JP2016122505A - 非水系電解質二次電池と、該電池を用いた電池内部ガス発生量の評価方法。 - Google Patents
非水系電解質二次電池と、該電池を用いた電池内部ガス発生量の評価方法。 Download PDFInfo
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Abstract
Description
また、前記非水系電解質二次電池は、前記正極と負極の間を加圧する機構を有する機構を有することが好ましく、前記正極と負極の間を加圧するバネを電池容器内に有することが好ましい。
さらに、前記非水系電解質二次電池は、前記電池容器は、相互に電気絶縁された正極ブロックと負極ブロックを含む構成となっており、前記正極と正極ブロックの間、および前記負極と負極ブロックの間は電気的に導通され、正極ブロックおよび負極ブロックが外部と接続されて充放電することが好ましい。
前記空間部の圧力の増減の評価は、電池を充放電させながら連続的に行うことが好ましい。
実施例で用いた本発明の電池の構造を示す分解図を図1に示す。電池容器は、正極ブロック1と負極ブロック9から構成され、電気絶縁体であるOリング2を介して接合され密閉されている。Oリング2は、真空機器などに用いられるガス透過性のないフッ素樹脂などの樹脂製であり、両ブロック間の短絡防止とともに電池容器内部に発生するガスを密閉している。
(正極)
正極活物質として、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiO2)、を0.7g、導電材として、アセチレンブラックとPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を2:1で混合したものであるTAB20.3gをφ3mmのジルコニア製ビーズ15gと共にポリプロピレン製専用容器に入れ、混練機で800rpm×30秒間混合した。ジルコニア製ビーズを取り除いたあと、得られた合材150mgを専用金型に入れ、プレス機で20kN×30秒間圧縮し、φ12mm×0.7mmtのディスク状の正極を得た。得られた正極は120℃の温度で12時間減圧乾燥した。
厚さ1mmの金属リチウム箔を、露点が−80℃に管理されたアルゴン雰囲気のグローボックス内でφ14mmに打ち抜き、負極とした。
(セパレーター)
厚さ20μmのポリプロピレン製多孔質膜をφ25mmに打ち抜き、セパレーターとした。
1molのLiPF6を支持電解質とし、高誘電溶媒としてのエチレンカーボネイト(EC)と低粘度溶媒としてのジエチルカーボネイト(DEC)を容積比3:7で混合した混合溶液を電解液とした。
露点が−80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で、電池の組み立てを実施した。まず、図1に示す正極ブロック1内の電極収納部に正極3とセパレーター4を積層し、電解液を50μL添加した後、セパレーター押さえ5にてセパレーター4を固定した。その後、負極6をセパレーター4上に積層し、その上から電極押さえ7と圧縮コイルばね8を乗せ、負極ブロック9を正極ブロック1と絶縁しながら接合した。正極ブロック1および負極ブロック9は、フッ素樹脂製Oリング2を正極ブロックに加工した溝に入れて固定し、両者の絶縁と電池容器内部のガスを密閉した。
組立てた電池は、25℃に制御した恒温槽に入れて12時間放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極ブロック1および負極ブロック9を外部の充放電試験装置(富士通テレコムネットワーク製、AX1205)と接続し、正極に対する電流密度を0.1mA/cm2とし、カットオフ電圧が4.3Vとなるまで充電した。1時間の休止後、カットオフ電圧が3.0Vになるまで放電した。得られた充放電曲線を図2に示す。その後、恒温槽を85℃に昇温して、再度、4.2Vまで充電し3.0Vになるまで放電した。図3に恒温槽を85℃に昇温して充放電させた際のOCVの変化と電池容器内の圧力変化の推移を示す。図4に85℃で電位を4.2Vに保持した際のOCVの推移と電池容器内の圧力変化の推移を示す。
2.Oリング
3.電極(正極)
4.セパレーター
5.セパレーター押さえ(樹脂製)
6.電極(負極)
7.電極押さえ
8.圧縮コイルばね
9.負極ブロック
10.金属シール
11.圧力センサー
Claims (8)
- セパレーターを介して対向配置した正極及び負極、並びに非水系電解液と前記正極、負極及び非水系電解液を収納する電池容器で構成され、電池内部ガス発生量評価用として用いられる非水系電解質二次電池であって、
前記電池容器内の圧力変化を検知可能な手段を有することを特徴とすることを特徴とする非水系電解質二次電池。 - 前記電池容器内に空間部を有し、前記空間部の圧力変化を検知可能な圧力センサーを電池容器に具備することを特徴とする請求項1に記載の非水系電解質二次電池。
- 前記圧力センサーの検知部は、前記空間部内に露出した構造であることを特徴とする請求項2に記載の非水系電解質二次電池。
- 前記正極と負極の間を加圧する機構を有する機構を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水系電解質二次電池。
- 前記正極と負極の間を加圧するバネを電池容器内に有することを特徴とする請求項4に記載の非水系電解質二次電池。
- 前記電池容器は、相互に電気絶縁された正極ブロックと負極ブロックを含む構成となっており、前記正極と正極ブロックの間、および前記負極と負極ブロックの間は電気的に導通され、正極ブロックおよび負極ブロックが外部と接続されて充放電することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水系電解質二次電池。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の非水系電解質二次電池を用い、電池内部に発生したガス量を、前記空間部の圧力の増減により評価することを特徴とする電池内部ガス発生量の評価方法。
- 前記空間部の圧力の増減の評価を、電池を充放電させながら連続的に行うことを特徴とする請求項7に記載の電池内部ガス発生量の評価方法。
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