JP2003045499A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JP2003045499A JP2003045499A JP2001235142A JP2001235142A JP2003045499A JP 2003045499 A JP2003045499 A JP 2003045499A JP 2001235142 A JP2001235142 A JP 2001235142A JP 2001235142 A JP2001235142 A JP 2001235142A JP 2003045499 A JP2003045499 A JP 2003045499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- width
- battery
- separator
- electrode
- aqueous electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
た場合にも熱的な暴走を起こすことがない非水電解液電
池を提供する。 【解決手段】 正極電極と負極電極をセパレータを介し
て対向して配置した非水電解液電池おいて、セパレータ
の幅と、正極電極あるいは負極電極のいずれかの幅が大
きな電極の幅との関係が、セパレータを120℃で60
分間加熱した際の熱収縮率をaとした場合に、セパレー
タ幅×(1−a)>幅が大きな電極の電極幅の関係にあ
る非水電解液電池。
Description
池に関し、特に熱的な安定性が大きなリチウム電池等の
非水電解液電池に関する。 【0002】 【従来の技術】小型の電子機器の電源として各種の電池
が用いられており、携帯電話、ノートパソコン、カムコ
ーダ等の電源として、小型で大容量の密閉型電池が用い
られており、大容量のリチウムイオン電池等の非水電解
液を使用した密閉型電池が用いられている。 【0003】図3は、非水電解液電池の一例を説明する
図であり、図3(A)は、透視した斜視図であり、図3
(B)は、断面図である。非水電解液電池1は、電池缶
2内に、正極電極3と負極電極4とをセパレータ5を介
して対向させて巻回した電池要素6を収納している。セ
パレータ5としては、正極電極3と負極電極4のいずれ
よりも幅が大きな帯状のものを配置して、正極電極と負
極電極とが接触して短絡を生じないようにすることが行
われている。 【0004】非水電解液電池は、過大な充放電が行われ
た場合や、電極端子が短絡した場合等には発熱によって
セパレータの溶融温度以上に達すると正極電極と負極電
極が接触して急激な反応とともに電解液の分解等も生じ
て、電池内部の圧力が急激に高まり、電池が発火、破裂
する等の事態が生じる可能性がある。そこで、非水電解
液電池においては、各種の充放電保護回路を設けること
が行われているが、これらの各種の保護回路が正常に作
用しない場合、あるいは電池の正極端子と負極端子が短
絡された場合等においても危険な事態に陥らないように
することが求められている。 【0005】非水電解液電池に用いられているセパレー
タは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン製をはじめとする合成樹脂製のセパレータである。一
般にフィルムを延伸によって開裂をさせて所定の微細な
多孔を形成している。また、これらのセパレータは、短
絡等によって温度が上昇した場合には熱収縮を起こす結
果、正極電極と負極電極のいずれよりも幅を大きなもの
とした場合でも正極電極あるいは負極電極が直接的な接
触を起こす可能性があった。そこで、セパレータの幅を
正極板および負極板のうちのいずれか幅の広い極板の幅
に対して、1.15倍以上、1.25倍以下にした電極
体を構成し、電極体の上下から外方へ突出したセパレー
タの上下余剰端部を加熱して熱収縮させた非水電解液電
池の製造方法が特開平6−150600号公報において
提案されている。 【0006】しかしながら現実にはセパレータには、様
々なものが用いられているので、熱的な異常が生じない
ようにするために幅を単純に特定することはできない。
また、代表的な非水電解液電池であるリチウムイオン電
池においては、正極電極と負極電極の間に配置してセパ
レータを介して対向させて巻回することによって製造し
ており、セパレータの端部の余剰端部の加熱による熱収
縮処理は行われておらず、温度上昇時のセパレータの挙
動は異なったものとなる。また、セパレータの幅が大き
くなりすぎると電池の活物質量が相対的に減少するの
で、セパレータの幅を適正な大きさに保持して電池の安
全性を高めることが求められていた。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、非水電解液
電池において、電池の正極端子および負極端子の短絡等
によって、電池温度が上昇した際にセパレータの熱収縮
が生じても、正極電極と負極電極とが直接的な接触を起
こさず、熱暴走に至ることがない安全性が大きな非水電
解液電池を提供することを課題とするものである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の課題は、正極電
極と負極電極をセパレータを介して対向して配置した非
水電解液電池おいて、セパレータの幅と、正極電極ある
いは負極電極のいずれかの幅が大きな電極の幅との関係
が、セパレータを120℃で60分間加熱した際の熱収
縮率をaとした場合に、セパレータ幅×(1−a)>幅
が大きな電極の電極幅の関係にある非水電解液電池によ
って解決することができる。また、セパレータがポリオ
レフィン系の多孔質膜である前記の非水電解液電池であ
る。リチウムイオン電池である前記の非水電解液電池で
ある。 【0009】 【発明の実施の形態】本発明は、非水電解液電池が温度
上昇によって熱暴走に至ってしまう挙動を詳細に検討し
た結果なされたものである。すなわち、非水電解液電池
が電極端子の短絡等によって熱暴走に至る際には急激に
電池電圧が低下し、発熱の程度も急激なものとなってい
る。この場合には、電池の電極の幅より大きなセパレー
タの両端部が熱収縮し、正極電極と負極電極がその端部
で接触していることが確認された。このことからセパレ
ータが温度上昇によって収縮しても、熱収縮後において
セパレータの幅が正極電極あるいは負極電極のうちの幅
が大きな電極よりも大きければ、負極電極と正極電極と
が直接に接触することがなければ熱安定性を高めること
が可能であることを見いだしたものである。 【0010】すなわち、電池に求められている耐熱温度
である、120℃において、セパレータを60分間加熱
した際の熱収縮率をaとした場合に、いずれか幅の大き
な電極幅との関係が以下の式に従うセパレータ幅、電極
幅にすることにより熱的に安定な非水電解液電池を得る
ことが可能となる。セパレータ幅×(1−a)>幅が大
きな電極の電極幅セパレータの幅を、セパレータの熱収
縮率との関係で、上記のように規定することによって、
セパレータの種類、あるいは特性にかかわらず、電池の
熱暴走等を生じることがない電池を提供することが可能
となり、非水電解液電池において一般に用いられている
ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるセパレータに
適用することができる。また、セパレータには融点の異
なる少なくとも2種類以上のポリオレフィンフィルム等
が積層された積層フィルムを延伸開裂法により多孔化し
たものを用いることができる。 【0011】また、本発明の非水電解液電池がリチウム
イオン二次電池である場合には、正極電極としては、帯
状のアルミニウム箔に、LixMO2(ただしMは、少な
くとも1の遷移金属を表す。)である複合酸化物、例え
ば、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4、L
ixMnO3、LixNiyCo(1-y)O2などを 、カーボ
ンブラック等の導電性物質、ポリフッ化ビニリデン(P
VDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリドン(N
MP)等の溶剤とを分散混練した調製した正極塗料を塗
布そ、片面の塗布が終わったものは乾燥後に反対面も同
様に塗布し、両面を塗布されて製造したものが用いられ
る。 【0012】また、負極電極は、帯状の銅箔等の表面
に、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な、熱分解炭素
類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス
などのコークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、
フェノール樹脂、フラン樹脂などを焼成した有機高分子
化合物焼成体、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、ポ
リアセチレン、ポリピロール等の導電性高分子材料をカ
ーボンブラックなどの導電性物質、ポリフッ化ビニリデ
ン(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)等の溶剤とを分散混練して調製した負極塗
布液を塗布し、片面の塗布が終わったものは乾燥後に反
対面も同様に塗布し、両面を塗布される。 【0013】また、非水電解液としては、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、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、γ−ブチロラクトン、アセ
トニトリル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン等の有機溶媒に電解質を溶解したものが使用さ
れ、電解質としては、例えば、LiPF6、LiBF4、
LiClO4、CF3SO 3Li、(CF3SO2)2NL
i、(C2F5SO2)2NLi、LiC(SO2CF3)3
などの少なくとも1種を使用される。 【0014】 【実施例】以下に実施例、比較例によって本発明を説明
する。 実施例1 アルミニウム箔上にマンガン酸リチウムを含有した正極
活物質形成用組成物を塗布した幅40.5mmの正極電
極と、銅箔上にリチウムをドープ、脱ドープする炭素材
料を含有した負極活物質形成用組成物を塗布した幅4
1.5mmの負極電極とを、120℃で60分間加熱し
た際の熱収縮率が3%の幅43mmのセパレータを、セ
パレータ/負極電極/セパレータ/正極電極の順に配置
して、正極電極を内側にして巻回して電池用要素を作製
した。 【0015】得られた電池要素を電池缶内に収納して、
非水電解液を注液して充電の後に、試験電池を加熱した
際の電池温度と、試験電池の端子電圧を測定し、測定結
果を図1に示す。このセパレータを加熱した場合には、
セパレータの幅は、43×(1−0.03)=41.7
mmであり、電極幅の41.5mmよりも幅が大きなも
のである。図1に示すように、加熱装置の温度Aで示す
ように電池を加熱し電池温度Bが150℃に到達する
と、電池電圧Cは急激に低下し、その後電池電圧は上下
しながら低下し、電池温度はほぼ150℃で推移して熱
暴走は起こらなかった。 【0016】比較例2 熱収縮率が14%のセパレータを用いた点を除いて実施
例1と同様にして非水電解液電池を作製した。このセパ
レータの幅と熱収縮率を、上記の式に適用したところ、
43×(1−0.14)=37.0mmであり、負極の
幅43mmよりも小さくなった。得られた電池要素を電
池缶内に収納して、非水電解液を注液して充電の後に、
試験電池を加熱した際の電池温度と、試験電池の端子電
圧を測定し、測定結果を図2に示す。加熱装置の温度A
によって、電池を加熱し電池温度Bが130℃に到達す
ると、電池電圧Cは急激に低下し電池電圧は0となっ
た。一方、電池温度は急上昇して熱的暴走が生じた。 【0017】 【発明の効果】本発明の非水電解液電池は、セパレータ
の熱収縮率と、正極電極または負極電極のいずれか幅が
大きなものとの関係を規定することによって、電池電圧
の上昇によってセパレータの熱的な収縮が起こった場合
でも、セパレータの幅は、正極電極または負極電極のい
ずれの電極の幅よりも小さくならないので、正極電極と
負極電極が直接的に接触して熱的な暴走に至ることはな
く、熱的な安定性を高めることが可能となり、熱的な安
定性の大きな電池を提供することが可能となる。
説明する図である。 【図2】図2に、実施例の非水電解液電池の熱的挙動を
説明する図である。 【図3】図3は、非水電解液電池の一例を説明する図で
ある。 【符号の説明】 1…非水電解液電池、2…電池缶、3…正極電極、4…
負極電極、5…セパレータ、6…電池要素
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 正極電極と負極電極をセパレータを介し
て対向して配置した非水電解液電池おいて、セパレータ
の幅と、正極電極あるいは負極電極のいずれかの幅が大
きな電極の幅との関係が、セパレータを120℃で60
分間加熱した際の熱収縮率をaとした場合に、 セパレータ幅×(1−a)>幅が大きな電極の電極幅 の関係にあることを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001235142A JP2003045499A (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001235142A JP2003045499A (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003045499A true JP2003045499A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19066639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001235142A Pending JP2003045499A (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003045499A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10164233B2 (en) | 2014-04-09 | 2018-12-25 | Nec Energy Devices, Ltd. | Lithium ion secondary battery comprising a heat sealed separator |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001235142A patent/JP2003045499A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10164233B2 (en) | 2014-04-09 | 2018-12-25 | Nec Energy Devices, Ltd. | Lithium ion secondary battery comprising a heat sealed separator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8062789B2 (en) | Lithium secondary battery | |
US8592070B2 (en) | Lithium rechargeable battery | |
KR100587438B1 (ko) | 비수 전해질 이차 전지 및 그의 제조 방법 | |
US20050079422A1 (en) | Lithium secondary battery having PTC powder and manufacturing method thereof | |
KR101105342B1 (ko) | 화학가교고분자전해질을 이용하여 표면 개질된 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 | |
JP4776918B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
US7402360B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
US20090246638A1 (en) | Electrochemical Device | |
JP4848577B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
KR20140147412A (ko) | 부피 팽창성 물질을 포함하는 전기화학소자용 외장재 및 이를 구비한 전기화학소자 | |
JP4382557B2 (ja) | 非水二次電池 | |
US20180166738A1 (en) | Lithium Ion Secondary Battery | |
JP2016126880A (ja) | 電池およびその製造方法 | |
KR20050087779A (ko) | 비수전해질 이차 전지 | |
KR100634901B1 (ko) | 비수(非水) 전해질 전지 | |
JP4735556B2 (ja) | 固体電解質電池の製造方法 | |
JP2003059480A (ja) | 電池用セパレータおよびそれを用いた電池 | |
JP5748972B2 (ja) | 非水電解液二次電池パック | |
JP7262394B2 (ja) | 電極及び蓄電素子 | |
JP2003045499A (ja) | 非水電解液電池 | |
JPH11214036A (ja) | 高分子電解質セパレーター、リチウム二次電池およびその製造方法 | |
JP3932096B2 (ja) | 非水二次電池 | |
JP5110516B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2007087958A (ja) | 固体電解質電池 | |
JP2004200122A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040910 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070530 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080104 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080502 |