JP2003109663A - ポリマー電池 - Google Patents
ポリマー電池Info
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- JP2003109663A JP2003109663A JP2001303811A JP2001303811A JP2003109663A JP 2003109663 A JP2003109663 A JP 2003109663A JP 2001303811 A JP2001303811 A JP 2001303811A JP 2001303811 A JP2001303811 A JP 2001303811A JP 2003109663 A JP2003109663 A JP 2003109663A
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- battery
- active material
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- negative electrode
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- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正負両極とセパレータとの密着性を向上させ
ることにより、サイクル特性を飛躍的に向上させること
ができるポリマー電池を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】 リチウムを吸蔵放出可能な正極活物質を
含む正極５と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質を
含む負極６と、これら正負極間５・６に設けられたポリ
マー電解質とを備えたポリマー電池において、上記ポリ
マー電解質の一部は、下記化１１に示すような構造とな
っていることを特徴とする。 【化１１】
ることにより、サイクル特性を飛躍的に向上させること
ができるポリマー電池を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】 リチウムを吸蔵放出可能な正極活物質を
含む正極５と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質を
含む負極６と、これら正負極間５・６に設けられたポリ
マー電解質とを備えたポリマー電池において、上記ポリ
マー電解質の一部は、下記化１１に示すような構造とな
っていることを特徴とする。 【化１１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムを吸蔵放
出可能な正極活物質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出
可能な負極活物質を含む負極と、これら正負極間に設け
られたポリマー電解質とを備えたポリマー電池に関す
る。
出可能な正極活物質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出
可能な負極活物質を含む負極と、これら正負極間に設け
られたポリマー電解質とを備えたポリマー電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やノートパソコン等の移
動情報端末の小型・軽量化が急速に進展しているが、こ
のような状況にあって、軽量かつ高容量の非水電解質電
池の利用が拡大している。
動情報端末の小型・軽量化が急速に進展しているが、こ
のような状況にあって、軽量かつ高容量の非水電解質電
池の利用が拡大している。
【０００３】非水電解質電池は、正負極間でのリチウム
の移動により充放電を行う電池であり、この種の電池に
は、一般にリチウムイオンを挿入離脱することができる
炭素系材料（負極活物質）と、コバルト酸リチウム、ニ
ッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等の遷移金属酸
化物（正極活物質）と、リチウム塩を含む電解液を有し
ている。このような構成の非水電解質電池は、適正な範
囲で充放電が行われている限り優れた充放電特性を示
す。ここで、上記非水電解質電池のうちポリマー電解質
を用いたポリマー電池は、電解液の漏れを防止できる等
の利点があるので、特に好ましく、その構造は、正負極
間にセパレータが配置された状態で、電解質塩が添加さ
れた非水電解液に、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート等のモノマーと重合開始剤とを添加し、これを加熱
すること等により作製される。
の移動により充放電を行う電池であり、この種の電池に
は、一般にリチウムイオンを挿入離脱することができる
炭素系材料（負極活物質）と、コバルト酸リチウム、ニ
ッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等の遷移金属酸
化物（正極活物質）と、リチウム塩を含む電解液を有し
ている。このような構成の非水電解質電池は、適正な範
囲で充放電が行われている限り優れた充放電特性を示
す。ここで、上記非水電解質電池のうちポリマー電解質
を用いたポリマー電池は、電解液の漏れを防止できる等
の利点があるので、特に好ましく、その構造は、正負極
間にセパレータが配置された状態で、電解質塩が添加さ
れた非水電解液に、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート等のモノマーと重合開始剤とを添加し、これを加熱
すること等により作製される。
【０００４】しかしながら、上記従来のポリマー電池で
は、重合により形成されたポリマーとセパレータとの親
和性（濡れ性）に劣るため、正負両極とセパレータとの
密着性が悪くなる。この結果、ポリマー電池のサイクル
特性が低下するという課題を有していた。
は、重合により形成されたポリマーとセパレータとの親
和性（濡れ性）に劣るため、正負両極とセパレータとの
密着性が悪くなる。この結果、ポリマー電池のサイクル
特性が低下するという課題を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を考慮してなされたものであって、正負両極とセパ
レータとの密着性を向上させることにより、サイクル特
性を飛躍的に向上させることができるポリマー電池を提
供することを目的としている。
課題を考慮してなされたものであって、正負両極とセパ
レータとの密着性を向上させることにより、サイクル特
性を飛躍的に向上させることができるポリマー電池を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能
な正極活物質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な
負極活物質を含む負極と、これら正負極間に設けられた
ポリマー電解質及びセパレータとを備えたポリマー電池
において、ポリマー電解質の一部は、下記化５に示すよ
うな構造となっていることを特徴とする。
に、本発明のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能
な正極活物質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な
負極活物質を含む負極と、これら正負極間に設けられた
ポリマー電解質及びセパレータとを備えたポリマー電池
において、ポリマー電解質の一部は、下記化５に示すよ
うな構造となっていることを特徴とする。
【０００７】
【化５】
【０００８】上記化５に示す物質において、Ｒ2 は非極
性基であるため、非極性であるセパレータとの親和性
（濡れ性）が良くなる。この結果、正負両極とセパレー
タとの密着性が向上し、ポリマー電池のサイクル特性を
向上させることができる。
性基であるため、非極性であるセパレータとの親和性
（濡れ性）が良くなる。この結果、正負両極とセパレー
タとの密着性が向上し、ポリマー電池のサイクル特性を
向上させることができる。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記化１に示すＲ2 のｍが３〜３０、好ま
しくは１０〜１８であることを特徴とする。このように
規制するのは、ｍが３（好ましくは１０）未満になる
と、非極性の効果が小さくなる。一方、ｍが３０（好ま
しくは１８）を越えると、分子量が大きくなるため、そ
の分ゲルを形成するためのモノマー量を増やす必要が生
じる。したがって、単位体積当たりの電解液量が減少し
て、電池特性が低下するからである。
明において、上記化１に示すＲ2 のｍが３〜３０、好ま
しくは１０〜１８であることを特徴とする。このように
規制するのは、ｍが３（好ましくは１０）未満になる
と、非極性の効果が小さくなる。一方、ｍが３０（好ま
しくは１８）を越えると、分子量が大きくなるため、そ
の分ゲルを形成するためのモノマー量を増やす必要が生
じる。したがって、単位体積当たりの電解液量が減少し
て、電池特性が低下するからである。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、上記化１に示すＲ2 がイソボルニル基（ｍ
＝１０、ｎ＝１７）であることを特徴とする。このよう
に化１に示すＲ2 がイソボルニル基であれば、理由は定
かではないが、ポリマーとセパレータとの親和性がより
向上するので、サイクル特性を飛躍的に向上させること
ができる。
明において、上記化１に示すＲ2 がイソボルニル基（ｍ
＝１０、ｎ＝１７）であることを特徴とする。このよう
に化１に示すＲ2 がイソボルニル基であれば、理由は定
かではないが、ポリマーとセパレータとの親和性がより
向上するので、サイクル特性を飛躍的に向上させること
ができる。
【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
上記ポリマー電解質は、複数の重合性モノマーを重合し
たポリマーから成り、且つ上記重合性モノマーの１つと
して、下記化６に示すような非極性基を有するものが用
いられることを特徴とする。
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
上記ポリマー電解質は、複数の重合性モノマーを重合し
たポリマーから成り、且つ上記重合性モノマーの１つと
して、下記化６に示すような非極性基を有するものが用
いられることを特徴とする。
【００１２】
【化６】
【００１３】上記構成であれば、前記請求項１に記載し
たのと同様の作用効果を得ることができる。請求項５記
載の発明は、請求項４記載の発明において、上記化２に
示すＲ2 のｍが３〜３０、好ましくは１０〜１８である
ことを特徴とする。このように規制するのは、前記請求
項２で示した理由と同様の理由による。
たのと同様の作用効果を得ることができる。請求項５記
載の発明は、請求項４記載の発明において、上記化２に
示すＲ2 のｍが３〜３０、好ましくは１０〜１８である
ことを特徴とする。このように規制するのは、前記請求
項２で示した理由と同様の理由による。
【００１４】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、上記化６に示すＲ2 がイソボルニル基（ｍ
＝１０、ｎ＝１７）であることを特徴とする。上記構成
であれば、前記請求項３に記載したのと同様の作用効果
を得ることができる。
明において、上記化６に示すＲ2 がイソボルニル基（ｍ
＝１０、ｎ＝１７）であることを特徴とする。上記構成
であれば、前記請求項３に記載したのと同様の作用効果
を得ることができる。
【００１５】また、上記目的を達成するために、本発明
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
ポリマー電解質の一部は、アクリロイル基に直接的又は
間接的に炭化水素基が結合された構造となっていること
を特徴とする。上記構成であれば、非極性基である炭化
水素基が存在するので、前記請求項１に記載したのと同
様の作用効果を得ることができる。
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
ポリマー電解質の一部は、アクリロイル基に直接的又は
間接的に炭化水素基が結合された構造となっていること
を特徴とする。上記構成であれば、非極性基である炭化
水素基が存在するので、前記請求項１に記載したのと同
様の作用効果を得ることができる。
【００１６】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、上記アクリロイル基と上記炭化水素基とが
間接的にが結合されている場合に、アクリロイル基と炭
化水素基との間に、下記化７で示されるポリエチレンオ
キサイド及び／又は下記化８で示されるポリプロピレン
オキサイドが存在することを特徴とする。
明において、上記アクリロイル基と上記炭化水素基とが
間接的にが結合されている場合に、アクリロイル基と炭
化水素基との間に、下記化７で示されるポリエチレンオ
キサイド及び／又は下記化８で示されるポリプロピレン
オキサイドが存在することを特徴とする。
【化７】
【化８】
【００１７】アクリロイル基と炭化水素基との間に存在
するものとしては、上記ポリエチレンオキサイド、ポリ
プロピレンオキサイドが例示されるが、本発明はこれら
のものに限定されるものではない。
するものとしては、上記ポリエチレンオキサイド、ポリ
プロピレンオキサイドが例示されるが、本発明はこれら
のものに限定されるものではない。
【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電極体の斜視図である。
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電極体の斜視図である。
【００１８】図２に示すように、本発明の薄型電池は電
極体１を有しており、この電極体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、上記電極体１は、Ｌｉ
ＣｏＯ2 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。
極体１を有しており、この電極体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、上記電極体１は、Ｌｉ
ＣｏＯ2 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。
【００１９】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及びセパレータには、ポリマ
ー電解質が存在しており、このポリマー電解質は、質量
比でエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネ
ート（ＤＥＣ）とが４０：６０の割合で混合された混合
溶媒に、電解質塩（リチウム塩）としてのＬｉＰＦ6を
１Ｍ（モル／リットル）の割合で添加した電解液に、ラ
ウリルアクリレート（下記化９で示される一般式におい
て、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１２、ｎ＝２５）とポリエチ
レングリコールジアクリレート（分子量３００程度のも
の）とが質量比で１：１の割合で混合されたモノマー
と、重合開始剤としてのｔ−ヘキシルパーオキシピバレ
ートを添加して、加熱して重合させることにより形成さ
れる。
負極６とセパレータとの間及びセパレータには、ポリマ
ー電解質が存在しており、このポリマー電解質は、質量
比でエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネ
ート（ＤＥＣ）とが４０：６０の割合で混合された混合
溶媒に、電解質塩（リチウム塩）としてのＬｉＰＦ6を
１Ｍ（モル／リットル）の割合で添加した電解液に、ラ
ウリルアクリレート（下記化９で示される一般式におい
て、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１２、ｎ＝２５）とポリエチ
レングリコールジアクリレート（分子量３００程度のも
の）とが質量比で１：１の割合で混合されたモノマー
と、重合開始剤としてのｔ−ヘキシルパーオキシピバレ
ートを添加して、加熱して重合させることにより形成さ
れる。
【００２０】
【化９】
【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。尚、本電池の電池容
量は１５０ｍＡｈである。
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。尚、本電池の電池容
量は１５０ｍＡｈである。
【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、ＬｉＣｏＯ2 から成る正極活物質
９０質量％と、導電剤である黒鉛３質量％及びケッチェ
ンブラック２質量％と、フッ素系結着剤（ＰＶｄＦ）５
質量％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、正極合剤を調製した。次に、
この正極合剤を、アルミニウム箔から成る正極芯体の両
面に均一に塗布した後、これを乾燥機中で乾燥して、正
極合剤作製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
より正極５を作製した。尚、このようにして作製した正
極の厚みは８０μｍであり、正極活物質の面積は５２ｃ
ｍ2 である。
して作製した。 （正極の作製）先ず、ＬｉＣｏＯ2 から成る正極活物質
９０質量％と、導電剤である黒鉛３質量％及びケッチェ
ンブラック２質量％と、フッ素系結着剤（ＰＶｄＦ）５
質量％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、正極合剤を調製した。次に、
この正極合剤を、アルミニウム箔から成る正極芯体の両
面に均一に塗布した後、これを乾燥機中で乾燥して、正
極合剤作製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
より正極５を作製した。尚、このようにして作製した正
極の厚みは８０μｍであり、正極活物質の面積は５２ｃ
ｍ2 である。
【００２３】（負極の作製）先ず、黒鉛粉末より成る負
極活物質９５質量％と、フッ素系結着剤５質量％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、負極合剤を作製した。次に、この負極合剤
を銅箔から成る負極芯体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、負極合剤作製時
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負極６を
作製した。尚、このようにして作製した負極の厚みは６
５μｍであり、負極活物質の面積は５８ｃｍ2 である。
極活物質９５質量％と、フッ素系結着剤５質量％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、負極合剤を作製した。次に、この負極合剤
を銅箔から成る負極芯体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、負極合剤作製時
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負極６を
作製した。尚、このようにして作製した負極の厚みは６
５μｍであり、負極活物質の面積は５８ｃｍ2 である。
【００２４】（電極体の作製）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、ポリエチレ
ン製のセパレータを介して重ね合わせた。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電極体１を作製した。
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、ポリエチレ
ン製のセパレータを介して重ね合わせた。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電極体１を作製した。
【００２５】（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内に電極体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が突出するように電極体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。
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内に電極体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が突出するように電極体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。
【００２６】次いで、質量比でエチレンカーボネート
（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とが４０：
６０の割合で混合された混合溶媒に、電解質塩（リチウ
ム塩）としてのＬｉＰＦ6 を１Ｍ（モル／リットル）の
割合で添加した電解液と、ラウリルアクリレート（前記
化９で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝
１２、ｎ＝２５）とポリエチレングリコールジアクリレ
ート（分子量３００程度のもの）とが質量比で１：１の
割合で混合されたモノマーとが質量比で１０：１の割合
となるように両者を混合し、この混合液に、重合開始剤
としてのｔ−ヘキシルパーオキシピバレート５０００ｐ
ｐｍ添加したものを、収納空間２内に注入した。この
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６０℃で３時間加熱して、アルミラ
ミネート外装体内部のプレゲルをゲル化させ、ポリマー
電池を作製した。このようにして作製されたポリマー電
池においては、ポリマー電解質の一部が、下記化１０
（Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１２、ｎ＝２５）に示すような
構造となっている。
（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とが４０：
６０の割合で混合された混合溶媒に、電解質塩（リチウ
ム塩）としてのＬｉＰＦ6 を１Ｍ（モル／リットル）の
割合で添加した電解液と、ラウリルアクリレート（前記
化９で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝
１２、ｎ＝２５）とポリエチレングリコールジアクリレ
ート（分子量３００程度のもの）とが質量比で１：１の
割合で混合されたモノマーとが質量比で１０：１の割合
となるように両者を混合し、この混合液に、重合開始剤
としてのｔ−ヘキシルパーオキシピバレート５０００ｐ
ｐｍ添加したものを、収納空間２内に注入した。この
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６０℃で３時間加熱して、アルミラ
ミネート外装体内部のプレゲルをゲル化させ、ポリマー
電池を作製した。このようにして作製されたポリマー電
池においては、ポリマー電解質の一部が、下記化１０
（Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１２、ｎ＝２５）に示すような
構造となっている。
【００２７】
【化１０】
【００２８】尚、外装体としては、上記アルミラミネー
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他の外装体、或いはアルミ合金、
鉄、ステンレス等から成る外装体を用いることも可能で
ある。但し、外装体としてアルミラミネート外装体を用
いる場合には、その樹脂層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を
用いても良い。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。
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他の外装体、或いはアルミ合金、
鉄、ステンレス等から成る外装体を用いることも可能で
ある。但し、外装体としてアルミラミネート外装体を用
いる場合には、その樹脂層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を
用いても良い。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。
【００２９】また、正極材料としては上記ＬｉＣｏＯ2
の他、例えば、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 或いはこ
れらの複合体、又はその正極活物質の一部（例えば、Ｌ
ｉＣｏＯ2 におけるＣｏ）がＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｒ等の異種元素で置換され
ているようなものでも良い。一方、負極活物質について
もグラファイト、コークス、酸化スズ、金属リチウム、
珪素、およびそれらの混合物等のリチウムイオンを挿入
離脱できうるものであれぱその種類は問わない。
の他、例えば、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 或いはこ
れらの複合体、又はその正極活物質の一部（例えば、Ｌ
ｉＣｏＯ2 におけるＣｏ）がＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｒ等の異種元素で置換され
ているようなものでも良い。一方、負極活物質について
もグラファイト、コークス、酸化スズ、金属リチウム、
珪素、およびそれらの混合物等のリチウムイオンを挿入
離脱できうるものであれぱその種類は問わない。
【００３０】加えて、電解液としても上記のものに限定
されるものではなく、リチウム塩としては、例えば、Ｌ
ｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、
ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｃ2 Ｆ5 ）2 、ＬｉＰＦ6-X （Ｃn Ｆ
2n+1）X [但し、1 ≦ｘ≦６、ｎ＝１又は２] 等が挙げ
られ、これらの１種もしくは２種以上を混合して使用し
ても良い。リチウム塩の濃度は特に限定されるものでは
ないが、電解液１リットル当り０．２〜１．５モルであ
ることが望ましい。また、電解液の溶媒としては、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート、γ一ブチロラクト
ンなどが挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を混
合して使用できる。これらの中ではカーボネート系の溶
媒が好ましく、特に、環状カーボネートと非環状カーボ
ネートとを混合して用いるのが特に望ましい。
されるものではなく、リチウム塩としては、例えば、Ｌ
ｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、
ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｃ2 Ｆ5 ）2 、ＬｉＰＦ6-X （Ｃn Ｆ
2n+1）X [但し、1 ≦ｘ≦６、ｎ＝１又は２] 等が挙げ
られ、これらの１種もしくは２種以上を混合して使用し
ても良い。リチウム塩の濃度は特に限定されるものでは
ないが、電解液１リットル当り０．２〜１．５モルであ
ることが望ましい。また、電解液の溶媒としては、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート、γ一ブチロラクト
ンなどが挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を混
合して使用できる。これらの中ではカーボネート系の溶
媒が好ましく、特に、環状カーボネートと非環状カーボ
ネートとを混合して用いるのが特に望ましい。
【００３１】上記環状カーボネートとしてはプロピレン
カーボネート、エチレンカーボネートが好ましく、上記
非環状カーボネートとしては、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が望
ましい。
カーボネート、エチレンカーボネートが好ましく、上記
非環状カーボネートとしては、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が望
ましい。
【００３２】また、ポリマーは前記化９に示すものに限
定するものではなく、アクリロイル基に直接的又は間接
的に炭化水素基が結合されるものであれば良い。
定するものではなく、アクリロイル基に直接的又は間接
的に炭化水素基が結合されるものであれば良い。
【００３３】更に、前記化９に示されるモノマー以外の
モノマーとしては、上記ポリエチレングリコールジアク
リレートに限定するものではなく、１分子内に２つ以上
の重合性官能基をもっているものであれば良い。上記重
合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル
基等が例示され、上記モノマーの具体例としては、２官
能としてポリアルキレングリコールジアクリレート、ポ
リアルキレングリコールジメタクリレート等、３官能と
してトリメチロールプロパントリアクリレート等、４官
能としてテトラメチロールメタンテトラアクリレート
等、及びこれらのエチレンオキサイド附加物等が例示さ
れる。
モノマーとしては、上記ポリエチレングリコールジアク
リレートに限定するものではなく、１分子内に２つ以上
の重合性官能基をもっているものであれば良い。上記重
合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル
基等が例示され、上記モノマーの具体例としては、２官
能としてポリアルキレングリコールジアクリレート、ポ
リアルキレングリコールジメタクリレート等、３官能と
してトリメチロールプロパントリアクリレート等、４官
能としてテトラメチロールメタンテトラアクリレート
等、及びこれらのエチレンオキサイド附加物等が例示さ
れる。
【００３４】
【００３５】（実施例１）実施例１としては、前記発明
の実施の形態に示す電池を用いた。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。
の実施の形態に示す電池を用いた。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。
【００３６】（実施例２〜４）モノマーとして、ラウリ
ルアクリレートとポリエチレングリコールジアクリレー
トとが質量比で１：１の割合で混合されたものの代わり
に、それぞれ、イソステアリルアクリレート（前記化９
で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１
８、ｎ＝３７）、イソボルニルアクリレート（前記化９
で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１
０、ｎ＝１７）、又はステアリルメタクリレート（下記
化９で示される一般式において、Ｒ1 ＝ＣＨ3 、Ｒ2 の
ｍ＝１８、ｎ＝３７）とポリエチレングリコールジアク
リレートとが質量比で１：１の割合で混合されたものを
用いた他は、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〜Ａ４と称する。 （比較例）モノマーとして、ラウリルアクリレートとポ
リエチレングリコールジアクリレートとが質量比で１：
１の割合で混合されたものの代わりに、ポリエチレング
リコールジアクリレートのみからなるものを用いた他
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、比較電池Ｘと称する。
ルアクリレートとポリエチレングリコールジアクリレー
トとが質量比で１：１の割合で混合されたものの代わり
に、それぞれ、イソステアリルアクリレート（前記化９
で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１
８、ｎ＝３７）、イソボルニルアクリレート（前記化９
で示される一般式において、Ｒ1 ＝Ｈ、Ｒ2 のｍ＝１
０、ｎ＝１７）、又はステアリルメタクリレート（下記
化９で示される一般式において、Ｒ1 ＝ＣＨ3 、Ｒ2 の
ｍ＝１８、ｎ＝３７）とポリエチレングリコールジアク
リレートとが質量比で１：１の割合で混合されたものを
用いた他は、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〜Ａ４と称する。 （比較例）モノマーとして、ラウリルアクリレートとポ
リエチレングリコールジアクリレートとが質量比で１：
１の割合で混合されたものの代わりに、ポリエチレング
リコールジアクリレートのみからなるものを用いた他
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、比較電池Ｘと称する。
【００３７】〔実験〕上記本発明電池Ａ１〜Ａ４及び比
較電池Ｘにおけるサイクル特性（３００サイクル経過後
の容量維持率）を調べたのでその結果を、下記表１に示
す。尚、充放電条件は下記の通りであり、また、３００
サイクル経過後の容量維持率は下記数１で示す式により
算出した。 〔充放電条件〕 充電条件：１Ｃの定電流で電池電圧が４．１Ｖとなるま
で充電する（環境温度：２５℃） 放電条件；１Ｃの定電流で電池電圧が２．７５Ｖとなる
まで放電する（環境温度：２５℃）
較電池Ｘにおけるサイクル特性（３００サイクル経過後
の容量維持率）を調べたのでその結果を、下記表１に示
す。尚、充放電条件は下記の通りであり、また、３００
サイクル経過後の容量維持率は下記数１で示す式により
算出した。 〔充放電条件〕 充電条件：１Ｃの定電流で電池電圧が４．１Ｖとなるま
で充電する（環境温度：２５℃） 放電条件；１Ｃの定電流で電池電圧が２．７５Ｖとなる
まで放電する（環境温度：２５℃）
【００３８】
【数１】
【００３９】
【表１】
【００４０】上記表１から明らかなように、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のみを用
いた比較電池Ｘに比べて、ポリエチレングリコールジア
クリレートとラウリルアクリレート等との混合物を用い
た本発明電池Ａ１〜Ａ４は３００サイクル後の容量維持
率が向上していることが認められ、特にモノマーとし
て、ポリエチレングリコールジアクリレートとイソボル
ニルアクリレートとの混合物を用いた本発明電池Ａ３で
は３００サイクル後の容量維持率が飛躍的に向上してい
ることが認められる。
して、ポリエチレングリコールジアクリレートのみを用
いた比較電池Ｘに比べて、ポリエチレングリコールジア
クリレートとラウリルアクリレート等との混合物を用い
た本発明電池Ａ１〜Ａ４は３００サイクル後の容量維持
率が向上していることが認められ、特にモノマーとし
て、ポリエチレングリコールジアクリレートとイソボル
ニルアクリレートとの混合物を用いた本発明電池Ａ３で
は３００サイクル後の容量維持率が飛躍的に向上してい
ることが認められる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、正
負両極とセパレータとの密着性が向上し、ポリマー電池
のサイクル特性を向上させることができるといった優れ
た効果を奏する。
負両極とセパレータとの密着性が向上し、ポリマー電池
のサイクル特性を向上させることができるといった優れ
た効果を奏する。
【図１】本発明に係るポリマー電池の正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】本発明に係るポリマー電池に用いるアルミラミ
ネート外装体の断面図。
ネート外装体の断面図。
【図４】本発明に係るポリマー電池に用いる電極体の斜
視図。
視図。
１：電極体
２：収納空間
３：アルミラミネート外装体
５：正極
６：負極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１０月１６日（２００１．１０．
１６）
１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【化３】
【化４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】また、上記目的を達成するために、本発明
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
ポリマー電解質の一部は、アクリロイル基又はメタクリ
ロリル基に直接的又は間接的に炭化水素基が結合された
構造となっていることを特徴とする。上記構成であれ
ば、非極性基である炭化水素基が存在するので、前記請
求項１に記載したのと同様の作用効果を得ることができ
る。
のポリマー電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極活物
質を含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質
を含む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電
解質及びセパレータとを備えたポリマー電池において、
ポリマー電解質の一部は、アクリロイル基又はメタクリ
ロリル基に直接的又は間接的に炭化水素基が結合された
構造となっていることを特徴とする。上記構成であれ
ば、非極性基である炭化水素基が存在するので、前記請
求項１に記載したのと同様の作用効果を得ることができ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、上記アクリロイル基又はメタクリロリル基
と上記炭化水素基とが間接的にが結合されている場合
に、アクリロイル基又はメタクリロリル基と炭化水素基
との間に、下記化７で示されるポリエチレンオキサイド
及び／又は下記化８で示されるポリプロピレンオキサイ
ドが存在することを特徴とする。
明において、上記アクリロイル基又はメタクリロリル基
と上記炭化水素基とが間接的にが結合されている場合
に、アクリロイル基又はメタクリロリル基と炭化水素基
との間に、下記化７で示されるポリエチレンオキサイド
及び／又は下記化８で示されるポリプロピレンオキサイ
ドが存在することを特徴とする。
【化７】
【化８】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】アクリロイル基又はメタクリロリル基と炭
化水素基との間に存在するものとしては、上記ポリエチ
レンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドが例示され
るが、本発明はこれらのものに限定されるものではな
い。
化水素基との間に存在するものとしては、上記ポリエチ
レンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドが例示され
るが、本発明はこれらのものに限定されるものではな
い。
【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電極体の斜視図である。
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電極体の斜視図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】また、ポリマーは前記化９に示すものに限
定するものではなく、アクリロイル基又はメタクリロリ
ル基に直接的又は間接的に炭化水素基が結合されるもの
であれば良い。
定するものではなく、アクリロイル基又はメタクリロリ
ル基に直接的又は間接的に炭化水素基が結合されるもの
であれば良い。
Claims (8)
- 【請求項１】 リチウムを吸蔵放出可能な正極活物質を
含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質を含
む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電解質
及びセパレータとを備えたポリマー電池において、 上記ポリマー電解質の一部は、下記化１に示すような構
造となっていることを特徴とするポリマー電池。 【化１】 - 【請求項２】 上記化１に示すＲ2 のｍが３〜３０、好
ましくは１０〜１８である、請求項１記載のポリマー電
池。 - 【請求項３】 上記化１に示すＲ2 がイソボルニル基
（ｍ＝１０、ｎ＝１７）である、請求項２記載のポリマ
ー電池。 - 【請求項４】 リチウムを吸蔵放出可能な正極活物質を
含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質を含
む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電解質
及びセパレータとを備えたポリマー電池において、 上記ポリマー電解質は、複数の重合性モノマーを重合し
たポリマーから成り、且つ上記重合性モノマーの１つと
して、下記化２に示すような非極性基を有するものが用
いられることを特徴とするポリマー電池。 【化２】 - 【請求項５】 上記化２に示すＲ2 のｍが３〜３０、好
ましくは１０〜１８である、請求項４記載のポリマー電
池。 - 【請求項６】 上記化２に示すＲ2 がイソボルニル基
（ｍ＝１０、ｎ＝１７）である、請求項５記載のポリマ
ー電池。 - 【請求項７】 リチウムを吸蔵放出可能な正極活物質を
含む正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極活物質を含
む負極と、これら正負極間に設けられたポリマー電解質
及びセパレータとを備えたポリマー電池において、 上記ポリマー電解質の一部は、アクリロイル基に直接的
又は間接的に炭化水素基が結合された構造となっている
ことを特徴とするポリマー電池。 - 【請求項８】 上記アクリロイル基と上記炭化水素基と
が間接的にが結合されている場合に、アクリロイル基と
炭化水素基との間に、下記化３で示されるポリエチレン
オキサイド及び／又は下記化４で示されるポリプロピレ
ンオキサイドが存在する、請求項７記載のポリマー電
池。 【化３】 【化４】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303811A JP2003109663A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリマー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303811A JP2003109663A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリマー電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003109663A true JP2003109663A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19123842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001303811A Pending JP2003109663A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | ポリマー電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003109663A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8911648B2 (en) | 2004-11-08 | 2014-12-16 | Nitto Denko Corporation | Reactive polymer-supported porous film for battery separator, method for producing the porous film, method for producing battery using the porous film, and electrode/porous film assembly |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001303811A patent/JP2003109663A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8911648B2 (en) | 2004-11-08 | 2014-12-16 | Nitto Denko Corporation | Reactive polymer-supported porous film for battery separator, method for producing the porous film, method for producing battery using the porous film, and electrode/porous film assembly |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060202 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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