JP2019185963A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本実施形態のリチウムイオン二次電池の構成の一例を示す概念図である。
電池100は外装材90を含む。外装材90は例えばアルミラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。外装材90は密閉されている。外装材90は任意の外形を有し得る。外装材90は例えば扁平状、円筒状、角柱状等であってもよい。
負極20は任意の外形を有し得る。負極20は例えば棒状、シート状等であってもよい。負極20は三次元網目骨格を形成している。三次元網目骨格に負極活物質が含まれている。三次元網目骨格は実質的に負極活物質のみから形成されていてもよい。負極活物質はLi合金である。負極20は多孔質金属であってもよい。多孔質金属がLi合金により形成されていてもよい。
空孔率=1−(負極の見かけ比重/負極を形成する合金の真比重)
により算出される。見かけ比重は負極20の外形寸法および質量から算出される比重を示す。
高分子ゲル膜30はセパレータである。正極10および負極20は高分子ゲル膜30によって互いに隔てられている。高分子ゲル膜30は例えば1μm以上50μm以下の厚さを有してもよい。
電解液40は溶媒およびLi塩を少なくとも含む。溶媒は、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、δ−バレロラクトン、テトラヒドロフラン(THF)、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン(DME)、メチルホルメート(MF)、メチルアセテート(MA)、メチルプロピオネート(MP)、イオン液体等であってもよい。電解液40に1種の溶媒が単独で含まれていてもよい。電解液40に2種以上の溶媒が含まれていてもよい。
正極10は粒子群1を含む。粒子群1に正極活物質が含まれている。粒子群1は電解液40中に懸濁している。三次元網目骨格(負極20)の隙間に形成された連通孔に、粒子群1および電解液40が充填されている。粒子群1および電解液の合計に対して、粒子群1は例えば40質量%以上60質量%以下の比率を有してもよい。
三次元網目骨格として多孔質金属が準備された。多孔質金属は多孔質Al(空孔率 95%、連通孔の平均直径 3000μm)である。多孔質金属には連通孔が形成されている。多孔質金属の外形は角棒状である。多孔質金属に負極タブ92が溶接された。負極タブ92はAl製である。
Li塩:(濃度 2mоl/L)
溶媒:[EC:DEC=3:7(体積比)]
連通孔の平均直径が異なる多孔質金属(下記表1を参照のこと)が使用されることを除いては、試料No.1と同様に電池100がそれぞれ製造され、体積エネルギー密度および直流抵抗がそれぞれ測定された。
図2は体積エネルギー密度および直流抵抗と、連通孔の平均直径との関係を示すグラフである。図2の横軸は対数目盛で表示されている。連通孔の平均直径が100μm以上2000μm以下の範囲において、体積エネルギー密度が高く、かつ直流抵抗が低い傾向が認められる。すなわち体積エネルギー密度と出力とが両立していると考えられる。
Claims (1)
- 正極、負極、高分子ゲル膜および電解液を少なくとも含み、
前記負極は三次元網目骨格を形成しており、
前記三次元網目骨格に負極活物質が含まれており、
前記負極活物質はリチウム合金であり、
前記高分子ゲル膜は前記三次元網目骨格の表面を被覆しており、
前記三次元網目骨格の隙間に連通孔が形成されており、
前記連通孔は100μm以上2000μm以下の平均直径を有し、
前記正極は粒子群を含み、
前記粒子群に正極活物質が含まれており、
前記粒子群は前記電解液中に懸濁しており、
前記粒子群および前記電解液が前記連通孔に充填されている、
リチウムイオン二次電池。
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