JP2003157899A - 非水系ポリマー電池 - Google Patents
非水系ポリマー電池Info
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- 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
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 エネルギー密度が高くて安全性の高い非水系
ポリマー電池を提供する。 【解決手段】 正極および／または負極活物質塗布層の
空孔中にリチウムイオン伝導性ポリマーを含有させる。
リチウムイオン伝導性ポリマーとしては非水電解液をポ
リマーに含浸することによって得られる固体電解質、非
水電解液とポリマーとを混合した後に固化する固体電解
質、非水電解液を用いないポリマー電解質のいずれかを
用いることが好ましい。また、リチウムイオン伝導性ポ
リマーは孔中に電解液を含む多孔性リチウムイオン伝導
性ポリマーであることが望ましい。
ポリマー電池を提供する。 【解決手段】 正極および／または負極活物質塗布層の
空孔中にリチウムイオン伝導性ポリマーを含有させる。
リチウムイオン伝導性ポリマーとしては非水電解液をポ
リマーに含浸することによって得られる固体電解質、非
水電解液とポリマーとを混合した後に固化する固体電解
質、非水電解液を用いないポリマー電解質のいずれかを
用いることが好ましい。また、リチウムイオン伝導性ポ
リマーは孔中に電解液を含む多孔性リチウムイオン伝導
性ポリマーであることが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムイオン伝導性
ポリマーを用いた非水系リチウム電池およびその製造法
に関するものである。
ポリマーを用いた非水系リチウム電池およびその製造法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発展によって新しい高
性能電池の出現が期待されている。現在、電子機器の電
源としては、一次電池として二酸化マンガン・亜鉛電池
が、また二次電池としてはニッケル・カドミウム電池、
ニッケル・亜鉛電池、ニッケル・水素化物電池のニッケ
ル系電池および鉛電池が使用されている。これらの電池
の電解液には、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液や硫
酸等の水溶液が使用されている。水の理論分解電圧は
１．２３Ｖであり、その値以上の電池系にすると、水の
分解がおこりやすくなり、電気エネルギーとして安定に
蓄えることは困難となるために、たかだか起電力が２Ｖ
程度のものが実用化されているにすぎない。
性能電池の出現が期待されている。現在、電子機器の電
源としては、一次電池として二酸化マンガン・亜鉛電池
が、また二次電池としてはニッケル・カドミウム電池、
ニッケル・亜鉛電池、ニッケル・水素化物電池のニッケ
ル系電池および鉛電池が使用されている。これらの電池
の電解液には、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液や硫
酸等の水溶液が使用されている。水の理論分解電圧は
１．２３Ｖであり、その値以上の電池系にすると、水の
分解がおこりやすくなり、電気エネルギーとして安定に
蓄えることは困難となるために、たかだか起電力が２Ｖ
程度のものが実用化されているにすぎない。
【０００３】したがって、３Ｖ以上の高電圧系電池の電
解液としては 非水系の電解液を使用することになる。
その代表的な電池として、負極にリチウムを使用するい
わゆるリチウム電池がある。一次電池としては、二酸化
マンガン・リチウム電池、フッ化カーボン・リチウム電
池があり、二次電池としては二酸化マンガン・リチウム
電池、酸化バナジウム・リチウム電池等がある。
解液としては 非水系の電解液を使用することになる。
その代表的な電池として、負極にリチウムを使用するい
わゆるリチウム電池がある。一次電池としては、二酸化
マンガン・リチウム電池、フッ化カーボン・リチウム電
池があり、二次電池としては二酸化マンガン・リチウム
電池、酸化バナジウム・リチウム電池等がある。
【０００４】負極に金属リチウムを使用する二次電池
は、金属リチウムのデンドライト析出によって短絡が発
生しやすくなり、寿命が短いという欠点があり、また、
金属リチウムの反応性が高いために、安全性を確保する
ことが困難である。
は、金属リチウムのデンドライト析出によって短絡が発
生しやすくなり、寿命が短いという欠点があり、また、
金属リチウムの反応性が高いために、安全性を確保する
ことが困難である。
【０００５】そのために、金属リチウムのかわリにグラ
ファイトやカーボン等の炭素系負極を使用し、正極にコ
バルト酸リチウムやニッケル酸リチウムを使用する、い
わゆるリチウムイオン電池が考案され、高エネルギー密
度電池として用いられてきているが、最近用途の拡大に
ともない、さらに安全性の高い高性能な電池が求められ
てきている。
ファイトやカーボン等の炭素系負極を使用し、正極にコ
バルト酸リチウムやニッケル酸リチウムを使用する、い
わゆるリチウムイオン電池が考案され、高エネルギー密
度電池として用いられてきているが、最近用途の拡大に
ともない、さらに安全性の高い高性能な電池が求められ
てきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の非水系電解液を
用いた電池では、短絡時等における発熱によって電解液
が気化し、急激な電池の内圧上昇がおこる。ＬｉｘＣ６
で表される炭素系負極は、その利用率が大きくなりイン
ターカレーションが進むと、短絡時等における電池内の
温度および圧力の上昇によって、負極中のリチウムと炭
素とが反応してリチウムカーボンが生成して発熱し、結
果としてさらに電池の内圧が急激に上昇するため、安全
性に問題があった。従って、現在その炭素系負極の利用
率は、安全性を考慮して６０％未満（ＬｉｘＣ６、０≦
ｘ＜０．６）に制限されており、エネルギー密度の高い
実用的な電池が得られないという問題点があった。
用いた電池では、短絡時等における発熱によって電解液
が気化し、急激な電池の内圧上昇がおこる。ＬｉｘＣ６
で表される炭素系負極は、その利用率が大きくなりイン
ターカレーションが進むと、短絡時等における電池内の
温度および圧力の上昇によって、負極中のリチウムと炭
素とが反応してリチウムカーボンが生成して発熱し、結
果としてさらに電池の内圧が急激に上昇するため、安全
性に問題があった。従って、現在その炭素系負極の利用
率は、安全性を考慮して６０％未満（ＬｉｘＣ６、０≦
ｘ＜０．６）に制限されており、エネルギー密度の高い
実用的な電池が得られないという問題点があった。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、リチウムイオン伝導性ポリマーを備え、安全性
が高く、しかもエネルギー密度が高い非水系電池を提供
するものである。
であり、リチウムイオン伝導性ポリマーを備え、安全性
が高く、しかもエネルギー密度が高い非水系電池を提供
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリマー電解
質を用いることによって、安全に使用できる炭素系負極
活物質の利用率を向上させるという全く新しい原理に基
づいて、安全性に優れ、しかも著しくエネルギー密度の
高い電池を得るものである。
質を用いることによって、安全に使用できる炭素系負極
活物質の利用率を向上させるという全く新しい原理に基
づいて、安全性に優れ、しかも著しくエネルギー密度の
高い電池を得るものである。
【０００９】
【作用】従来の非水系電解液を用いた電池では、短絡時
等における発熱によって電解液が気化し、急激な電池の
内圧上昇がおこる。ＬｉｘＣ６で表される炭素系負極
は、その利用率が大きくなりインターカレーションが進
むと、短絡時等における電池内の温度および圧力の上昇
によって、負極中のリチウムと炭素とが反応してリチウ
ムカーボンが生成して発熱し、結果としてさらに電池の
内圧が急激に上昇するため、安全性に問題があった。従
って、現在その炭素系負極の利用率は、安全性を考慮し
て６０％未満（ＬｉｘＣ６、０≦ｘ＜０．６）に制限さ
れており、エネルギー密度の高い実用的な電池が得られ
ないという問題点があった。
等における発熱によって電解液が気化し、急激な電池の
内圧上昇がおこる。ＬｉｘＣ６で表される炭素系負極
は、その利用率が大きくなりインターカレーションが進
むと、短絡時等における電池内の温度および圧力の上昇
によって、負極中のリチウムと炭素とが反応してリチウ
ムカーボンが生成して発熱し、結果としてさらに電池の
内圧が急激に上昇するため、安全性に問題があった。従
って、現在その炭素系負極の利用率は、安全性を考慮し
て６０％未満（ＬｉｘＣ６、０≦ｘ＜０．６）に制限さ
れており、エネルギー密度の高い実用的な電池が得られ
ないという問題点があった。
【００１０】本発明による電池においては、リチウムイ
オン伝導性ポリマー電解質を用いているため、ポリマー
を用いずに非水系電解液を用いた従来の電池で問題とな
っていた、短絡時等の電解液の気化による電池の内圧上
昇を抑制することができる。そのために、炭素系負極の
利用率を６０％以上にした場合においても、負極中のリ
チウムと炭素との反応によるリチウムカーボンの生成お
よび、それに伴う発熱および急激な電池の内圧上昇を抑
制することができ、安全に使用できる炭素系負極の利用
率が大幅に向上する。従って、負極利用率を６０％以上
とし、正極活物質に対する負極活物質の充填量の比を小
さくすることによって、高エネルギー密度であり、しか
も安全性の高い電池を得ることができる。
オン伝導性ポリマー電解質を用いているため、ポリマー
を用いずに非水系電解液を用いた従来の電池で問題とな
っていた、短絡時等の電解液の気化による電池の内圧上
昇を抑制することができる。そのために、炭素系負極の
利用率を６０％以上にした場合においても、負極中のリ
チウムと炭素との反応によるリチウムカーボンの生成お
よび、それに伴う発熱および急激な電池の内圧上昇を抑
制することができ、安全に使用できる炭素系負極の利用
率が大幅に向上する。従って、負極利用率を６０％以上
とし、正極活物質に対する負極活物質の充填量の比を小
さくすることによって、高エネルギー密度であり、しか
も安全性の高い電池を得ることができる。
【００１１】この発明によるリチウムイオン伝導性ポリ
マーには、非水系電解液をポリマーに含浸することによ
って得られる固体電解質、非水系電解液とポリマーとを
混合した後に固化する固体電解質および非水系電解液を
用いないポリマー電解質のいずれを用いてもよい。この
発明による電池は、上記イオン伝導性ポリマーと固化し
ていない電解液とを併用した電池、および、固化してい
ない電解液を使用しない全固体電池のいずれであっても
よい。全固体電池では、ポリマー電解質を正極および負
極活物質塗布層の空孔中に充填することによって、非水
系電解液を用いずに活物質との良好な接触を保つことが
できる。全固体電池は、電解液の気化による圧力上昇が
抑えられるため、電解液を併用した電池よりも安全性に
優れる。また、電解液を併用した電池では、電解質のイ
オン伝導率が優れるために、全固体電池よりも高率での
放電が可能となる。電解液を併用した場合においても、
ポリマーを使用することによって、ポリマーを使用せず
非水系電解液を使用した従来の電池よりも少量の電解液
で電極との良好な接触が得られるため、電池の安全性は
向上する。この場合、孔中に電解液を含む多孔性ポリマ
ーを使用することによって、安全性に優れ、高率での放
電が可能な電池を得ることができる。
マーには、非水系電解液をポリマーに含浸することによ
って得られる固体電解質、非水系電解液とポリマーとを
混合した後に固化する固体電解質および非水系電解液を
用いないポリマー電解質のいずれを用いてもよい。この
発明による電池は、上記イオン伝導性ポリマーと固化し
ていない電解液とを併用した電池、および、固化してい
ない電解液を使用しない全固体電池のいずれであっても
よい。全固体電池では、ポリマー電解質を正極および負
極活物質塗布層の空孔中に充填することによって、非水
系電解液を用いずに活物質との良好な接触を保つことが
できる。全固体電池は、電解液の気化による圧力上昇が
抑えられるため、電解液を併用した電池よりも安全性に
優れる。また、電解液を併用した電池では、電解質のイ
オン伝導率が優れるために、全固体電池よりも高率での
放電が可能となる。電解液を併用した場合においても、
ポリマーを使用することによって、ポリマーを使用せず
非水系電解液を使用した従来の電池よりも少量の電解液
で電極との良好な接触が得られるため、電池の安全性は
向上する。この場合、孔中に電解液を含む多孔性ポリマ
ーを使用することによって、安全性に優れ、高率での放
電が可能な電池を得ることができる。
【００１２】この発明による非水系電池においては、リ
チウムイオン伝導性ポリマーをセパレータとして用いる
ことによって、リチウムイオン伝導性のないセパレータ
を別に用いる必要はないが、リチウムイオン伝導性を持
たないセパレータをリチウムイオン伝導性ポリマーと併
せて使用してもよい。
チウムイオン伝導性ポリマーをセパレータとして用いる
ことによって、リチウムイオン伝導性のないセパレータ
を別に用いる必要はないが、リチウムイオン伝導性を持
たないセパレータをリチウムイオン伝導性ポリマーと併
せて使用してもよい。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を用いて説明す
る。
る。
【００１４】（実施例１）下記の手順にしたがって、実
施例１の非水系ポリマー電池を製作した。
施例１の非水系ポリマー電池を製作した。
【００１５】コバルト酸リチウム７０ｗt ％、アセチレ
ンブラック６ｗｔ％、ポリビニリデンフルオライド（Ｐ
ＶｄＦ）９ｗｔ％、ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）１
５ｗｔ％を混合したものを幅２０ｍｍ、長さ４８０ｍ
ｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布し、１５０
℃で乾燥してＮＭＰを蒸発させた。以上の操作をアルミ
ニウム箔の両面におこなった後にプレスをして正極とし
た。
ンブラック６ｗｔ％、ポリビニリデンフルオライド（Ｐ
ＶｄＦ）９ｗｔ％、ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）１
５ｗｔ％を混合したものを幅２０ｍｍ、長さ４８０ｍ
ｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布し、１５０
℃で乾燥してＮＭＰを蒸発させた。以上の操作をアルミ
ニウム箔の両面におこなった後にプレスをして正極とし
た。
【００１６】グラファイト８１ｗt％、ＰＶｄＦ９ｗｔ
％、ＮＭＰ１０ｗｔ％を混合したものを厚さ１４μｍの
銅箔上に塗布し、１５０℃で乾燥してＮＭＰを蒸発させ
た。以上の操作を銅箔の両面に対しておこなった後に、
プレスをおこない負極とした。
％、ＮＭＰ１０ｗｔ％を混合したものを厚さ１４μｍの
銅箔上に塗布し、１５０℃で乾燥してＮＭＰを蒸発させ
た。以上の操作を銅箔の両面に対しておこなった後に、
プレスをおこない負極とした。
【００１７】エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比率１：１で混合し、１
ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ６を加えて電解液とした。この電
解液と分子量約１００，０００のポリアクリロニトリル
（ＰＡＮ）とを重量比率７：１で混合したものを上記正
極および負極の両面の全面に塗布し、１００℃で３０分
間加熱した後、−２０℃で１５時間冷却したところゲル
状となり、そのゲルの厚さは１５μｍであった。このゲ
ル状のポリマー電解質が正極および負極活物質塗布層の
空孔中にも充填されるように、上記の、電解液とＰＡＮ
との混合物の活物質上への塗布は真空減圧下でおこなっ
た。
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比率１：１で混合し、１
ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ６を加えて電解液とした。この電
解液と分子量約１００，０００のポリアクリロニトリル
（ＰＡＮ）とを重量比率７：１で混合したものを上記正
極および負極の両面の全面に塗布し、１００℃で３０分
間加熱した後、−２０℃で１５時間冷却したところゲル
状となり、そのゲルの厚さは１５μｍであった。このゲ
ル状のポリマー電解質が正極および負極活物質塗布層の
空孔中にも充填されるように、上記の、電解液とＰＡＮ
との混合物の活物質上への塗布は真空減圧下でおこなっ
た。
【００１８】上記正極および負極を重ねて巻き、高さ４
７．０ｍｍ、幅２２．２ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのステン
レスケース中に挿入して、角型電池を組み立て、公称容
量４００ｍＡｈの本発明による全固体電池（Ａ）を製作
した。上記ステンレスケースには溝を堀り（いわゆる非
復帰式の安全弁）、電池の内圧が上昇するとその溝の部
分に亀裂が生じて電池内部のガスが放出されるように
し、電池ケースが破裂しないようにした。この電池内の
負極活物質中に含まれるＣ原子の正極活物質中に含まれ
るＣｏ原子に対するモル比は、７．５とした。
７．０ｍｍ、幅２２．２ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのステン
レスケース中に挿入して、角型電池を組み立て、公称容
量４００ｍＡｈの本発明による全固体電池（Ａ）を製作
した。上記ステンレスケースには溝を堀り（いわゆる非
復帰式の安全弁）、電池の内圧が上昇するとその溝の部
分に亀裂が生じて電池内部のガスが放出されるように
し、電池ケースが破裂しないようにした。この電池内の
負極活物質中に含まれるＣ原子の正極活物質中に含まれ
るＣｏ原子に対するモル比は、７．５とした。
【００１９】また、孔の開いていないポリマー電解質の
代わリに、孔中に電解液を含んだ多孔度４０％のリチウ
ムイオン伝導性ポリマーを使用したこと以外は電池
（Ａ）と同様にして、本発明による電池（Ｂ）を製作し
た。また、リチウムイオン伝導性ポリマーを正極および
負極活物質塗布層の空孔中に充填する代わリに、厚さ２
６μｍ、多孔度４０％のポリエチレン膜のセパレ―タ、
およびＥＣとＤＥＣを体積比率１：１で混合し、１ｍｏ
ｌ／ｌのＬｉＰＦ６を加えた電解液２．５ｇを使用した
こと以外は同様にして、従来から公知である電池（Ｃ）
を製作した。
代わリに、孔中に電解液を含んだ多孔度４０％のリチウ
ムイオン伝導性ポリマーを使用したこと以外は電池
（Ａ）と同様にして、本発明による電池（Ｂ）を製作し
た。また、リチウムイオン伝導性ポリマーを正極および
負極活物質塗布層の空孔中に充填する代わリに、厚さ２
６μｍ、多孔度４０％のポリエチレン膜のセパレ―タ、
およびＥＣとＤＥＣを体積比率１：１で混合し、１ｍｏ
ｌ／ｌのＬｉＰＦ６を加えた電解液２．５ｇを使用した
こと以外は同様にして、従来から公知である電池（Ｃ）
を製作した。
【００２０】本発明による電池（Ａ）および（Ｂ）およ
び従来から公知である電池（Ｃ）を、正極がＬｉ
０．２５ＣｏＯ２、負極がＬｉ０．６Ｃ６に達するまで
充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺して貫通させた場
合の安全性試験をおこなった。表１はその結果を示した
ものである。この表の結果から、本発明による電池
（Ａ）および（Ｂ）は、従来の電池（Ｃ）と比べて安全
性に優れていることがわかる。また、本発明による全固
体電池（Ａ）は、本発明による、リチウムイオン伝導性
ポリマーと固化していない非水系電解液とを併用した電
池（Ｂ）よりもさらに安全性に優れることがわかる。
び従来から公知である電池（Ｃ）を、正極がＬｉ
０．２５ＣｏＯ２、負極がＬｉ０．６Ｃ６に達するまで
充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺して貫通させた場
合の安全性試験をおこなった。表１はその結果を示した
ものである。この表の結果から、本発明による電池
（Ａ）および（Ｂ）は、従来の電池（Ｃ）と比べて安全
性に優れていることがわかる。また、本発明による全固
体電池（Ａ）は、本発明による、リチウムイオン伝導性
ポリマーと固化していない非水系電解液とを併用した電
池（Ｂ）よりもさらに安全性に優れることがわかる。
【００２１】
【図１】
【００２２】本発明による電池（Ａ）および（Ｂ）を用
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図１は、この実験の結果
を示したものであり、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｂ）は本発明による電池（Ａ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図１は、この実験の結果
を示したものであり、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｂ）は本発明による電池（Ａ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
【００２３】Ｌｉ１−ｘＣｏＯ２をリチウムイオン二次
電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイクル特性
を得るために４．３５Ｖで充電を終了させると、充電終
了時の正極活物質の組成はＬｉ０．２５ＣｏＯ２とな
リ、その場合の正極活物質の利用率は７５％となる。従
って、従来の非水系電解液を用いた電池においては、Ｌ
ｉｙＣ６（０≦ｙ≦１）によって表される炭素系負極活
物質の利用率を、それが安全に使用できる範囲である６
０％未満にするために、負極活物質中に含まれるＣ原子
を正極活物質中に含まれるＣｏ原子に対してモル比で
７. ５よリも多くする必要があった。そのＣ原子のＣｏ
原子に対するモル比（７．５）は次式によって計算され
る。
電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイクル特性
を得るために４．３５Ｖで充電を終了させると、充電終
了時の正極活物質の組成はＬｉ０．２５ＣｏＯ２とな
リ、その場合の正極活物質の利用率は７５％となる。従
って、従来の非水系電解液を用いた電池においては、Ｌ
ｉｙＣ６（０≦ｙ≦１）によって表される炭素系負極活
物質の利用率を、それが安全に使用できる範囲である６
０％未満にするために、負極活物質中に含まれるＣ原子
を正極活物質中に含まれるＣｏ原子に対してモル比で
７. ５よリも多くする必要があった。そのＣ原子のＣｏ
原子に対するモル比（７．５）は次式によって計算され
る。
【００２４】（ｎ−／ｎ＋）／（Ｒ−／Ｒ＋）＝（６／
１）／（６０％／７５％）＝７．５ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＣｏＯ２中に含まれるＣｏの原子数、Ｒ−
は安全性に問題のあった従来の電池（Ｃ）におけるＬｉ
ｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイクル特性が得られる
Ｌｉ１−ｘＣｏＯ２の利用率の上限である。本発明にお
いては、上記モル比が７．５以下においても安全性が高
く、エネルギー密度の高い電池を得ることができる。
１）／（６０％／７５％）＝７．５ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＣｏＯ２中に含まれるＣｏの原子数、Ｒ−
は安全性に問題のあった従来の電池（Ｃ）におけるＬｉ
ｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイクル特性が得られる
Ｌｉ１−ｘＣｏＯ２の利用率の上限である。本発明にお
いては、上記モル比が７．５以下においても安全性が高
く、エネルギー密度の高い電池を得ることができる。
【００２５】（実施例２）下記の手順にしたがって、実
施例２の非水系ポリマー電池を製作した。
施例２の非水系ポリマー電池を製作した。
【００２６】正極活物質にＬｉ１−ｘＮｉＯ２を用いた
こと以外は実施例１における電池（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）と同様にして本発明による全固体電池（Ｄ）、本
発明による多孔性ポリマー電池（Ｅ）および従来の電池
（Ｆ）を製作した。これらの電池内の負極活物質中に含
まれるＣ原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対す
るモル比は９．５とした。
こと以外は実施例１における電池（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）と同様にして本発明による全固体電池（Ｄ）、本
発明による多孔性ポリマー電池（Ｅ）および従来の電池
（Ｆ）を製作した。これらの電池内の負極活物質中に含
まれるＣ原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対す
るモル比は９．５とした。
【００２７】本発明による電池（Ｄ）および（Ｅ）およ
び従来から公知である電池（Ｆ）を、正極がＬｉ
０．０５ＮｉＯ２、負極がＬｉ０．６Ｃ６に達するまで
充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺して貫通させた場
合の安全性試験をおこなった。表２はその結果を示した
ものである。この表の結果から、本発明による電池
（Ｄ）および（Ｅ）は、従来の電池（Ｆ）と比べて安全
性に優れていることがわかる。また、本発明による全固
体電池（Ｄ）は、本発明による、リチウムイオン伝導性
ポリマーと固化していない非水系電解液とを併用した電
池（Ｅ）よりもさらに安全性に優れることがわかる。
び従来から公知である電池（Ｆ）を、正極がＬｉ
０．０５ＮｉＯ２、負極がＬｉ０．６Ｃ６に達するまで
充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺して貫通させた場
合の安全性試験をおこなった。表２はその結果を示した
ものである。この表の結果から、本発明による電池
（Ｄ）および（Ｅ）は、従来の電池（Ｆ）と比べて安全
性に優れていることがわかる。また、本発明による全固
体電池（Ｄ）は、本発明による、リチウムイオン伝導性
ポリマーと固化していない非水系電解液とを併用した電
池（Ｅ）よりもさらに安全性に優れることがわかる。
【００２８】
【図２】
【００２９】本発明による電池（Ｄ）および（Ｅ）を用
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図２は、この実験の結果
を示したものであり、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｅ）は本発明による電池（Ｄ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図２は、この実験の結果
を示したものであり、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｅ）は本発明による電池（Ｄ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
【００３０】Ｌｉ１−ｘＮｉＯ２をリチウムイオン二次
電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイクル特性
を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉＯ２の使用可能な率
の極限値は１００％である。従って、従来の非水系電解
液を用いた電池においては、ＬｉｙＣ６（０≦ｙ≦１）
によって表される炭素系負極活物質の利用率を、それが
安全に使用できる範囲である６０％未満にするために、
負極活物質中に含まれるＣ原子を正極活物質中に含まれ
るＮｉ原子に対してモル比で１０以上にする必要があっ
た。そのＣ原子のＮｉ原子に対するモル比（１０）は次
式によって計算される。
電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイクル特性
を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉＯ２の使用可能な率
の極限値は１００％である。従って、従来の非水系電解
液を用いた電池においては、ＬｉｙＣ６（０≦ｙ≦１）
によって表される炭素系負極活物質の利用率を、それが
安全に使用できる範囲である６０％未満にするために、
負極活物質中に含まれるＣ原子を正極活物質中に含まれ
るＮｉ原子に対してモル比で１０以上にする必要があっ
た。そのＣ原子のＮｉ原子に対するモル比（１０）は次
式によって計算される。
【００３１】（ｎ−／ｎ＋）／（Ｒ−／Ｒ＋）＝（６／
１）／（６０％／１００％）＝１０ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＮｉＯ２中に含まれるＮｉの原子数、Ｒ−
は安全性に問題のあった従来の電池（Ｆ）におけるＬｉ
ｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイクル特性が得られる
Ｌｉ１−ｘＮｉＯ２の利用率の上限である。本発明にお
いては、上記モル比が１０未満においても安全性が高
く、エネルギー密度の高い電池を得ることができる。
１）／（６０％／１００％）＝１０ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＮｉＯ２中に含まれるＮｉの原子数、Ｒ−
は安全性に問題のあった従来の電池（Ｆ）におけるＬｉ
ｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイクル特性が得られる
Ｌｉ１−ｘＮｉＯ２の利用率の上限である。本発明にお
いては、上記モル比が１０未満においても安全性が高
く、エネルギー密度の高い電池を得ることができる。
【００３２】実施例２においては、Ｌｉ１−ｘＮｉＯ２
を９５％の利用率で使用し、負極活物質中に含まれるＣ
原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対するモル比
を９．５としているが、良好なサイクル特性を維持させ
た場合のＬｉ１−ｘＮｉＯ２の使用可能な率の極限値は
１００％であり、原理的には、負極活物質中に含まれる
Ｃ原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対するモル
比が９．５以上で１０未満であり、炭素系負極活物質の
利用率が６０％である場合には、実施例２と同じ結果が
得られることになる。
を９５％の利用率で使用し、負極活物質中に含まれるＣ
原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対するモル比
を９．５としているが、良好なサイクル特性を維持させ
た場合のＬｉ１−ｘＮｉＯ２の使用可能な率の極限値は
１００％であり、原理的には、負極活物質中に含まれる
Ｃ原子の正極活物質中に含まれるＮｉ原子に対するモル
比が９．５以上で１０未満であり、炭素系負極活物質の
利用率が６０％である場合には、実施例２と同じ結果が
得られることになる。
【００３３】（実施例３）下記の手順にしたがって、実
施例３の非水系ポリマー電池を製作した。
施例３の非水系ポリマー電池を製作した。
【００３４】正極活物質にＬｉ１−ｘＮｉ０．９Ｃｏ
０．１Ｏ２（０≦ｘ≦１）を用いたこと以外は実施例１
における電池（Ａ）、（Ｂ）およぴ（Ｃ）と同様にして
本発明による全固体電池（Ｇ）、本発明による多孔性ポ
リマー電池（Ｈ）および従来の電池（Ｉ）を製作した。
これらの電池内の、正極活物質中に含まれるＣｏおよび
Ｎｉ原子のモル数の和に対する負極活物質中に含まれる
Ｃ原子のモル数の比は９．５とした。
０．１Ｏ２（０≦ｘ≦１）を用いたこと以外は実施例１
における電池（Ａ）、（Ｂ）およぴ（Ｃ）と同様にして
本発明による全固体電池（Ｇ）、本発明による多孔性ポ
リマー電池（Ｈ）および従来の電池（Ｉ）を製作した。
これらの電池内の、正極活物質中に含まれるＣｏおよび
Ｎｉ原子のモル数の和に対する負極活物質中に含まれる
Ｃ原子のモル数の比は９．５とした。
【００３５】本発明による電池（Ｇ）および（Ｈ）およ
び従来から公知である電池（Ｉ）を、正極がＬｉ
０．０５Ｎｉ０．９Ｃｏ０．１Ｏ２、負極がＬｉ０．６
Ｃ６に達するまで充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺
して貫通させた場合の安全性試験をおこなった。表３は
その結果を示したものである。この表の結果から、本発
明による電池（Ｇ）および（Ｈ）は、従来の電池（Ｉ）
と比べて安全性に優れていることがわかる。また、本発
明による全固体電池（Ｇ）は、本発明による、リチウム
イオン伝導性ポリマーと固化していない非水系電解液と
を併用した電池（Ｈ）よりもさらに安全性に優れること
がわかる。
び従来から公知である電池（Ｉ）を、正極がＬｉ
０．０５Ｎｉ０．９Ｃｏ０．１Ｏ２、負極がＬｉ０．６
Ｃ６に達するまで充電した後、３ｍｍ径の釘を電池に刺
して貫通させた場合の安全性試験をおこなった。表３は
その結果を示したものである。この表の結果から、本発
明による電池（Ｇ）および（Ｈ）は、従来の電池（Ｉ）
と比べて安全性に優れていることがわかる。また、本発
明による全固体電池（Ｇ）は、本発明による、リチウム
イオン伝導性ポリマーと固化していない非水系電解液と
を併用した電池（Ｈ）よりもさらに安全性に優れること
がわかる。
【００３６】
【図３】
【００３７】本発明による電池（Ｇ）および（Ｈ）を用
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図３は、この実験の結果
を示したものであリ、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｈ）は本発明による電池（Ｇ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
いて、２５℃において、０．３ＣＡの電流で１時間、続
けて４．３５Ｖの定電圧で２時間充電した後、１ＣＡの
電流で２．５Ｖまで放電した。図３は、この実験の結果
を示したものであリ、縦軸に放電電圧（Ｖ）、横軸に放
電容量（ｍＡｈ）を示したものである。この図によっ
て、本発明による電池（Ｈ）は本発明による電池（Ｇ）
と比べて、優れた放電特性を示すことが理解される。
【００３８】Ｌｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ２をリチウムイ
オン二次電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイ
クル特性を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ
２の使用可能な率の極限値は１００％である。従って、
従来の非水系電解液を用いた電池においては、ＬｉｙＣ
６（０≦ｙ≦１）によって表される炭素系負極活物質の
利用率を、それが安全に使用できる範囲である６０％未
満にするために、正極活物質中に含まれるＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対する負極活物質中に含まれるＣ原子数
の比を１０以上にする必要があった。そのＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対するＣ原子数の比（１０）は次式によ
って計算される。
オン二次電池の正極活物質に使用する場合、良好なサイ
クル特性を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ
２の使用可能な率の極限値は１００％である。従って、
従来の非水系電解液を用いた電池においては、ＬｉｙＣ
６（０≦ｙ≦１）によって表される炭素系負極活物質の
利用率を、それが安全に使用できる範囲である６０％未
満にするために、正極活物質中に含まれるＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対する負極活物質中に含まれるＣ原子数
の比を１０以上にする必要があった。そのＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対するＣ原子数の比（１０）は次式によ
って計算される。
【００３９】（ｎ−／ｎ＋）／（Ｒ−／Ｒ＋）＝（６／
１）／（６０％／１００％）＝１０ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ２中に含まれるＮｉおよび
Ｃｏの原子数、Ｒ−は安全性に問題のあった従来の電池
（Ｉ）におけるＬｉｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイ
クル特性が得られるＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ２の利用
率の上限である。本発明においては、上記モル比が１０
未満においても安全性が高く、エネルギー密度の高い電
池を得ることができる。
１）／（６０％／１００％）＝１０ ここでｎ−はＬｉｙＣ６中に含まれるＣの原子数、ｎ＋
はＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ２中に含まれるＮｉおよび
Ｃｏの原子数、Ｒ−は安全性に問題のあった従来の電池
（Ｉ）におけるＬｉｙＣ６の利用率、Ｒ＋は良好なサイ
クル特性が得られるＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃｏ）Ｏ２の利用
率の上限である。本発明においては、上記モル比が１０
未満においても安全性が高く、エネルギー密度の高い電
池を得ることができる。
【００４０】実施例３においては、Ｌｉ１−ｘＮｉ（Ｃ
ｏ）Ｏ２を９５％の利用率で使用し、負極活物質中に含
まれるＣ原子数の正極活物質中に含まれるＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対する比を９．５としているが、良好な
サイクル特性を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃ
ｏ）Ｏ２の使用可能な率の極限値は１００％であり、原
理的には、負極活物質中に含まれるＣ原子数の正極活物
質中に含まれるＮｉおよびＣｏの原子数の和に対する比
が９．５以上で１０未満であり、炭素系負極活物質の利
用率が６０％である場合には、実施例３と同じ結果が得
られることになる。
ｏ）Ｏ２を９５％の利用率で使用し、負極活物質中に含
まれるＣ原子数の正極活物質中に含まれるＮｉおよびＣ
ｏ原子数の和に対する比を９．５としているが、良好な
サイクル特性を維持させた場合のＬｉ１−ｘＮｉ（Ｃ
ｏ）Ｏ２の使用可能な率の極限値は１００％であり、原
理的には、負極活物質中に含まれるＣ原子数の正極活物
質中に含まれるＮｉおよびＣｏの原子数の和に対する比
が９．５以上で１０未満であり、炭素系負極活物質の利
用率が６０％である場合には、実施例３と同じ結果が得
られることになる。
【００４１】本発明による電池（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、ポリ
マー電解質中の高分子としてポリアクリロニトリルを使
用しているが、その他に、次のような高分子を単独で、
あるいは混合して用いてもよい：ポリエチレンオキシ
ド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリア
クリロニトリル、ポリビニリデンフルオライド、ポリ塩
化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチル
アクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロ
ニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレ
ン、ポリイソプレンおよびこれらの誘導体。また、上記
ポリマーを構成する各種モノマーを共重合させた高分子
を用いてもよい。
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、ポリ
マー電解質中の高分子としてポリアクリロニトリルを使
用しているが、その他に、次のような高分子を単独で、
あるいは混合して用いてもよい：ポリエチレンオキシ
ド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリア
クリロニトリル、ポリビニリデンフルオライド、ポリ塩
化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチル
アクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロ
ニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレ
ン、ポリイソプレンおよびこれらの誘導体。また、上記
ポリマーを構成する各種モノマーを共重合させた高分子
を用いてもよい。
【００４２】本発明による電池（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）におけるリチウム
イオン伝導性ポリマーでは、リチウムイオン伝導性を向
上させるために高分子中に含浸させる非水系電解液とし
て、また有機リチウムイオン伝導性ポリマーの細孔中に
含有させる電解液として、ＥＣとＤＥＣとの混合溶液を
用いているが、その他に次の溶媒を使用してもよい：エ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、１，２−ジメトキシエタン、１，２−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、ジオキソラン、メチルアセテート等の極性溶媒お
よびこれらの混合物。リチウムイオン伝導性ポリマーに
おいて、高分子中に含有させる電解液と、細孔中に含有
させる電解液とが異なっていてもよい。
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）におけるリチウム
イオン伝導性ポリマーでは、リチウムイオン伝導性を向
上させるために高分子中に含浸させる非水系電解液とし
て、また有機リチウムイオン伝導性ポリマーの細孔中に
含有させる電解液として、ＥＣとＤＥＣとの混合溶液を
用いているが、その他に次の溶媒を使用してもよい：エ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、１，２−ジメトキシエタン、１，２−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、ジオキソラン、メチルアセテート等の極性溶媒お
よびこれらの混合物。リチウムイオン伝導性ポリマーに
おいて、高分子中に含有させる電解液と、細孔中に含有
させる電解液とが異なっていてもよい。
【００４３】本発明による電池（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、リチ
ウムイオン伝導性ポリマー中および非水系電解液に含有
させるリチウム塩としてＬｉＰＦ６を使用しているが、
その他に、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ ６、ＬｉＣｌＯ４、
ＬｉＳＣＮ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＢｒ、ＬｉＣＦ３ＣＯ２等のリチウム塩およびこれら
の混合物を用いてもよい。イオン伝導性ポリマー中と非
水系電解液中で異なる塩を用いてもよい。
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、リチ
ウムイオン伝導性ポリマー中および非水系電解液に含有
させるリチウム塩としてＬｉＰＦ６を使用しているが、
その他に、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ ６、ＬｉＣｌＯ４、
ＬｉＳＣＮ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＢｒ、ＬｉＣＦ３ＣＯ２等のリチウム塩およびこれら
の混合物を用いてもよい。イオン伝導性ポリマー中と非
水系電解液中で異なる塩を用いてもよい。
【００４４】本発明による電池（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、正極
および負極活物質塗布層の空孔中にポリマー電解質を充
填しているが、正極または負極のいずれか一方、または
正極および負極の両方の活物質塗布層の空孔中に電解液
を含有させてもよい。空孔中に電解液を含有させた場合
においても、ポリマー電解質を用いることによって、従
来の電解液電池よりも少ない電解液量で十分なイオンの
移動が可能となり、高い安全性が得られる。
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｇ）および（Ｈ）においては、正極
および負極活物質塗布層の空孔中にポリマー電解質を充
填しているが、正極または負極のいずれか一方、または
正極および負極の両方の活物質塗布層の空孔中に電解液
を含有させてもよい。空孔中に電解液を含有させた場合
においても、ポリマー電解質を用いることによって、従
来の電解液電池よりも少ない電解液量で十分なイオンの
移動が可能となり、高い安全性が得られる。
【００４５】正極材料たるリチウムを吸蔵放出可能な化
合物として、電池（Ａ）および（Ｂ）においてはＬｉ
１−ｘＣｏＯ２を、電池（Ｄ）および（Ｅ）においては
Ｌｉ１ −ｘＮｉＯ２を、電池（Ｇ）および（Ｈ）におい
てはＬｉ１−ｘＮｉ０．９Ｃｏ ０．１０２を使用してい
るが、その他に、無機化合物としては、組成式ＬｉｘＭ
Ｏ２またはＬｉｙＭ２Ｏ４（ただし、Ｍは遷移金属、０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦２）で表される複合酸化物、トンネ
ル状の空孔を有する酸化物および層状構造の金属カルコ
ゲン化物を用いてもよく、具体例としてはＬｉ１−ｘＣ
ｏＯ２、Ｌｉ１− ｘＮｉＯ２、Ｌｉ２−ｘＭｎ２Ｏ４、
ＬｉｘＭｎＯ２、Ｌｉ１−ｘＣｒＯ２、Ｌｉ１−ｘＦｅ
Ｏ２、ＬｉｘＴｉＯ２、ＬｉｘＴｉＳ２、その他Ｌｉｙ
Ｖ２Ｏ５等のバナジウム酸化物が挙げられる（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦２）。また、有機化合物を正極として用い
てもよく、例としてはポリアニリン等の導電性ポリマー
等が挙げられる。無機化合物、有機化合物を問わず、上
記各種活物質を混合して用いてもよい。これらのいずれ
の正極活物質を用いた場合においても、ポリマー電解質
を用いることによって、電池内の正極活物質量に対する
炭素糸負極活物質量を少なくした場合であっても安全性
が高く、しかもエネルギー密度の高い電池を得ることが
できる。
合物として、電池（Ａ）および（Ｂ）においてはＬｉ
１−ｘＣｏＯ２を、電池（Ｄ）および（Ｅ）においては
Ｌｉ１ −ｘＮｉＯ２を、電池（Ｇ）および（Ｈ）におい
てはＬｉ１−ｘＮｉ０．９Ｃｏ ０．１０２を使用してい
るが、その他に、無機化合物としては、組成式ＬｉｘＭ
Ｏ２またはＬｉｙＭ２Ｏ４（ただし、Ｍは遷移金属、０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦２）で表される複合酸化物、トンネ
ル状の空孔を有する酸化物および層状構造の金属カルコ
ゲン化物を用いてもよく、具体例としてはＬｉ１−ｘＣ
ｏＯ２、Ｌｉ１− ｘＮｉＯ２、Ｌｉ２−ｘＭｎ２Ｏ４、
ＬｉｘＭｎＯ２、Ｌｉ１−ｘＣｒＯ２、Ｌｉ１−ｘＦｅ
Ｏ２、ＬｉｘＴｉＯ２、ＬｉｘＴｉＳ２、その他Ｌｉｙ
Ｖ２Ｏ５等のバナジウム酸化物が挙げられる（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦２）。また、有機化合物を正極として用い
てもよく、例としてはポリアニリン等の導電性ポリマー
等が挙げられる。無機化合物、有機化合物を問わず、上
記各種活物質を混合して用いてもよい。これらのいずれ
の正極活物質を用いた場合においても、ポリマー電解質
を用いることによって、電池内の正極活物質量に対する
炭素糸負極活物質量を少なくした場合であっても安全性
が高く、しかもエネルギー密度の高い電池を得ることが
できる。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による電池
は、従来の非水系電解液を用いた電池よりもエネルギー
密度が高く、しかも安全性の高い電池となる。特に、固
化していない非水系電解液を使用していない本発明によ
る全固体電池は、固化していない非水系電解液を使用し
た電池よりも安全性の高い電池となる。また、多孔性ポ
リマー電解質を用いた本発明による電池は、全固体電池
よりも高率での放電特性に優れ、しかも従来のポリマー
電解質を用いない非水系電解液を用いた電池よりもエネ
ルギー密度が高くて安全性の高い電池となる。
は、従来の非水系電解液を用いた電池よりもエネルギー
密度が高く、しかも安全性の高い電池となる。特に、固
化していない非水系電解液を使用していない本発明によ
る全固体電池は、固化していない非水系電解液を使用し
た電池よりも安全性の高い電池となる。また、多孔性ポ
リマー電解質を用いた本発明による電池は、全固体電池
よりも高率での放電特性に優れ、しかも従来のポリマー
電解質を用いない非水系電解液を用いた電池よりもエネ
ルギー密度が高くて安全性の高い電池となる。
【図１】本発明による電池（Ａ）および（Ｂ）の放電特
性を示した図。
性を示した図。
【図２】本発明による電池（Ｄ）および（Ｅ）の放電特
性を示した図。
性を示した図。
【図３】本発明による電池（Ｇ）および（Ｈ）の放電特
性を示した図。
性を示した図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL07 AM03
AM05 AM07 AM16 CJ08 CJ22
CJ23 CJ28 DJ09
5H050 AA08 AA15 BA17 CA08 CB08
DA13 FA13 GA10 GA22 GA23
Claims (6)
- 【請求項１】 正極または負極のいずれか一方、または
正極および負極の両方の活物質塗布層の空孔中にリチウ
ムイオン伝導性ポリマーを含有させたことを特徴とする
炭素系負極活物質を用いる非水系ポリマー電池。 - 【請求項２】 リチウムイオン伝導性ポリマーには、非
水系電解液をポリマーに含浸することによって得られる
固体電解質、非水系電解液とポリマーとを混合した後に
固化する固体電解質、非水系電解液を用いないポリマー
電解質のいずれかを用いることを特徴とする請求項１記
載の非水系ポリマー電池。 - 【請求項３】 リチウムイオン伝導性ポリマーは孔中に
電解液を含む多孔性リチウムイオン伝導性ポリマーであ
ることを特徴とする請求項１記載の非水系ポリマー電
池。 - 【請求項４】 リチウムイオン伝導性ポリマーと固化し
ていない電解液を併用したことを特徴とする請求項１記
載の非水系ポリマー電池。 - 【請求項５】 リチウムイオン伝導性ポリマーと固化し
ていない電解液を併用しない全固体電池であることを特
徴とする請求項１記載の非水系ポリマー電池。 - 【請求項６】 ポリマー電解質を形成するための電解液
と高分子を混合し、正極または負極のいずれか一方、ま
たは正極および負極の両方の活物質塗布層に真空減圧下
で塗布し、負極活物質塗布層の空孔中にゲル状のポリマ
ー電解質を充填することを特徴とする請求項１記載の非
水系ポリマー電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002271712A JP2003157899A (ja) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | 非水系ポリマー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002271712A JP2003157899A (ja) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | 非水系ポリマー電池 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12905595A Division JP3525553B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 非水系ポリマー電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003157899A true JP2003157899A (ja) | 2003-05-30 |
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ID=19196940
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002271712A Withdrawn JP2003157899A (ja) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | 非水系ポリマー電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003157899A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814881B1 (ko) | 2006-11-24 | 2008-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지용 활물질, 이를 포함하는 전극 및 전지 |
| CN100431216C (zh) * | 2004-05-14 | 2008-11-05 | 松下电器产业株式会社 | 锂离子二次电池 |
| JP2009081106A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非水電解質二次電池 |
| CN110197925A (zh) * | 2018-02-25 | 2019-09-03 | 力信（江苏）能源科技有限责任公司 | 一种高能量密度固态锂电池 |
| WO2022030109A1 (ja) * | 2020-08-03 | 2022-02-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
-
2002
- 2002-09-18 JP JP2002271712A patent/JP2003157899A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100431216C (zh) * | 2004-05-14 | 2008-11-05 | 松下电器产业株式会社 | 锂离子二次电池 |
| KR100814881B1 (ko) | 2006-11-24 | 2008-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지용 활물질, 이를 포함하는 전극 및 전지 |
| JP2009081106A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非水電解質二次電池 |
| CN110197925A (zh) * | 2018-02-25 | 2019-09-03 | 力信（江苏）能源科技有限责任公司 | 一种高能量密度固态锂电池 |
| WO2022030109A1 (ja) * | 2020-08-03 | 2022-02-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
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