JP2666382B2 - ２次電池 - Google Patents
２次電池Info
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- JP2666382B2 JP2666382B2 JP63161955A JP16195588A JP2666382B2 JP 2666382 B2 JP2666382 B2 JP 2666382B2 JP 63161955 A JP63161955 A JP 63161955A JP 16195588 A JP16195588 A JP 16195588A JP 2666382 B2 JP2666382 B2 JP 2666382B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動用直流電源、バックアップ用電源など
に用いる充電可能な電池に関する。
に用いる充電可能な電池に関する。
［従来の技術］ 従来、リチウム系２次電池の負極には、金属リチウム
が単体で用いられていたが、充電時の析出リチウムが非
常に活性で、電解液と反応したり、あるいは析出リチウ
ムのデンドライト成長のため内部短絡を起こしたりし
て、電池容量の低下につながるなどの問題があった。そ
の改良法として、リチウム−アルミニウム系合金を負極
に用いることが提案されている。例えば特開昭61−6636
9号公報には、以下に示す技術が開示されている。ま
ず、負極活物質をリチウムとアルミニウムにさらにマグ
ネシウム、カルシウム、ガリウム、インジウム、シリコ
ン、ゲルマニウム、スズよりなる群から選ばれた少なく
とも１種の金属を加えて形成した合金で構成し、充電時
にリチウムと前記金属との合金化反応によりリチウムの
デンドライト成長を抑制している。そしてこの負極活物
質と、ステンレス製でニッケルメッキを施した負極缶よ
りなる負極集電体とを重ね合せて負極を構成している。
そして得られた電池は、充放電特性が向上する旨の開示
がある。
が単体で用いられていたが、充電時の析出リチウムが非
常に活性で、電解液と反応したり、あるいは析出リチウ
ムのデンドライト成長のため内部短絡を起こしたりし
て、電池容量の低下につながるなどの問題があった。そ
の改良法として、リチウム−アルミニウム系合金を負極
に用いることが提案されている。例えば特開昭61−6636
9号公報には、以下に示す技術が開示されている。ま
ず、負極活物質をリチウムとアルミニウムにさらにマグ
ネシウム、カルシウム、ガリウム、インジウム、シリコ
ン、ゲルマニウム、スズよりなる群から選ばれた少なく
とも１種の金属を加えて形成した合金で構成し、充電時
にリチウムと前記金属との合金化反応によりリチウムの
デンドライト成長を抑制している。そしてこの負極活物
質と、ステンレス製でニッケルメッキを施した負極缶よ
りなる負極集電体とを重ね合せて負極を構成している。
そして得られた電池は、充放電特性が向上する旨の開示
がある。
［発明が解決しようとする課題］ 上記負極活物質のリチウム−アルミニウム合金を電気
化学反応で形成する場合は、負極活物質が体積変化を伴
つて形成される。そこで、リチウムとアルミニウムとの
必要量をそのまま配合して合金化すると負極活物質は、
体積変化により割れや凹凸などが生じ、そのままでは負
極活物質と負極集電体との接触が不十分となり負極とし
て使用できない。またリチウムとアルミニウムとの混合
粉末を加熱溶解して合金化する方法は、リチウムとアル
ミニウムとの融点が500℃程度異なるため通常の方法で
は合金化が困難である。そこで負極容器内に負極集電体
を溶接し、その上にアルミニウム板を圧着し、次いでア
ルミニウム板の上にリチウム箔をのせホットプレスして
合金化する方法がある。ところがリチウムの負極での可
逆的電気化学反応が100％進行しないため、電池の充放
電サイクルの寿命を伸ばすためには、負極活物質中のリ
チウムの量を85モル％程度に保つことが必要とされてい
る（特開昭59−130070号公報）。したがって前記の方法
で負極集電体と負極活物質との埋設部分を非合金化部分
（アルミニウム金属）として負極の強度を高めると、負
極活物質中の合金化金属量（アルミニウム金属量）がリ
チウムの量に比べてを多くなり、電池の充放電サイクル
寿命を短くする原因となり好ましくない。またこの方法
では、製造に何回もプレス工程を要するため装置が大掛
りになりコスト面でも好ましくない。
化学反応で形成する場合は、負極活物質が体積変化を伴
つて形成される。そこで、リチウムとアルミニウムとの
必要量をそのまま配合して合金化すると負極活物質は、
体積変化により割れや凹凸などが生じ、そのままでは負
極活物質と負極集電体との接触が不十分となり負極とし
て使用できない。またリチウムとアルミニウムとの混合
粉末を加熱溶解して合金化する方法は、リチウムとアル
ミニウムとの融点が500℃程度異なるため通常の方法で
は合金化が困難である。そこで負極容器内に負極集電体
を溶接し、その上にアルミニウム板を圧着し、次いでア
ルミニウム板の上にリチウム箔をのせホットプレスして
合金化する方法がある。ところがリチウムの負極での可
逆的電気化学反応が100％進行しないため、電池の充放
電サイクルの寿命を伸ばすためには、負極活物質中のリ
チウムの量を85モル％程度に保つことが必要とされてい
る（特開昭59−130070号公報）。したがって前記の方法
で負極集電体と負極活物質との埋設部分を非合金化部分
（アルミニウム金属）として負極の強度を高めると、負
極活物質中の合金化金属量（アルミニウム金属量）がリ
チウムの量に比べてを多くなり、電池の充放電サイクル
寿命を短くする原因となり好ましくない。またこの方法
では、製造に何回もプレス工程を要するため装置が大掛
りになりコスト面でも好ましくない。
本発明は、前記した問題点を解決し負極活物質のリチ
ウム−アルミニウム合金形成時に生じる体積変化による
変形を抑え、負極集電体と負極活物質との間に内部抵抗
が増加しない電池構成とし、長期間にわたって安定なサ
イクル寿命を発揮する２次電池とすることを技術的課題
とする。
ウム−アルミニウム合金形成時に生じる体積変化による
変形を抑え、負極集電体と負極活物質との間に内部抵抗
が増加しない電池構成とし、長期間にわたって安定なサ
イクル寿命を発揮する２次電池とすることを技術的課題
とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の２次電池は、シート状活物質と正極集電体と
からなる正極と、リチウム−アルミニウム系合金の負極
活物質と負極集電体とからなる負極と、セパレータと、
主としてセパレータ中に含浸されている電解液とから構
成される２次電池であって、前記負極を構成する前記負
極集電体が、前記負極活物質の両面の表面部にそれぞれ
埋設されていることを特徴とする。
からなる正極と、リチウム−アルミニウム系合金の負極
活物質と負極集電体とからなる負極と、セパレータと、
主としてセパレータ中に含浸されている電解液とから構
成される２次電池であって、前記負極を構成する前記負
極集電体が、前記負極活物質の両面の表面部にそれぞれ
埋設されていることを特徴とする。
［発明の作用およびその効果］ 本発明の２次電池は、負極集電体がリチウム−アルミ
ニウム合金の負極活物質の両面の表面部に埋設され負極
が構成されている。
ニウム合金の負極活物質の両面の表面部に埋設され負極
が構成されている。
このため、この負極活物質は、負極集電体で負極活物
質を両面から補強した構成となり電気化学反応による負
極活物質の体積変化に耐える構成となっており、合金化
反応時および充放電時の電気化学反応において体積変化
が起きても、クラック、凹凸等の歪の発生が押えられ、
負極活物質と負極集電体との接触面積を充分確保するこ
とができる。そのため、この２次電池は、電池性能が長
時間安定し、充放電のサイクル寿命も長い。また電池と
しての品質のばらつきも少くなる。さらに、長期間保存
した後でもこの電池は、内部抵抗が小さくかつ内部抵抗
の増加も少ない。そのため良好な充放電を行うことがで
きる。
質を両面から補強した構成となり電気化学反応による負
極活物質の体積変化に耐える構成となっており、合金化
反応時および充放電時の電気化学反応において体積変化
が起きても、クラック、凹凸等の歪の発生が押えられ、
負極活物質と負極集電体との接触面積を充分確保するこ
とができる。そのため、この２次電池は、電池性能が長
時間安定し、充放電のサイクル寿命も長い。また電池と
しての品質のばらつきも少くなる。さらに、長期間保存
した後でもこの電池は、内部抵抗が小さくかつ内部抵抗
の増加も少ない。そのため良好な充放電を行うことがで
きる。
［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。
［実施例１］ 第１図は本発明の電池の構成を示す断面斜視図であ
る。
る。
この２次電池は、シート状活物質２と正極集電体１と
が密着し一体的に形成される正極10と、リチウム−アル
ミニウム合金からなる負極活物質４の両面の表面部に負
極集電体５が圧接されて埋設された状態に形成された負
極11と、正極10と負極11とに挟持されるポリプロピレン
不織布からなるセパレータ３、および主としてセパレー
タ３に含浸された電解液（図示せず）で構成され、プラ
スチックフィルムケース８でシールされている。このケ
ース８は厚みが0.1mmのポリエチレンとアルミニウムを
主体とした高バリアー性のプラスチックフィルム（その
説明断面斜視図を第３図に示す）でヒートシールされて
いる。このプラチックフィルムはポリエチレンテレフタ
レート20、アルミニウム21、ポリエチレン22、ポリビニ
リデンクロライド23を積層して形成したフィルムであ
る。
が密着し一体的に形成される正極10と、リチウム−アル
ミニウム合金からなる負極活物質４の両面の表面部に負
極集電体５が圧接されて埋設された状態に形成された負
極11と、正極10と負極11とに挟持されるポリプロピレン
不織布からなるセパレータ３、および主としてセパレー
タ３に含浸された電解液（図示せず）で構成され、プラ
スチックフィルムケース８でシールされている。このケ
ース８は厚みが0.1mmのポリエチレンとアルミニウムを
主体とした高バリアー性のプラスチックフィルム（その
説明断面斜視図を第３図に示す）でヒートシールされて
いる。このプラチックフィルムはポリエチレンテレフタ
レート20、アルミニウム21、ポリエチレン22、ポリビニ
リデンクロライド23を積層して形成したフィルムであ
る。
なお各電極より液漏れのないように、正極端子６と負
極端子７がプラスチックフィルムケース８より取り出さ
れている。負極11には0.05mmのニッケル製の負極端子７
が接続され、正極10には0.05mmのSUS304製ステンレスの
正極端子６が接続されケース８外に取り出されている。
極端子７がプラスチックフィルムケース８より取り出さ
れている。負極11には0.05mmのニッケル製の負極端子７
が接続され、正極10には0.05mmのSUS304製ステンレスの
正極端子６が接続されケース８外に取り出されている。
この負極は、負極集電体で負極活物質のリチウム−ア
ルミニウム合金を両面より重ね合せて圧接され、負極活
物質の両面の表面部に負極集電体が埋設されている。そ
こで、この電池は負極での内部抵抗を低減させることが
できる。また、充放電サイクルの繰返しにより負極活物
質が微粉化しても、負極活物質の両面より集電体で挟ま
れて圧接されているため生成した微粉が脱落しにくい。
ルミニウム合金を両面より重ね合せて圧接され、負極活
物質の両面の表面部に負極集電体が埋設されている。そ
こで、この電池は負極での内部抵抗を低減させることが
できる。また、充放電サイクルの繰返しにより負極活物
質が微粉化しても、負極活物質の両面より集電体で挟ま
れて圧接されているため生成した微粉が脱落しにくい。
負極集電体は、多孔質または格子状の金属で構成され
リチウムとは反応しないものであることが必要である。
具体的には、ニッケル、ステンレス、チタンが好まし
い。なお、負極集電体は電解液が流通するものであるこ
とが電気化学的に必要である。負極集電体の形状は負極
活物質の表面に重ね合せて圧接するため平面的でかつ凹
凸のあるものがよい。凹凸のある負極集電体は、埋設さ
せやすく、かつ負極活物質の保持に優れている。例えば
エキスパンドメタルや網目状ものが好ましい。
リチウムとは反応しないものであることが必要である。
具体的には、ニッケル、ステンレス、チタンが好まし
い。なお、負極集電体は電解液が流通するものであるこ
とが電気化学的に必要である。負極集電体の形状は負極
活物質の表面に重ね合せて圧接するため平面的でかつ凹
凸のあるものがよい。凹凸のある負極集電体は、埋設さ
せやすく、かつ負極活物質の保持に優れている。例えば
エキスパンドメタルや網目状ものが好ましい。
負極活物質は両面を負極集電体でサンドイッチ状に挟
まれて加圧されており負極集電体の一部が負極活物質の
表面部に埋める込まれている。なお、負極活物質の両面
側に埋設された負極集電体は互いに接触し、電気的に導
通していることが好ましい。
まれて加圧されており負極集電体の一部が負極活物質の
表面部に埋める込まれている。なお、負極活物質の両面
側に埋設された負極集電体は互いに接触し、電気的に導
通していることが好ましい。
電解液は非水系の有機溶媒に、リチウムイオンを発生
する電解質を溶解したものである。電解質はLiClO4の他
にLiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiBF4、LiB（C6H5）４な
どが用いられる。
する電解質を溶解したものである。電解質はLiClO4の他
にLiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiBF4、LiB（C6H5）４な
どが用いられる。
一方電解液の溶媒としては、炭酸プロピレン、炭酸エ
チレン、1,2−ジメトキエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、
ジメチルホルムアミド、1,3−ジオキソラン、４−メチ
ル−1,3−ジオキソラン、アセトニトリル等を単独また
はこれらを組合わせて用いてもよい。またこの電解液に
溶解する電解質の濃度は、溶解性および電池性能の点で
0.5M〜3Mの間が好ましい。
チレン、1,2−ジメトキエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、
ジメチルホルムアミド、1,3−ジオキソラン、４−メチ
ル−1,3−ジオキソラン、アセトニトリル等を単独また
はこれらを組合わせて用いてもよい。またこの電解液に
溶解する電解質の濃度は、溶解性および電池性能の点で
0.5M〜3Mの間が好ましい。
正極活物質は、シート状にした正極活物質が用いられ
活性炭素繊維または導電性高分子繊維の布状、またはフ
ェルト状のものが使用できる。活性炭素繊維としては、
フェノール系活性炭素繊維、ポリアクリルニトリル系
（PAN系）、レーヨン系、ピッチ系の炭素繊維を活性化
したものであってもよい。
活性炭素繊維または導電性高分子繊維の布状、またはフ
ェルト状のものが使用できる。活性炭素繊維としては、
フェノール系活性炭素繊維、ポリアクリルニトリル系
（PAN系）、レーヨン系、ピッチ系の炭素繊維を活性化
したものであってもよい。
このシート状活物質に活性炭素繊維を用いる場合、そ
の片面に正極集電体をラミネートするか、一体化して用
いるが、正極集電体としては、チタン、ステンレス、な
どのラス、シート、スクリーン、パンチングメタルを用
いることができる。またこの正極集電体には針状の突起
を形成し、この突起をシート状活物質中に圧入接着して
集電効率を高めることができる。
の片面に正極集電体をラミネートするか、一体化して用
いるが、正極集電体としては、チタン、ステンレス、な
どのラス、シート、スクリーン、パンチングメタルを用
いることができる。またこの正極集電体には針状の突起
を形成し、この突起をシート状活物質中に圧入接着して
集電効率を高めることができる。
正極と負極との間にはセパレータを介在させる。この
セパレータにはポリプロピレン不織布やガラス繊維、セ
ラミック繊維の多孔質シートを用いることができる。
セパレータにはポリプロピレン不織布やガラス繊維、セ
ラミック繊維の多孔質シートを用いることができる。
この電池の正極は、シート状活物質２に、活性炭素繊
維布でPAN系活性炭素繊維布（東邦レーヨン（株）製、
比表面積1100m2/g、70×42×0.4mm）を用いた。このシ
ート状活物質２の背面に正極集電体１が密着されてい
る。この正極集電体１はSUS304製のエキスパンドメタル
の圧延物（70×42×0.05mm）で形成されている。
維布でPAN系活性炭素繊維布（東邦レーヨン（株）製、
比表面積1100m2/g、70×42×0.4mm）を用いた。このシ
ート状活物質２の背面に正極集電体１が密着されてい
る。この正極集電体１はSUS304製のエキスパンドメタル
の圧延物（70×42×0.05mm）で形成されている。
セパレータ３はポリプロピレン不織布で（73×44×0.
2mm）形成され電解液（LiClO4が1mol/dm3（1M）の濃度
になるように炭酸プロピレン60容量％−1,2−ジメトキ
シエタン40容量％の混合溶媒に溶解したもの）が含浸さ
れている。
2mm）形成され電解液（LiClO4が1mol/dm3（1M）の濃度
になるように炭酸プロピレン60容量％−1,2−ジメトキ
シエタン40容量％の混合溶媒に溶解したもの）が含浸さ
れている。
第２図に製造過程を説明する断面斜視図を示す。負極
活物質４の両面の表面部に負極集電体５が埋設されて形
成されている負極11は、以下の方法で作製した。
活物質４の両面の表面部に負極集電体５が埋設されて形
成されている負極11は、以下の方法で作製した。
まずリチウムとの合金化反応がスムースに進むアルミ
ニウムとシリコンとの合金（A4343）で寸法が63×40×
0.05mmのものを２枚重ねてアルミニウム板12とした。こ
れは、リチウムとの合金化反応において１枚（0.1mm）
のものを用いる時に比べて異常な盛上がりや割れの発生
が少ないためである。次いで、ニッケルのエキスパンド
メタルで（63×80×0.08mm）の寸法の負極集電体で前記
アルミニウムとシリコンとの合金板の両面の表面部を覆
い、600kg/cm2以上の圧力を加えてプレスするとアルミ
ニウム板12に負極集電体13が埋設されて一体化する。こ
の一体化した負極集電体13の背面側に寸法が（63×40×
0.2mm）のリチウム箔14を密着させる。このリチウム箔1
4側がセパレーターの背面側になるようにして電池のケ
ースに組込み電解液（1MLiClO4/炭酸プロピレン60容量
％−1,2−ジメトキシエタン40容量％）を注入して電池
を組付けシールした。このケース内で電解液により合金
化反応が進行してリチウム箔14が溶解してリチウム−ア
ルミニウム合金の負極活物質４が形成されるとともに、
リチウム箔14は消滅する。そして第１図に示した電池の
構成となつた。
ニウムとシリコンとの合金（A4343）で寸法が63×40×
0.05mmのものを２枚重ねてアルミニウム板12とした。こ
れは、リチウムとの合金化反応において１枚（0.1mm）
のものを用いる時に比べて異常な盛上がりや割れの発生
が少ないためである。次いで、ニッケルのエキスパンド
メタルで（63×80×0.08mm）の寸法の負極集電体で前記
アルミニウムとシリコンとの合金板の両面の表面部を覆
い、600kg/cm2以上の圧力を加えてプレスするとアルミ
ニウム板12に負極集電体13が埋設されて一体化する。こ
の一体化した負極集電体13の背面側に寸法が（63×40×
0.2mm）のリチウム箔14を密着させる。このリチウム箔1
4側がセパレーターの背面側になるようにして電池のケ
ースに組込み電解液（1MLiClO4/炭酸プロピレン60容量
％−1,2−ジメトキシエタン40容量％）を注入して電池
を組付けシールした。このケース内で電解液により合金
化反応が進行してリチウム箔14が溶解してリチウム−ア
ルミニウム合金の負極活物質４が形成されるとともに、
リチウム箔14は消滅する。そして第１図に示した電池の
構成となつた。
次にこの電池の動作を説明する。正極端子６と負極端
子７の間に例えば電圧を印加すると、正極10において
は、シート状活物質２の活性炭素繊維布２には電解液中
のClO4 -イオンが集まり電子をシート状活物質２の活性
炭素繊維布２に与える。この電子は正極集電体１を介し
て外部回路へ伝わる。ClO4 -は主に電気的吸着によりシ
ート状活物質２の活性炭素繊維布２上にとどまってい
る。一方負極11では、電解液中のLi+イオンがリチウム
−アルミニウム合金の負極活物質11上に集まり、ここで
は外部回路を伝わってきた電子を受け取る。そしてリチ
ウムはリチウム−アルミニウム合金上で、アルミニウム
との合金化が進む。この状態が充電である。放電は前記
の充電反応とは反対に電子が伝わり、電解液へClO4 -イ
オンとLi+イオンが放出される反応を行なう。
子７の間に例えば電圧を印加すると、正極10において
は、シート状活物質２の活性炭素繊維布２には電解液中
のClO4 -イオンが集まり電子をシート状活物質２の活性
炭素繊維布２に与える。この電子は正極集電体１を介し
て外部回路へ伝わる。ClO4 -は主に電気的吸着によりシ
ート状活物質２の活性炭素繊維布２上にとどまってい
る。一方負極11では、電解液中のLi+イオンがリチウム
−アルミニウム合金の負極活物質11上に集まり、ここで
は外部回路を伝わってきた電子を受け取る。そしてリチ
ウムはリチウム−アルミニウム合金上で、アルミニウム
との合金化が進む。この状態が充電である。放電は前記
の充電反応とは反対に電子が伝わり、電解液へClO4 -イ
オンとLi+イオンが放出される反応を行なう。
この電池は、60℃で100日間保存した後でも内部抵抗
が殆ど増加せず、良好な充放電をおこなうことができ
た。
が殆ど増加せず、良好な充放電をおこなうことができ
た。
次ぎにこの電池の充放電試験により性能を評価した。
試験方法は3.2Vで２時間充電を行なった後、放電を3mA
で2Vになるまで行い、これを１サイクルとして充放電を
繰返した。なお、比較のため負極活物質に負極集電体を
一端面にのみ圧接した他は実施例１と同一にした電池を
作り、同様に充放電試験を実施した。
試験方法は3.2Vで２時間充電を行なった後、放電を3mA
で2Vになるまで行い、これを１サイクルとして充放電を
繰返した。なお、比較のため負極活物質に負極集電体を
一端面にのみ圧接した他は実施例１と同一にした電池を
作り、同様に充放電試験を実施した。
実施例１の電池は初期の約20回のサイクルで1mAh程度
低下したが以降は充放電サイクルを繰返しても放電容量
は11mAhで一定であった。一方比較例では充放電サイク
ルを繰返すことによって放電容量が13mAhより徐々に低
下し500サイクルでは放電容量が7mAhまで低下し、サイ
クル寿命が短く、また電池間の性能のばらつきも大きか
った。
低下したが以降は充放電サイクルを繰返しても放電容量
は11mAhで一定であった。一方比較例では充放電サイク
ルを繰返すことによって放電容量が13mAhより徐々に低
下し500サイクルでは放電容量が7mAhまで低下し、サイ
クル寿命が短く、また電池間の性能のばらつきも大きか
った。
［実施例２］ 実施例１の電池において負極活物質を形成する原料と
なったアルミニウム成分を、アルミニウム、アルミニウ
ムと銅の合金、アルミニウムとマグネシウムとの合金を
用いても同様の性能を有するリチウム−アルミニウム合
金の負極活物質が形成できた。すなわち、前記アルミニ
ウム系合金をニッケルのエキスパンドメタルで両面を重
ね合わせてプレスして、負極集電体をアルミニウム系合
金に埋設した。そしてその一面にリチウム箔を重ね合わ
せ電池のケース内で電解液により合金化させて負極活物
質をとした。電池の構成は実施例１と同様の２次電池を
作製した。得られた電池は、実施例１と同様に長期間安
定な充放電サイクル寿命を示した。
なったアルミニウム成分を、アルミニウム、アルミニウ
ムと銅の合金、アルミニウムとマグネシウムとの合金を
用いても同様の性能を有するリチウム−アルミニウム合
金の負極活物質が形成できた。すなわち、前記アルミニ
ウム系合金をニッケルのエキスパンドメタルで両面を重
ね合わせてプレスして、負極集電体をアルミニウム系合
金に埋設した。そしてその一面にリチウム箔を重ね合わ
せ電池のケース内で電解液により合金化させて負極活物
質をとした。電池の構成は実施例１と同様の２次電池を
作製した。得られた電池は、実施例１と同様に長期間安
定な充放電サイクル寿命を示した。
［実施例３］ 第４図に示す様に負極活物質として20μｍのアルミニ
ウム箔を５枚積層したものと、200μｍのリチウム箔と
を重ねて電解液に浸漬して放置して電気化学的に合金化
して形成した負極活物質に負極集電体を重ね合せてプレ
スして負極活物質に負極集電体を埋設して負極を形成し
た。この負極活物質の端面には、クラックや凹凸の発生
がほとんどなかった。その後は、実施例１と同様にして
電池を作製した。得られた電池は、60℃で100日間保存
した後でも内部抵抗がほとんど増加せず、安定な充放電
サイクルを長期間おこなわせることができた。
ウム箔を５枚積層したものと、200μｍのリチウム箔と
を重ねて電解液に浸漬して放置して電気化学的に合金化
して形成した負極活物質に負極集電体を重ね合せてプレ
スして負極活物質に負極集電体を埋設して負極を形成し
た。この負極活物質の端面には、クラックや凹凸の発生
がほとんどなかった。その後は、実施例１と同様にして
電池を作製した。得られた電池は、60℃で100日間保存
した後でも内部抵抗がほとんど増加せず、安定な充放電
サイクルを長期間おこなわせることができた。
［実施例４］ 第５図に示す様に負極活物質としてアルミニウム板の
一面にニッケルで厚さ約10μｍのメッキを施こしたもの
をメッキ層の厚みは0.1〜100μｍ程度が好ましい（0.1
μｍ未満の場合は負極活物質の補強効果が認められず、
また100μｍを超えると密着加工性が低下して好ましく
ない）。メッキ層側をリチウム箔に重ねて電解液に浸漬
して放置して電気化学的に合金化して形成した負極活物
質の両面に各々負極集電体を重ねて圧接して負極を形成
した。この負極活物質はニッケルメッキのないものと比
較して割れや凹凸の発生が非常に少なく、負極集電体と
の接触が良好となり、電池の内部抵抗がニッケルメッキ
をしないものが８Ωであったのに対して本実施例品では
５Ωまで下げることができた。得られた電池は、60℃で
100日間保存した後でも内部抵抗がほとんど増加せず、
良好な充放電をおこなわせることができた。
一面にニッケルで厚さ約10μｍのメッキを施こしたもの
をメッキ層の厚みは0.1〜100μｍ程度が好ましい（0.1
μｍ未満の場合は負極活物質の補強効果が認められず、
また100μｍを超えると密着加工性が低下して好ましく
ない）。メッキ層側をリチウム箔に重ねて電解液に浸漬
して放置して電気化学的に合金化して形成した負極活物
質の両面に各々負極集電体を重ねて圧接して負極を形成
した。この負極活物質はニッケルメッキのないものと比
較して割れや凹凸の発生が非常に少なく、負極集電体と
の接触が良好となり、電池の内部抵抗がニッケルメッキ
をしないものが８Ωであったのに対して本実施例品では
５Ωまで下げることができた。得られた電池は、60℃で
100日間保存した後でも内部抵抗がほとんど増加せず、
良好な充放電をおこなわせることができた。
第１図は実施例の電池の断面説明斜視図、第２図は実施
例の形成時の説明断面斜視図、第３図はケースの部分拡
大断面斜視図、第４図は実施例３の負極活物質の模式斜
視図、第５図は実施例４の負極活物質の模式斜視図であ
る。 １……正極集電体、２……正極活物質 ３……セパレータ、４……負極活物質 ５……負極集電体、８……ケース 10……正極、11……負極 12……負極活物質、13……負極集電体 14……リチウム箔、15……アルミニウム箔 16……ニッケルメッキ層
例の形成時の説明断面斜視図、第３図はケースの部分拡
大断面斜視図、第４図は実施例３の負極活物質の模式斜
視図、第５図は実施例４の負極活物質の模式斜視図であ
る。 １……正極集電体、２……正極活物質 ３……セパレータ、４……負極活物質 ５……負極集電体、８……ケース 10……正極、11……負極 12……負極活物質、13……負極集電体 14……リチウム箔、15……アルミニウム箔 16……ニッケルメッキ層
Claims (1)
- 【請求項１】シート状活物質と正極集電体とからなる正
極と、リチウム−アルミニウム系合金の負極活物質と負
極集電体とからなる負極と、セパレータと、主としてセ
パレータ中に含浸されている電解液と、から構成される
２次電池であって、 前記負極は、前記負極活物質の両面の表面部にそれぞれ
前記負極集電体が埋設されていることを特徴とする２次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161955A JP2666382B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | ２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161955A JP2666382B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | ２次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212761A JPH0212761A (ja) | 1990-01-17 |
| JP2666382B2 true JP2666382B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=15745236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63161955A Expired - Fee Related JP2666382B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | ２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666382B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100467426B1 (ko) * | 1997-08-06 | 2005-05-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬폴리머계열전지의밀봉용기 |
| JP3980505B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2007-09-26 | 株式会社東芝 | 薄型リチウムイオン二次電池 |
| KR100953543B1 (ko) * | 2003-12-01 | 2010-04-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 애노드, 그의 제조방법 및 이를 채용한 리튬 전지 |
| JP2022156168A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池 |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63161955A patent/JP2666382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0212761A (ja) | 1990-01-17 |
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|---|---|---|---|
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