JP2003208891A - 電 池 - Google Patents
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- 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
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- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高耐熱なセパレータを用いた電池のサイクル特
性を向上させること。 【解決手段】正極と接触しないセパレータの一部表面の
反対面と接触する負極の一部表面に、そのセパレータよ
りも耐還元性の高い電子絶縁性被膜が形成されているこ
とを特徴とする。一般的なリチウム電池ではデンドライ
ド形成抑制等の目的で負極面積を大きくしているので、
負極にのみ接触し正極とは接触しないセパレータの部分
（主に周辺部）が生ずることとなるが、負極から供給さ
れる電子により非常に高い還元雰囲気が形成されこのセ
パレータの部分が分解される結果、電池反応を阻害して
サイクル特性が劣化する。そこで、高い還元雰囲気であ
る負極にのみ接触するセパレータを保護するために負極
のみに接触するセパレータと負極との間に耐還元性の高
い電子絶縁性被膜を介在させることで電池のサイクル特
性を向上できることを見出した。
性を向上させること。 【解決手段】正極と接触しないセパレータの一部表面の
反対面と接触する負極の一部表面に、そのセパレータよ
りも耐還元性の高い電子絶縁性被膜が形成されているこ
とを特徴とする。一般的なリチウム電池ではデンドライ
ド形成抑制等の目的で負極面積を大きくしているので、
負極にのみ接触し正極とは接触しないセパレータの部分
（主に周辺部）が生ずることとなるが、負極から供給さ
れる電子により非常に高い還元雰囲気が形成されこのセ
パレータの部分が分解される結果、電池反応を阻害して
サイクル特性が劣化する。そこで、高い還元雰囲気であ
る負極にのみ接触するセパレータを保護するために負極
のみに接触するセパレータと負極との間に耐還元性の高
い電子絶縁性被膜を介在させることで電池のサイクル特
性を向上できることを見出した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池に関し、特に
サイクル特性を向上させた電池に関する。
サイクル特性を向上させた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型コンピューター、小型携
帯機器、自動車等に用いられるクリーンなエネルギー源
として高性能二次電池の開発が盛んである。ここで用い
られる二次電池には、小型軽量でありながら大容量・高
出力であること、すなわち高エネルギー密度・高出力密
度であることが求められている。また、高エネルギーを
貯蔵することから安全性の確保が重要である。高エネル
ギー密度・高出力密度を達成できる二次電池としては、
リチウム二次電池等の非水電解質二次電池が有力視され
ている。
帯機器、自動車等に用いられるクリーンなエネルギー源
として高性能二次電池の開発が盛んである。ここで用い
られる二次電池には、小型軽量でありながら大容量・高
出力であること、すなわち高エネルギー密度・高出力密
度であることが求められている。また、高エネルギーを
貯蔵することから安全性の確保が重要である。高エネル
ギー密度・高出力密度を達成できる二次電池としては、
リチウム二次電池等の非水電解質二次電池が有力視され
ている。
【０００３】一般的にリチウム二次電池は、リチウムイ
オンを放出できる正極と、正極と対向し正極から放出さ
れたリチウムイオンを吸蔵および放出できる負極と、正
極及び負極の間に介在する多孔質セパレータと、正極と
負極との間でリチウムイオンを移動させる電解液とを備
えている。
オンを放出できる正極と、正極と対向し正極から放出さ
れたリチウムイオンを吸蔵および放出できる負極と、正
極及び負極の間に介在する多孔質セパレータと、正極と
負極との間でリチウムイオンを移動させる電解液とを備
えている。
【０００４】リチウム電池用のセパレ−タとして、耐電
解液性、耐酸化還元性などの点からポリエチレンやポリ
プロピレン等の樹脂材料が用いられてきたが近年、安全
性の向上や高温でのセル乾燥の必要性等の目的で高耐熱
な樹脂を用いたセパレ−タが注目され種々の検討が行わ
れている。
解液性、耐酸化還元性などの点からポリエチレンやポリ
プロピレン等の樹脂材料が用いられてきたが近年、安全
性の向上や高温でのセル乾燥の必要性等の目的で高耐熱
な樹脂を用いたセパレ−タが注目され種々の検討が行わ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高耐熱
な樹脂をセパレータに用いたな電池のいくつかは従来の
セパレ−タを用いた電池にくらべサイクル試験等の耐久
性が充分とは言えないという問題があった。たとえば高
耐熱の樹脂としてＰＥＴやＰＢＴといったポリエステル
を用いた場合、サイクル試験において従来のポリエチレ
ンに比べ内部抵抗が上昇し大電流特性が低下するという
問題点がある。
な樹脂をセパレータに用いたな電池のいくつかは従来の
セパレ−タを用いた電池にくらべサイクル試験等の耐久
性が充分とは言えないという問題があった。たとえば高
耐熱の樹脂としてＰＥＴやＰＢＴといったポリエステル
を用いた場合、サイクル試験において従来のポリエチレ
ンに比べ内部抵抗が上昇し大電流特性が低下するという
問題点がある。
【０００６】そこで、本発明では高耐熱なセパレータを
用いた電池においてサイクル特性を向上させることを解
決すべき課題とする。
用いた電池においてサイクル特性を向上させることを解
決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する目的
で本発明者等は鋭意研究を行った結果、高耐熱性の樹脂
からなるセパレータを用いた電池のサイクル特性が思わ
しくない理由として負極のみに接触しているセパレータ
の耐久性の低さに着目した。一般的なリチウム電池では
デンドライド形成抑制等の目的で負極面積を大きくして
いるので、負極にのみ接触し正極とは接触しないセパレ
ータの部分（主に周辺部）が生ずることとなる。ここ
で、負極のみに接触しているセパレータについて検討を
行うと、負極から供給される電子により非常に高い還元
雰囲気が形成されセパレータが分解される結果、電池反
応を阻害してサイクル特性が劣化することが判明した。
そこで、高い還元雰囲気である負極にのみ接触するセパ
レータを保護するために負極のみに接触するセパレータ
と負極との間に耐還元性の高い電子絶縁性被膜を介在さ
せることで電池のサイクル特性を向上できることを見出
し以下の発明を行った。
で本発明者等は鋭意研究を行った結果、高耐熱性の樹脂
からなるセパレータを用いた電池のサイクル特性が思わ
しくない理由として負極のみに接触しているセパレータ
の耐久性の低さに着目した。一般的なリチウム電池では
デンドライド形成抑制等の目的で負極面積を大きくして
いるので、負極にのみ接触し正極とは接触しないセパレ
ータの部分（主に周辺部）が生ずることとなる。ここ
で、負極のみに接触しているセパレータについて検討を
行うと、負極から供給される電子により非常に高い還元
雰囲気が形成されセパレータが分解される結果、電池反
応を阻害してサイクル特性が劣化することが判明した。
そこで、高い還元雰囲気である負極にのみ接触するセパ
レータを保護するために負極のみに接触するセパレータ
と負極との間に耐還元性の高い電子絶縁性被膜を介在さ
せることで電池のサイクル特性を向上できることを見出
し以下の発明を行った。
【０００８】すなわち、本発明の電池は、正極と、その
正極と対向して配設されその正極よりも対向する面積が
大きい負極と、その正極及び負極に狭持された薄膜であ
るセパレータと、を有する電池であって、前記正極と接
触しない前記セパレータの一部表面の反対面と接触する
前記負極の一部表面は、そのセパレータよりも耐還元性
の高い電子絶縁性被膜が形成されていることを特徴とす
る（請求項１）。
正極と対向して配設されその正極よりも対向する面積が
大きい負極と、その正極及び負極に狭持された薄膜であ
るセパレータと、を有する電池であって、前記正極と接
触しない前記セパレータの一部表面の反対面と接触する
前記負極の一部表面は、そのセパレータよりも耐還元性
の高い電子絶縁性被膜が形成されていることを特徴とす
る（請求項１）。
【０００９】ここで電子絶縁性被膜は負極表面上に一体
的に被覆することで（請求項３）、電子のセパレータへ
の移動を効率的に阻害できる。また、電子絶縁性被膜は
ＬＵＭＯの値を１．０ｅＶ以上とすることで（請求項
４）、電池内部において充分な耐還元性を発揮すること
ができる。そして電子絶縁性被膜はイオン導電性をもつ
ことで（請求項５）、通常の電池反応の阻害を最小限と
することができる。また、電子導電性被膜はシランカッ
プリング剤の重合物とすることが材料の入手性、電子絶
縁性被膜形成の容易性等の観点からは好ましい（請求項
６）。
的に被覆することで（請求項３）、電子のセパレータへ
の移動を効率的に阻害できる。また、電子絶縁性被膜は
ＬＵＭＯの値を１．０ｅＶ以上とすることで（請求項
４）、電池内部において充分な耐還元性を発揮すること
ができる。そして電子絶縁性被膜はイオン導電性をもつ
ことで（請求項５）、通常の電池反応の阻害を最小限と
することができる。また、電子導電性被膜はシランカッ
プリング剤の重合物とすることが材料の入手性、電子絶
縁性被膜形成の容易性等の観点からは好ましい（請求項
６）。
【００１０】ここで、セパレータとして耐還元性はあま
り高くないものの基本的な性能が高いポリエステル系樹
脂から形成されるものを採用することで安全性及び製造
時の操作性の高い電池とすることができる（請求項
２）。
り高くないものの基本的な性能が高いポリエステル系樹
脂から形成されるものを採用することで安全性及び製造
時の操作性の高い電池とすることができる（請求項
２）。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の電池をリチウム二
次電池に適用した実施形態に基づいて説明する。なお、
本発明は、以下の実施形態により限定されるものではな
い。
次電池に適用した実施形態に基づいて説明する。なお、
本発明は、以下の実施形態により限定されるものではな
い。
【００１２】本実施形態のリチウム二次電池は、リチウ
ムイオンを吸蔵・脱離できる活物質を含む活物質層をも
つ正極及び負極と、セパレータとを有する。ここで、負
極は正極とセパレータを介して対向するように配設され
るが、それぞれの対向面の面積は負極が正極より大き
い。セパレータは負極と正極との間を確実に絶縁する目
的で少なくとも対向する面積の大きい負極表面を完全に
覆うだけの大きさとし、より好ましくは負極の面積より
も大きくする。
ムイオンを吸蔵・脱離できる活物質を含む活物質層をも
つ正極及び負極と、セパレータとを有する。ここで、負
極は正極とセパレータを介して対向するように配設され
るが、それぞれの対向面の面積は負極が正極より大き
い。セパレータは負極と正極との間を確実に絶縁する目
的で少なくとも対向する面積の大きい負極表面を完全に
覆うだけの大きさとし、より好ましくは負極の面積より
も大きくする。
【００１３】したがって、セパレータには負極には接触
するが正極には接触しない部分が存在する。この正極に
は接触していない部分の反対側であるセパレータの一部
表面と接触する負極の一部表面には電子絶縁性被膜が形
成される。
するが正極には接触しない部分が存在する。この正極に
は接触していない部分の反対側であるセパレータの一部
表面と接触する負極の一部表面には電子絶縁性被膜が形
成される。
【００１４】電子絶縁性被膜は電子の透過を阻害するこ
とで負極のみに接触するセパレータの一部表面の存在す
る雰囲気の還元性を低下させる。電子絶縁性被膜は負極
全面に形成しても良いが、電池の内部抵抗低減のために
は前述の負極の一部表面のみに形成することが好まし
い。電子絶縁性被膜としては特に限定しないが、シラン
カップリング剤の重合物、ポリエチレンオキシド、ポリ
プロピレンオキシド等の有機物イオン伝導体や、Ｌｉ4
ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＰＯ4、ＬｉＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ 2−Ｐ
2Ｏ5等の金属酸化物イオン伝導体が好ましい。
とで負極のみに接触するセパレータの一部表面の存在す
る雰囲気の還元性を低下させる。電子絶縁性被膜は負極
全面に形成しても良いが、電池の内部抵抗低減のために
は前述の負極の一部表面のみに形成することが好まし
い。電子絶縁性被膜としては特に限定しないが、シラン
カップリング剤の重合物、ポリエチレンオキシド、ポリ
プロピレンオキシド等の有機物イオン伝導体や、Ｌｉ4
ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＰＯ4、ＬｉＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ 2−Ｐ
2Ｏ5等の金属酸化物イオン伝導体が好ましい。
【００１５】電子絶縁性被膜としてはＬＵＭＯの値が
１．０ｅＶ以上であることが好ましい。ここでＬＵＭＯ
の値は電子絶縁性被膜としてそれを構成する分子（高分
子なら高分子）について、ＭＯＰＡＣ（Ｖｅｒ．７）を
用いてＡｕｓｔｅｉｎＭｏｄｅｌ１（ＡＭ１）に基づく
半経験的な分子軌道計算により求めた値である。
１．０ｅＶ以上であることが好ましい。ここでＬＵＭＯ
の値は電子絶縁性被膜としてそれを構成する分子（高分
子なら高分子）について、ＭＯＰＡＣ（Ｖｅｒ．７）を
用いてＡｕｓｔｅｉｎＭｏｄｅｌ１（ＡＭ１）に基づく
半経験的な分子軌道計算により求めた値である。
【００１６】電子絶縁性被膜は予め薄膜を形成して負極
に重ね合わせても良いし、負極上に一体的に薄膜を形成
しても良い。薄膜の形成方法としては公知の方法等どの
ような方法であっても良い。たとえば、適正な溶媒に電
子絶縁性被膜を構成する材料を溶解させた溶液を塗布・
乾燥したり、電子絶縁性被膜を構成する材料を構成する
シランカップリング剤等のモノマーを重合させたりする
ことで電子絶縁性被膜を形成可能である。
に重ね合わせても良いし、負極上に一体的に薄膜を形成
しても良い。薄膜の形成方法としては公知の方法等どの
ような方法であっても良い。たとえば、適正な溶媒に電
子絶縁性被膜を構成する材料を溶解させた溶液を塗布・
乾燥したり、電子絶縁性被膜を構成する材料を構成する
シランカップリング剤等のモノマーを重合させたりする
ことで電子絶縁性被膜を形成可能である。
【００１７】シランカップリング剤としては、メチルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、３−ユレイドプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、３，３，３−トリプロピルトリメト
キシシランが好ましい。
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、３−ユレイドプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、３，３，３−トリプロピルトリメト
キシシランが好ましい。
【００１８】セパレータは、正極および負極を電気的に
絶縁し、電解液を保持する役割を果たすものである。セ
パレータとしては融点乃至は軟化点（以下「融点等」と
いう）が１５０℃以上の樹脂から形成される。高い融点
等を有する樹脂をセパレータに採用することで、高温に
おける電池の安全性を向上できると共に、電池を劣化さ
せる水分を除去するために高温で乾燥させることも可能
となる。
絶縁し、電解液を保持する役割を果たすものである。セ
パレータとしては融点乃至は軟化点（以下「融点等」と
いう）が１５０℃以上の樹脂から形成される。高い融点
等を有する樹脂をセパレータに採用することで、高温に
おける電池の安全性を向上できると共に、電池を劣化さ
せる水分を除去するために高温で乾燥させることも可能
となる。
【００１９】セパレータを構成する樹脂としては、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンナフ
タレート、ポリフェニレンエーテル（ポリフェニレンオ
キサイド）、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアリレート、
ポリカーボネート、ポリビニリデンフロライドやこれら
を変性させた高分子等が挙げられ、この中でもポリエチ
レンテレフタレート、ＰＢＴ等のポリエステル系樹脂が
好ましい。
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンナフ
タレート、ポリフェニレンエーテル（ポリフェニレンオ
キサイド）、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアリレート、
ポリカーボネート、ポリビニリデンフロライドやこれら
を変性させた高分子等が挙げられ、この中でもポリエチ
レンテレフタレート、ＰＢＴ等のポリエステル系樹脂が
好ましい。
【００２０】これらの樹脂からセパレータを形成する方
法としては特に限定しないが、生産性に優れるセパレー
タの製法として、セパレータを構成する高分子を常温あ
るいは高温化で溶剤に溶解し、電極等の基材表面に塗布
（溶剤キャスティング）した後、その高分子を難溶性液
体等に浸漬させたり高分子溶液を難溶性液体に接触、冷
却する等して樹脂を析出、乾燥後高分子多孔質膜を得る
溶剤キャスト法が好適である。そしてその後、必要に応
じてセパレータを構成する高分子間を適正な方法で架橋
させ、不溶化し対溶媒性を向上することが好ましい。ま
た、基材として電極を選択した場合にはそのまま電極と
セパレータとを一体化させたまま電池に適用することも
できる。電極とセパレータとを一体化する場合にはセパ
レータを負極表面に形成する前に電子絶縁性被膜を負極
表面に形成することが好ましい。なおセパレータは、正
極と負極との絶縁を担保するため、正極および負極より
もさらに大きいものとするのが好ましい。
法としては特に限定しないが、生産性に優れるセパレー
タの製法として、セパレータを構成する高分子を常温あ
るいは高温化で溶剤に溶解し、電極等の基材表面に塗布
（溶剤キャスティング）した後、その高分子を難溶性液
体等に浸漬させたり高分子溶液を難溶性液体に接触、冷
却する等して樹脂を析出、乾燥後高分子多孔質膜を得る
溶剤キャスト法が好適である。そしてその後、必要に応
じてセパレータを構成する高分子間を適正な方法で架橋
させ、不溶化し対溶媒性を向上することが好ましい。ま
た、基材として電極を選択した場合にはそのまま電極と
セパレータとを一体化させたまま電池に適用することも
できる。電極とセパレータとを一体化する場合にはセパ
レータを負極表面に形成する前に電子絶縁性被膜を負極
表面に形成することが好ましい。なおセパレータは、正
極と負極との絶縁を担保するため、正極および負極より
もさらに大きいものとするのが好ましい。
【００２１】以下にその他、本実施形態のリチウム電池
の各構成要素等について説明する。本実施形態のリチウ
ム二次電池は、その形状には特に制限を受けず、コイン
型、円筒型、角型等、種々の形状の電池として使用でき
る。本実施形態では、円筒型のリチウム二次電池に基づ
いて説明を行う。
の各構成要素等について説明する。本実施形態のリチウ
ム二次電池は、その形状には特に制限を受けず、コイン
型、円筒型、角型等、種々の形状の電池として使用でき
る。本実施形態では、円筒型のリチウム二次電池に基づ
いて説明を行う。
【００２２】本実施形態のリチウム二次電池は、正極お
よび負極をシート形状として両者をセパレータを介して
積層し渦巻き型に多数回巻回した巻回体を空隙を満たす
電解液とともに所定の円筒状のケース内に収納したもの
である。正極と正極端子部とが、そして負極と負極端子
部とが、それぞれ電気的に接合されている。
よび負極をシート形状として両者をセパレータを介して
積層し渦巻き型に多数回巻回した巻回体を空隙を満たす
電解液とともに所定の円筒状のケース内に収納したもの
である。正極と正極端子部とが、そして負極と負極端子
部とが、それぞれ電気的に接合されている。
【００２３】正極は、リチウムイオンを充電時には放出
し且つ放電時には吸蔵することができる正極活物質をも
つ。正極活物質としては、層状構造またはスピネル構造
のリチウム−金属複合酸化物のうちの１種以上であるリ
チウム−金属複合酸化物含有活物質が例示できる。
し且つ放電時には吸蔵することができる正極活物質をも
つ。正極活物質としては、層状構造またはスピネル構造
のリチウム−金属複合酸化物のうちの１種以上であるリ
チウム−金属複合酸化物含有活物質が例示できる。
【００２４】リチウム−金属複合酸化物含有活物質とし
ては、たとえば、Ｌｉ(1-X)ＮｉＯ2、Ｌｉ(1-X)Ｍｎ
Ｏ2、Ｌｉ(1-X)Ｍｎ2Ｏ4、Ｌｉ(1-X)ＣｏＯ2、Ｌｉ
(1-X)ＦｅＯ 2等や、各々にＬｉ、Ａｌ、そしてＣｒ等の
遷移金属を添加または置換した材料等である。この例示
におけるＸは０〜１の数を示す。なお、これらのリチウ
ム−金属複合酸化物を正極活物質として用いる場合には
単独で用いるばかりでなくこれらを複数種類混合して用
いることもできる。このなかでもリチウム−金属複合酸
化物含有活物質としては、層状構造またはスピネル構造
のリチウムマンガン含有複合酸化物、リチウムニッケル
含有複合酸化物およびリチウムコバルト含有複合酸化物
のうちの１種以上であることが好ましい。コスト低減の
観点からはリチウム−金属複合酸化物含有活物質は、層
状構造またはスピネル構造のリチウムマンガン含有複合
酸化物およびリチウムニッケル含有複合酸化物のうちの
１種以上であることがさらに好ましい。
ては、たとえば、Ｌｉ(1-X)ＮｉＯ2、Ｌｉ(1-X)Ｍｎ
Ｏ2、Ｌｉ(1-X)Ｍｎ2Ｏ4、Ｌｉ(1-X)ＣｏＯ2、Ｌｉ
(1-X)ＦｅＯ 2等や、各々にＬｉ、Ａｌ、そしてＣｒ等の
遷移金属を添加または置換した材料等である。この例示
におけるＸは０〜１の数を示す。なお、これらのリチウ
ム−金属複合酸化物を正極活物質として用いる場合には
単独で用いるばかりでなくこれらを複数種類混合して用
いることもできる。このなかでもリチウム−金属複合酸
化物含有活物質としては、層状構造またはスピネル構造
のリチウムマンガン含有複合酸化物、リチウムニッケル
含有複合酸化物およびリチウムコバルト含有複合酸化物
のうちの１種以上であることが好ましい。コスト低減の
観点からはリチウム−金属複合酸化物含有活物質は、層
状構造またはスピネル構造のリチウムマンガン含有複合
酸化物およびリチウムニッケル含有複合酸化物のうちの
１種以上であることがさらに好ましい。
【００２５】正極は前述の正極活物質を結着材、導電材
等の公知の添加材と混合した後に金属箔等からなる集電
体上に塗布され正極合材層が形成される。
等の公知の添加材と混合した後に金属箔等からなる集電
体上に塗布され正極合材層が形成される。
【００２６】負極は、リチウムイオンを充電時には吸蔵
し、かつ放電時には放出する負極活物質を用いることが
できれば、その材料構成で特に限定されるものではな
く、公知の材料・構成のものを用いることができる。た
とえば、リチウム金属、グラファイト又は非晶質炭素等
の炭素材料等である。そのなかでも特に炭素材料を用い
ることが好ましい。炭素材料は比表面積が比較的大きく
でき、リチウムの吸蔵、放出速度が速いため大電流での
充放電特性、出力・回生密度に対して良好となる。特
に、出力・回生密度のバランスを考慮すると、充放電に
伴ない電圧変化の比較的大きい炭素材料を使用すること
が好ましい。また、このような炭素材料を負極活物質に
用いることで、より高い充放電効率と良好なサイクル特
性とが得られる。
し、かつ放電時には放出する負極活物質を用いることが
できれば、その材料構成で特に限定されるものではな
く、公知の材料・構成のものを用いることができる。た
とえば、リチウム金属、グラファイト又は非晶質炭素等
の炭素材料等である。そのなかでも特に炭素材料を用い
ることが好ましい。炭素材料は比表面積が比較的大きく
でき、リチウムの吸蔵、放出速度が速いため大電流での
充放電特性、出力・回生密度に対して良好となる。特
に、出力・回生密度のバランスを考慮すると、充放電に
伴ない電圧変化の比較的大きい炭素材料を使用すること
が好ましい。また、このような炭素材料を負極活物質に
用いることで、より高い充放電効率と良好なサイクル特
性とが得られる。
【００２７】このように負極活物質として炭素材料を用
いた場合には、これに必要に応じて導電材および結着材
を混合して得られた負極合材が集電体に塗布されてなる
ものを用いることが好ましい。
いた場合には、これに必要に応じて導電材および結着材
を混合して得られた負極合材が集電体に塗布されてなる
ものを用いることが好ましい。
【００２８】非水電解液は、有機溶媒に支持塩を溶解さ
せたものである。
せたものである。
【００２９】有機溶媒は、通常リチウム二次電池の電解
液の用いられる有機溶媒であれば特に限定されるもので
はなく、例えば、カーボネート類、ハロゲン化炭化水
素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、
オキソラン化合物等を用いることができる。特に、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−
ジメトキシエタン、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及びそれらの
混合溶媒が適当である。
液の用いられる有機溶媒であれば特に限定されるもので
はなく、例えば、カーボネート類、ハロゲン化炭化水
素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、
オキソラン化合物等を用いることができる。特に、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−
ジメトキシエタン、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及びそれらの
混合溶媒が適当である。
【００３０】例に挙げたこれらの有機溶媒のうち、特
に、カーボネート類、エーテル類からなる群より選ばれ
た一種以上の非水溶媒を用いることにより、支持塩の溶
解性、誘電率および粘度において優れ、電池の充放電効
率も高いので、好ましい。
に、カーボネート類、エーテル類からなる群より選ばれ
た一種以上の非水溶媒を用いることにより、支持塩の溶
解性、誘電率および粘度において優れ、電池の充放電効
率も高いので、好ましい。
【００３１】支持塩は、その種類が特に限定されるもの
ではないが、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4およ
びＬｉＡｓＦ6から選ばれる無機塩、該無機塩の誘導
体、ＬｉＳＯ3ＣＦ3、ＬｉＣ（ＳＯ3ＣＦ3）2、ＬｉＮ
（ＳＯ3ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2およびＬｉ
Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）（ＳＯ2Ｃ4Ｆ9）から選ばれる有機
塩、並びにその有機塩の誘導体の少なくとも１種である
ことが好ましい。
ではないが、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4およ
びＬｉＡｓＦ6から選ばれる無機塩、該無機塩の誘導
体、ＬｉＳＯ3ＣＦ3、ＬｉＣ（ＳＯ3ＣＦ3）2、ＬｉＮ
（ＳＯ3ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2およびＬｉ
Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）（ＳＯ2Ｃ4Ｆ9）から選ばれる有機
塩、並びにその有機塩の誘導体の少なくとも１種である
ことが好ましい。
【００３２】これらの支持塩の使用により、電池性能を
さらに優れたものとすることができ、かつその電池性能
を室温以外の温度域においてもさらに高く維持すること
ができる。支持塩の濃度についても特に限定されるもの
ではなく、用途に応じ、支持塩および有機溶媒の種類を
考慮して適切に選択することが好ましい。
さらに優れたものとすることができ、かつその電池性能
を室温以外の温度域においてもさらに高く維持すること
ができる。支持塩の濃度についても特に限定されるもの
ではなく、用途に応じ、支持塩および有機溶媒の種類を
考慮して適切に選択することが好ましい。
【００３３】ケースは、特に限定されるものではなく、
公知の材料、形態で作成することができる。
公知の材料、形態で作成することができる。
【００３４】ガスケットは、ケースと正負の両端子部の
間の電気的な絶縁と、ケース内の密閉性とを担保するも
のである。たとえば、電解液にたいして、化学的、電気
的に安定であるポリプロピレンのような高分子等から構
成できる。
間の電気的な絶縁と、ケース内の密閉性とを担保するも
のである。たとえば、電解液にたいして、化学的、電気
的に安定であるポリプロピレンのような高分子等から構
成できる。
【００３５】
【実施例】（実施例１）以下の方法で１８６５０電池を
作製し実施例１の試験電池とした。負極は負極活物質と
しての人造黒鉛９８質量部、結着材としてのＳＢＲ１質
量部及びカルボキシメチルセルロール１質量部から構成
される合剤層が集電体としての帯状のＣｕ箔上に形成さ
れている。この負極の全面をシランカップリング剤（信
越化学製ＫＢＭ５１０３：３，３，３−トリプロロプロ
ピルトリメトキシシラン）を５質量部と水１質量部とを
溶解したエタノール液に浸漬後、１５０℃で３時間乾燥
してシランカップリング剤を重合させることにより、負
極の表面にシランカップリング剤からなる電子絶縁性被
膜で覆った。
作製し実施例１の試験電池とした。負極は負極活物質と
しての人造黒鉛９８質量部、結着材としてのＳＢＲ１質
量部及びカルボキシメチルセルロール１質量部から構成
される合剤層が集電体としての帯状のＣｕ箔上に形成さ
れている。この負極の全面をシランカップリング剤（信
越化学製ＫＢＭ５１０３：３，３，３−トリプロロプロ
ピルトリメトキシシラン）を５質量部と水１質量部とを
溶解したエタノール液に浸漬後、１５０℃で３時間乾燥
してシランカップリング剤を重合させることにより、負
極の表面にシランカップリング剤からなる電子絶縁性被
膜で覆った。
【００３６】正極は正極活物質としてのニッケル酸リチ
ウム８６質量部、導電材としてのカーボンブラック１０
質量部及び結着材としてのポリ酸化ビニリデン４質量部
から構成される合剤層が集電体としての帯状のＡｌ箔上
に形成されている。
ウム８６質量部、導電材としてのカーボンブラック１０
質量部及び結着材としてのポリ酸化ビニリデン４質量部
から構成される合剤層が集電体としての帯状のＡｌ箔上
に形成されている。
【００３７】電解液は、エチレンカーボネート３体積部
及びジエチルカーボネート７体積部からなる溶媒の１Ｌ
当たりに１ｍｏｌのＬｉＰＦ6を溶解したものを用い
た。
及びジエチルカーボネート７体積部からなる溶媒の１Ｌ
当たりに１ｍｏｌのＬｉＰＦ6を溶解したものを用い
た。
【００３８】セパレ−タはＰＢＴ樹脂を用いた高耐熱セ
パレ−タを用いた。このセパレータは次の方法により得
た。飽和ポリエステル（東洋紡績製、バイロンＫＳ０２
１）３０質量部を溶媒としてのＮ−メチルピロリドン７
０質量部中に１３５℃で溶解し高分子溶液を得た。この
溶液を剥離フィルム上に、ブレードコーターにて塗布し
たのち、エタノール浴に１５秒間浸漬し、樹脂をゲル化
して析出した後、４０℃の水中に１分間浸漬してエタノ
ールを洗い流した後、８０℃で乾燥して剥離フィルム上
に多孔質樹脂成型体を得た。この樹脂成型体を剥離フィ
ルム上から剥離して帯状のセパレータを得ることができ
た。
パレ−タを用いた。このセパレータは次の方法により得
た。飽和ポリエステル（東洋紡績製、バイロンＫＳ０２
１）３０質量部を溶媒としてのＮ−メチルピロリドン７
０質量部中に１３５℃で溶解し高分子溶液を得た。この
溶液を剥離フィルム上に、ブレードコーターにて塗布し
たのち、エタノール浴に１５秒間浸漬し、樹脂をゲル化
して析出した後、４０℃の水中に１分間浸漬してエタノ
ールを洗い流した後、８０℃で乾燥して剥離フィルム上
に多孔質樹脂成型体を得た。この樹脂成型体を剥離フィ
ルム上から剥離して帯状のセパレータを得ることができ
た。
【００３９】以上で得られた帯状の正極および帯状の負
極が短絡せぬよう帯状のセパレータを間に挟んで、これ
らを重ね合わせて巻回させ、巻回型電極体を形成した。
得られた巻回型電極体をケースの内部に挿入し、ケース
内に保持した。このとき正極および負極のリードタブ溶
接部に集電リードの一端を溶接し、その集電リードの他
端のそれぞれをケースの正極端子及び負極端子に接合し
た。その後、電解液を巻回型電極体を保持したケース内
に注入した後、ケースを密閉、封止した。以上の手順に
より、φ１８ｍｍ、軸方向の長さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウム二次電池を製作した。
極が短絡せぬよう帯状のセパレータを間に挟んで、これ
らを重ね合わせて巻回させ、巻回型電極体を形成した。
得られた巻回型電極体をケースの内部に挿入し、ケース
内に保持した。このとき正極および負極のリードタブ溶
接部に集電リードの一端を溶接し、その集電リードの他
端のそれぞれをケースの正極端子及び負極端子に接合し
た。その後、電解液を巻回型電極体を保持したケース内
に注入した後、ケースを密閉、封止した。以上の手順に
より、φ１８ｍｍ、軸方向の長さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウム二次電池を製作した。
【００４０】（実施例２）実施例１の負極のシランカッ
プリング処理において、シランカップリング剤としての
３，３，３−トリプロロプロピルトリメトキシシランに
代えて、３−ユレイドプロピルトリエトキシシラン（信
越化学製 ＫＢＥ−５８５）とした以外は同様の方法で
１８６５０電池を作成し実施例２の試験電池とした。
プリング処理において、シランカップリング剤としての
３，３，３−トリプロロプロピルトリメトキシシランに
代えて、３−ユレイドプロピルトリエトキシシラン（信
越化学製 ＫＢＥ−５８５）とした以外は同様の方法で
１８６５０電池を作成し実施例２の試験電池とした。
【００４１】（実施例３）実施例１の負極のシランカッ
プリング処理において、シランカップリング剤としての
３，３，３−トリプロロプロピルトリメトキシシランに
代えて、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越
化学製 ＫＢＥ−９０３）とした以外は同様の方法で１
８６５０電池を作成し実施例３の試験電池とした。
プリング処理において、シランカップリング剤としての
３，３，３−トリプロロプロピルトリメトキシシランに
代えて、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越
化学製 ＫＢＥ−９０３）とした以外は同様の方法で１
８６５０電池を作成し実施例３の試験電池とした。
【００４２】（実施例４）実施例１の負極のシランカッ
プリング処理に代えて、負極の表面をポリエチレンオキ
シド水溶液（１０％）を塗布・乾燥させてポリエチレン
オキシドの被膜を負極表面に形成した以外は同様の方法
で１８６５０電池を作成し実施例４の試験電池とした。
プリング処理に代えて、負極の表面をポリエチレンオキ
シド水溶液（１０％）を塗布・乾燥させてポリエチレン
オキシドの被膜を負極表面に形成した以外は同様の方法
で１８６５０電池を作成し実施例４の試験電池とした。
【００４３】（実施例５）実施例５の負極表面へのポリ
エチレンオキシド溶液の塗布を正極に接触しないセパレ
ータが接触する部分のみとするために負極の端部から１
ｍｍの範囲にだけ行った以外は同様の方法で１８６５０
電池を作成し実施例５の試験電池とした。
エチレンオキシド溶液の塗布を正極に接触しないセパレ
ータが接触する部分のみとするために負極の端部から１
ｍｍの範囲にだけ行った以外は同様の方法で１８６５０
電池を作成し実施例５の試験電池とした。
【００４４】（比較例１）実施例１の負極のシランカッ
プリング処理を行わず且つセパレータとしてポリエチレ
ン多孔質膜（膜厚２５μｍ）とした以外、同様に１８６
５０電池を作製し比較例１の試験電池とした。セパレー
タは電池の製造時に正極と負極との間に狭持して巻回し
た。
プリング処理を行わず且つセパレータとしてポリエチレ
ン多孔質膜（膜厚２５μｍ）とした以外、同様に１８６
５０電池を作製し比較例１の試験電池とした。セパレー
タは電池の製造時に正極と負極との間に狭持して巻回し
た。
【００４５】（比較例２）上記実施例の負極のシランカ
ップリング処理を行わない以外、同様に１８６５０電池
を作製し比較例２の試験電池とした。
ップリング処理を行わない以外、同様に１８６５０電池
を作製し比較例２の試験電池とした。
【００４６】（評価試験）
〈電池初期容量〉各試験電池について、初回は充電電流
０．２５（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−Ｃ
Ｖ充電を行い、その後、放電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ
2）で３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行った。次に充電電
流１．１（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−Ｃ
Ｖ充電を行い、その後、放電電流１．１（ｍＡ／ｃ
ｍ2）で、３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行うサイクルを
４サイクル行った。その後、充電電流１．１（ｍＡ／ｃ
ｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電を行い、その
後、放電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ2）で３．０（Ｖ）
までＣＣ放電を行った。この時の放電容量を電池初期容
量とした。電池初期容量は、電池内に充填した正極活物
質の質量で規格化した値を比較した。なお、以上の操作
は２０℃の雰囲気で行った。
０．２５（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−Ｃ
Ｖ充電を行い、その後、放電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ
2）で３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行った。次に充電電
流１．１（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−Ｃ
Ｖ充電を行い、その後、放電電流１．１（ｍＡ／ｃ
ｍ2）で、３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行うサイクルを
４サイクル行った。その後、充電電流１．１（ｍＡ／ｃ
ｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電を行い、その
後、放電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ2）で３．０（Ｖ）
までＣＣ放電を行った。この時の放電容量を電池初期容
量とした。電池初期容量は、電池内に充填した正極活物
質の質量で規格化した値を比較した。なお、以上の操作
は２０℃の雰囲気で行った。
【００４７】〈充放電サイクル試験〉初期容量測定後の
各試験電池を、雰囲気温度６０℃の恒温槽内に入れ、充
電電流２．２（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ
充電を行い、その後、放電電流２．２（ｍＡ／ｃｍ2）
で３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行うサイクルを５００サ
イクル繰り返した。
各試験電池を、雰囲気温度６０℃の恒温槽内に入れ、充
電電流２．２（ｍＡ／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ
充電を行い、その後、放電電流２．２（ｍＡ／ｃｍ2）
で３．０（Ｖ）までＣＣ放電を行うサイクルを５００サ
イクル繰り返した。
【００４８】〈電池の内部抵抗測定〉上記充放電サイク
ル試験後に、雰囲気温度２０℃にて充電電流１．１（ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）で３．７５（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電し、
交流インピーダンス測定装置（周波数応答アナライザｓ
ｏｌａｒｔｒｏｎ１２６０、ポテンショ／ガルバノスタ
ットｓｏｌａｒｔｒｏｎ１２８７、（株）東陽テクニカ
製）にて周波数１００ｋＨｚ〜０．０２Ｈｚまで走査
し、コール−コールプロットを作成し、円弧部分を円で
フィッティングして、実数部軸と交差する大きい方の抵
抗値を求め、本電池の内部抵抗とした。その初期容量測
定後と充放電サイクル試験後の内部抵抗の値の比を求め
た。
ル試験後に、雰囲気温度２０℃にて充電電流１．１（ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）で３．７５（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電し、
交流インピーダンス測定装置（周波数応答アナライザｓ
ｏｌａｒｔｒｏｎ１２６０、ポテンショ／ガルバノスタ
ットｓｏｌａｒｔｒｏｎ１２８７、（株）東陽テクニカ
製）にて周波数１００ｋＨｚ〜０．０２Ｈｚまで走査
し、コール−コールプロットを作成し、円弧部分を円で
フィッティングして、実数部軸と交差する大きい方の抵
抗値を求め、本電池の内部抵抗とした。その初期容量測
定後と充放電サイクル試験後の内部抵抗の値の比を求め
た。
【００４９】〈保存特性〉初期容量測定後の各試験電池
を、雰囲気温度２０℃において、充電電流１．１（ｍＡ
／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電を行った
後、雰囲気温度６０℃の恒温槽内に入れ、７２０時間開
回路保存を行った。その後、雰囲気温度を２０℃に戻
し、充電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ2）で３．０（Ｖ）
までＣＣ放電し、この時の放電容量と電池初期容量の比
を比較した。なお、この時の放電容量の値も電池内の正
極活物質の質量で規格化した。
を、雰囲気温度２０℃において、充電電流１．１（ｍＡ
／ｃｍ2）で４．１（Ｖ）までＣＣ−ＣＶ充電を行った
後、雰囲気温度６０℃の恒温槽内に入れ、７２０時間開
回路保存を行った。その後、雰囲気温度を２０℃に戻
し、充電電流０．３３（ｍＡ／ｃｍ2）で３．０（Ｖ）
までＣＣ放電し、この時の放電容量と電池初期容量の比
を比較した。なお、この時の放電容量の値も電池内の正
極活物質の質量で規格化した。
【００５０】〈出力〉初期放電容量測定後、雰囲気温度
を２５℃に保ち、充電電流１０００ｍＡで、３．７５０
Ｖ（ＳＯＣ６０％）までＣＣ−ＣＶ充電した。
を２５℃に保ち、充電電流１０００ｍＡで、３．７５０
Ｖ（ＳＯＣ６０％）までＣＣ−ＣＶ充電した。
【００５１】その後、３００ｍＡ、９００ｍＡ、２．７
Ａ、８．１Ａの順にそれぞれ１０秒間放電、１０秒間充
電を繰り返し、それぞれの点の電流値、開回路電池電圧
を直線近似し、その直線が３．０Ｖと交差する点の電流
値を読み取り、その電流値に３Ｖを乗ずることにより出
力を求めた。なお、測定はすべて２５℃で行った。
Ａ、８．１Ａの順にそれぞれ１０秒間放電、１０秒間充
電を繰り返し、それぞれの点の電流値、開回路電池電圧
を直線近似し、その直線が３．０Ｖと交差する点の電流
値を読み取り、その電流値に３Ｖを乗ずることにより出
力を求めた。なお、測定はすべて２５℃で行った。
【００５２】〈ＬＵＭＯ値〉ＰＢＴ、実施例１〜３で用
いたシランカップリング剤の重合物及びポリエチレンオ
キシドについて、ＭＯＰＡＣ（Ｖｃｒ．７）を用い、Ａ
ｕｓｔｅｉｎＭｏｄｅｌ１（ＡＭ１）に基づく半試験的
な分子軌道計算を行った。
いたシランカップリング剤の重合物及びポリエチレンオ
キシドについて、ＭＯＰＡＣ（Ｖｃｒ．７）を用い、Ａ
ｕｓｔｅｉｎＭｏｄｅｌ１（ＡＭ１）に基づく半試験的
な分子軌道計算を行った。
【００５３】（評価結果）結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】表１から明らかなように、ポリエチレン製
セパレータを用いた比較例１の電池ではサイクル試験後
の内部抵抗増加率は初期の内部抵抗を１００％としたと
きに１８９％であった（以下同じ）のに対し、ＰＢＴ製
セパレータを用いた比較例２の電池ではサイクル試験後
の内部抵抗増加率は２４３％であった。これはポリエチ
レンが耐還元性に優れるのに対してＰＢＴの耐還元性が
低いことに起因するものと考えられる。ここで、ＰＢＴ
のＬＵＭＯの値は−１．０７ｅＶである。なお、ここで
は詳細を示さないがＰＢＴの融点は１８５℃であるの
で、融点が１２０℃付近であるポリエチレンよりもＰＢ
Ｔは耐熱性に優れＰＢＴをセパレータに採用した比較例
２の試験電池は比較例１の試験電池よりも高温安定性に
優れている。なお、各実施例の試験電池もセパレータに
耐熱性の高いＰＢＴを用いているので耐熱性の高い電池
であると推察できる。
セパレータを用いた比較例１の電池ではサイクル試験後
の内部抵抗増加率は初期の内部抵抗を１００％としたと
きに１８９％であった（以下同じ）のに対し、ＰＢＴ製
セパレータを用いた比較例２の電池ではサイクル試験後
の内部抵抗増加率は２４３％であった。これはポリエチ
レンが耐還元性に優れるのに対してＰＢＴの耐還元性が
低いことに起因するものと考えられる。ここで、ＰＢＴ
のＬＵＭＯの値は−１．０７ｅＶである。なお、ここで
は詳細を示さないがＰＢＴの融点は１８５℃であるの
で、融点が１２０℃付近であるポリエチレンよりもＰＢ
Ｔは耐熱性に優れＰＢＴをセパレータに採用した比較例
２の試験電池は比較例１の試験電池よりも高温安定性に
優れている。なお、各実施例の試験電池もセパレータに
耐熱性の高いＰＢＴを用いているので耐熱性の高い電池
であると推察できる。
【００５６】また、各実施例の試験電池はサイクル試験
後の内部抵抗増加率が比較例２よりも小さくなってお
り、負極表面に形成した電子絶縁性被膜の効果が現れて
いる。特に電子絶縁性被膜のＬＵＭＯ値が大きくなるに
つれて抵抗増加率の値が小さくなっていることが表１か
ら明らかである。なお、出力の値について実施例５の試
験電池方が実施例４の試験電池よりも高く、抵抗増加率
の値はほとんど同じであることから、電子絶縁性被膜を
配設する部位としては、負極の表面全体のうち、正極に
接触していないセパレータが接触している一部表面のみ
とすることが好ましいことが明らかとなった。
後の内部抵抗増加率が比較例２よりも小さくなってお
り、負極表面に形成した電子絶縁性被膜の効果が現れて
いる。特に電子絶縁性被膜のＬＵＭＯ値が大きくなるに
つれて抵抗増加率の値が小さくなっていることが表１か
ら明らかである。なお、出力の値について実施例５の試
験電池方が実施例４の試験電池よりも高く、抵抗増加率
の値はほとんど同じであることから、電子絶縁性被膜を
配設する部位としては、負極の表面全体のうち、正極に
接触していないセパレータが接触している一部表面のみ
とすることが好ましいことが明らかとなった。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池は、
正極と接触しないセパレータの一部表面の反対面と接触
する負極の一部表面に、耐還元性の高い電子絶縁性被膜
を介在させることで、サイクル特性に優れる安全性等の
高い電池を提供できる。
正極と接触しないセパレータの一部表面の反対面と接触
する負極の一部表面に、耐還元性の高い電子絶縁性被膜
を介在させることで、サイクル特性に優れる安全性等の
高い電池を提供できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大木島 俊
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
Ｆターム(参考） 5H021 AA06 BB04 CC02 EE08 HH00
HH10
5H029 AJ05 AK03 AK18 AL06 AL07
AL12 AM03 AM04 AM05 AM07
BJ13 CJ22 EJ12 HJ12 HJ18
5H050 AA07 BA17 CA08 CA09 CA29
CB07 CB08 CB12 DA03 EA23
FA04 GA22 HA00 HA12 HA18
Claims (6)
- 【請求項１】 正極と、該正極と対向して配設され該正
極よりも対向する面積が大きい負極と、該正極及び該負
極に狭持された薄膜であるセパレータと、を有する電池
であって、 前記正極と接触しない前記セパレータの一部表面の反対
面と接触する前記負極の一部表面は、該セパレータより
も耐還元性の高い電子絶縁性被膜が形成されていること
を特徴とする電池。 - 【請求項２】 前記セパレータはポリエステル系樹脂か
ら形成される請求項１に記載の電池。 - 【請求項３】 前記電子絶縁性被膜は負極表面上に一体
的に被覆される請求項１又は２に記載の電池。 - 【請求項４】 前記電子絶縁性被膜はＬＵＭＯの値が
１．０ｅＶ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の
電池。 - 【請求項５】 前記電子絶縁性被膜はイオン導電性をも
つ請求項１〜４のいずれかに記載の電池。 - 【請求項６】 前記電子導電性被膜はシランカップリン
グ剤の重合物である請求項１〜５のいずれかに記載の電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005040A JP4042413B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005040A JP4042413B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003208891A true JP2003208891A (ja) | 2003-07-25 |
| JP4042413B2 JP4042413B2 (ja) | 2008-02-06 |
Family
ID=27644196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005040A Expired - Fee Related JP4042413B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4042413B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005098996A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池およびその充放電制御システム |
| WO2005104270A1 (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池およびその製造法 |
| JP2007234255A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウム二次電池 |
| JP2009054584A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 表面処理された負極及びこれを採用したリチウム電池 |
| JP2010192365A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン電池 |
| JP2011049046A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
| US8119283B2 (en) * | 2005-10-31 | 2012-02-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same and rechargeable lithium battery including same |
| US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
| JP2013153013A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Tdk Corp | 蓄電装置及び蓄電装置用電極 |
| US8658305B2 (en) | 2009-04-10 | 2014-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium-ion battery and use thereof |
| US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
| WO2018186555A1 (ko) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 일진머티리얼즈 주식회사 | 이차전지용 음극, 이의 제조방법 및 이를 사용하여 제조된 리튬이차전지 |
| JP2021036550A (ja) * | 2015-04-23 | 2021-03-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0850917A (ja) * | 1994-05-30 | 1996-02-20 | Canon Inc | 二次電池 |
| JPH11354104A (ja) * | 1998-04-09 | 1999-12-24 | Denso Corp | 非水電解液二次電池及び電極の製造方法 |
-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002005040A patent/JP4042413B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0850917A (ja) * | 1994-05-30 | 1996-02-20 | Canon Inc | 二次電池 |
| JPH11354104A (ja) * | 1998-04-09 | 1999-12-24 | Denso Corp | 非水電解液二次電池及び電極の製造方法 |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4667373B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-04-13 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその充放電制御システム |
| JPWO2005098996A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2007-08-16 | 松下電器産業株式会社 | リチウムイオン二次電池およびその充放電制御システム |
| US8227115B2 (en) | 2004-03-30 | 2012-07-24 | Panasonic Corporation | Lithium ion secondary battery and charging method therefor, and charge or charge/discharge control system for lithium ion secondary battery |
| WO2005098996A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池およびその充放電制御システム |
| US7682751B2 (en) | 2004-03-30 | 2010-03-23 | Panasonic Corporation | Lithium ion secondary battery and charging method therefor, and charge or charge/discharge control system for lithium ion secondary battery |
| WO2005104270A1 (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池およびその製造法 |
| KR100803470B1 (ko) * | 2004-04-19 | 2008-02-14 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 리튬이온 2차전지 및 그 제조법 |
| US7816038B2 (en) | 2004-04-19 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Lithium ion secondary battery and method for producing the same |
| US8920672B2 (en) | 2005-10-31 | 2014-12-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same and rechargeable lithium battery including same |
| US8119283B2 (en) * | 2005-10-31 | 2012-02-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same and rechargeable lithium battery including same |
| JP2007234255A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウム二次電池 |
| US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
| US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
| JP2009054584A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 表面処理された負極及びこれを採用したリチウム電池 |
| JP2010192365A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン電池 |
| US8658305B2 (en) | 2009-04-10 | 2014-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium-ion battery and use thereof |
| JP2011049046A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極およびその製造方法 |
| JP2013153013A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Tdk Corp | 蓄電装置及び蓄電装置用電極 |
| JP2021036550A (ja) * | 2015-04-23 | 2021-03-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
| JP7146883B2 (ja) | 2015-04-23 | 2022-10-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
| US11908990B2 (en) | 2015-04-23 | 2024-02-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device and electronic device |
| WO2018186555A1 (ko) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 일진머티리얼즈 주식회사 | 이차전지용 음극, 이의 제조방법 및 이를 사용하여 제조된 리튬이차전지 |
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| Publication number | Publication date |
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