JP2006216352A - 非水電解液一次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 活物質および導電助剤を含有する2つの正極合剤層が、集電体を介して積層されてなる正極を有する非水電解液一次電池であって、上記2つの正極合剤層は、導電助剤含有率が異なっており、且つ、少なくとも、高導電助剤含有率の正極合剤層は、負極と対向するように配置されていることを特徴とする非水電解液一次電池。
【選択図】 図2
Description
[正極の作製]
まず、以下の手順で、高導電助剤含有率の正極合剤層を形成するための正極合剤(質量比で、固形分:水分=100:30のもの)を調製し、該正極合剤層とするための正極合剤シートを作製した。カーボンブラック:10%とマンガン酸リチウム(LiMn3O6):85%とを、プラネタリーミキサーを用いて乾式で5分間混合した後、水を固形分の20%(質量比)となるように添加して5分間混合した。PVDFディスパージョン(ダイキン工業社製「D−1」)を、固形分が、正極合剤の固形分で5%に当たる量だけ用意し、これを残りの水で希釈して、上記の混合物に添加し、5分間混合して高導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤を得た。
負極は、幅:39mm、長さ:170mm、厚み:0.01mmの銅箔(負極集電体)上に、幅:37mm、長さ:87mmで、厚み:0.30mmのリチウム金属箔に厚み:0.006mmのアルミニウム箔を貼り合わせた積層体と、幅:37mm、長さ:50mmで、厚み:0.3mmのリチウム金属箔とを配置して構成した。この際、リチウム金属箔とアルミニウム箔の積層体については、リチウム金属箔側が銅箔側になるようにした。まず、リチウム金属箔に、幅:3mm、長さ:20mm、厚み:0.1mmのニッケル製の負極リード体を圧着した。その後、上記の2枚の積層体を、図3に示すように、離間させた状態で上記銅箔上に配置して、負極を作製した。
セパレータとして、幅:44mm、長さ:170mm、厚み:20μmの微孔性ポリエチレンフィルム[旭化成社製「ハイポア」(商品名)]を用い、図3に示すように、負極の銅箔上に、接着テープを介してセパレータを貼り付けた。これを2つ割の直径:3.5mmの巻回芯に挟み、1周巻いた[図4の(a)、(b)]。次いで、負極をセパレータと共に1周巻き込んだ後、正極の固定した側を巻回芯側に載置して巻回した。巻回終了後は、銅箔が最外周を覆う形となった。以上により、図2に示すような巻回電極体を得た。
非水電解液一次電池の組み立て工程を、図1を参照して説明する。ニッケルメッキした鉄缶からなる有底円筒形の外装缶2の内底部2aに、厚み:0.2mmのポリプロピレン製の絶縁板を挿入し、その上に巻回電極体3を、正極リード体15が上側を向く姿勢で挿入した。巻回電極体3の負極リード体16を外装缶2の内面に抵抗溶接し、正極リード体15は、絶縁板11を挿入した後に、端子板10の下面に抵抗溶接した。この時点で絶縁抵抗を測定し、短絡がないことを確認した。
封口した電池を、1Ωの抵抗で30秒間予備放電し、70℃で6時間保管した後、1Ωの定抵抗で1分間、2次予備放電を行った。予備放電後の電池を、室温で7日間エージングし、開路電圧を測定して安定電圧が得られていることを確認して、外径:17mm、総高:45mmの非水電解液一次電池を得た。この電池における正極の電気容量(理論値)は2500mAhであった。
実施例1の低導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シート作製方法と同じ方法で、厚みが1.0mmの正極合剤シートを作製した。この正極合剤シートから、長さが51mm、幅が37mmの内周用の正極合剤シート(図2中、20に相当)と、長さが62mm、幅が37mmの外周用の正極合剤シート(図2中、21に相当)を得た。これらの正極合剤シートを、高導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シートおよび低導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シートの代わりに用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液一次電池を作製した。この電池における正極の電気容量(理論値)は2600mAhであった。
実施例1の高導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シート作製方法と同じ方法で、厚みが1.0mmの正極合剤シートを作製した。この正極合剤シートから、長さが51mm、幅が37mmの内周用の正極合剤シート(図2中、20に相当)と、長さが62mm、幅が37mmの外周用の正極合剤シート(図2中、21に相当)を得た。これらの正極合剤シートを、高導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シートおよび低導電助剤含有率の正極合剤層形成用の正極合剤シートの代わりに用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液一次電池を作製した。この電池における正極の電気容量(理論値)は1700mAhであった。
上記の各電池について、20℃で、ベース放電電流を20μAとし、5分間隔で1Aのパルス電流を3秒間放電するパルス放電を行い、1Aのパルス電流が流れた時点の電圧が2.0V以下に低下するまでに要するパルス放電の回数を測定した。なお、各電池の試料数は5個とし、その平均値を各実施例、比較例のパルス放電容量とした。
2 外装缶
3 巻回電極体
4 正極
5 負極
6 セパレータ
20 高導電助剤含有率の正極合剤層
21 低導電助剤含有率の正極合剤層
22 正極集電体
25 リチウム金属箔
26 負極集電体
27 リチウム−アルミニウム合金含有リチウム金属箔
28 リチウム金属箔−アルミニウム箔積層体
28a リチウム金属箔
28b アルミニウム箔
31 テープ
33 巻回芯
Claims (4)
- 活物質および導電助剤を含有する2つの正極合剤層が、集電体を介して積層されてなる正極を有する非水電解液一次電池であって、
上記2つの正極合剤層は、導電助剤含有率が異なっており、且つ、
少なくとも、高導電助剤含有率の正極合剤層は、負極と対向するように配置されていることを特徴とする非水電解液一次電池。 - 上記負極は、少なくとも上記高導電助剤含有率の正極合剤層との対向面にリチウム−アルミニウム合金を含有するリチウム金属箔を有する請求項1に記載の非水電解液一次電池。
- 高導電助剤含有率の正極合剤層の電気容量に対して、低導電助剤含有率の正極合剤層の電気容量が、1.0〜10倍である請求項1または2に記載の非水電解液一次電池。
- 高導電助剤含有率の正極合剤層が、低導電助剤含有率の正極合剤層の含有する活物質よりも低電位の活物質を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液一次電池。
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