JP2010056067A - コイン型リチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い作動電圧及び高い電流密度を得ることができ、かつ、固体であることによって安全性に優れたコイン型リチウム二次電池の提供を目的とする。
【解決手段】コイン型リチウム二次電池1aは、正極21、固体電解質22及び負極23を有する、二つの電池素子2の積層された電池素子ユニットと、この電池素子ユニットの正極21と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケース3aと、電池素子ユニットの負極23と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板4と、金属製ケース3aと金属製封口板4とを絶縁するガスケット5aと、各電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めるばね6とを備えた構成としてある。
【選択図】 図2
【解決手段】コイン型リチウム二次電池1aは、正極21、固体電解質22及び負極23を有する、二つの電池素子2の積層された電池素子ユニットと、この電池素子ユニットの正極21と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケース3aと、電池素子ユニットの負極23と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板4と、金属製ケース3aと金属製封口板4とを絶縁するガスケット5aと、各電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めるばね6とを備えた構成としてある。
【選択図】 図2
Description
本発明は、コイン型リチウム二次電池に関する。
近年、携帯情報端末、携帯電子機器、家庭用小型電力貯蔵装置、モーターを動力源とする自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に用いられる高性能リチウム電池等の二次電池の需要が増加している。使用される用途が広がるのに伴い、二次電池の更なる安全性の向上及び高性能化が要求されている。
また、無機固体電解質は、その性質上一般に不燃で、通常使用される有機溶媒電解質と比較し安全性の高い材料である。そのため、該電解質を用いた高い安全性を備えたリチウム電池の開発が望まれている。
また、無機固体電解質は、その性質上一般に不燃で、通常使用される有機溶媒電解質と比較し安全性の高い材料である。そのため、該電解質を用いた高い安全性を備えたリチウム電池の開発が望まれている。
たとえば、特許文献1には、第1電極と金属製ケースとの間に介在するとともに第1電極と一体化された第1の導電層、及び、第2電極と金属製封口板との間に介在するとともに第2電極と一体化された第2の導電層よりなる群から選択される少なくとも一つを備え、前記導電層が、多孔質金属からなり、多孔質金属は、金属粉の成形体からなることを特徴とするコイン型全固体電池の技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されたコイン型全固体電池は、作動電圧が低いといった短所があった。また、高い電流密度を得ることができないといった短所もあった。このため、用途が限定されてしまうので、電池としての基本的な性能を向上させることが要求されていた。
本発明は、係る課題に鑑みなされたものであり、高い作動電圧及び高い電流密度を得ることができ、かつ、固体であることによって安全性に優れたコイン型リチウム二次電池の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のコイン型リチウム二次電池は、第一電極、固体電解質及び第二電極を有する電池素子と、前記第一電極と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケースと、前記第二電極と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板と、前記金属製ケースと前記金属製封口板とを絶縁するガスケットと、前記第一電極と前記金属製ケースとの間、及び、前記第二電極と前記金属製封口板との間の少なくとも一つに設けられ、前記第一電極と前記固体電解質との接触面圧、及び、前記固体電解質と前記第二電極との接触面圧を高めるための導電性の弾性体とを備え、前記構成で得られる電池素子に印加される圧力を0.1MPa以上とした構成としてある。
このようにすると、電池素子が弾性体によって0.1MPa以上に加圧されるので、電流密度の低下を抑制することができる。
このようにすると、電池素子が弾性体によって0.1MPa以上に加圧されるので、電流密度の低下を抑制することができる。
また、本発明のコイン型リチウム二次電池は、第一電極、固体電解質及び第二電極を有する電池素子が複数積層された電池素子ユニットと、前記電池素子ユニットの前記第一電極と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケースと、前記電池素子ユニットの前記第二電極と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板と、前記金属製ケースと前記金属製封口板とを絶縁するガスケットと、前記電池素子ユニットの前記第一電極と前記金属製ケースとの間、前記電池素子ユニットの前記第二電極と前記金属製封口板との間、及び、前記二以上の電池素子の対面する前記第一電極と前記第二電極との間の少なくとも一つに設けられ、前記第一電極と前記固体電解質との接触面圧、及び、前記固体電解質と前記第二電極との接触面圧を高めるための導電性の弾性体とを備え、前記構成で得られる電池素子に印加される圧力を0.1MPa以上とした構成としてある。
このようにすると、電池素子が弾性体によって0.1MPa以上に加圧されるので、電流密度の低下を抑制することができ、さらに、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができるので、作動電圧を高くすることができる。
このようにすると、電池素子が弾性体によって0.1MPa以上に加圧されるので、電流密度の低下を抑制することができ、さらに、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができるので、作動電圧を高くすることができる。
また、好ましくは、第一電極と金属ケースとの間、及び、第二電極と金属製封口板との間、の少なくとも一つに導電性金属板を設けるとよい。このことにより、電池素子に印加される接触面圧を高めたり、接触面圧をより均一に印加することができる。また、この導電性金属板を適切に選択することで、電極と金属ケースあるいは導電性弾性体との集電性能を向上させることができる。
また、好ましくは、バイポーラ電極を積層したバイポーラ電池であるとよい。
このようにしても、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができ、作動電圧を高くすることができる。
このようにしても、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができ、作動電圧を高くすることができる。
また、好ましくは、前記ガスケットが、フッ素含有樹脂であるとよい。
このようにすると、耐熱性を向上させることができる。また、複数の電池素子を積層する際、容易に積層することができる。
このようにすると、耐熱性を向上させることができる。また、複数の電池素子を積層する際、容易に積層することができる。
また、好ましくは、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一つが、集電体を有するとよい。
このようにすると、電池の内部抵抗を低減することができる。
このようにすると、電池の内部抵抗を低減することができる。
本発明におけるコイン型リチウム二次電池によれば、高い作動電圧及び高い電流密度を得ることができ、かつ、固体であることによって安全性を向上させることができる。
[コイン型リチウム二次電池の第一実施形態]
図1は、本発明の第一実施形態にかかるコイン型リチウム二次電池の一例を概略拡大断面図で示している。
図1において、コイン型リチウム二次電池1は、電池素子2、金属製ケース3、金属製封口板4、ガスケット5及びばね6を備えている。
また、電池素子2は、第一電極としての正極21、固体電解質22及び第二電極としての負極23を有し、負極23は、集電体231を有している。この電池素子2は、図1に示すように、正極21及び負極23が、固体電解質22を挟むように積層されており、負極23の上面に、集電体231が積層されている。
図1は、本発明の第一実施形態にかかるコイン型リチウム二次電池の一例を概略拡大断面図で示している。
図1において、コイン型リチウム二次電池1は、電池素子2、金属製ケース3、金属製封口板4、ガスケット5及びばね6を備えている。
また、電池素子2は、第一電極としての正極21、固体電解質22及び第二電極としての負極23を有し、負極23は、集電体231を有している。この電池素子2は、図1に示すように、正極21及び負極23が、固体電解質22を挟むように積層されており、負極23の上面に、集電体231が積層されている。
(固体電解質)
固体電解質22は、リチウムイオン伝導性固体電解質である。本実施形態の固体電解質22は、硫化物系の無機固体電解質であり、この硫化物系の無機固体電解質は、イオン伝導度が他の無機化合物より高いことが知られている。したがって、コイン型リチウム二次電池1は、電流密度を向上させることができる。また、液状の電解質を用いる場合と比べると、コイン型リチウム二次電池1の安全性を向上させることができる。
固体電解質22を構成する物質としては、たとえば、Li2SとSiS2、GeS2、P2S5、B2S3の組合せから成る無機固体電解質に、適宜、Li3PO4やハロゲン、ハロゲン化合物を添加した無機固体電解質を用いることができる。
固体電解質22は、リチウムイオン伝導性固体電解質である。本実施形態の固体電解質22は、硫化物系の無機固体電解質であり、この硫化物系の無機固体電解質は、イオン伝導度が他の無機化合物より高いことが知られている。したがって、コイン型リチウム二次電池1は、電流密度を向上させることができる。また、液状の電解質を用いる場合と比べると、コイン型リチウム二次電池1の安全性を向上させることができる。
固体電解質22を構成する物質としては、たとえば、Li2SとSiS2、GeS2、P2S5、B2S3の組合せから成る無機固体電解質に、適宜、Li3PO4やハロゲン、ハロゲン化合物を添加した無機固体電解質を用いることができる。
また、固体電解質22は、ほぼ円形の薄板状の形状としてあり、下面が正極21と当接し、上面が負極23と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
なお、固体電解質22を構成する物質は、上記の無機固体電解質に限定されるものではない。また、本発明の固体電解質22を構成する物質としては、有機化合物、無機化合物、又は、有機・無機両化合物からなる材料を用いることができ、リチウムイオン電池分野において、公知のものを使用することができる。
なお、固体電解質22を構成する物質は、上記の無機固体電解質に限定されるものではない。また、本発明の固体電解質22を構成する物質としては、有機化合物、無機化合物、又は、有機・無機両化合物からなる材料を用いることができ、リチウムイオン電池分野において、公知のものを使用することができる。
(正極)
正極21を構成する物質としては、電池分野において正極活物質として使用されているものを使用することができる。たとえば、硫化物系では、硫化チタン(TiS2)、硫化モリブデン(MoS2)、硫化鉄(FeS、FeS2)、硫化銅(CuS)及び硫化ニッケル(Ni3S2)等が使用される。好ましくは、TiS2が使用される。
また、酸化物系では、酸化ビスマス(Bi2O3)、鉛酸ビスマス(Bi2Pb2O5)、酸化銅(CuO)、酸化バナジウム(V6O13)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)等が使用される。なお、これらを混合して用いることも可能である。好ましくは、コバルト酸リチウムが使用される。
正極21を構成する物質としては、電池分野において正極活物質として使用されているものを使用することができる。たとえば、硫化物系では、硫化チタン(TiS2)、硫化モリブデン(MoS2)、硫化鉄(FeS、FeS2)、硫化銅(CuS)及び硫化ニッケル(Ni3S2)等が使用される。好ましくは、TiS2が使用される。
また、酸化物系では、酸化ビスマス(Bi2O3)、鉛酸ビスマス(Bi2Pb2O5)、酸化銅(CuO)、酸化バナジウム(V6O13)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)等が使用される。なお、これらを混合して用いることも可能である。好ましくは、コバルト酸リチウムが使用される。
また、正極21は、固体電解質22とほぼ同じ円形の薄板状の形状としてあり、下面が金属製ケース3と当接し、上面が固体電解質22と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
なお、正極21を構成する物質としては、上記の他に、セレン化ニオブ(NbSe3)が使用される。また、図示してないが、正極21を構成する物質に、導電助剤として、電子が正極活物質内で円滑に移動するようにするための電気的に導電性を有す物質を適宜添加してもよい。上記の電気的に導電性を有する物質は、特に限定されるものではなく、たとえば、アセチレンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブのような導電性物質又はポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロールのような導電性高分子を単独又は混合して用いることができる。
なお、正極21を構成する物質としては、上記の他に、セレン化ニオブ(NbSe3)が使用される。また、図示してないが、正極21を構成する物質に、導電助剤として、電子が正極活物質内で円滑に移動するようにするための電気的に導電性を有す物質を適宜添加してもよい。上記の電気的に導電性を有する物質は、特に限定されるものではなく、たとえば、アセチレンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブのような導電性物質又はポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロールのような導電性高分子を単独又は混合して用いることができる。
(負極)
負極23を構成する物質としては、電池分野において負極活物質として使用されているものを使用することができる。たとえば、炭素材料、具体的には、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、ポリアセン、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、天然黒鉛及び難黒鉛化性炭素が挙げられる。又はその混合物でもよい。好ましくは、人造黒鉛である。
また、金属リチウム、金属インジウム、金属アルミ、金属ケイ素や、これらの金属自体や他の元素、化合物と組み合わせた合金を、負極材として用いることができる。
さらに、負極23に、固体電解質22で使用する固体電解物質を混合して使用してもよい。
また、負極23は、固体電解質22とほぼ同じ円形の薄板状の形状としてあり、下面が固体電解質22と当接し、上面が集電体231と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
負極23を構成する物質としては、電池分野において負極活物質として使用されているものを使用することができる。たとえば、炭素材料、具体的には、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、ポリアセン、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、天然黒鉛及び難黒鉛化性炭素が挙げられる。又はその混合物でもよい。好ましくは、人造黒鉛である。
また、金属リチウム、金属インジウム、金属アルミ、金属ケイ素や、これらの金属自体や他の元素、化合物と組み合わせた合金を、負極材として用いることができる。
さらに、負極23に、固体電解質22で使用する固体電解物質を混合して使用してもよい。
また、負極23は、固体電解質22とほぼ同じ円形の薄板状の形状としてあり、下面が固体電解質22と当接し、上面が集電体231と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
(集電体)
集電体231は、銅、マグネシウム、ステンレス鋼、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、又は、これらの合金等からなる板状体や箔状体等である。この集電体231の厚みによっても、コイン電池としたときの電池素子2に印加される圧力を制御できる。すなわち、圧力を高くしたり、より均一な圧力を印加したい場合は、厚い板状の導電性金属板を用いればよく、圧力を高める必要がない、あるいは、均一な圧力を印加する必要がない場合は、箔状の導電性金属ホイルを用いればよい。
また、集電体231は、負極23とほぼ同じ円形の薄板状の形状としてあり、下面が負極23と当接し、上面がばね6と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
なお、本実施形態では、負極23のみが集電体231を有する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、正極21も集電体231を有する構成としてもよい。この場合、正極21の集電体231は、正極21とほぼ同じ円形の薄板状の形状とされ、下面が金属製ケース3と当接し、上面が正極21と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
集電体231は、銅、マグネシウム、ステンレス鋼、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、又は、これらの合金等からなる板状体や箔状体等である。この集電体231の厚みによっても、コイン電池としたときの電池素子2に印加される圧力を制御できる。すなわち、圧力を高くしたり、より均一な圧力を印加したい場合は、厚い板状の導電性金属板を用いればよく、圧力を高める必要がない、あるいは、均一な圧力を印加する必要がない場合は、箔状の導電性金属ホイルを用いればよい。
また、集電体231は、負極23とほぼ同じ円形の薄板状の形状としてあり、下面が負極23と当接し、上面がばね6と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
なお、本実施形態では、負極23のみが集電体231を有する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、正極21も集電体231を有する構成としてもよい。この場合、正極21の集電体231は、正極21とほぼ同じ円形の薄板状の形状とされ、下面が金属製ケース3と当接し、上面が正極21と当接し、さらに、側面がガスケット5と当接する。
(金属製ケース)
金属製ケース3は、電池素子2などを密封するためのケースであり、正極21が載置されるほぼ円形状の底板と、この底板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。この金属製ケース3は、通常、ステンレス製のケースであり、電池素子2、ガスケット5、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納する。電池素子2、ガスケット5、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納した金属製ケース3は、側板の上部が内側にかしめられることによって、電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製ケース3は、上記の底板が正極21と対面した状態で当接するので、正極21と電気的に接続され、第一電極端子(正極端子)となる。
金属製ケース3は、電池素子2などを密封するためのケースであり、正極21が載置されるほぼ円形状の底板と、この底板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。この金属製ケース3は、通常、ステンレス製のケースであり、電池素子2、ガスケット5、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納する。電池素子2、ガスケット5、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納した金属製ケース3は、側板の上部が内側にかしめられることによって、電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製ケース3は、上記の底板が正極21と対面した状態で当接するので、正極21と電気的に接続され、第一電極端子(正極端子)となる。
(金属製封口板)
金属製封口板4は、通常、ステンレス製の封口板であり、ばね6と接触するほぼ円形状の上板と、この上板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。この側板は、先端部が外側に折り返されており、外側側板と内側側板とからなる二重円筒構造を有している。上述した、内側にかしめられた金属製ケース3の側板の上部は、ガスケット5を介して、二重円筒構造の外側側板の先端部と係合する。これにより、金属製封口板4は、金属製ケース3に強固に取り付けられ、金属製ケース3及び金属製封口板4は、電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製封口板4は、上記の上板が負極23と対面した状態で、ばね6と当接し、さらに、ガスケット5によって、金属製ケース3に対して絶縁されている。したがって、金属製封口板4は、負極23と電気的に接続され、第二電極端子(負極端子)となる。
金属製封口板4は、通常、ステンレス製の封口板であり、ばね6と接触するほぼ円形状の上板と、この上板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。この側板は、先端部が外側に折り返されており、外側側板と内側側板とからなる二重円筒構造を有している。上述した、内側にかしめられた金属製ケース3の側板の上部は、ガスケット5を介して、二重円筒構造の外側側板の先端部と係合する。これにより、金属製封口板4は、金属製ケース3に強固に取り付けられ、金属製ケース3及び金属製封口板4は、電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製封口板4は、上記の上板が負極23と対面した状態で、ばね6と当接し、さらに、ガスケット5によって、金属製ケース3に対して絶縁されている。したがって、金属製封口板4は、負極23と電気的に接続され、第二電極端子(負極端子)となる。
(ガスケット)
ガスケット5は、絶縁性の樹脂からなり、金属製ケース3と金属製封口板4とを絶縁する。
ここで、好ましくは、上記の絶縁性の樹脂として、フッ素含有樹脂を用いるとよい。このようにすると、ガスケット5の耐熱性を向上させることができる。また、フッ素を含有することによって、摩擦抵抗が小さくなるので、電池素子2を嵌入する際や、金属製ケース3と金属製封口板4とを嵌合する際の作業性を向上させることができる。
また、ガスケット5は、ほぼ円筒状としてあり、金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入される環状の溝が形成されている。このガスケット5は、円筒の内面側に電池素子2が嵌入され、環状の溝に金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入され、さらに、金属製ケース3の側板に嵌入される。これにより、ガスケット5は、金属製ケース3と金属製封口板4の内部に、電池素子2とばね6を密封する。また、正極21、固体電解質22及び負極23と金属製封口板4の側板とを絶縁し、さらに、金属製ケース3と金属製封口板4とを絶縁する。
ガスケット5は、絶縁性の樹脂からなり、金属製ケース3と金属製封口板4とを絶縁する。
ここで、好ましくは、上記の絶縁性の樹脂として、フッ素含有樹脂を用いるとよい。このようにすると、ガスケット5の耐熱性を向上させることができる。また、フッ素を含有することによって、摩擦抵抗が小さくなるので、電池素子2を嵌入する際や、金属製ケース3と金属製封口板4とを嵌合する際の作業性を向上させることができる。
また、ガスケット5は、ほぼ円筒状としてあり、金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入される環状の溝が形成されている。このガスケット5は、円筒の内面側に電池素子2が嵌入され、環状の溝に金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入され、さらに、金属製ケース3の側板に嵌入される。これにより、ガスケット5は、金属製ケース3と金属製封口板4の内部に、電池素子2とばね6を密封する。また、正極21、固体電解質22及び負極23と金属製封口板4の側板とを絶縁し、さらに、金属製ケース3と金属製封口板4とを絶縁する。
(ばね)
本実施形態のばね6は、波型座金の一種であり、円環状の金属板を、複数の波型を有する形状にプレス加工した構造としてある。また、ばね6の材料は、導電性の金属であり、通常、ばね鋼などが用いられる。
このばね6は、負極23の集電体231と金属製封口板4との間に、収納されており、形成された波型の凸部が金属製封口板4と当接し、形成された波型の凹部が集電体231と当接している。これにより、集電体231と金属製封口板4は、電気的に接続され、また、正極21と金属製ケース3との電気的な接続を維持することができる。さらに、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。このように、電池素子2がばね6によって加圧されるので、コイン型リチウム二次電池1は、接触不良に起因する電流密度の低下を抑制することができる。
本実施形態のばね6は、波型座金の一種であり、円環状の金属板を、複数の波型を有する形状にプレス加工した構造としてある。また、ばね6の材料は、導電性の金属であり、通常、ばね鋼などが用いられる。
このばね6は、負極23の集電体231と金属製封口板4との間に、収納されており、形成された波型の凸部が金属製封口板4と当接し、形成された波型の凹部が集電体231と当接している。これにより、集電体231と金属製封口板4は、電気的に接続され、また、正極21と金属製ケース3との電気的な接続を維持することができる。さらに、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。このように、電池素子2がばね6によって加圧されるので、コイン型リチウム二次電池1は、接触不良に起因する電流密度の低下を抑制することができる。
ここで、ばね6によって、電池素子2に印加される圧力が、約0.1MPa以上であるとよい。このようにすると、コイン型リチウム二次電池1は、効果的に電流密度の低下を抑制することができる。
また、ばね6によって、電池素子に印加される圧力は、3MPa以上であることがより好ましい。さらに好ましくは、10MPa以上である。
また、本実施形態のばね6は、上述した構造としてあるが、この構造に限定されるものではない。つまり、導電性の弾性体の一例である。したがって、様々な形状のばね(たとえば、導電性の材料からなるばね座金など)を用いることができる。さらに、ばね6の代わりに、他の導電性の弾性体(たとえば、導電性塗料を塗布した弾性を有する樹脂板や、導電性及び弾性を有する樹脂からなるスペーサなど)を用いてもよい。
また、ばね6によって、電池素子に印加される圧力は、3MPa以上であることがより好ましい。さらに好ましくは、10MPa以上である。
また、本実施形態のばね6は、上述した構造としてあるが、この構造に限定されるものではない。つまり、導電性の弾性体の一例である。したがって、様々な形状のばね(たとえば、導電性の材料からなるばね座金など)を用いることができる。さらに、ばね6の代わりに、他の導電性の弾性体(たとえば、導電性塗料を塗布した弾性を有する樹脂板や、導電性及び弾性を有する樹脂からなるスペーサなど)を用いてもよい。
また、本実施形態のばね6は、複数の凹部が、集電体231を下方に押圧している。
ここで、好ましくは、本実施形態のばね6は、集電体231をより均一に押圧することができるとよい。たとえば、図示してないが、円板にほぼ半球状の凸部と凹部を配設した構造とするとよい。このようにすると、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を、高めるとともに、各接触面においてほぼ均一な状態にすることができる。このようにすると、接触面圧のばらつきによって、十分な接触を得られず、電流密度が低下するといった不具合を回避でき、コイン型リチウム二次電池1の信頼性を向上させることができる。
ここで、好ましくは、本実施形態のばね6は、集電体231をより均一に押圧することができるとよい。たとえば、図示してないが、円板にほぼ半球状の凸部と凹部を配設した構造とするとよい。このようにすると、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を、高めるとともに、各接触面においてほぼ均一な状態にすることができる。このようにすると、接触面圧のばらつきによって、十分な接触を得られず、電流密度が低下するといった不具合を回避でき、コイン型リチウム二次電池1の信頼性を向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態のコイン型リチウム二次電池1によれば、高い電流密度を得ることができ、かつ、電池素子2が固体であることによって安全性を向上させることができる。
すなわち、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができるので、コイン型リチウム二次電池1は、接触不良に起因する電流密度の低下を効果的に抑制することができる。
すなわち、ばね6は、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができるので、コイン型リチウム二次電池1は、接触不良に起因する電流密度の低下を効果的に抑制することができる。
[コイン型リチウム二次電池の第二実施形態]
図2は、本発明の第二実施形態にかかるコイン型リチウム二次電池の概略拡大断面図を示している。
図2において、コイン型リチウム二次電池1aは、上述した第一実施形態のコイン型リチウム二次電池1と比べると、積層された二つの電池素子2(電池素子ユニット)を備えている点などが相違する。他の構成はコイン型リチウム二次電池1とほぼ同様としてある。
したがって、図2において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図2は、本発明の第二実施形態にかかるコイン型リチウム二次電池の概略拡大断面図を示している。
図2において、コイン型リチウム二次電池1aは、上述した第一実施形態のコイン型リチウム二次電池1と比べると、積層された二つの電池素子2(電池素子ユニット)を備えている点などが相違する。他の構成はコイン型リチウム二次電池1とほぼ同様としてある。
したがって、図2において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
(電池素子ユニット)
本実施形態では、上述した電池素子2を上下方向に二段に重ねたものを電池素子ユニットとしてある。すなわち、下方の電池素子2の集電体231は、上方の電池素子2の正極21とリチウムイオン伝導能のないTiホイル等(図示せず)を介して当接し、二つの電池素子2を直列に接続した状態としてある。このようにすると、同一パッケージ(金属製ケース3a及び金属製封口板4)内で、二つの電池素子2を直列に接続することができるので、作動電圧を高くすることができる。
なお、電池素子2の構成は、上述した第一実施形態の電池素子2とほぼ同様としてある。また、本実施形態では、二つの電池素子2を積層した構成としてあるが、積層する電池素子2の数量は二つに限定されるものではなく、たとえば、三つ以上の電池素子2を積層する構成としてもよい。
本実施形態では、上述した電池素子2を上下方向に二段に重ねたものを電池素子ユニットとしてある。すなわち、下方の電池素子2の集電体231は、上方の電池素子2の正極21とリチウムイオン伝導能のないTiホイル等(図示せず)を介して当接し、二つの電池素子2を直列に接続した状態としてある。このようにすると、同一パッケージ(金属製ケース3a及び金属製封口板4)内で、二つの電池素子2を直列に接続することができるので、作動電圧を高くすることができる。
なお、電池素子2の構成は、上述した第一実施形態の電池素子2とほぼ同様としてある。また、本実施形態では、二つの電池素子2を積層した構成としてあるが、積層する電池素子2の数量は二つに限定されるものではなく、たとえば、三つ以上の電池素子2を積層する構成としてもよい。
また、本実施形態の電池素子ユニットは、上記の構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、正極21及び負極23の代わりに、バイポーラ電極を備えた構成としてもよい。
バイポーラ電極(図示せず)は、集電体の両側に正極と負極を配した電極構造を有しており、また、バイポーラ電極を備えたバイポーラ電池は、一般的に、バイポーラ電極を用いて、電解質層の両側に正極と負極を配した構成としてある。ここで、集電体の材料として、電子のみが移動できる材料を用いることによって、Liイオン等が移動しないため、バイポーラ型の電極構造とすることができる。
このようにバイポーラ電極を用いることによっても、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができ、作動電圧を高くすることができる。
バイポーラ電極(図示せず)は、集電体の両側に正極と負極を配した電極構造を有しており、また、バイポーラ電極を備えたバイポーラ電池は、一般的に、バイポーラ電極を用いて、電解質層の両側に正極と負極を配した構成としてある。ここで、集電体の材料として、電子のみが移動できる材料を用いることによって、Liイオン等が移動しないため、バイポーラ型の電極構造とすることができる。
このようにバイポーラ電極を用いることによっても、同一パッケージ内で、二以上の電池素子を直列に接続することができ、作動電圧を高くすることができる。
(金属製ケース)
金属製ケース3aは、二つの電池素子2などを密封するためのケースであり、正極21が載置されるほぼ円形状の底板と、この底板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。ここで、金属製ケース3aは、上記の金属製ケース3と比べると、円筒状の側板の高さが、一つの電池素子2の高さ分だけ高く成形されている。これにより、二つの電池素子2を収納することができる。
この金属製ケース3aは、通常、ステンレス製のケースであり、二つの電池素子2、ガスケット5a、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納する。二つの電池素子2、ガスケット5a、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納した金属製ケース3は、側板の上部が内側にかしめられることによって、二つの電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製ケース3aは、上記の底板が下方の電池素子2の正極21と対面した状態で当接するので、正極21と電気的に接続され、第一電極端子(正極端子)となる。
金属製ケース3aは、二つの電池素子2などを密封するためのケースであり、正極21が載置されるほぼ円形状の底板と、この底板と一体的にプレス成形された円筒状の側板とからなっている。ここで、金属製ケース3aは、上記の金属製ケース3と比べると、円筒状の側板の高さが、一つの電池素子2の高さ分だけ高く成形されている。これにより、二つの電池素子2を収納することができる。
この金属製ケース3aは、通常、ステンレス製のケースであり、二つの電池素子2、ガスケット5a、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納する。二つの電池素子2、ガスケット5a、ばね6、及び、金属製封口板4の側板を収納した金属製ケース3は、側板の上部が内側にかしめられることによって、二つの電池素子2及びばね6を密封する。
また、金属製ケース3aは、上記の底板が下方の電池素子2の正極21と対面した状態で当接するので、正極21と電気的に接続され、第一電極端子(正極端子)となる。
(ガスケット)
ガスケット5aは、絶縁性の樹脂からなり、金属製ケース3aと金属製封口板4とを絶縁する。
ここで、好ましくは、上記の絶縁性の樹脂として、フッ素含有樹脂を用いるとよい。このようにすると、ガスケット5aの耐熱性を向上させることができる。また、フッ素を含有することによって、摩擦抵抗が小さくなるので、二つの電池素子2を嵌入する際や、金属製ケース3aと金属製封口板4とを嵌合する際の作業性を向上させることができる。
また、ガスケット5aは、ほぼ円筒状としてあり、金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入される環状の溝が形成されている。ここで、ガスケット5aは、上記のガスケット5と比べると、円筒の高さが、一つの電池素子2の高さ分だけ高く成形されている。これにより、二つの電池素子2を収納することができる。
ガスケット5aは、絶縁性の樹脂からなり、金属製ケース3aと金属製封口板4とを絶縁する。
ここで、好ましくは、上記の絶縁性の樹脂として、フッ素含有樹脂を用いるとよい。このようにすると、ガスケット5aの耐熱性を向上させることができる。また、フッ素を含有することによって、摩擦抵抗が小さくなるので、二つの電池素子2を嵌入する際や、金属製ケース3aと金属製封口板4とを嵌合する際の作業性を向上させることができる。
また、ガスケット5aは、ほぼ円筒状としてあり、金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入される環状の溝が形成されている。ここで、ガスケット5aは、上記のガスケット5と比べると、円筒の高さが、一つの電池素子2の高さ分だけ高く成形されている。これにより、二つの電池素子2を収納することができる。
このガスケット5aは、円筒の内面側に二つの電池素子2が嵌入され、環状の溝に金属製封口板4の外側側板と内側側板が嵌入され、さらに、金属製ケース3aの側板に嵌入される。これにより、ガスケット5aは、金属製ケース3aと金属製封口板4の内部に、二つの電池素子2とばね6を密封する。また、上方の電池素子2の正極21、固体電解質22及び負極23と金属製封口板4の側板とを絶縁し、下方の電池素子2の固体電解質22及び負極23と金属製ケース3aの側板とを絶縁し、さらに、金属製ケース3aと金属製封口板4とを絶縁する。
(ばね)
本実施形態のばね6は、第一実施形態のばね6とほぼ同様な構成としてある。
このばね6は、上方の電池素子2の集電体231と金属製封口板4との間に、収納されており、上述したように、波型の凸部が金属製封口板4と当接し、波型の凹部が集電体231と当接している。
これにより、上方の電池素子2の集電体231と金属製封口板4は、電気的に接続され、また、上方の電池素子2の正極21と下方の電池素子2の集電体231は、電気的に接続され、二つの電池素子2を直列に接続した状態とし、さらに、下方の電池素子2の正極21と金属製ケース3aとの電気的な接続を維持することができる。
さらに、ばね6は、二つの電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。このように、二つの電池素子2がばね6によって加圧されるので、コイン型リチウム二次電池1aは、接触不良に起因する電流密度の低下を抑制することができる。
本実施形態のばね6は、第一実施形態のばね6とほぼ同様な構成としてある。
このばね6は、上方の電池素子2の集電体231と金属製封口板4との間に、収納されており、上述したように、波型の凸部が金属製封口板4と当接し、波型の凹部が集電体231と当接している。
これにより、上方の電池素子2の集電体231と金属製封口板4は、電気的に接続され、また、上方の電池素子2の正極21と下方の電池素子2の集電体231は、電気的に接続され、二つの電池素子2を直列に接続した状態とし、さらに、下方の電池素子2の正極21と金属製ケース3aとの電気的な接続を維持することができる。
さらに、ばね6は、二つの電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。このように、二つの電池素子2がばね6によって加圧されるので、コイン型リチウム二次電池1aは、接触不良に起因する電流密度の低下を抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態のコイン型リチウム二次電池1aによれば、同一パッケージ(金属製ケース3a及び金属製封口板4)内で、二つの電池素子2を直列に接続することができるので、作動電圧を高くすることができ、また、電池素子2が固体であることによって安全性を向上させることができる。
さらに、ばね6は、二つの電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。これにより、コイン型リチウム二次電池1aは、二つの電池素子2を直列に接続しているにもかかわらず、接触不良に起因する電流密度の低下を効果的に抑制することができる。
次に、好ましい実施形態をとった実施例と、その比較例を示して更に説明する。
さらに、ばね6は、二つの電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を高めることができる。これにより、コイン型リチウム二次電池1aは、二つの電池素子2を直列に接続しているにもかかわらず、接触不良に起因する電流密度の低下を効果的に抑制することができる。
次に、好ましい実施形態をとった実施例と、その比較例を示して更に説明する。
<実施例1>
本実施例では、図1に示すようなコイン型リチウム二次電池を作製した。
固体電解質は、特開2005-228570号公報記載の実施例に基づき作製し、硫化物系固体電解質を得た。続いて、XRD(X線回折)測定およびイオン伝導度の測定を行ない、目的物質が生成していることを確認した。
正極としては、活物質にLiNi0.8Co0.15Al0.05O2を用い、これと先の固体電解質を重量比70:30で乳鉢混合し、正極合材とした。
負極としては、活物質に黒鉛(TIMCAL社製)を用い、これと先の固体電解質を重量比、60:40で乳鉢混合し負極合材とした。
本実施例では、図1に示すようなコイン型リチウム二次電池を作製した。
固体電解質は、特開2005-228570号公報記載の実施例に基づき作製し、硫化物系固体電解質を得た。続いて、XRD(X線回折)測定およびイオン伝導度の測定を行ない、目的物質が生成していることを確認した。
正極としては、活物質にLiNi0.8Co0.15Al0.05O2を用い、これと先の固体電解質を重量比70:30で乳鉢混合し、正極合材とした。
負極としては、活物質に黒鉛(TIMCAL社製)を用い、これと先の固体電解質を重量比、60:40で乳鉢混合し負極合材とした。
上記固体電解質204.2mgを、直径16.5mmのダイス鋼SKD11製の円筒金型に投入し、140MPaで成型後、更に上記正極合材を116.8mg投入して140MPaで加圧した。続いて、正極とは反対側から上記負極合材を98.9mg投入し、三層構造とした後、450MPaで加圧して電池ペレットとした。
上記電池ペレットを、ほぼ図1に示す構成で2032型コインセルとし、コイン型電池を作製した。すなわち、ガスケットにはPP製を用い、正極及び負極側のスペーサには0.5mmのSUS板を用いた。ばねは、皿ばねを適用した。この皿ばね及び0.5mmのスペーサ2枚を適用した場合のコイン電池内部の圧力は、10MPaであった。
なお、コイン電池内部の圧力は、感圧紙を用いることにより、固体電解質のほぼ中心部分を測定した。
上記電池ペレットを、ほぼ図1に示す構成で2032型コインセルとし、コイン型電池を作製した。すなわち、ガスケットにはPP製を用い、正極及び負極側のスペーサには0.5mmのSUS板を用いた。ばねは、皿ばねを適用した。この皿ばね及び0.5mmのスペーサ2枚を適用した場合のコイン電池内部の圧力は、10MPaであった。
なお、コイン電池内部の圧力は、感圧紙を用いることにより、固体電解質のほぼ中心部分を測定した。
[電池評価方法]
電池の評価は、まず、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。続いて、同様に、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。更に、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。そして、放電時の各電流密度における放電容量によって、電池を評価した。
電池の評価は、まず、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。続いて、同様に、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。更に、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測した。そして、放電時の各電流密度における放電容量によって、電池を評価した。
上記の電池評価方法に従い、実施例1で作製したコイン型電池について、各電流密度での放電容量を測定した。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、131mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、123mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、90mAh/gであった。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、131mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、123mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、90mAh/gであった。
<実施例2>
本実施例では、実施例1において、用いるばねをウエーブワッシャに変え、0.5mmのSUS製スペーサを正極側だけに用いた以外は同様にして、コイン型電池を作製した。
また、このときのコイン電池内部の圧力は、3MPaであった。
本実施例では、実施例1において、用いるばねをウエーブワッシャに変え、0.5mmのSUS製スペーサを正極側だけに用いた以外は同様にして、コイン型電池を作製した。
また、このときのコイン電池内部の圧力は、3MPaであった。
上記の電池評価方法に従い、実施例2で作製したコイン型電池について、各電流密度での放電容量を測定した。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、110mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、83mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、68mAh/gであった。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、110mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、83mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、68mAh/gであった。
<比較例1>
本比較例では、実施例2において、用いるばねをばね定数の小さいコイルばねに変えた以外は同様にして、コイン型電池を作製した。
また、このときのコイン電池内部の圧力は、0.05MPaであった。
本比較例では、実施例2において、用いるばねをばね定数の小さいコイルばねに変えた以外は同様にして、コイン型電池を作製した。
また、このときのコイン電池内部の圧力は、0.05MPaであった。
上記の電池評価方法に従い、比較例1で作製したコイン型電池について、各電流密度での放電容量を測定した。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、82mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、49mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、15mAh/gであった。
その結果は、図3の表1に示すように、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電した後、200μA/cm2で2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、82mAh/gであった。
また、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を500μA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、放電容量は、49mAh/gであった。
さらに、200μA/cm2の電流密度で4.2Vまで充電し、電流密度を2.0mA/cm2に変えて2.5Vまで放電し、放電容量を計測したところ、15mAh/gであった。
以上説明したように、上述した実施例1、2及び比較例1によれば、コイン電池内部の圧力(電池素子に印加される圧力)は、高い程効果的に電流密度の低下を抑制することができた。すなわち、ばねによって、電池素子に印加される圧力は、3MPa以上であることがより好ましく、さらに好ましくは、10MPa以上とするとよいことが確認できた。さらに、0.1MPaより低いと、大幅に電流密度が低下することを確認できた。
以上、本発明のコイン型リチウム二次電池について、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係るコイン型リチウム二次電池は、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、複数の電池素子2の積層されたコイン型リチウム二次電池1aは、電池素子2と電池素子2との間に、ばね6を設ける構成としてもよい。このようにすると、各電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を、より確実に高めることができる。したがって、コイン型リチウム二次電池1aは、接触不良に起因する電流密度の低下を、より確実に抑制することができる。
たとえば、複数の電池素子2の積層されたコイン型リチウム二次電池1aは、電池素子2と電池素子2との間に、ばね6を設ける構成としてもよい。このようにすると、各電池素子2における、集電体231と負極23との接触面圧、負極23と固体電解質22との接触面圧、及び、固体電解質22と正極21との接触面圧を、より確実に高めることができる。したがって、コイン型リチウム二次電池1aは、接触不良に起因する電流密度の低下を、より確実に抑制することができる。
1、1a コイン型リチウム二次電池
2 電池素子
3、3a 金属製ケース
4 金属製封口板
5、5a ガスケット
6 ばね
21 正極
22 固体電解質
23 負極
231 集電体
2 電池素子
3、3a 金属製ケース
4 金属製封口板
5、5a ガスケット
6 ばね
21 正極
22 固体電解質
23 負極
231 集電体
Claims (5)
- 第一電極、固体電解質及び第二電極を有する電池素子と、
前記第一電極と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケースと、
前記第二電極と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板と、
前記金属製ケースと前記金属製封口板とを絶縁するガスケットと、
前記第一電極と前記金属製ケースとの間、及び、前記第二電極と前記金属製封口板との間の少なくとも一つに設けられ、前記第一電極と前記固体電解質との接触面圧、及び、前記固体電解質と前記第二電極との接触面圧を高めるための導電性の弾性体とを備え、
前記構成で得られる電池素子に印加される圧力が0.1MPa以上であることを特徴とするコイン型リチウム二次電池。 - 第一電極、固体電解質及び第二電極を有する電池素子が複数積層された電池素子ユニットと、
前記電池素子ユニットの前記第一電極と対面し、第一電極端子を兼ねる金属製ケースと、
前記電池素子ユニットの前記第二電極と対面し、第二電極端子を兼ねる金属製封口板と、
前記金属製ケースと前記金属製封口板とを絶縁するガスケットと、
前記電池素子ユニットの前記第一電極と前記金属製ケースとの間、前記電池素子ユニットの前記第二電極と前記金属製封口板との間、及び、前記二以上の電池素子の対面する前記第一電極と前記第二電極との間の少なくとも一つに設けられ、前記第一電極と前記固体電解質との接触面圧、及び、前記固体電解質と前記第二電極との接触面圧を高めるための導電性の弾性体とを備え、
前記構成で得られる電池素子に印加される圧力が0.1MPa以上であることを特徴とするコイン型リチウム二次電池。 - バイポーラ電極を積層したバイポーラ電池であることを特徴とする請求項2に記載のコイン型リチウム二次電池。
- 前記ガスケットが、フッ素含有樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のコイン型リチウム二次電池。
- 前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一つが、集電体を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のコイン型リチウム二次電池。
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