JP2008282739A - 電気化学デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1のアノード10と、第1のカソード20と、上記第1のアノード10と上記第1のカソード20との間、上記第1のアノード10の上記第1のカソード20側とは反対側、及び、上記第1のカソード20の上記第1のアノード10側とは反対側に配置されるように折り曲げられた連続する一枚のセパレータ50と、上記セパレータ50、上記第1のアノード10及び上記第1のカソード20に接触する電解質と、を備え、上記セパレータ50は、該セパレータ50の一端から連続する二箇所の折り曲げ部60で同一方向に折り曲げられて、上記第1のアノード10又は上記第1のカソード20の周囲を包み込む形状を有している、電気化学デバイス。
【選択図】 図3
Description
図1は、本発明の電気化学デバイスとしてのリチウムイオン二次電池の好適な一実施形態を示す正面図である。また、図2は図1に示すリチウムイオン二次電池の内部を示す展開図である。
次に、本発明の電気化学デバイスの製造方法の一実施形態として、上述したリチウムイオン二次電池200の製造方法について説明する。
まず、アノードを以下の手順により作製した。まず、アノード活物質としてメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)(大阪ガス株式会社製)90質量部及びグラファイト(商品名:KS−6、ロンザ社製)1質量部、導電助剤としてカーボンブラック(商品名:DAB、電気化学工業(株)製)2質量部、並びに、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(商品名:KYNAR 761、ATFINA社製)7質量部、混合分散した後、溶媒としてN−メチル−ピロリドン(NMP)を適量投入して粘度調節し、スラリー状のアノード用塗布液を調製した。
実施例1と同様にして、第1のアノード、並びに、第1及び第2のカソードをそれぞれ用意した。
実施例1と同様にして、第1のアノード、並びに、第1及び第2のカソードをそれぞれ用意した。
まず、分極性電極を以下の手順により作製した。すなわち、活物質として活性炭(商品名:RP−20、クラレケミカル社製)87質量部、導電助剤としてカーボンブラック(商品名:DAB、電気化学工業(株)製)3質量部、及び、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)(商品名:KYNAR 761、ATFINA社製)10質量部をプラネタリーミキサで混合分散した後、これに溶媒としてのN−メチル−ピロリドン(NMP)を適量混合して粘度調整し、スラリー状の塗布液を調製した。
実施例1と同様にして、第1及び第2のアノード、並びに、第1及び第2のカソードをそれぞれ用意した。
セパレータの横方向の長さを400mmとし、セパレータの一端から32mmの間隔毎に9箇所、交互に逆方向に折り曲げてつづら折り形状とし、6つのカソードと5つのアノードとがセパレータを介して交互に配置される構造とした以外は比較例1と同様にして、リチウムイオン二次電池を得た。なお、両端の電極としては第2のカソードを用い、それ以外の電極としては第1のアノード及び第1のカソードを用いた。得られたリチウムイオン二次電池の厚みは2.2mmであった。
実施例1と同様にして、第1及び第2のアノード、並びに、第1及び第2のカソードをそれぞれ用意した。
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られたリチウムイオン二次電池について、0.5CA相当の電流で、4.2VでCC−CV充電を行い、10分間の充電休止後、0.5CA相当の電流で3Vまで放電を行った。上記充放電を5回繰り返し、放電容量及び体積エネルギー密度を測定した。また、実施例4で得られた電気二重層キャパシタについて、5mAの電流で、3VでCC−CV充電を行い、充電終了直後に、5mAの電流で2Vまで放電を行った。上記充放電を5回繰り返し、放電容量及び体積エネルギー密度を測定した。それらの結果を表1に示す。
実施例1〜3及び比較例1〜3のリチウムイオン二次電池、並びに、実施例4の電気二重層キャパシタを、上述した製造方法でそれぞれ5個作製した。実施例1〜3及び比較例1〜3で得られたリチウムイオン二次電池については、0.5CA相当の電流で、3.85VでCC−CV充電を行い、1週間放置した後の電圧を測定し、5個の平均値を自己放電保持平均電圧とした。また、実施例4で得られた電気二重層キャパシタについては、5mAの電流で、2VでCC−CV充電を行い、2時間放置後の電圧を測定し、50個の平均値を自己放電保持平均電圧とした。この自己放電保持電圧により、ソフトショート発生の有無を評価することができ、充電電圧からの減少率が大きいほどソフトショートの発生率が高いことを意味する。その結果を表1に示す。
Claims (8)
- 第1のアノードと、第1のカソードと、
前記第1のアノードと前記第1のカソードとの間、前記第1のアノードの前記第1のカソード側とは反対側、及び、前記第1のカソードの前記第1のアノード側とは反対側に配置されるように折り曲げられた連続する一枚のセパレータと、
前記セパレータ、前記第1のアノード及び前記第1のカソードに接触する電解質と、を備え、
前記セパレータは、該セパレータの一端から連続する二箇所の折り曲げ部で同一方向に折り曲げられて、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの周囲を包み込む形状を有している、電気化学デバイス。 - 前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のアノードと対向する第2のカソード、及び/又は、前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のカソードと対向する第2のアノードを備える、請求項1記載の電気化学デバイス。
- 前記第1のアノード、及び/又は、前記第1のカソードは2以上備えられ、
前記セパレータは、更に該セパレータの前記一端とは反対側の他端から連続する二箇所の折り曲げ部で同一方向に折り曲げられて、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの周囲を包み込む形状を有している、請求項1又は2記載の電気化学デバイス。 - 第1のアノードと、第1のカソードと、前記第1のアノードと前記第1のカソードとの間、前記第1のアノードの前記第1のカソード側とは反対側、及び、前記第1のカソードの前記第1のアノード側とは反対側に配置されるように折り曲げられた連続する一枚のセパレータと、前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のアノードと対向する第2のカソードと、前記セパレータ、前記第1のアノード、前記第1のカソード及び前記第2のカソードに接触する電解質と、を備え、前記セパレータは、該セパレータの一端から連続する二箇所の折り曲げ部で同一方向に折り曲げられて、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの周囲を包み込む形状を有している第1のユニットと、
第1のアノードと、第1のカソードと、前記第1のアノードと前記第1のカソードとの間、前記第1のアノードの前記第1のカソード側とは反対側、及び、前記第1のカソードの前記第1のアノード側とは反対側に配置されるように折り曲げられた連続する一枚のセパレータと、前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のカソードと対向する第2のアノードと、前記セパレータ、前記第1のアノード、前記第1のカソード及び前記第2のアノードに接触する電解質と、を備え、前記セパレータは、該セパレータの一端から連続する二箇所の折り曲げ部で同一方向に折り曲げられて、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの周囲を包み込む形状を有している第2のユニットとが、交互に積層された構造を有する、電気化学デバイス。 - 前記セパレータの端部から連続する前記二箇所の折り曲げ部は、等間隔に形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気化学デバイス。
- 前記セパレータの前記折り曲げ部には、該折り曲げ部に沿って切断部及び非切断部が配されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気化学デバイス。
- 第1のアノードと、第1のカソードと、
前記第1のアノードと前記第1のカソードとの間、前記第1のアノードの前記第1のカソード側とは反対側、及び、前記第1のカソードの前記第1のアノード側とは反対側に配置されるように折り曲げられた連続する一枚のセパレータと、
前記セパレータ、前記第1のアノード及び前記第1のカソードに接触する電解質と、を備え、
前記セパレータは、該セパレータの一端から連続する二箇所の折り曲げ部で同一方向に折り曲げられて、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの周囲を包み込む形状を有している電気化学デバイスの製造方法であって、
前記セパレータにおける前記二箇所の折り曲げ部に挟まれた面上に前記第1のアノード又は前記第1のカソードの一方を配置する第1の配置工程と、
前記セパレータを一方の前記折り曲げ部で折り曲げ、前記第1の配置工程で配置した前記第1のアノード又は前記第1のカソード上に、折り曲げた前記セパレータを配置する第1の折り曲げ工程と、
折り曲げた前記セパレータ上に、前記第1のアノード又は前記第1のカソードの他方を配置する第2の配置工程と、
前記セパレータを他方の前記折り曲げ部で折り曲げ、前記第2の配置工程で配置した前記第1のアノード又は前記第1のカソード上に、折り曲げた前記セパレータを配置する第2の折り曲げ工程と、
を有する電気化学デバイスの製造方法。 - 前記電気化学デバイスは、前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のアノードと対向する第2のカソード、及び/又は、前記セパレータの外周面上に配置された、該セパレータを挟んで前記第1のカソードと対向する第2のアノードを備えるものであり、
前記第1の配置工程の前に、前記第1のアノードと前記第2のアノード、及び/又は、前記第1のカソードと前記第2のカソードを、互いの位置関係が固定されるように部分的に接続する接続工程を有する、請求項7記載の電気化学デバイスの製造方法。
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