の
収納空間に発電要素を収納するような薄型電池を提案し
た。このような構造の電池であれば、飛躍的に電池の小
型化を達成でき、しかも電池の質量エネルギー密度が大
きくなるという利点を有する。

【０００４】しかしながら、上記アルミラミネート外装
体を用いた電池では、金属製の外装体を用いた電池に比
べて外装体が柔軟であるため、過充電した場合には、以
下に示すような不都合があった。即ち、当該電池を電池
容量の約２００％程度まで過充電すると、正極上で電解
液やゲルの酸化分解が開始してガスが発生し、電池の温
度が上昇し始める。そして、発生するガスにより正極と
セパレータとの接着部の剥離が生じ、過電圧が上昇（即
ち、有効電極面積が減少）して、単位面積当たりの充電
レートが上昇する結果、部分的にセパレータがシャット
ダウンする。このような現象が生じた状態で、更に充電
を継続すると、有効電極面積が更に減少して、極板にお
いて更なる電流の集中を招くため、部分的に異常な量の
熱が発生する。この結果、セパレータが溶融して、電池
内でショートが生じるため、電池温度が異常に上昇する
という課題がある。

【０００５】ここで、電池の過充電レベル（過充電にお
いて問題とならない電流値レベルをいう）は、下記数１
に示すように、スタック強度（正極とセパレータとの接
着強度）に比例し、ガス発生量に反比例するという関係
がある。

【０００６】

【数１】

【０００７】上記のことを考慮して、従来、コバルト酸
リチウムを正極活物質として用いた電池において、セパ
レータの気孔率を低下させたり、ゲル中のポリマー比率
を増加させることにより、スタック強度を増加させてい
た。このような構成であれば、正極とセパレータとの接
着部の剥離が生じ難くなるので、有効電極面積の減少を
抑制し、電流の集中による電池内でのショートの発生を
抑えることができる。しかしながら、セパレータの気孔
率を低下させたり、ゲル中のポリマー比率を増加させた
場合には、負荷特性等の電池特性が低下するという課題
を有していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みなされたものであって、負荷特性等の電池特性が
低下するのを抑制しつつ、電池を過充電して電池内でガ
スが発生した場合に充電電流をカットして、安全性の向
上を図ることができる非水電解質二次電池及びその製造
方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、リチウムイ
オンを吸蔵、放出できる正極及び負極がセパレータを介
して配置された発電要素を有すると共に、この発電要素
が、僅かな電池内圧の上昇によって変形する外装体内に
収納され、しかも上記正極と上記セパレータとの間には
非水電解液を含むゲル状ポリマーが存在し、このゲル状
ポリマーにより正極とセパレータとが接着される構造の
非水電解質二次電池において、上記正極活物質はマンガ
ン酸リチウムを含む混合物から成り、上記正極活物質の
総量に対する上記マンガン酸リチウムの割合が２０質量
％以上となるように規制し、且つ、上記ゲル状ポリマー
により接着される正極とセパレータとの接着強度が０．
１０Ｎ／１０ｍｍ以下となるように構成したことを特徴
とする。

【００１０】上記構成の如く、正極活物質中にマンガン
酸リチウムを含んでいれば、マンガンは極めて酸化力が
強いということから、過充電時に生じる電解液等の酸化
分解によるガス発生速度が非常に大きくなる。これによ
り、正極とセパレータとの接着部の剥離が急激に生じ
て、正極とセパレータとの間にガス空間が形成されるこ
とにより、正極とセパレータ中のゲルポリマーとの間の
イオン導電性が無くなる。したがって、過充電時に、充
電を確実に遮断することができるので、安全性が向上す
る。

【００１１】また、上記の如く、過充電時に正極とセパ
レータとの接着部を剥離させて安全性を向上するもので
あるため、正極とセパレータとの接着強度は弱い方が望
ましい。そこで、正極とセパレータとの接着強度を０．
１０Ｎ／１０ｍｍ以下となるように規制した。

【００１２】そして、このように正極とセパレータとの
接着強度が小さくても良いのであれば、気孔率の高いセ
パレータを用いたり、ポリマー含有比率が低いゲルポリ
マーを用いることができるので、負荷特性等の電池特性
が低下するのを抑制することができる。

【００１３】加えて、正極活物質の総量に対する上記マ
ンガン酸リチウムの割合が２０質量％以上に規制するの
は、マンガン酸リチウムの割合が、２０質量％未満にな
るとガス発生速度が十分に大きくならず、正極とセパレ
ータとの接着部が急激に剥離しなくなるからである。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、正極とセパレータとの接着強度が
０．０１Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする。こ
のような構成であれば、請求項１記載の発明の作用効果
がより一層発揮されるので、より安全で電池特性の優れ
た非水電解質二次電池を得ることができる。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、上記僅かな電池内圧の上昇に
よって変形する外装体として、アルミラミネート外装体
が用いられることを特徴とする。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、請求項１〜
３記載の発明において、上記発電要素は、正極及び負極
がセパレータを介して巻回された偏平渦巻き状を成すこ
とを特徴とする。

【００１７】また、上記目的を達成するために、本発明
のうちで請求項５記載の発明は、マンガン酸リチウムを
含む混合物である正極活物質の総量に対するマンガン酸
リチウムの割合が２０質量％以上となるように混合した
後、この混合物を主体とする正極と負極とをセパレータ
を介して巻回し、偏平渦巻き状の発電要素を作製する第
１ステップと、上記発電要素を、僅かな電池内圧の上昇
によって変形する外装体内に収納する第２ステップと、
電解液とポリマー前駆体から成るプレゲルとを上記外装
体内に注入した後、加熱することにより架橋、重合させ
てゲル化し、正極とセパレータとの接着強度が０．１０
Ｎ／１０ｍｍ以下となるように、正極とセパレータと負
極とを一体化する第３ステップと、を有することを特徴
とする上記製造方法であれば、請求項１に記載の非水電
解質二次電池を容易に作製することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
４に基づいて、以下に説明する。図１は本発明に係る非
水電解質二次電池の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視
断面図、図３は本発明に係る非水電解質二次電池に用い
るアルミラミネート外装体の断面図、図４は本発明に係
る非水電解質二次電池に用いる発電要素の斜視図であ
る。

【００１９】図２に示すように、本発明の薄型電池は発
電要素１を有しており、この発電要素１は収納空間２内
に配置されている。この収納空間２は、図１に示すよう
に、アルミラミネート外装体３の上下端と中央部とをそ
れぞれ封止部４ａ・４ｂ・４ｃで封口することにより形
成される。また、図４に示すように、上記発電要素１
は、ＬｉＣｏＯ₂及びＬｉＭｎ₂Ｏ₄から成る正極活物
質を主体とする正極５と、天然黒鉛から成る負極活物質
を主体とする負極６と、これら両電極を離間するセパレ
ータ（図４においては図示せず）とを偏平渦巻き状に巻
回することにより作製される。

【００２０】上記正極５とセパレータとの間、及び上記
負極６とセパレータとの間には、ゲル状ポリマーが存在
しており、このゲル状ポリマーは、エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）３０質量部とジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）７０質量部とから成る混合溶媒に、電解質塩として
のＬｉＰＦ₆とＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂とをモル比
で５：９５の割合で添加混合した電解液に、エチレング
リコールジアクリレートから成るプレゲルを混合したも
のを、加熱して重合させることにより形成される。

【００２１】また、図３に示すように、上記アルミラミ
ネート外装体３の具体的な構造は、アルミニウム層１１
（厚み：３０μｍ）の両面に、各々、変性ポリプロピレ
ンから成る接着剤層１２・１２（厚み：５μｍ）を介し
てポリプロピレンから成る樹脂層１３・１３（厚み：３
０μｍ）が接着される構造である。更に、上記正極５は
アルミニウムから成る正極リード７に、また上記負極６
は銅から成る負極リード８にそれぞれ接続され、電池内
部で生じた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部
へ取り出し得るようになっている。

【００２２】ここで、上記構造の電池を、以下のように
して作製した。（正極の作製）先ず、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂と
が質量比で２０：８０の割合で混合された正極活物質９
０質量部と、アセチレンブラック、グラファイト等から
成る炭素系導電剤５質量部と、ポリビニリデンフルオラ
イド（ＰＶＤＦ）より成る結着剤５質量部とを、Ｎ−メ
チルピロリドンから成る有機溶剤に溶解したものを混合
して、活物質スラリー或いは活物質ペーストを調製し
た。

【００２３】次に、これらの活物質スラリー或いは活物
質ペーストを、スラリーの場合はダイコーター、ドクタ
ーブレード等を用いて、ペーストの場合はローラコーテ
ィング法等により、アルミニウム箔或いはアルミニウム
メッシュから成る正極芯体（厚み：２０μｍ）の両面に
均一に塗布した後、これを乾燥機中で乾燥して、スラリ
ー或いはペースト作成時に必要であった有機溶剤を除去
した。しかる後、この極板をロールプレス機により圧延
することにより、厚みが０．１７ｍｍの正極５を作製し
た。

【００２４】（負極の作製）先ず、天然黒鉛（ｄ₍₀₀₂₎
値＝３．３６Å）より成る負極活物質９０重量部とポリ
ビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）より成る結着剤１
０重量部とを、Ｎ−メチルピロリドンから成る有機溶剤
に溶解したものを混合して、活物質スラリー或いは活物
質ペーストを作製した。次に、これらのスラリー或いは
ペーストを、スラリーの場合はダイコーター、ドクター
ブレード等を用いて、ペーストの場合はローラコーティ
ング法等により銅箔から成る負極芯体（厚み：２０μ
ｍ）の両面の全面にわたって均一に塗布した後、これを
乾燥機で乾燥して、スラリー或いはペースト作成時に必
要であった有機溶剤を除去した。しかる後、この極板を
ロールプレス機により圧延することにより、厚みが０．
１４ｍｍの負極６を作製した。

【００２５】（発電要素の作製）上述のようにして作成
した正極５と負極６とに、それぞれ正極リード７或いは
負極リード８を取り付けた後、両極５・６を、有機溶媒
との反応性が低く且つ安価なポリオレフィン系樹脂から
成る微多孔膜（厚み：０．０２５ｍｍ）から成るセパレ
ータを介して重ね合わせた。この際、正負両極５・６の
幅方向の中心線を一致させた。しかる後、巻き取り機に
より捲回し、更に、最外周をテープ止めすることにより
偏平渦巻状の発電要素１を作製した。

【００２６】（電池の作製）先ず、シート状のアルミラ
ミネート材を用意した後、このアルミラミネート材にお
ける端部近傍同士を重ね合わせ、更に、重ね合わせ部を
溶着して、封止部４ｃを形成した。次に、この筒状のア
ルミラミネート材の収納空間２内に発電要素１を挿入し
た。この際、筒状のアルミラミネート材の一方の開口部
から両集電タブ７・８が突出するように発電要素１を配
置した。次に、この状態で、両集電タブ７・８が突出し
ている開口部のアルミラミネート材を溶着して封止し、
封止部４ａを形成した。この際、溶着は高周波誘導溶着
装置を用いて行った。

【００２７】次いで、エチレンカーボネート３０質量部
とジエチルカーボネート７０質量部とが混合された混合
溶媒に、電解質塩としてのＬｉＰＦ₆とＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ
₅ＳＯ₂）とをモル比５：９５で添加混合した電解液
と、エチレングリコールジアクリレートとから成るプレ
ゲル（電解液が７０質量部でエチレングリコールジアク
リレートが３０質量部）を収納空間２内に注入した後、
上記封止部４ａとは反対側のアルミラミネート材の端部
を溶着し、封止部４ｂを形成した。最後に、アルミラミ
ネート外装体を加熱して、アルミラミネート外装体内部
のプレゲルをゲル化させ、非水電解質二次電池を作製し
た。

【００２８】尚、正極活物質物質としては、上記ＬｉＭ
ｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混合物に限定するものでは
なく、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＮｉＯ₂との混合物を用い
ることも可能である。また、負極材料としては上記天然
黒鉛の他、カーボンブラック、コークス、ガラス状炭
素、炭素繊維或いはこれらの焼成体等が好適に用いられ
る。更に、用いられる溶媒としては上記のものに限ら
ず、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、
γ−ブチロラクトンなどの比較的比誘電率が高い溶液
と、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、
１，３−ジオキソラン、２−メトキシテトラヒドロフラ
ン、ジエチルエーテル等の低粘度低沸点溶媒とを適度な
比率で混合した溶媒を用いることができる。但し、ガス
発生抑制の点から、酸化電位が、４．８Ｖ（ｖｓＬｉ
／Ｌｉ⁺）以上のものを用いるのが望ましい。更に、電
解質塩としては、上記ＬｉＰＦ₆或いはＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ
₅ＳＯ₂）₂に限定するものではなく、ＬｉＮ（ＣＦ₃
ＳＯ₂）₂、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄等を用いること
も可能である。

【００２９】加えて、アルミラミネート外装体の樹脂層
としては上記ポリプロピレンに限定されるものではな
く、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系高分
子、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系高
分子、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等の
ポリビニリデン系高分子、ナイロン６、ナイロン６６、
ナイロン７等のポリアミド系高分子等が挙げられる。ま
た、アルミラミネート外装体の構造としては、上記の５
層構造に限定されるものではない。また、外装体として
は、アルミラミネート外装体に限定されるものではな
く、僅かな電池内圧の上昇によって変形する外装体であ
れば、本発明を適用しうることは勿論である。

【００３０】

【実施例】〔実施例１〕実施例１としては、上記発明の
実施の形態で示した電池を用いた。このようにして作製
した電池を、以下、本発明電池Ａ１と称する。

【００３１】〔実施例２〜６〕下記表１に示す混合溶媒
の種類或いはプレゲルの種類、又は表２に示すＬｉＭｎ
₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混合比の、少なくとも１つを
変える他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下、それぞれ本
発明電池Ａ２〜Ａ６と称する。

【００３２】〔比較例１〜９〕下記表１に示す混合溶媒
の種類或いはプレゲルの種類、又は表２に示すＬｉＭｎ
₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混合比（ＬｉＣｏＯ₂のみの
ものを含む）の、少なくとも１つを変える他は、上記実
施例１と同様にして電池を作製した。このようにして作
製した電池を、以下、それぞれ比較電池Ｘ１〜Ｘ９と称
する。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】〔実験１〕上記本発明電池Ａ１〜Ａ６及び
比較電池Ｘ１〜Ｘ９の電池表面に熱電対を取り付けた
後、定電流で電流値が各５００ｍＡ、１０００ｍＡ、１
５００ｍＡにて３時間充電する過充電試験を行ったの
で、その結果を上記表２に併せて示す。尚、試料数は各
電池３個である。

【００３６】上記表２から明らかなように、ＬｉＭｎ₂
Ｏ₄を含み剥離強度が０．１０Ｎ／１０ｍｍを越えるも
の（ポリマー種がＩのもの）では、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬ
ｉＣｏＯ₂との混合比に関わらず、過充電時に電池異常
が発生している（比較電池Ｘ１、Ｘ５、Ｘ６）。これ
は、ゲル強度自体では正極とセパレータとの剥離が起き
難いぐらいの充分な強度を維持しているが、酸化力の強
いＬｉＭｎ₂Ｏ₄が混合されることにより、過充電時に
発生するガス量の増加が起こるため、急激な剥離を起こ
す、あるいは、剥離を起こさないというどちらの状態に
もならず、正極とセパレータとの接着部の剥離が徐々に
生じる。したがって、有効電極面積が減少し、電流が集
中し易くなり、部分的にセパレータがシャットダウンし
て、更なる電流の集中を招き、部分的に異常な量の熱が
発生するためであると考えられる。

【００３７】また、剥離強度が０．１０Ｎ／１０ｍｍ以
下のもの（ポリマー種がＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶのもの）で
あっても、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混合比が
１０／９０のもの及びＬｉＣｏＯ₂単独のものでは、過
充電時に電池異常が発生しているものがある（比較電池
Ｘ４、Ｘ９）。これは、比較電池Ｘ９ではマンガンが含
まれておらず（正極活物質がＬｉＣｏＯ₂単独）、ま
た、比較電池Ｘ４ではマンガン量が少ない（正極活物質
におけるＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混合比が１
０／９０）ので、正極上で電解液やゲルの酸化分解が急
激に生じなくガスが徐々に発生するため、正極とセパレ
ータとの接着部の剥離も徐々に生じる。したがって、正
極における有効電極面積が減少して、部分的にセパレー
タがシャットダウンする。そして、この状態で更に充電
を継続すると、更に有効電極面積が減少して、正極にお
いて更なる電流の集中を招き、部分的に異常な量の熱が
発生するためでるあると考えられる。

【００３８】これに対して、剥離強度が０．１０Ｎ／１
０ｍｍ以下のもの（ポリマー種がＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶの
もの）であって、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との混
合比が２０／８０以上のものでは、過充電時に電池異常
が全く発生していないことが認められる（本発明電池Ａ
１〜Ａ６）。したがって、剥離強度が０．１０Ｎ／１０
ｍｍ以下であって、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄とＬｉＣｏＯ₂との
混合比は２０／８０以上であることが望ましいことが分
かる。ここで、本発明電池Ａ２、比較電池Ｘ８、及び比
較電池Ｘ９における、充電深度と電池電圧、電流及び電
池温度との関係を調べたので、その結果をそれぞれ図５
〜図７に示す。

【００３９】図５に示すように、正極活物質に強酸化力
を有するマンガン（マンガン酸リチウム）が多く含まれ
ている本発明電池Ａ２では、過充電時に生じる電解液等
の酸化分解によるガス発生速度が非常に大きく、正極と
セパレータとの接着部の剥離が急激に生じる。したがっ
て、正極とセパレータとの間にガス空間が形成され、正
極とセパレータ中のゲルポリマーとの間のイオン導電性
が無くなるので、ある時点（図５中Ａ点）で電流が流れ
なくなる。この結果、過充電した場合であっても、電池
の温度上昇が抑制される。

【００４０】これに対し、図７に示すように、正極活物
質に強酸化力を有するマンガン（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）が含
まれていない（ＬｉＣｏＯ₂のみから成る）比較電池Ｘ
９では、上述の如く、過充電時には部分的に異常な量の
熱が発生するため、電池温度が急激に上昇する。

【００４１】尚、図６に示すように、比較電池Ｘ８で
は、正極活物質に強酸化力を有するマンガン（ＬｉＭｎ
₂Ｏ₄）が含まれていない（ＬｉＣｏＯ₂のみから成
る）にも関わらず、電池温度が急激に上昇していない。
これは、正極上で電解液やゲルの酸化分解が生じてガス
が徐々に発生しても、正極とセパレータとの接着強度が
大きいため、正極とセパレータとの接着部の剥離がある
時点で阻止されるという理由によるものと考えられる。
但し、正極とセパレータとの接着強度を大きくするため
には、プレゲル中のポリマー量を多くする等の必要があ
るので、後述の如く電池特性が低下する。

【００４２】（実験２）上記本発明電池Ａ１〜Ａ６及び
比較電池Ｘ１〜Ｘ９において、下記の条件で充放電して
負荷特性を調べたので、その結果を上記表２に併せて示
す。尚、負荷特性は、電流１０００ｍＡで放電したとき
の放電容量／電流１００ｍＡで放電したときの放電容量
×１００（％）という式から算出した。

【００４３】・充電条件定電流定電圧充電という条件の下、５００ｍＡの定電流
で電池電圧４．２Ｖまで充電し、４．２Ｖ到達後は定電
圧充電に変換しトータル３時間で充電を終了させるとい
う条件である。

【００４４】・放電条件電流値１００ｍＡと電流値１０００ｍＡとで、それぞれ
電池電圧が２．７Ｖまで放電するという条件である。

【００４５】上記表２から明らかなように、剥離強度が
０．１０Ｎ／１０ｍｍを越える（ポリマー種がＩ）比較
電池Ｘ１、Ｘ５、Ｘ６では、負荷特性が非常に低くなっ
ているのに対して、剥離強度が０．１０Ｎ／１０ｍｍ以
下（ポリマー種がＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）の本発明電池Ａ
１〜Ａ６では、良好な負荷特性を得られることが認めら
れ、特に、剥離強度が０．０１Ｎ／１０ｍｍ以下（ポリ
マー種がＩＶ）の本発明電池Ａ３、Ａ６では、極めて良
好な負荷特性を得られることが認められる。したがっ
て、剥離強度は０．０１Ｎ／１０ｍｍ以下とするのが特
に望ましい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷特性等の電池特性が低下するのを抑制しつつ、電池
を過充電して電池内でガスが発生した場合に充電電流を
カットして、安全性の向上を図ることができるといった
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非水電解質二次電池の正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】本発明に係る非水電解質二次電池に用いるアル
ミラミネート外装体の断面図。

【図４】本発明に係る非水電解質二次電池に用いる発電
要素の斜視図。

【図５】本発明電池Ａ２における、充電深度と電池電
圧、電流及び電池温度との関係を示すグラフ。

【図６】比較電池Ｘ８における、充電深度と電池電圧、
電流及び電池温度との関係を示すグラフ。

【図７】比較電池Ｘ９における、充電深度と電池電圧、
電流及び電池温度との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１：発電要素２：収納空間３：アルミラミネート外装体５：正極６：負極

フロントページの続きＦターム(参考） 5H029 AJ12 AK03 AK18 AL07 AM00 AM07 AM16 BJ03 BJ14 CJ02 CJ05 CJ07 CJ11 CJ13 DJ02 DJ04 EJ11 HJ00 HJ01 5H050 AA03 AA15 BA17 CA08 CA09 CB08 DA09 DA19 EA22 FA02 FA05 GA02 GA07 GA09 GA11 GA13 HA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムイオンを吸蔵、放出できる正極
及び負極がセパレータを介して配置された発電要素を有
すると共に、この発電要素が、僅かな電池内圧の上昇に
よって変形する外装体内に収納され、しかも上記正極と
上記セパレータとの間には非水電解液を含むゲル状ポリ
マーが存在し、このゲル状ポリマーにより正極とセパレ
ータとが接着される構造の非水電解質二次電池におい
て、上記正極活物質はマンガン酸リチウムを含む混合物から
成り、上記正極活物質の総量に対する上記マンガン酸リ
チウムの割合が２０質量％以上となるように規制し、且
つ、上記ゲル状ポリマーにより接着される正極とセパレ
ータとの接着強度が０．１０Ｎ／１０ｍｍ以下となるよ
うに構成したことを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】正極とセパレータとの接着強度が０．０
１Ｎ／１０ｍｍ以下である、請求項１記載の非水電解質
二次電池。
【請求項３】上記僅かな電池内圧の上昇によって変形
する外装体として、アルミラミネート外装体が用いられ
る、請求項１又は２記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】上記発電要素は、正極及び負極がセパレ
ータを介して巻回された偏平渦巻き状を成す、請求項１
〜３記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】マンガン酸リチウムを含む混合物である
正極活物質の総量に対するマンガン酸リチウムの割合が
２０質量％以上となるように混合した後、この混合物を
主体とする正極と負極とをセパレータを介して巻回し、
偏平渦巻き状の発電要素を作製する第１ステップと、上記発電要素を、僅かな電池内圧の上昇によって変形す
る外装体内に収納する第２ステップと、電解液とポリマー前駆体から成るプレゲルとを上記外装
体内に注入した後、加熱することにより架橋、重合させ
てゲル化し、正極とセパレータとの接着強度が０．１０
Ｎ／１０ｍｍ以下となるように、正極とセパレータと負
極とを一体化する第３ステップと、を有することを特徴とする非水電解質二次電池の製造方
法。