JP2018067396A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のリチウムイオン二次電池1においては、図3に示すように、外装材3の内部に、正極4と負極5とセパレータ6とを積層してなる積層体2が収容され、図1に示すように、正極のリード端子7及び負極のリード端子8は、外装材3より外部に向けて突出している。
本発明のリチウムイオン二次電池1に用いる正極4は、短冊状の正極集電体と、正極集電体の短辺の中央付近から延設されたリード端子7と、正極集電体の両面に担持された正極活物質含有層とを備えている。
本発明のリチウムイオン二次電池1に用いる負極5は、短冊状の負極集電体と、負極集電体の短辺の中央付近から延設されたリード端子8と、負極集電体の両面に担持された負極活物質含有層とを備えている。
本発明のリチウムイオン二次電池1に用いるセパレータ6は、図2に示すように、九十九折状に折り畳まれており、二重になっているセパレータ6の間に、シート状の正極4及び負極5が交互に挿入され、正極4及び負極5がセパレータ6を挟んで交互に積層されている。
本発明のリチウムイオン二次電池1における非水電解質は、正極4と負極5との間のイオン伝達を媒介する機能を有する。
本発明のリチウムイオン二次電池1における外装材3は、電池外部からの水分の侵入を防ぐとともに、電池内部からの非水電解質の漏洩を防ぐ機能を有する。
本発明のリチウムイオン二次電池1の作製する際には、まず、図2に示す積層体2を作製する。より具体的には、まず、セパレータ6の一方の面に正極4を配置した後、セパレータ6を折り返すことにより正極4を被覆する。次に、正極4に重ねられたセパレータ6上に負極5を配置してセパレータ6を折り返すことにより負極5を被覆する。このようにセパレータ6を九十九折状に折り畳みながら、二重になっているセパレータ6の間に、シート状の正極4及び負極5を交互に挿入し、セパレータ6を挟んで、正極4及び負極5を交互に積層することにより、図2に示す積層体2を作製する。
(正極)
正極に用いる正極活物質として、スピネル型のマンガン酸リチウム(Li1.1Al0.1Mn1.8O4)ならびにコバルト酸リチウム(LiCoO2)を用いた。
負極活物質として、スピネル型のチタン酸リチウム(Li4/3Ti5/3O4)を用いた。この負極活物質、導電助材(アセチレンブラック)、及びバインダー(PVdF)を、それぞれ固形分濃度で100質量部、5質量部、および5質量部となるように混合してスラリーを作製した。なお、バインダーは固形分濃度5質量%のNMP溶液に調製したものを使用し、後述の塗工をしやすいように、さらにNMPを加えて粘度調整した。
厚さが25μmのセルロース系不職布を用意し、折り返し端部の長さが126mmとなるようにカットし、150℃で12時間、減圧乾燥した。
折り返し端部の長さが126mmのセパレータを九十九折にしながら正極を21枚、負極を22枚交互に挿入した。この際、平面視において、正極および負極の中心と、セパレータの中心が揃うように配置し、最外層がセパレータとなるようにした。次に、正極、負極に、それぞれアルミニウムタブを振動溶着させて電極積層体を得た。
使用するセパレータの長さL1を128mmに変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
使用するセパレータの長さL1を130mmに変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
使用するセパレータの長さL1を124mmに変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
使用するセパレータの長さL1を123mmに変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
使用するセパレータの長さL1を132mmに変更し、上述の実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製しようとしたが、外装材のヒートシールを行う際に、セパレータがラミネートフィルムの間に挟まってしまい、シール不良が多発し、正常なリチウムイオン二次電池を得ることができなかった。
実施例1〜3、及び比較例1〜2で得られたリチウムイオン二次電池の外装材に設けられた電池部の袋部側の角部において、マイクロスコープを使用して、初期のクラックの有無を確認した。なお、確認は、実施例1〜3、及び比較例1〜2の各々において、100セルで実施し、全てのセルでクラックが無いものを○、1セルでもクラックがある場合は×とした。
2 積層体
3 外装材
4 正極(電極)
5 負極(電極)
6 セパレータ
7 正極のリード端子
8 負極のリード端子
10 セパレータの折り返し端部
11 電極の端部
18 積層体の袋部側の端部
40 電池部
41 連通部
42 袋部
45 袋部の積層体側の端部
50 電池部の袋部側の角部
C1 電極の中心
C2 セパレータの中心
D5 積層体の袋部側の端部と袋部の積層体側の端部との距離
L1 セパレータの折り返し端部の方向におけるセパレータの長さ
L2 セパレータの折り返し端部の方向における電極の長さ
X セパレータの折り返し端部の方向
Claims (4)
- 九十九折状に折り畳まれたセパレータの間に、電極である正極及び負極を交互に挿入し、該セパレータを挟んで、該正極及び該負極が交互に積層された積層体と、電解液とが外装材に封入されたリチウムイオン二次電池であって、
前記外装材が、金属箔の片面に熱融着性樹脂層を有するラミネートフィルムであり、
前記外装材には、前記積層体を収納する電池部と、該電池部に連結された袋部が形成されるとともに、前記袋部が、前記電極のリード端子が前記外装材から突出する側とは反対側に配置され、
平面視において、前記電極の全体が前記セパレータにより覆われ、
前記セパレータの折り返し端部の方向において、該セパレータの長さをL1、前記電極の長さをL2とした場合に、前記正極及び前記負極のいずれにおいても、1.03L2≦L1≦1.08L2の関係が成立することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 平面視において、前記電極の中心と前記セパレータの中心が一致することを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記外装材における前記電池部と前記袋部の配列方向において、前記積層体の該袋部側の端部と、該電池部の該袋部側の端部との距離が2mm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のリチウムイオン二次電池。
- 厚みが5mm以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
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