JP2002334690A - 固体電解質電池およびその製造方法 - Google Patents
固体電解質電池およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極合剤層の端部におけるショート不良を防
止して、製造時の歩留まりを向上させる。 【解決手段】 正極集電体１１上に正極合剤が当該正極
集電体１１の長手方向の端部に未塗布部１３が設けられ
るように塗布されてなる正極合剤層１２を有する正極１
０と、負極集電体２１上に負極合剤が当該負極集電体２
１の長手方向の端部に未塗布部が設けられるように塗布
されてなる負極合剤層２２を有する負極２０とが、正極
１０および負極２０との間に固体電解質層５が介在する
ように積層されている電池素子３を備え、正極合剤層１
２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手方向の端部
との間に、セラミックスからなる多孔質体または不織布
１４が、正極集電体１１の未塗布部１３側に延出して配
設されている。
止して、製造時の歩留まりを向上させる。 【解決手段】 正極集電体１１上に正極合剤が当該正極
集電体１１の長手方向の端部に未塗布部１３が設けられ
るように塗布されてなる正極合剤層１２を有する正極１
０と、負極集電体２１上に負極合剤が当該負極集電体２
１の長手方向の端部に未塗布部が設けられるように塗布
されてなる負極合剤層２２を有する負極２０とが、正極
１０および負極２０との間に固体電解質層５が介在する
ように積層されている電池素子３を備え、正極合剤層１
２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手方向の端部
との間に、セラミックスからなる多孔質体または不織布
１４が、正極集電体１１の未塗布部１３側に延出して配
設されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極と負極とが、
固体電解質を介して積層されてなる電池素子を備える固
体電解質電池およびその製造方法に関し、特に、正極で
のショートの発生が防止された固体電解質電池およびそ
の製造方法に関する。
固体電解質を介して積層されてなる電池素子を備える固
体電解質電池およびその製造方法に関し、特に、正極で
のショートの発生が防止された固体電解質電池およびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話等の携帯型電子機器やノート型
パーソナルコンピュータ等の薄型電子器機等の小型化、
軽量化が進む近年にあっては、これら電子機器の駆動用
電源となる電池が重要な地位を占めている。駆動用電源
としての電池には、電子器機の小型化、軽量化を実現す
るために、軽量でかつ機器内での収納スペースを効率的
に利用可能であることが要求される。このような電池と
して、エネルギー密度、出力密度の大きな固体電解質電
池、具体的にはリチウムイオン電池が最も好適である。
パーソナルコンピュータ等の薄型電子器機等の小型化、
軽量化が進む近年にあっては、これら電子機器の駆動用
電源となる電池が重要な地位を占めている。駆動用電源
としての電池には、電子器機の小型化、軽量化を実現す
るために、軽量でかつ機器内での収納スペースを効率的
に利用可能であることが要求される。このような電池と
して、エネルギー密度、出力密度の大きな固体電解質電
池、具体的にはリチウムイオン電池が最も好適である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、固体電解質
電池は、正極集電体上に、正極合剤を塗布してなる正極
合剤層が形成されてなる正極と、負極集電体上に、負極
合剤を塗布してなる負極合剤層が形成されてなる負極と
が固体電解質を介して積層され、長手方向に巻き回して
なる巻回式電池素子、またはつづら折りしてなるつづら
折り式電池素子等を備えている。
電池は、正極集電体上に、正極合剤を塗布してなる正極
合剤層が形成されてなる正極と、負極集電体上に、負極
合剤を塗布してなる負極合剤層が形成されてなる負極と
が固体電解質を介して積層され、長手方向に巻き回して
なる巻回式電池素子、またはつづら折りしてなるつづら
折り式電池素子等を備えている。
【０００４】固体電解質電池が備える電池素子の正極で
は、正極合剤層の端部、すなわち正極合剤の塗り始めの
端部および塗り終わりの端部が、他の部分よりも正極合
剤の塗布厚みが厚くなるため、厚みが大きく、盛り上が
った状態となっている。
は、正極合剤層の端部、すなわち正極合剤の塗り始めの
端部および塗り終わりの端部が、他の部分よりも正極合
剤の塗布厚みが厚くなるため、厚みが大きく、盛り上が
った状態となっている。
【０００５】しかしながら、この正極合剤層の端部の盛
り上がりは、ショート不良の大きな原因となり、固体電
解質電池の製造時において歩留まりが低下するという問
題がある。
り上がりは、ショート不良の大きな原因となり、固体電
解質電池の製造時において歩留まりが低下するという問
題がある。
【０００６】また、正極と負極との間にセパレータを介
在させる場合であっても、セパレータの厚みを例えば１
５μｍ以下程度と非常に薄くすると、正極合剤層端部で
のショート発生率が高いという問題がある。
在させる場合であっても、セパレータの厚みを例えば１
５μｍ以下程度と非常に薄くすると、正極合剤層端部で
のショート発生率が高いという問題がある。
【０００７】本発明は、このような実状に基づいて提案
されたものであり、ショート不良がなく、製造時の歩留
まりが向上した固体電解質電池およびその製造方法を提
供することを目的に提案されたものである。
されたものであり、ショート不良がなく、製造時の歩留
まりが向上した固体電解質電池およびその製造方法を提
供することを目的に提案されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る固体電解質電池は、正極集電体上に
正極合剤が当該正極集電体の長手方向の端部に未塗布部
が設けられるように塗布されてなる正極合剤層を有する
正極と、負極集電体上に負極合剤が当該負極集電体の長
手方向の端部に未塗布部が設けられるように塗布されて
なる負極合剤層を有する負極とが、当該正極および当該
負極との間に固体電解質層が介在するように積層されて
いる電池素子を備え、上記正極合剤層の長手方向の端部
と上記負極合剤層の長手方向の端部との間に、セラミッ
クスからなる多孔質体または不織布が、上記正極集電体
の未塗布部側に延出して配設されていることを特徴とす
る。
めに、本発明に係る固体電解質電池は、正極集電体上に
正極合剤が当該正極集電体の長手方向の端部に未塗布部
が設けられるように塗布されてなる正極合剤層を有する
正極と、負極集電体上に負極合剤が当該負極集電体の長
手方向の端部に未塗布部が設けられるように塗布されて
なる負極合剤層を有する負極とが、当該正極および当該
負極との間に固体電解質層が介在するように積層されて
いる電池素子を備え、上記正極合剤層の長手方向の端部
と上記負極合剤層の長手方向の端部との間に、セラミッ
クスからなる多孔質体または不織布が、上記正極集電体
の未塗布部側に延出して配設されていることを特徴とす
る。
【０００９】以上のように構成される本発明に係る固体
電解質電池では、正極合剤層の長手方向の端部に、セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布が配設されてい
るので、正極合剤層の端部の厚みが大きく、盛り上がり
が生じていても、正極合剤層の端部におけるショート発
生が防止される。
電解質電池では、正極合剤層の長手方向の端部に、セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布が配設されてい
るので、正極合剤層の端部の厚みが大きく、盛り上がり
が生じていても、正極合剤層の端部におけるショート発
生が防止される。
【００１０】また、本発明に係る固体電解質電池の製造
方法は、正極合剤を正極集電体の長手方向の端部に未塗
布部を設けるように塗布し、当該正極集電体上に正極合
剤層を有する正極を作製する工程と、上記正極合剤層上
に第１の固体電解質層を形成する工程と、負極合剤を負
極集電体の長手方向の端部に未塗布部を設けるように塗
布し、当該負極集電体上に負極合剤層を有する負極を作
製する工程と、上記負極合剤層上に第２の固体電解質層
を形成する工程と、上記正極合剤層の長手方向の端部と
上記負極合剤層の長手方向の端部との間に、セラミック
スからなる多孔質体または不織布を、上記正極集電体の
未塗布部側に延出するように配設する工程と、上記正極
合剤層上に第１の固体電解質層が形成された正極と、上
記負極合剤層上に第２の固体電解質層が形成された負極
とを、当該第１の固体電解質層および当該第２の固体電
解質層が介在するように積層して電池素子を構成する工
程とを備えることを特徴とする。
方法は、正極合剤を正極集電体の長手方向の端部に未塗
布部を設けるように塗布し、当該正極集電体上に正極合
剤層を有する正極を作製する工程と、上記正極合剤層上
に第１の固体電解質層を形成する工程と、負極合剤を負
極集電体の長手方向の端部に未塗布部を設けるように塗
布し、当該負極集電体上に負極合剤層を有する負極を作
製する工程と、上記負極合剤層上に第２の固体電解質層
を形成する工程と、上記正極合剤層の長手方向の端部と
上記負極合剤層の長手方向の端部との間に、セラミック
スからなる多孔質体または不織布を、上記正極集電体の
未塗布部側に延出するように配設する工程と、上記正極
合剤層上に第１の固体電解質層が形成された正極と、上
記負極合剤層上に第２の固体電解質層が形成された負極
とを、当該第１の固体電解質層および当該第２の固体電
解質層が介在するように積層して電池素子を構成する工
程とを備えることを特徴とする。
【００１１】以上のように構成される本発明に係る固体
電解質電池の製造方法によれば、正極合剤層の長手方向
の端部に、セラミックスからなる多孔質体または不織布
を配設しているので、正極合剤層の長手方向の端部の厚
みが大きく、盛り上がりが生じていても、正極合剤層の
端部におけるショート発生が防止される。
電解質電池の製造方法によれば、正極合剤層の長手方向
の端部に、セラミックスからなる多孔質体または不織布
を配設しているので、正極合剤層の長手方向の端部の厚
みが大きく、盛り上がりが生じていても、正極合剤層の
端部におけるショート発生が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した固体電解
質電池について、図面を参照しながら詳細に説明する。
質電池について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】固体電解質電池１は、いわゆるポリマーリ
チウムイオン二次電池であり、図１および図２に示すよ
うに、アルミニウム箔をポリオレフィンフィルムで挟ん
だ外装フィルム２に電池素子３が収納されてなる。固体
電解質電池１では、外装フィルム２の周縁部分を熱融着
部とし、この熱融着部を熱融着して封止されることによ
り電池素子３を真空包装している。
チウムイオン二次電池であり、図１および図２に示すよ
うに、アルミニウム箔をポリオレフィンフィルムで挟ん
だ外装フィルム２に電池素子３が収納されてなる。固体
電解質電池１では、外装フィルム２の周縁部分を熱融着
部とし、この熱融着部を熱融着して封止されることによ
り電池素子３を真空包装している。
【００１４】また、固体電解質電池１では、外装フィル
ム２の外方に電池素子３の正極および負極にそれぞれ取
り付けた正極端子４ａおよび負極端子４ｂ（以下、合わ
せて電極端子４と称する。）が外部端子として引き出さ
れている。
ム２の外方に電池素子３の正極および負極にそれぞれ取
り付けた正極端子４ａおよび負極端子４ｂ（以下、合わ
せて電極端子４と称する。）が外部端子として引き出さ
れている。
【００１５】電池素子３は、上述した電極端子４が例え
ば抵抗溶接、超音波溶接等の方法により取り付けてられ
ている。電池端子４は、図１に示すように、外装フィル
ム２の外方に引き出されるが、その際に外装フィルム２
と接する部分に樹脂片が配されている。
ば抵抗溶接、超音波溶接等の方法により取り付けてられ
ている。電池端子４は、図１に示すように、外装フィル
ム２の外方に引き出されるが、その際に外装フィルム２
と接する部分に樹脂片が配されている。
【００１６】外装フィルム２としては、防湿性を有する
ものであれば良く、上述した構成を有するものの他、例
えばナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチ
レンフィルムをこの順に張り合わせて形成されてなるも
のを使用できる。
ものであれば良く、上述した構成を有するものの他、例
えばナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチ
レンフィルムをこの順に張り合わせて形成されてなるも
のを使用できる。
【００１７】また、外装フィルム２は、電池素子３を収
納する際に１枚のシート型のフィルムの略中央部を折り
曲げ、その内側に電池素子３を挟み込む構成としている
が、このような構成に限らず、例えば上部フィルムと下
部フィルムの２枚のフィルムによって電池素子を挟み込
むものや、袋状に成形したフィルム内に電池素子を封入
する構成のものとすることもできる。
納する際に１枚のシート型のフィルムの略中央部を折り
曲げ、その内側に電池素子３を挟み込む構成としている
が、このような構成に限らず、例えば上部フィルムと下
部フィルムの２枚のフィルムによって電池素子を挟み込
むものや、袋状に成形したフィルム内に電池素子を封入
する構成のものとすることもできる。
【００１８】なお、電池素子３を収納する外装材とし
て、厚さ、軽さ、コストの点から好ましいためアルミラ
ミネートフィルムよりなる外装フィルム２を用いたが、
これに限らず角形や円筒形の金属缶を外装材として使用
してもよい。
て、厚さ、軽さ、コストの点から好ましいためアルミラ
ミネートフィルムよりなる外装フィルム２を用いたが、
これに限らず角形や円筒形の金属缶を外装材として使用
してもよい。
【００１９】電池素子３は、図３に示すように、固体電
解質層５を介して、帯状の正極１０および帯状の負極２
０が積層され、正極を内周側として長手方向に巻き回さ
れてなる、いわゆる巻回式の電池素子３である。なお、
正極１０及び負極２０における固体電解質層５と接しな
い面にはセパレータ６を配し、固体電解質電池１の安全
を確保している。
解質層５を介して、帯状の正極１０および帯状の負極２
０が積層され、正極を内周側として長手方向に巻き回さ
れてなる、いわゆる巻回式の電池素子３である。なお、
正極１０及び負極２０における固体電解質層５と接しな
い面にはセパレータ６を配し、固体電解質電池１の安全
を確保している。
【００２０】正極１０は、図４に示すように、正極集電
体１１と、この正極集電体１１上に正極合剤を塗布して
なる正極合剤層１２とを有する。また、正極集電体１１
の端部には、正極１０から集電をとるために正極合剤の
未塗布部１３が設けられている。なお、この正極合剤層
１２上には、第１の固体電解質層５ａが形成されてい
る。
体１１と、この正極集電体１１上に正極合剤を塗布して
なる正極合剤層１２とを有する。また、正極集電体１１
の端部には、正極１０から集電をとるために正極合剤の
未塗布部１３が設けられている。なお、この正極合剤層
１２上には、第１の固体電解質層５ａが形成されてい
る。
【００２１】正極集電体１１としては、例えばアルミニ
ウム等の金属箔を使用できる。正極活物質としては、リ
チウム含有遷移金属酸化物等、具体的には、ＬｉＣｏＯ
２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉｘＣｏ
１−ｘＯ２（但し、０＜ｘ＜１である。）等を使用でき
る。また、正極合剤層１２には、従来公知の結着剤や導
電剤等を含有させてもよい。
ウム等の金属箔を使用できる。正極活物質としては、リ
チウム含有遷移金属酸化物等、具体的には、ＬｉＣｏＯ
２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉｘＣｏ
１−ｘＯ２（但し、０＜ｘ＜１である。）等を使用でき
る。また、正極合剤層１２には、従来公知の結着剤や導
電剤等を含有させてもよい。
【００２２】負極２０は、図５に示すように、負極集電
体２１と、この負極集電体２１上に負極合剤を塗布して
なる負極合剤層２２とを有する。なお、この負極合剤層
２２上には、第２の固体電解質層５ｂが形成されてい
る。
体２１と、この負極集電体２１上に負極合剤を塗布して
なる負極合剤層２２とを有する。なお、この負極合剤層
２２上には、第２の固体電解質層５ｂが形成されてい
る。
【００２３】負極集電体２１としては、例えば銅等の金
属箔を使用できる。負極活物質としては、リチウムをド
ープ／脱ドープ可能な材料等、具体的には炭素材料等を
使用できる。また、負極合剤層２２には、従来公知の結
着剤や導電剤等を含有させてもよい。
属箔を使用できる。負極活物質としては、リチウムをド
ープ／脱ドープ可能な材料等、具体的には炭素材料等を
使用できる。また、負極合剤層２２には、従来公知の結
着剤や導電剤等を含有させてもよい。
【００２４】なお、固体電解質層５は、電池素子３の構
成において、正極合剤層１２上に形成された第１の固体
電解質層５ａと、負極合剤層２２上に形成された第２の
固体電解質層５ｂとが張り合わされて、一体化してい
る。
成において、正極合剤層１２上に形成された第１の固体
電解質層５ａと、負極合剤層２２上に形成された第２の
固体電解質層５ｂとが張り合わされて、一体化してい
る。
【００２５】そして、この固体電解質電池１では、図３
および図４に示すように、正極合剤層１２の長手方向の
端部と負極合剤層２２の長手方向の端部との間に、セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布１４が、正極集
電体１１の未塗布部１３側に延出して配設されている。
および図４に示すように、正極合剤層１２の長手方向の
端部と負極合剤層２２の長手方向の端部との間に、セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布１４が、正極集
電体１１の未塗布部１３側に延出して配設されている。
【００２６】正極合剤層１２の長手方向の端部、すなわ
ち正極合剤の塗り始めの端部および塗り終わりの端部
は、他の部分よりも正極合剤の塗布厚みが厚くなるた
め、厚みが大きく、盛り上がった状態となっている。こ
のため、従来の固体電解質電池では、正極合剤層の端部
の盛り上がりによるショート不良が発生し、製造時にお
ける歩留まりが低下していた。
ち正極合剤の塗り始めの端部および塗り終わりの端部
は、他の部分よりも正極合剤の塗布厚みが厚くなるた
め、厚みが大きく、盛り上がった状態となっている。こ
のため、従来の固体電解質電池では、正極合剤層の端部
の盛り上がりによるショート不良が発生し、製造時にお
ける歩留まりが低下していた。
【００２７】これに対し、本発明を適用した固体電解質
電池１は、正極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤
層２２の長手方向の端部との間に、セラミックスからな
る多孔質体または不織布１４が、正極集電体１１の未塗
布部１３側に延出して配設されているので、正極合剤層
１２の端部の厚みが大きく、盛り上がりが生じていて
も、正極合剤層１２の端部におけるショートが防止され
ている。したがって、この固体電解質電池１では、ショ
ート不良がなく、製造時の歩留まりが向上する。
電池１は、正極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤
層２２の長手方向の端部との間に、セラミックスからな
る多孔質体または不織布１４が、正極集電体１１の未塗
布部１３側に延出して配設されているので、正極合剤層
１２の端部の厚みが大きく、盛り上がりが生じていて
も、正極合剤層１２の端部におけるショートが防止され
ている。したがって、この固体電解質電池１では、ショ
ート不良がなく、製造時の歩留まりが向上する。
【００２８】また、固体電解質電池１は、セラミックス
からなる多孔質体または不織布１４が、正極合剤層１２
の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手方向の端部と
の間に、正極集電体１１の未塗布部１３側に延出して配
設されることにより、電池容量が十分に引き出されて高
容量となる。
からなる多孔質体または不織布１４が、正極合剤層１２
の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手方向の端部と
の間に、正極集電体１１の未塗布部１３側に延出して配
設されることにより、電池容量が十分に引き出されて高
容量となる。
【００２９】たとえば、ポリプロピレン等のテープが、
正極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長
手方向の端部との間に、正極集電体１１の未塗布部１３
側に延出するように配設される場合、ポリプロピレン等
のテープはリチウムイオンを通さないため、ポリプロピ
レン等のテープで覆われた正極活物質は電池反応に寄与
できない。このため、電池の理論容量を十分に引き出す
ことができない。
正極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長
手方向の端部との間に、正極集電体１１の未塗布部１３
側に延出するように配設される場合、ポリプロピレン等
のテープはリチウムイオンを通さないため、ポリプロピ
レン等のテープで覆われた正極活物質は電池反応に寄与
できない。このため、電池の理論容量を十分に引き出す
ことができない。
【００３０】これに対し、セラミックスからなる多孔質
体または不織布１４は、正極１０と負極２０とを絶縁す
るいわゆるセパレータと同様の機能を有している。した
がって、セラミックスからなる多孔質体または不織布１
４が正極合剤層１２上に配設されていても、正極活物質
の利用効率が低下することはない。
体または不織布１４は、正極１０と負極２０とを絶縁す
るいわゆるセパレータと同様の機能を有している。した
がって、セラミックスからなる多孔質体または不織布１
４が正極合剤層１２上に配設されていても、正極活物質
の利用効率が低下することはない。
【００３１】また、セラミックスからなる多孔質体また
は不織布１４は、固体電解質電池１が過充電されて高温
になった場合においても、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン等からなるセパレータのように変形する虞がな
く、正極合剤層の端部におけるショートの発生を確実に
防ぐことができる。したがって、固体電解質電池１は、
セラミックスからなる多孔質体または不織布１４が、正
極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手
方向の端部との間に、正極集電体１１の未塗布部１３側
に延出して配設されることにより、安全性に優れるもの
となる。
は不織布１４は、固体電解質電池１が過充電されて高温
になった場合においても、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン等からなるセパレータのように変形する虞がな
く、正極合剤層の端部におけるショートの発生を確実に
防ぐことができる。したがって、固体電解質電池１は、
セラミックスからなる多孔質体または不織布１４が、正
極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手
方向の端部との間に、正極集電体１１の未塗布部１３側
に延出して配設されることにより、安全性に優れるもの
となる。
【００３２】ここで、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４の、正極１０の長手方向と平行である幅
（以下、セラミックスからなる多孔質体または不織布１
４の横幅と称する。）は、巻回式の電池素子３の長径を
Ａとするとき、Ａ／１０以上、Ａ以下であることがよ
い。セラミックスからなる多孔質体または不織布１４の
横幅がＡ／１０未満である場合、正極合剤層１２および
第１の固体電解質層５ａの端部を完全に覆うことができ
ない虞がある。一方、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４の横幅がＡを越える場合、固体電解質電
池１の厚みが増大し、電池素子３自体の体積が増えるた
め、固体電解質電池１のエネルギー密度が低下する虞が
ある。したがって、セラミックスからなる多孔質体また
は不織布１４の横幅を、Ａ／１０以上、Ａ以下とするこ
とにより、正極合剤層１２の端部におけるショートが確
実に防止されるとともに、高容量である固体電解質電池
１を得られる。
たは不織布１４の、正極１０の長手方向と平行である幅
（以下、セラミックスからなる多孔質体または不織布１
４の横幅と称する。）は、巻回式の電池素子３の長径を
Ａとするとき、Ａ／１０以上、Ａ以下であることがよ
い。セラミックスからなる多孔質体または不織布１４の
横幅がＡ／１０未満である場合、正極合剤層１２および
第１の固体電解質層５ａの端部を完全に覆うことができ
ない虞がある。一方、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４の横幅がＡを越える場合、固体電解質電
池１の厚みが増大し、電池素子３自体の体積が増えるた
め、固体電解質電池１のエネルギー密度が低下する虞が
ある。したがって、セラミックスからなる多孔質体また
は不織布１４の横幅を、Ａ／１０以上、Ａ以下とするこ
とにより、正極合剤層１２の端部におけるショートが確
実に防止されるとともに、高容量である固体電解質電池
１を得られる。
【００３３】また、セラミックスからなる多孔質体また
は不織布１４の厚みは、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍ
ｍ以下であることがよい。セラミックスからなる多孔質
体または不織布１４の厚みを０．０１ｍｍ未満とする場
合、厚みを均一なものとすることが困難であり、特に厚
みの薄い部分でショートが発生しやすくなる虞がある。
一方、セラミックスからなる多孔質体または不織布１４
の厚みが０．０５ｍｍを越えるである場合、固体電解質
電池１内においてセラミックスからなる多孔質体または
不織布１４の占める体積が大きくなり、電池反応に寄与
する正極１０及び負極２０の占める体積が少なくなるた
め、所望の電池容量を達成できない虞がある。
は不織布１４の厚みは、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍ
ｍ以下であることがよい。セラミックスからなる多孔質
体または不織布１４の厚みを０．０１ｍｍ未満とする場
合、厚みを均一なものとすることが困難であり、特に厚
みの薄い部分でショートが発生しやすくなる虞がある。
一方、セラミックスからなる多孔質体または不織布１４
の厚みが０．０５ｍｍを越えるである場合、固体電解質
電池１内においてセラミックスからなる多孔質体または
不織布１４の占める体積が大きくなり、電池反応に寄与
する正極１０及び負極２０の占める体積が少なくなるた
め、所望の電池容量を達成できない虞がある。
【００３４】セラミックスからなる多孔質体または不織
布１４としては、特に、アルミナを使用することがよ
い。
布１４としては、特に、アルミナを使用することがよ
い。
【００３５】固体電解質層５、すなわち第１の固体電解
質層５ａおよび第２の固体電解質層５ｂは、それぞれ、
正極合剤層１２および負極合剤層２２上に形成されてい
る。固体電解質層５としては、電解質塩と高分子マトリ
ックスとから構成される完全固体電解質、または、電解
質塩、高分子マトリックスおよび非水溶媒から構成され
るゲル状固体電解質があるが、何れも使用できる。
質層５ａおよび第２の固体電解質層５ｂは、それぞれ、
正極合剤層１２および負極合剤層２２上に形成されてい
る。固体電解質層５としては、電解質塩と高分子マトリ
ックスとから構成される完全固体電解質、または、電解
質塩、高分子マトリックスおよび非水溶媒から構成され
るゲル状固体電解質があるが、何れも使用できる。
【００３６】電解質塩としては、例えばＬｉＣｌ、Ｌｉ
Ｂｒ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡ
ｓＦ６、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、Ｌｉ（ＣＨ３Ｓ
Ｏ３）、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のリチウム塩を使用するこ
とができる。
Ｂｒ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡ
ｓＦ６、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、Ｌｉ（ＣＨ３Ｓ
Ｏ３）、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のリチウム塩を使用するこ
とができる。
【００３７】高分子マトリックスとしては、マトリック
スポリマーとしては、例えばポリアクリロニトリル、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、
ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコー
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、スチレンブタジエンゴム、ニトリル−ブタ
ジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート等を使用
できる。
スポリマーとしては、例えばポリアクリロニトリル、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、
ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコー
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、スチレンブタジエンゴム、ニトリル−ブタ
ジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート等を使用
できる。
【００３８】非水溶媒としては、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレ
ロラクトン、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、１，３−ジオキサン、
酪酸メチル、プロピオン酸メチル、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
等の非水溶媒を使用できる。なお、潤滑溶媒として、こ
れら非水溶媒のうち１種類を単独で用いてもよいし、２
種類以上を混合して用いてもよい。
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、γ−ブチロラクトン、γ−バレ
ロラクトン、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、１，３−ジオキサン、
酪酸メチル、プロピオン酸メチル、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
等の非水溶媒を使用できる。なお、潤滑溶媒として、こ
れら非水溶媒のうち１種類を単独で用いてもよいし、２
種類以上を混合して用いてもよい。
【００３９】セパレータ６としては、ポリエチレンフィ
ルム、ポリプロピレンフィルム等の微孔性ポリオレフィ
ンフィルムとガラス繊維、ポリイミド、ポリアミド、セ
ルロース等の繊維からなる織布および不織布等を使用で
きる。なお、セパレータ６の厚みは、８μｍ以上、１５
μｍ以下とすることがよい。
ルム、ポリプロピレンフィルム等の微孔性ポリオレフィ
ンフィルムとガラス繊維、ポリイミド、ポリアミド、セ
ルロース等の繊維からなる織布および不織布等を使用で
きる。なお、セパレータ６の厚みは、８μｍ以上、１５
μｍ以下とすることがよい。
【００４０】なお、電池素子３において、正極１０およ
び負極２０は、正極合剤層１２上に形成した第１の固体
電解質層５ａ、および負極合剤層２２上に形成した第２
の固体電解質層５ｂを張り合わせてなる固体電解質層５
により絶縁されている。したがって、この電池素子３で
は、正極合剤層１２と負極合剤層２２との間にいわゆる
セパレータを不要とする構成とされているが、より安全
を期すためにセパレータを介在させてもよい。
び負極２０は、正極合剤層１２上に形成した第１の固体
電解質層５ａ、および負極合剤層２２上に形成した第２
の固体電解質層５ｂを張り合わせてなる固体電解質層５
により絶縁されている。したがって、この電池素子３で
は、正極合剤層１２と負極合剤層２２との間にいわゆる
セパレータを不要とする構成とされているが、より安全
を期すためにセパレータを介在させてもよい。
【００４１】上述のように構成される固体電解質電池１
を製造するには、まず、正極合剤層１２および正極集電
体１１を有する正極１０を作製する工程を行う。この工
程は、正極合剤を正極集電体１１の長手方向の端部に未
塗布部１３を設けるように塗布し、正極集電体１１上に
正極合剤層１２を有する正極１０を作製する工程であ
る。
を製造するには、まず、正極合剤層１２および正極集電
体１１を有する正極１０を作製する工程を行う。この工
程は、正極合剤を正極集電体１１の長手方向の端部に未
塗布部１３を設けるように塗布し、正極集電体１１上に
正極合剤層１２を有する正極１０を作製する工程であ
る。
【００４２】ついで、正極合剤層１２上に第１の固体電
解質層５ａを形成する工程を行う。
解質層５ａを形成する工程を行う。
【００４３】ついで、負極合剤層２２および負極集電体
２１を有する負極２０を作製する工程を行う。この工程
は、負極合剤を負極集電体２１の長手方向の端部に未塗
布部を設けるように塗布し、負極集電体２１上に負極合
剤層２２を有する負極２０を作製する工程である。
２１を有する負極２０を作製する工程を行う。この工程
は、負極合剤を負極集電体２１の長手方向の端部に未塗
布部を設けるように塗布し、負極集電体２１上に負極合
剤層２２を有する負極２０を作製する工程である。
【００４４】ついで、負極合剤層２２上に第２の固体電
解質層５ｂを形成する工程を行う。
解質層５ｂを形成する工程を行う。
【００４５】ついで、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４を配設する工程を行う。この工程は、正
極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手
方向の端部との間に、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４を、正極集電体１１の未塗布部１３側に
延出するように配設する工程である。
たは不織布１４を配設する工程を行う。この工程は、正
極合剤層１２の長手方向の端部と負極合剤層２２の長手
方向の端部との間に、セラミックスからなる多孔質体ま
たは不織布１４を、正極集電体１１の未塗布部１３側に
延出するように配設する工程である。
【００４６】ついで、電池素子３を構成する工程を行
う。この工程は、正極合剤層１２上に第１の固体電解質
層５ａが形成された正極１０と、負極合剤層２２上に第
２の固体電解質層５ｂが形成された負極２０とを、第１
の固体電解質層５ａおよび第２の固体電解質層５ｂが介
在するように積層して電池素子３を構成する工程であ
る。
う。この工程は、正極合剤層１２上に第１の固体電解質
層５ａが形成された正極１０と、負極合剤層２２上に第
２の固体電解質層５ｂが形成された負極２０とを、第１
の固体電解質層５ａおよび第２の固体電解質層５ｂが介
在するように積層して電池素子３を構成する工程であ
る。
【００４７】更に、電池素子３を長手方向に巻回して巻
回式電池素子３とし、この電池素子３を外装フィルム２
に収納する工程を行う。
回式電池素子３とし、この電池素子３を外装フィルム２
に収納する工程を行う。
【００４８】以上のように構成される固体電解質電池１
の製造方法によれば、正極合剤層１２の長手方向の端部
に、セラミックスからなる多孔質体または不織布１４を
配設しているので、正極合剤層１２の長手方向の端部の
厚みが大きく、盛り上がりが生じていても、正極合剤層
１２の端部におけるショート発生が防止される。したが
って、この固体電解質電池１の製造方法によれば、製造
時の歩留まりが向上した固体電解質電池１を製造するこ
とができる。
の製造方法によれば、正極合剤層１２の長手方向の端部
に、セラミックスからなる多孔質体または不織布１４を
配設しているので、正極合剤層１２の長手方向の端部の
厚みが大きく、盛り上がりが生じていても、正極合剤層
１２の端部におけるショート発生が防止される。したが
って、この固体電解質電池１の製造方法によれば、製造
時の歩留まりが向上した固体電解質電池１を製造するこ
とができる。
【００４９】上述では、巻回式の電池素子３を備える固
体電解質電池１について説明したが、本発明はこれに限
定されず、電池素子として、図６に示すように、帯状の
正極１０および帯状の負極２０が固体電解質層５を介し
て積層され、つづら折りされてなるつづら折り式電池素
子３０を使用してもよい。
体電解質電池１について説明したが、本発明はこれに限
定されず、電池素子として、図６に示すように、帯状の
正極１０および帯状の負極２０が固体電解質層５を介し
て積層され、つづら折りされてなるつづら折り式電池素
子３０を使用してもよい。
【００５０】なお、つづら折り式電池素子３０を備える
固体電解質電池は、電池素子３０の形状が異なること以
外は、上述した固体電解質電池１と同様の構成を有して
いる。したがって、上述した固体電解質電池１と同一の
部材に関しては、同符号を付することで説明を省略す
る。
固体電解質電池は、電池素子３０の形状が異なること以
外は、上述した固体電解質電池１と同様の構成を有して
いる。したがって、上述した固体電解質電池１と同一の
部材に関しては、同符号を付することで説明を省略す
る。
【００５１】つづら折り式電池素子３０を備える固体電
解質電池では、巻回式電池素子３を備える固体電解質電
池１と同様に、正極合剤層１２の長手方向の端部と負極
合剤層２２の長手方向の端部との間に、セラミックスか
らなる多孔質体または不織布１４が、正極集電体１１の
未塗布部１３側に延出して配設されているので、正極合
剤層１２の端部の厚みが大きく、盛り上がりが生じてい
ても、正極合剤層１２の端部におけるショートが防止さ
れている。したがって、この固体電解質電池では、ショ
ート不良がなく、製造時の歩留まりが向上する。
解質電池では、巻回式電池素子３を備える固体電解質電
池１と同様に、正極合剤層１２の長手方向の端部と負極
合剤層２２の長手方向の端部との間に、セラミックスか
らなる多孔質体または不織布１４が、正極集電体１１の
未塗布部１３側に延出して配設されているので、正極合
剤層１２の端部の厚みが大きく、盛り上がりが生じてい
ても、正極合剤層１２の端部におけるショートが防止さ
れている。したがって、この固体電解質電池では、ショ
ート不良がなく、製造時の歩留まりが向上する。
【００５２】このつづら折り式電池素子３０の折り幅を
Ｂとするとき、セラミック多孔質体または不織布１４の
横幅が、Ｂ／１０以上、Ｂ以下であることがよい。セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布１４の横幅がＢ
／１０未満である場合、正極合剤層１２および第１の固
体電解質層５ａの端部を完全に覆うことができない虞が
ある。一方、セラミックスからなる多孔質体または不織
布１４の横幅がＢ以上である場合、固体電解質電池の厚
みが増大し、電池素子３０自体の体積が増えるため、固
体電解質電池のエネルギー密度が低下する虞がある。し
たがって、セラミックスからなる多孔質体または不織布
１４の横幅を、Ｂ／１０以上、Ｂ以下とすることによ
り、正極合剤層１２の端部におけるショートが確実に防
止されるとともに、高容量である固体電解質電池を得ら
れる。
Ｂとするとき、セラミック多孔質体または不織布１４の
横幅が、Ｂ／１０以上、Ｂ以下であることがよい。セラ
ミックスからなる多孔質体または不織布１４の横幅がＢ
／１０未満である場合、正極合剤層１２および第１の固
体電解質層５ａの端部を完全に覆うことができない虞が
ある。一方、セラミックスからなる多孔質体または不織
布１４の横幅がＢ以上である場合、固体電解質電池の厚
みが増大し、電池素子３０自体の体積が増えるため、固
体電解質電池のエネルギー密度が低下する虞がある。し
たがって、セラミックスからなる多孔質体または不織布
１４の横幅を、Ｂ／１０以上、Ｂ以下とすることによ
り、正極合剤層１２の端部におけるショートが確実に防
止されるとともに、高容量である固体電解質電池を得ら
れる。
【００５３】
【実施例】以下、本発明を適用した固体電解質電池につ
いて、具体的な実験結果に基づいて詳細に説明する。
いて、具体的な実験結果に基づいて詳細に説明する。
【００５４】サンプル１ 〔正極の作製方法〕正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を９
１重量部と、導電剤としてカーボンブラックを６重量部
と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量部とを
混合して正極合剤を調製し、このこの混合物をＮ−メチ
ル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状の正極合剤
とした。
１重量部と、導電剤としてカーボンブラックを６重量部
と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを３重量部とを
混合して正極合剤を調製し、このこの混合物をＮ−メチ
ル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状の正極合剤
とした。
【００５５】ついで、このスラリー状の正極合剤を、厚
み２０μｍの正極集電体の両面に、正極集電体の長手方
向の端部に未塗布部が設けられるように均一に塗布し、
乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形することで、正極合
剤層を有する正極を得た。
み２０μｍの正極集電体の両面に、正極集電体の長手方
向の端部に未塗布部が設けられるように均一に塗布し、
乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形することで、正極合
剤層を有する正極を得た。
【００５６】〔負極の作製方法〕まず、負極活物質とし
て黒鉛を９０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デンを１０重量部とを混合して負極合剤を調製し、この
混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラ
リー状の負極合剤とした。
て黒鉛を９０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デンを１０重量部とを混合して負極合剤を調製し、この
混合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラ
リー状の負極合剤とした。
【００５７】ついで、このスラリー状の負極合剤を、厚
み１５μｍの負極集電体の両面に、負極集電体の長手方
向の端部に未塗布部が設けられるように均一に塗布し、
乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形することで、負極合
剤層を有する負極を得た。
み１５μｍの負極集電体の両面に、負極集電体の長手方
向の端部に未塗布部が設けられるように均一に塗布し、
乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形することで、負極合
剤層を有する負極を得た。
【００５８】〔ゲル状電解質溶液の調製方法〕炭酸エチ
レンを４２．５重量部、炭酸プロピレンを４２．５重量
部、及び電解質塩としてＬｉＰＦ６を１５重量部を混合
して可塑剤を調製した。ついで、この可塑剤を３０重量
部、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフ
ルオロプロピレン）（ヘキサフルオロプロプロピレンの
含有量：７重量％）を１０重量部、及び炭酸ジエチルを
６０重量部を均一に混合することによりゲル状電解質溶
液を調製した。
レンを４２．５重量部、炭酸プロピレンを４２．５重量
部、及び電解質塩としてＬｉＰＦ６を１５重量部を混合
して可塑剤を調製した。ついで、この可塑剤を３０重量
部、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフ
ルオロプロピレン）（ヘキサフルオロプロプロピレンの
含有量：７重量％）を１０重量部、及び炭酸ジエチルを
６０重量部を均一に混合することによりゲル状電解質溶
液を調製した。
【００５９】以上のようにして作製した正極の正極合剤
上および負極の負極合剤上にゲル状電解質溶液を均一に
塗布して含浸させた後、常温で８時間放置することによ
り、ジメチルカーボネートを気化させて除去した。これ
により、ゲル状電解質を備える正極および負極を得た。
上および負極の負極合剤上にゲル状電解質溶液を均一に
塗布して含浸させた後、常温で８時間放置することによ
り、ジメチルカーボネートを気化させて除去した。これ
により、ゲル状電解質を備える正極および負極を得た。
【００６０】ついで、ゲル状電解質を備える正極および
負極を、セパレータを介して一体化し、正極、ゲル状電
解質、セパレータ、ゲル状電解質、負極と順次積層され
た積層構造とし、さらに長手方向に巻き回して巻回式の
電池素子を作製した。ついで、この電池素子を、ポリプ
ロピレン、アルミニウムおよびナイロンの３層構造のラ
ミネートフィルム中に収容し、真空パックすることによ
り、ゲル状電解質電池を得た。なお、巻回式の電池素子
の長径（以下、Ａと称する。）は、３４ｍｍとした。
負極を、セパレータを介して一体化し、正極、ゲル状電
解質、セパレータ、ゲル状電解質、負極と順次積層され
た積層構造とし、さらに長手方向に巻き回して巻回式の
電池素子を作製した。ついで、この電池素子を、ポリプ
ロピレン、アルミニウムおよびナイロンの３層構造のラ
ミネートフィルム中に収容し、真空パックすることによ
り、ゲル状電解質電池を得た。なお、巻回式の電池素子
の長径（以下、Ａと称する。）は、３４ｍｍとした。
【００６１】サンプル２ 正極を作製する際に、正極合剤層の長手方向の端部と負
極合剤層の長手方向の端部との間に、ポリプロピレンか
らなるテープを、正極集電体の未塗布部側に延出して配
設すること以外はサンプル１と同様にして、ゲル状電解
質電池を作製した。
極合剤層の長手方向の端部との間に、ポリプロピレンか
らなるテープを、正極集電体の未塗布部側に延出して配
設すること以外はサンプル１と同様にして、ゲル状電解
質電池を作製した。
【００６２】サンプル３〜５ 正極を作製する際に、正極合剤層の長手方向の端部と負
極合剤層の長手方向の端部との間に、表１に示す厚み及
び横幅を有するアルミナ不織布を、正極集電体の未塗布
部側に延出して配設すること以外はサンプル１と同様に
して、ゲル状電解質電池を作製した。
極合剤層の長手方向の端部との間に、表１に示す厚み及
び横幅を有するアルミナ不織布を、正極集電体の未塗布
部側に延出して配設すること以外はサンプル１と同様に
して、ゲル状電解質電池を作製した。
【００６３】以上のようにして作製したサンプル１〜５
に対して下記に示す充放電試験を行い、０．２Ｃ容量、
電池容量（単位：Ｗｈ／ｌ）および内部ショート率（単
位：％）を測定して、電池特性を評価した。 ＜充放電試験＞まず、電池の初回充電として、５００ｍ
Ａの定電流定電圧充電を、上限電圧４．２Ｖで３時間行
った。ついで、１００ｍＡの定電流放電を終止電圧３．
０Ｖまで行い、０．２Ｃ容量を測定した。なお、各ゲル
状電解質電池の理論容量は５００ｍＡｈである。
に対して下記に示す充放電試験を行い、０．２Ｃ容量、
電池容量（単位：Ｗｈ／ｌ）および内部ショート率（単
位：％）を測定して、電池特性を評価した。 ＜充放電試験＞まず、電池の初回充電として、５００ｍ
Ａの定電流定電圧充電を、上限電圧４．２Ｖで３時間行
った。ついで、１００ｍＡの定電流放電を終止電圧３．
０Ｖまで行い、０．２Ｃ容量を測定した。なお、各ゲル
状電解質電池の理論容量は５００ｍＡｈである。
【００６４】次に、上述のようにして測定した０．２Ｃ
容量×電圧／体積という計算により、電池容量を求め
た。
容量×電圧／体積という計算により、電池容量を求め
た。
【００６５】次に、サンプル数を１００個とし、ゲル状
電解質電池１００個あたりにおいて、ショートが発生し
たゲル状電解質の個数から内部ショート率を求めた。な
お、内部ショートの判定基準としては、各サンプルを
４．２Ｖに充電した状態で保存し、１週間後における電
池電圧が４．１Ｖ以下に低下したものを、ショート発生
とみなした。
電解質電池１００個あたりにおいて、ショートが発生し
たゲル状電解質の個数から内部ショート率を求めた。な
お、内部ショートの判定基準としては、各サンプルを
４．２Ｖに充電した状態で保存し、１週間後における電
池電圧が４．１Ｖ以下に低下したものを、ショート発生
とみなした。
【００６６】以上の測定結果を、電池厚み等と合わせて
表１に示す。
表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】表１から、正極合剤層の長手方向の端部と
負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセパ
レータが正極集電体の未塗布部側に延出して配設されて
いるサンプル３〜５は、内部ショートの発生が防止され
ていることがわかる。また、０．２Ｃ容量および電池容
量も良好であることがわかる。
負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセパ
レータが正極集電体の未塗布部側に延出して配設されて
いるサンプル３〜５は、内部ショートの発生が防止され
ていることがわかる。また、０．２Ｃ容量および電池容
量も良好であることがわかる。
【００６９】これに対し、正極合剤層の長手方向の端部
と負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセ
パレータが配設されていないサンプル１は、内部ショー
トが発生しており、実用上好ましくないことがわかる。
と負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセ
パレータが配設されていないサンプル１は、内部ショー
トが発生しており、実用上好ましくないことがわかる。
【００７０】また、正極合剤層の長手方向の端部と負極
合剤層の長手方向の端部との間に、ポリプロピレンから
なるテープが正極集電体の未塗布部側に延出して配設さ
れているサンプル２は、内部ショートの発生は防止され
ているが、０．２Ｃ容量および電池容量が低下している
ことがわかる。
合剤層の長手方向の端部との間に、ポリプロピレンから
なるテープが正極集電体の未塗布部側に延出して配設さ
れているサンプル２は、内部ショートの発生は防止され
ているが、０．２Ｃ容量および電池容量が低下している
ことがわかる。
【００７１】したがって、正極合剤層の長手方向の端部
と負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセ
パレータを正極集電体の未塗布部側に延出して配設する
ことにより、ショート不良がなく、電池容量が十分に引
き出されて高容量であるゲル状電解質電池を得られるこ
とがわかる。
と負極合剤層の長手方向の端部との間に、アルミナのセ
パレータを正極集電体の未塗布部側に延出して配設する
ことにより、ショート不良がなく、電池容量が十分に引
き出されて高容量であるゲル状電解質電池を得られるこ
とがわかる。
【００７２】次に、アルミナのセパレータの厚みを一定
にし、アルミナのセパレータの横幅を変化させたゲル状
電解質電池を複数作製した。
にし、アルミナのセパレータの横幅を変化させたゲル状
電解質電池を複数作製した。
【００７３】サンプル６〜９ 正極を作製する際に、正極合剤層の長手方向の端部と負
極合剤層の長手方向の端部との間に、表２に示す横幅を
有するアルミナのセパレータを正極集電体の未塗布部側
に延出して配設すること以外はサンプル１と同様にし
て、ゲル状電解質電池を作製した。
極合剤層の長手方向の端部との間に、表２に示す横幅を
有するアルミナのセパレータを正極集電体の未塗布部側
に延出して配設すること以外はサンプル１と同様にし
て、ゲル状電解質電池を作製した。
【００７４】以上のようにして作製したサンプル６〜９
に対して上述した充放電試験を同様にして行い、０．２
Ｃ容量、電池容量（単位：Ｗｈ／ｌ）および内部ショー
ト率（単位：％）を測定した。なお、サンプル数を１０
０個とし、ゲル状電解質電池１００個あたりにおいて、
ショートが発生したゲル状電解質の個数から内部ショー
ト率を求めた。また、各ゲル状電解質電池の理論容量は
５００ｍＡｈである。これらの測定結果を、電池厚み等
と合わせて表２に示す。
に対して上述した充放電試験を同様にして行い、０．２
Ｃ容量、電池容量（単位：Ｗｈ／ｌ）および内部ショー
ト率（単位：％）を測定した。なお、サンプル数を１０
０個とし、ゲル状電解質電池１００個あたりにおいて、
ショートが発生したゲル状電解質の個数から内部ショー
ト率を求めた。また、各ゲル状電解質電池の理論容量は
５００ｍＡｈである。これらの測定結果を、電池厚み等
と合わせて表２に示す。
【００７５】
【表２】
【００７６】アルミナ不織布の横幅が０．０１Ａである
サンプル１と、０．１Ａであるサンプル２とを比較する
と、サンプル２では、内部ショートが防止されている
が、サンプル１では、内部ショートが発生していること
がわかる。
サンプル１と、０．１Ａであるサンプル２とを比較する
と、サンプル２では、内部ショートが防止されている
が、サンプル１では、内部ショートが発生していること
がわかる。
【００７７】また、アルミナ不織布の横幅が１Ａである
サンプル８と１．５Ａであるサンプル９とを比較する
と、サンプル９は、サンプル８と比較して電池容量が低
下していることがわかる。
サンプル８と１．５Ａであるサンプル９とを比較する
と、サンプル９は、サンプル８と比較して電池容量が低
下していることがわかる。
【００７８】したがって、巻回式電池素子を備えるゲル
状電解質電池において、電池素子の長径をＡとすると
き、アルミナ不織布の横幅を０．１Ａ以上、１Ａ以下と
することにより、正極合剤層の端部におけるショートが
確実に防止されるとともに、高容量であるゲル状電解質
電池を得られることがわかる。
状電解質電池において、電池素子の長径をＡとすると
き、アルミナ不織布の横幅を０．１Ａ以上、１Ａ以下と
することにより、正極合剤層の端部におけるショートが
確実に防止されるとともに、高容量であるゲル状電解質
電池を得られることがわかる。
【００７９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る固体電解質電池およびその製造方法によれば、正
極合剤層の長手方向の端部と負極合剤層の長手方向の端
部との間に、セラミックスからなる多孔質体または不織
布が正極集電体の未塗布部側に延出して配設されている
ことにより、正極合剤層の端部におけるショートの発生
が防止される。したがって、固体電解質電池およびその
製造方法によれば、ショート不良がなく、製造時の歩留
まりが向上した固体電解質電池を得ることができる。
に係る固体電解質電池およびその製造方法によれば、正
極合剤層の長手方向の端部と負極合剤層の長手方向の端
部との間に、セラミックスからなる多孔質体または不織
布が正極集電体の未塗布部側に延出して配設されている
ことにより、正極合剤層の端部におけるショートの発生
が防止される。したがって、固体電解質電池およびその
製造方法によれば、ショート不良がなく、製造時の歩留
まりが向上した固体電解質電池を得ることができる。
【図１】外装フィルムに電池素子を収納する前の状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】固体電解質電池の斜視図である。
【図３】巻回式電池素子の断面図である。
【図４】正極の断面図である。
【図５】負極の断面図である。
【図６】つづら折り式電池素子の断面図である。
１ 固体電解質電池、２ 外装フィルム、３ 巻回式電
池素子、４ 電極端子、５ 固体電解質層、１０ 正
極、１１ 正極集電体、１２ 正極合剤層、１３未塗布
部、１４ セラミックスからなる多孔質体または不織
布、２０ 負極、２１ 負極集電体、２２ 負極合剤
層、３０ つづら折り式電池素子
池素子、４ 電極端子、５ 固体電解質層、１０ 正
極、１１ 正極集電体、１２ 正極合剤層、１３未塗布
部、１４ セラミックスからなる多孔質体または不織
布、２０ 負極、２１ 負極集電体、２２ 負極合剤
層、３０ つづら折り式電池素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 和博 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA06 CC02 CC05 EE22 EE30 HH03 HH10 5H022 AA09 AA18 BB22 EE09 KK03 5H029 AJ12 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 BJ15 CJ07 CJ22 CJ28 DJ04 DJ08 DJ12 DJ13 EJ08 HJ04 HJ12 5H050 AA15 AA19 BA17 CA07 CB07 DA19 FA05 FA06 FA12 FA13 GA09 GA22 GA27 HA04 HA12
Claims (14)
- 【請求項１】 正極集電体上に正極合剤が当該正極集電
体の長手方向の端部に未塗布部が設けられるように塗布
されてなる正極合剤層を有する正極と、負極集電体上に
負極合剤が当該負極集電体の長手方向の端部に未塗布部
が設けられるように塗布されてなる負極合剤層を有する
負極とが、当該正極および当該負極との間に固体電解質
層が介在するように積層されている電池素子を備え、 上記正極合剤層の長手方向の端部と上記負極合剤層の長
手方向の端部との間に、セラミックスからなる多孔質体
または不織布が、上記正極集電体の未塗布部側に延出し
て配設されていることを特徴とする固体電解質電池。 - 【請求項２】 上記電池素子は、上記正極と上記負極と
を上記固体電解質層を介して長手方向に巻回してなる巻
回式電池素子であり、当該巻回式電池素子の長径をＡと
するとき、上記セラミックスからなる多孔質体または不
織布の横幅が、Ａ／１０以上、Ａ以下であることを特徴
とする請求項１記載の固体電解質電池。 - 【請求項３】 上記電池素子は、上記正極と上記負極と
を上記固体電解質層を介して長手方向につづら折りして
なるつづら折り式電池素子であり、当該つづら折り式電
池素子の折り幅をＢとするとき、上記セラミックスから
なる多孔質体または上記不織布の横幅が、Ｂ／１０以
上、Ｂ以下であることを特徴とする請求項１記載の固体
電解質電池。 - 【請求項４】 セラミックスからなる多孔質体または不
織布の厚みが、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以下で
あることを特徴とする請求項１記載の固体電解質電池。 - 【請求項５】 セラミックスからなる多孔質体または不
織布は、アルミナからなることを特徴とする請求項１記
載の固体電解質電池。 - 【請求項６】 上記固体電解質層が、ゲル状電解質であ
ることを特徴とする請求項１記載の固体電解質電池。 - 【請求項７】 正極合剤を正極集電体の長手方向の端部
に未塗布部を設けるように塗布し、当該正極集電体上に
正極合剤層を有する正極を作製する工程と、 上記正極合剤層上に第１の固体電解質層を形成する工程
と、 負極合剤を負極集電体の長手方向の端部に未塗布部を設
けるように塗布し、当該負極集電体上に負極合剤層を有
する負極を作製する工程と、 上記負極合剤層上に第２の固体電解質層を形成する工程
と、 上記正極合剤層の長手方向の端部と上記負極合剤層の長
手方向の端部との間に、セラミックスからなる多孔質体
または不織布を、上記正極集電体の未塗布部側に延出す
るように配設する工程と、 上記正極合剤層上に第１の固体電解質層が形成された正
極と、上記負極合剤層上に第２の固体電解質層が形成さ
れた負極とを、当該第１の固体電解質層および当該第２
の固体電解質層が介在するように積層して電池素子を構
成する工程とを備えることを特徴とする固体電解質電池
の製造方法。 - 【請求項８】 更に、上記電池素子を長手方向に巻回し
て巻回式電池素子とし、この電池素子を外装容器に収納
する工程を備えることを特徴とする請求項７記載の固体
電解質電池の製造方法。 - 【請求項９】 上記巻回式電池素子の長径をＡとすると
き、上記セラミックスからなる多孔質体または不織布の
横幅を、Ａ／１０以上、Ａ以下とすることを特徴とする
請求項８記載の固体電解質電池の製造方法。 - 【請求項１０】 更に、上記電池素子を長手方向につづ
ら折りしてつづら折り式電池素子とし、この電池素子を
外装容器に収納する工程を備えることを特徴とする請求
項７記載の固体電解質電池の製造方法。 - 【請求項１１】 上記つづら折り式電池素子の折り幅を
Ｂとするとき、上記セラミックスからなる多孔質体また
は不織布の横幅を、Ｂ／１０以上、Ｂ以下とすることを
特徴とする請求項１０記載の固体電解質電池の製造方
法。 - 【請求項１２】 セラミックスからなる多孔質体または
不織布の厚みを、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以下
とすることを特徴とする請求項７記載の固体電解質電池
の製造方法。 - 【請求項１３】 セラミックスからなる多孔質体または
不織布として、アルミナからなる多孔質体または不織布
を使用することを特徴とする請求項７記載の固体電解質
電池の製造方法。 - 【請求項１４】 上記第１の固体電解質層および上記第
２の固体電解質層が、ゲル状電解質であることを特徴と
する請求項７記載の固体電解質電池の製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001137753A JP3675354B2 (ja) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | 固体電解質電池およびその製造方法 |
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| EP02010367A EP1256993A3 (en) | 2001-05-08 | 2002-05-07 | Solid electrolyte battery and method for manufacturing same |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001137753A Expired - Fee Related JP3675354B2 (ja) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | 固体電解質電池およびその製造方法 |
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| KR20200077345A (ko) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고상 리튬 이온 이차 전지 제조방법 |
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| JP2013016530A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Sony Corp | 記憶素子およびその製造方法ならびに記憶装置 |
| TWI456817B (zh) * | 2011-09-27 | 2014-10-11 | Au Optronics Corp | 電池裝置 |
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| CN112886051A (zh) * | 2015-08-18 | 2021-06-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 电池 |
| TWI649913B (zh) * | 2015-09-30 | 2019-02-01 | 輝能控股股份有限公司 | 中空鋰電池 |
| CN106560946B (zh) | 2015-10-02 | 2021-04-20 | 松下知识产权经营株式会社 | 电池 |
| JP7041847B2 (ja) * | 2018-08-29 | 2022-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 非水系二次電池の製造方法 |
| CN112768626B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-15 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 正极极片及其制备方法和固态电池 |
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| US4456664A (en) * | 1983-04-19 | 1984-06-26 | Ford Motor Company | Electronically conductive magnesia doped oxide ceramics for use in sodium sulfur batteries |
| US5989743A (en) * | 1994-09-27 | 1999-11-23 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Non-aqueous battery |
| US5631102A (en) * | 1996-02-12 | 1997-05-20 | Wilson Greatbatch Ltd. | Separator insert for electrochemical cells |
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| US6159253A (en) * | 1998-01-07 | 2000-12-12 | Medtronic, Inc. | Thermally formed tab slots in a separator for a spirally-wound electrochemical cell |
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- 2001-05-08 JP JP2001137753A patent/JP3675354B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
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