JP2715309B2 - 半固体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池 - Google Patents
半固体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池Info
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- JP2715309B2 JP2715309B2 JP63233574A JP23357488A JP2715309B2 JP 2715309 B2 JP2715309 B2 JP 2715309B2 JP 63233574 A JP63233574 A JP 63233574A JP 23357488 A JP23357488 A JP 23357488A JP 2715309 B2 JP2715309 B2 JP 2715309B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/22—Immobilising of electrolyte
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/181—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リチウム電池などに用いられるゲル状半固
体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池に関
するものである。
体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池に関
するものである。
［従来技術とその課題］ リチウム電池は、負極としてリチウムまたはリチウム
合金を用いて、正極と、これらの両極間に介在する不織
布や多孔質フィルムに含浸させた非水系液体電解質から
構成されている。ここで用いられる非水系液体電解質と
しては、プロピレンカーボネート，γ−ブチロラクト
ン，ジオキソラン，ジメトキシエタンなどの非水系溶媒
に、リチウムイオン塩を溶解させたものが用いられてい
る。しかし、これらの液体電解質は、粘度が低いため、
電気組立時に外部へ流失しやすく電解液が不足して電池
容量が低下したり、さらに電池保存中または使用中に封
口部分から漏液を発生しやすいため長期信頼性に問題が
ある。
合金を用いて、正極と、これらの両極間に介在する不織
布や多孔質フィルムに含浸させた非水系液体電解質から
構成されている。ここで用いられる非水系液体電解質と
しては、プロピレンカーボネート，γ−ブチロラクト
ン，ジオキソラン，ジメトキシエタンなどの非水系溶媒
に、リチウムイオン塩を溶解させたものが用いられてい
る。しかし、これらの液体電解質は、粘度が低いため、
電気組立時に外部へ流失しやすく電解液が不足して電池
容量が低下したり、さらに電池保存中または使用中に封
口部分から漏液を発生しやすいため長期信頼性に問題が
ある。
また、薄型電池などのように熱融着型封口材を用いる
場合は、加熱封口工程において、電解液の飛散などの恐
れがある。
場合は、加熱封口工程において、電解液の飛散などの恐
れがある。
そのため、このような問題点を解決するために、液体
電解質にポリアルキルメタアクリレートなどの高分子か
らなるゲル化剤を混合することにより、流動性を低下さ
せる方法が開示されている。（例えば、特開昭57−5506
8号，同57−118372号，同61−214374号，同62−20262
号，同62−22375号，同62−22376号，同62−211866号，
同62−219469号などを参照） しかしながら、これらのゲル状電解質は、上記の液体
電解質の欠点は少なくなるものの、粘性が増大すること
により、セパレータの不織布や多孔質フィルムの内部に
含浸されにくくなり、電解質が充填されていない空隙部
分ができやすくなる。そのため、内部抵抗が高くなり、
電池性能が低下する問題点があった。この問題点につい
ては、例えば、多孔質フィルムをオレイン酸アミド系の
界面活性剤で表面処理することにより、電解質とのなじ
みを改善して含浸しやすくする方法などが開示されてい
る。（例えば、特開昭62−222562号など）しかし、これ
らの方法は充分とは言えず、また、工程が煩雑になる。
電解質にポリアルキルメタアクリレートなどの高分子か
らなるゲル化剤を混合することにより、流動性を低下さ
せる方法が開示されている。（例えば、特開昭57−5506
8号，同57−118372号，同61−214374号，同62−20262
号，同62−22375号，同62−22376号，同62−211866号，
同62−219469号などを参照） しかしながら、これらのゲル状電解質は、上記の液体
電解質の欠点は少なくなるものの、粘性が増大すること
により、セパレータの不織布や多孔質フィルムの内部に
含浸されにくくなり、電解質が充填されていない空隙部
分ができやすくなる。そのため、内部抵抗が高くなり、
電池性能が低下する問題点があった。この問題点につい
ては、例えば、多孔質フィルムをオレイン酸アミド系の
界面活性剤で表面処理することにより、電解質とのなじ
みを改善して含浸しやすくする方法などが開示されてい
る。（例えば、特開昭62−222562号など）しかし、これ
らの方法は充分とは言えず、また、工程が煩雑になる。
したがって、本発明の目的は、従来の液体電解質の欠
点を改良し、かつ、不織布や多孔質フィルムの内部に充
分均一に含浸されやすい液状混合物からなるゲル状電解
質およびそれをセパレータに用いたリチウム電池を提供
することにある。
点を改良し、かつ、不織布や多孔質フィルムの内部に充
分均一に含浸されやすい液状混合物からなるゲル状電解
質およびそれをセパレータに用いたリチウム電池を提供
することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、多孔性合成樹脂フィルムおよび／または合
成繊維不織布に、活性光線で重合可能なモノマーあるい
はマクロマー，非水系溶媒，および無機イオン塩からな
る液状混合物を含浸させた後に、活性光線を照射するこ
とによりゲル化させたことを特徴とする半固体高分子電
解質膜およびそれをセパレータに用いたリチウム電池を
提供することにより、前記の目的を達成したものであ
る。
成繊維不織布に、活性光線で重合可能なモノマーあるい
はマクロマー，非水系溶媒，および無機イオン塩からな
る液状混合物を含浸させた後に、活性光線を照射するこ
とによりゲル化させたことを特徴とする半固体高分子電
解質膜およびそれをセパレータに用いたリチウム電池を
提供することにより、前記の目的を達成したものであ
る。
本発明における、活性光線により重合可能なモノマー
あるいはマクロマー，非水系溶媒，およびリチウムイオ
ン塩からなる液状混合物は、粘度が小さいため、従来の
ような高分子ゲル化剤を混合した粘性体に比較して不織
布や多孔質フィルムへの含浸が容易であり、また含浸し
た後に、活性光線を照射することにより液状混合物をゲ
ル化することにより流動性を低下させることができ、液
体電解質の流出漏れなどの問題点を解決することができ
る。
あるいはマクロマー，非水系溶媒，およびリチウムイオ
ン塩からなる液状混合物は、粘度が小さいため、従来の
ような高分子ゲル化剤を混合した粘性体に比較して不織
布や多孔質フィルムへの含浸が容易であり、また含浸し
た後に、活性光線を照射することにより液状混合物をゲ
ル化することにより流動性を低下させることができ、液
体電解質の流出漏れなどの問題点を解決することができ
る。
本発明は、活性光線の照射により重合性モノマーある
いはマクロマーを重合させてゲル状半固体電解質を得る
ことに特徴がある。すなわち、従来からゲル化剤として
ポリマーを混合し、加熱などによって溶解ゲル化させる
方法に比べて、本発明の活性光線の照射による重合ゲル
化方法は、低温で短時間で処理できる特徴がある。その
ため、溶剤の蒸発が少なく、作業環境が向上し、併せて
大気汚染の防止になることなどの長所がある。
いはマクロマーを重合させてゲル状半固体電解質を得る
ことに特徴がある。すなわち、従来からゲル化剤として
ポリマーを混合し、加熱などによって溶解ゲル化させる
方法に比べて、本発明の活性光線の照射による重合ゲル
化方法は、低温で短時間で処理できる特徴がある。その
ため、溶剤の蒸発が少なく、作業環境が向上し、併せて
大気汚染の防止になることなどの長所がある。
また、ポリプロピレンフィルムは、その表面が疎水性
であるため、非水系液体電解質のような表面張力の高い
成分に対する濡れ性が悪くなり、含浸性，分離などに問
題があった。
であるため、非水系液体電解質のような表面張力の高い
成分に対する濡れ性が悪くなり、含浸性，分離などに問
題があった。
しかし、本発明の液体混合物は、その一成分である重
合性モノマーあるいはマクロマーが、活性光線により重
合する際に、一部は不織布や多孔質フィルムの表面にグ
ラフトされ、それらの表面が改質される。そのため、単
にゲル状半固体電解質を含浸されている状態と比較し
て、不織布や多孔質フィルムとそれに含浸されているゲ
ル状半固体電解質との間のなじみがよくなり、内部抵抗
が低減する効果が見られる。
合性モノマーあるいはマクロマーが、活性光線により重
合する際に、一部は不織布や多孔質フィルムの表面にグ
ラフトされ、それらの表面が改質される。そのため、単
にゲル状半固体電解質を含浸されている状態と比較し
て、不織布や多孔質フィルムとそれに含浸されているゲ
ル状半固体電解質との間のなじみがよくなり、内部抵抗
が低減する効果が見られる。
本発明において、活性光線により重合可能なモノマー
あるいはマクロマーとしては特に限定されるものではな
いが、例えば、下記のものが挙げられる。
あるいはマクロマーとしては特に限定されるものではな
いが、例えば、下記のものが挙げられる。
アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの例とし
て、アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸
プロピル，アクリル酸ブチル，アクリル酸ペンチル，ア
クリル酸アリール，メタクリル酸メチル，メタクリル酸
エチル，メタクリル酸プロピル，メタクリル酸ブチル，
メタクリル酸アリール,2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト,2−ヒドロキシエチルメタクリレート,1,6−ヘキサン
ジオールアクリレート,1,6−ヘキサンジオールメタクリ
レートなどが挙げられる。
て、アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸
プロピル，アクリル酸ブチル，アクリル酸ペンチル，ア
クリル酸アリール，メタクリル酸メチル，メタクリル酸
エチル，メタクリル酸プロピル，メタクリル酸ブチル，
メタクリル酸アリール,2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト,2−ヒドロキシエチルメタクリレート,1,6−ヘキサン
ジオールアクリレート,1,6−ヘキサンジオールメタクリ
レートなどが挙げられる。
また、アクリロイル変成ポリアルキレンオキシドの例
として、ジエチレングリコールモノアクリレート，ジエ
チレングリコールメタクリレート，トリエチレングリコ
ールモノアクリレート，ポリエチレングリコールモノア
クリレート，ポリエチレングリコールモノアクリレー
ト，メトキシテトラエチレングリコールモノアクリレー
ト，フェノキシテトラエチレングリコールモノアクリレ
ート，メトキシポリエチレングリコールモノアクリレー
ト，トリエチレングリコールモノメタクリレート，ポリ
エチレングリコールモノメタアクリレート，メトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレート，ポリエチレ
ングリコールシンナメート，ポリエチレングリコールジ
アクリレート，ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト，トリエチレングリコールトリメチロールプロパント
リアクリレート、あるいは、上記のものでエチレングリ
コール構造をプロピレングリコール構造に変えたものも
用いることができる。
として、ジエチレングリコールモノアクリレート，ジエ
チレングリコールメタクリレート，トリエチレングリコ
ールモノアクリレート，ポリエチレングリコールモノア
クリレート，ポリエチレングリコールモノアクリレー
ト，メトキシテトラエチレングリコールモノアクリレー
ト，フェノキシテトラエチレングリコールモノアクリレ
ート，メトキシポリエチレングリコールモノアクリレー
ト，トリエチレングリコールモノメタクリレート，ポリ
エチレングリコールモノメタアクリレート，メトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレート，ポリエチレ
ングリコールシンナメート，ポリエチレングリコールジ
アクリレート，ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト，トリエチレングリコールトリメチロールプロパント
リアクリレート、あるいは、上記のものでエチレングリ
コール構造をプロピレングリコール構造に変えたものも
用いることができる。
あるいは、エチレングリコール構造部分をエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドのユニットのランダム
あるいはブロック共重合構造に変えたものも用いること
ができる。
キサイドとプロピレンオキサイドのユニットのランダム
あるいはブロック共重合構造に変えたものも用いること
ができる。
あるいは、UV硬化用塗料などに用いられる反応性オリ
ゴマーあるいはポリマーなども用いることができる。例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレポリマー、アクリル変性シロキサン
アクリル変性ポリウレタンプレポリマーなどが挙げられ
る。これらは２種以上併用することもできる。
ゴマーあるいはポリマーなども用いることができる。例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレポリマー、アクリル変性シロキサン
アクリル変性ポリウレタンプレポリマーなどが挙げられ
る。これらは２種以上併用することもできる。
これら以外にも、上記で述べた本発明の液状混合物の
低粘度の特徴を損なわない程度に、ポリウレタンなどの
エラストマーや高分子量ポリエチレンオキシドなどの高
分子を少量加えてもよい。
低粘度の特徴を損なわない程度に、ポリウレタンなどの
エラストマーや高分子量ポリエチレンオキシドなどの高
分子を少量加えてもよい。
本発明における非水系液体電解質は、非水系溶媒に無
機イオン塩を溶解させたものが用いられる。
機イオン塩を溶解させたものが用いられる。
非水系溶媒としては、プロピレンカーボネート，γ−
ブチロラクトン，エチレンカーボネート，テトラハイド
ロフラン，ジメトキシエタン，ジメチルスルホキシド，
スルホラン，低分子量ポリエチレングリコールなどが挙
げられる。これらは２種以上混合できる。
ブチロラクトン，エチレンカーボネート，テトラハイド
ロフラン，ジメトキシエタン，ジメチルスルホキシド，
スルホラン，低分子量ポリエチレングリコールなどが挙
げられる。これらは２種以上混合できる。
無機イオン塩としては、LiClO4,LiBF4,LiB（C6H5）4,
LiCF3SO3,LiPF6,LiSCN,NaSCN,NaBr,KI,CsSCN,AgNO3,CuC
l2,Mg（ClO4）２などであり、少なくともLi,Na,K,Cs,A
g,Cu,Mgの一種を含むものである。
LiCF3SO3,LiPF6,LiSCN,NaSCN,NaBr,KI,CsSCN,AgNO3,CuC
l2,Mg（ClO4）２などであり、少なくともLi,Na,K,Cs,A
g,Cu,Mgの一種を含むものである。
リチウム電池にセパレータとして用いる場合には、リ
チウムイオン塩が用いられる。これらは２種以上混合で
きる。
チウムイオン塩が用いられる。これらは２種以上混合で
きる。
本発明の混合物をゲル化させるために照射する活性光
線としては、紫外線，電子線，可視光線，遠紫外線など
を用いることができる。
線としては、紫外線，電子線，可視光線，遠紫外線など
を用いることができる。
必要ならば、光重合開始剤として、ベンゾイン,2−メ
チルベンゾイン，トリメチルシリルベンゾフェノン,4−
メトキシベンゾフェノン，ベンゾインメチルエーテル，
アセトフェノン，アントラキノン,2,2−ジメトキシ−２
−フェニルアセトフェノンなどを添加しておくことが好
ましい。
チルベンゾイン，トリメチルシリルベンゾフェノン,4−
メトキシベンゾフェノン，ベンゾインメチルエーテル，
アセトフェノン，アントラキノン,2,2−ジメトキシ−２
−フェニルアセトフェノンなどを添加しておくことが好
ましい。
本発明の液状混合物を多孔質フィルムおよび／または
不織布に含浸させてゲル状電解質を得る方法としては、
液状混合物中に上記の多孔質フィルムや不織布を所定時
間浸漬した後、必要ならばロールなどを通して余分の電
解質を除去し、活性光線を照射してゲル化する。
不織布に含浸させてゲル状電解質を得る方法としては、
液状混合物中に上記の多孔質フィルムや不織布を所定時
間浸漬した後、必要ならばロールなどを通して余分の電
解質を除去し、活性光線を照射してゲル化する。
上記の工程は、ロールなどを用いて連続的に行うこと
もできる。
もできる。
多孔質フィルムなどを浸漬する場合は、常温常圧で行
うのが好ましいが、電解質の組成などの条件によっては
減圧下などで行ってもよい。
うのが好ましいが、電解質の組成などの条件によっては
減圧下などで行ってもよい。
また、薄形電池に適用する場合は、電池組立時に、負
極や正極シートに上記の不織布や多孔質フィルムを積層
した後に、液体電解質を含浸させて活性光線を照射して
ゲル化させる工程も適用できる。
極や正極シートに上記の不織布や多孔質フィルムを積層
した後に、液体電解質を含浸させて活性光線を照射して
ゲル化させる工程も適用できる。
本発明の不織布や多孔質フィルムに含浸させたゲル状
の半固体高分子電解質は、セパレータとして適用する電
池の形状にあわせて裁断された後に、電池の正極と負極
の間に組み込まれる。
の半固体高分子電解質は、セパレータとして適用する電
池の形状にあわせて裁断された後に、電池の正極と負極
の間に組み込まれる。
本発明におけるリチウム電池の電池要素である負極活
物質としては、リチウムや、リチウム合金例えばリチウ
ムとアルミニウム，水銀，亜鉛などとの合金が挙げられ
る。
物質としては、リチウムや、リチウム合金例えばリチウ
ムとアルミニウム，水銀，亜鉛などとの合金が挙げられ
る。
また、正極活物質としては、特に制限はないが、例え
ば、二酸化マンガン，三酸化モリブデン，五酸化バナジ
ウム，チタン、あるいはニオブの硫化物，クロム酸化
物，酸化銅が挙げられ、これらの活物質にさらに導電剤
として黒鉛、さらに必要ならばバインダー、例えばポリ
テトラフルオロエチレンを混合して加圧成形して正極板
として用いられる。
ば、二酸化マンガン，三酸化モリブデン，五酸化バナジ
ウム，チタン、あるいはニオブの硫化物，クロム酸化
物，酸化銅が挙げられ、これらの活物質にさらに導電剤
として黒鉛、さらに必要ならばバインダー、例えばポリ
テトラフルオロエチレンを混合して加圧成形して正極板
として用いられる。
ここで、バインダーとしては、他に固体高分子電解
質、例えば高分子量ポリエチレンオキサイドあるいはエ
チレンオキサイド誘導体の重合物とリチウムイオン塩と
の複合物を用いることができる。さらに、バインダーの
強度を損なわない程度に非水電解質溶液を含浸させても
よい。
質、例えば高分子量ポリエチレンオキサイドあるいはエ
チレンオキサイド誘導体の重合物とリチウムイオン塩と
の複合物を用いることができる。さらに、バインダーの
強度を損なわない程度に非水電解質溶液を含浸させても
よい。
［実施例］ 実施例１ 液状混合物を次のように調製した。
メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート
（新中村化学製AM−90G）を75重量部、ポリエチレング
リコールジメタクレート（新中村化学製Ｍ−9G）を25重
量部、さらに、過塩素酸リチウムを1M/Lの濃度で溶解し
たプロピレンカーボネートとジメトキシエタンの等容積
混合物を600重量部を混合し、さらに、増感剤として、
2,2−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを0.2重
量部加えて、液状の電解質混合物を作成した。
（新中村化学製AM−90G）を75重量部、ポリエチレング
リコールジメタクレート（新中村化学製Ｍ−9G）を25重
量部、さらに、過塩素酸リチウムを1M/Lの濃度で溶解し
たプロピレンカーボネートとジメトキシエタンの等容積
混合物を600重量部を混合し、さらに、増感剤として、
2,2−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを0.2重
量部加えて、液状の電解質混合物を作成した。
これに、ポリプロピレン不織布（日本バイリーン製、
40μｍ厚）を30分間浸漬した後に取りあげ、UVランプを
15分間照射して、不織布に含浸された液状混合物がゲル
状となった半固体高分子電解質フィルムを得た。
40μｍ厚）を30分間浸漬した後に取りあげ、UVランプを
15分間照射して、不織布に含浸された液状混合物がゲル
状となった半固体高分子電解質フィルムを得た。
このフィルムの比電導度（σ）を複素インピーダンス
法により測定した。σ＝4.79×10-4S/cmであった。
法により測定した。σ＝4.79×10-4S/cmであった。
実施例２ 液状混合物として実施例１と同じ組成のものを用い
た。この液状混合物を、ポリプロピレンフィルムを延伸
することにより作成したポリプロピレン多孔質フィルム
（膜厚25μｍ、空隙率72％、平均孔径0.15μｍ）に実施
例１と同様にして含浸させた後、ゲル化した。
た。この液状混合物を、ポリプロピレンフィルムを延伸
することにより作成したポリプロピレン多孔質フィルム
（膜厚25μｍ、空隙率72％、平均孔径0.15μｍ）に実施
例１と同様にして含浸させた後、ゲル化した。
電導度は2.80×10-4S/cmであった。
比較例１ 実施例１と同じ組成の液体混合物を70℃で加熱するこ
とにより粘稠な重合体を得た。この重合体を実施例２で
用いた多孔質ポリプロピレンフィルムに塗布，含浸を試
みた。しかし粘度が高いため、含浸が困難であり、不織
布の内部の空隙部に均一に含浸させるのは困難であっ
た。しかも押しつけるなど力を加えて含浸させようとす
ると、用いているポリプロピレンフィルムの破損などの
トラブルが発生しやすくなった。
とにより粘稠な重合体を得た。この重合体を実施例２で
用いた多孔質ポリプロピレンフィルムに塗布，含浸を試
みた。しかし粘度が高いため、含浸が困難であり、不織
布の内部の空隙部に均一に含浸させるのは困難であっ
た。しかも押しつけるなど力を加えて含浸させようとす
ると、用いているポリプロピレンフィルムの破損などの
トラブルが発生しやすくなった。
実施例３ 薄形リチウム電池を次のようにして作成した。
正極体の作成 二酸化マンガンを90重量部と、アセチレンブラックを
10重量部を秤量し、ボールミルで60分混合した。この混
合物を、10g秤量し、熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー（日本ポリウレタン工業製、NKY−26）を0.102g、過
塩素酸リチウム（LiClO4）のプロピレンカーボネート溶
液（濃度、0.75M/L）を0.801g、および、溶媒としてテ
トラヒドロフラン10gを加え、1hr撹拌混合する。この混
合物から、減圧乾燥により、溶媒を留去して正極合剤を
得た。この合剤から所定量採取し、プレス機およびロー
ルにより加圧成形して、34×14×0.3mmの正極シートを
作成した。
10重量部を秤量し、ボールミルで60分混合した。この混
合物を、10g秤量し、熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ー（日本ポリウレタン工業製、NKY−26）を0.102g、過
塩素酸リチウム（LiClO4）のプロピレンカーボネート溶
液（濃度、0.75M/L）を0.801g、および、溶媒としてテ
トラヒドロフラン10gを加え、1hr撹拌混合する。この混
合物から、減圧乾燥により、溶媒を留去して正極合剤を
得た。この合剤から所定量採取し、プレス機およびロー
ルにより加圧成形して、34×14×0.3mmの正極シートを
作成した。
外装板兼集電体、負極活物質、および電解質隔膜 外装板兼集電体として、40×20×0.02mm形状のステン
レス箔上に負極活物質として、アルゴン雰囲気下で、34
×14×0.09mmのリチウム箔を圧着させる。このリチウム
箔上に、実施例２で作成したポリプロピレンフィルム含
浸半固体高分子固体電解質を電解質セパレータとして積
層した。
レス箔上に負極活物質として、アルゴン雰囲気下で、34
×14×0.09mmのリチウム箔を圧着させる。このリチウム
箔上に、実施例２で作成したポリプロピレンフィルム含
浸半固体高分子固体電解質を電解質セパレータとして積
層した。
封口材シートの作成 変成ポリエチレン樹脂（宇部興産製、1100）を、熱プ
レスによる圧縮成形により、厚み200μｍのシート状に
した。このシートから、打ち抜き刃で、外形40×20mm,
枠巾2mmの枠状封口材シートを作成した。
レスによる圧縮成形により、厚み200μｍのシート状に
した。このシートから、打ち抜き刃で、外形40×20mm,
枠巾2mmの枠状封口材シートを作成した。
電池の組立て 前記のように作成した負極外装板−負極活物質−電解
質セパレータの積層体に前記のように作成した正極シー
トを密着するように重ね、さらに、正極外装板（負極外
装板として用いたステンレス箔と同じ形状）を、周縁部
に上記の封口材シートを介在させて、積層し、熱融着さ
せて厚み0.5mmの薄形電池を作成した。
質セパレータの積層体に前記のように作成した正極シー
トを密着するように重ね、さらに、正極外装板（負極外
装板として用いたステンレス箔と同じ形状）を、周縁部
に上記の封口材シートを介在させて、積層し、熱融着さ
せて厚み0.5mmの薄形電池を作成した。
10ヶ作成したが、封口時に電解質流出などのトラブル
はなかった。
はなかった。
電池性能試験 電池性能試験として、5.6kΩで定抵抗放電試験を行っ
たところ66.1mAhの電池容量を得た。
たところ66.1mAhの電池容量を得た。
また、３ヶ月間60℃の長期保存の経時変化をみたが液
もれなどはなかった。
もれなどはなかった。
比較例２ 液体電解質を用いて実施例３と同様にして薄形リチウ
ム電池の作成を試みた。
ム電池の作成を試みた。
過塩素酸リチウムを1M/Lの濃度で溶解したプロピレン
カーボネートとジメトキシエタンの等容積混合物を、実
施例２で用いた同じ多孔質ポリプロピレンフィルムに含
浸させたものを電解質セパレータに用いた。その他は実
施例３と同様にして電池を作成したが、電池積層時ある
いは電池封口時に電解液の流出や飛散などのトラブルが
起きやすく、10ヶ作成中３ヶは封口不良であった。ま
た、３ヶ月60℃の長期保存試験を行ったが、試験電池の
約50％は液もれなどが見られた。
カーボネートとジメトキシエタンの等容積混合物を、実
施例２で用いた同じ多孔質ポリプロピレンフィルムに含
浸させたものを電解質セパレータに用いた。その他は実
施例３と同様にして電池を作成したが、電池積層時ある
いは電池封口時に電解液の流出や飛散などのトラブルが
起きやすく、10ヶ作成中３ヶは封口不良であった。ま
た、３ヶ月60℃の長期保存試験を行ったが、試験電池の
約50％は液もれなどが見られた。
参考例 本発明の「課題を解決するための手段」の項で述べた
重合性モノマーあるいはマクロマーが不織布や多孔質フ
ィルムの表面にグラフトしていることを確認するため次
の実験を行った。
重合性モノマーあるいはマクロマーが不織布や多孔質フ
ィルムの表面にグラフトしていることを確認するため次
の実験を行った。
液状混合物として、AM90G100重量部、過塩素酸リチウ
ムを1M/Lの濃度で溶解したプロピレンカーボネートとジ
メトキシエタンの等容積混合物500重量部を作成した。
これに、実施例２で用いた多孔質ポリプロピレンフィル
ムを含浸させ、UVランプの照射でゲル状にした。これ
を、THFで十分洗浄することによりポリプロピレンフィ
ルムに含浸されているゲル状物を除去した後に、THFを
乾燥除去した。この多孔質ポリプロピレンフィルムの表
面に、液体電解質を滴下して濡れ性をみたが、未処理の
PP平膜に比較して含浸がしやすくなっており、表面が改
質されていることを確認した。
ムを1M/Lの濃度で溶解したプロピレンカーボネートとジ
メトキシエタンの等容積混合物500重量部を作成した。
これに、実施例２で用いた多孔質ポリプロピレンフィル
ムを含浸させ、UVランプの照射でゲル状にした。これ
を、THFで十分洗浄することによりポリプロピレンフィ
ルムに含浸されているゲル状物を除去した後に、THFを
乾燥除去した。この多孔質ポリプロピレンフィルムの表
面に、液体電解質を滴下して濡れ性をみたが、未処理の
PP平膜に比較して含浸がしやすくなっており、表面が改
質されていることを確認した。
［発明の効果］ 本発明の半固体高分子電解質は、従来の液体電解質の
流出漏れなどによる欠点を防止して、かつ、従来のゲル
状電解質より粘度が低く作業性の問題点を解消すること
ができる。また、これをリチウム電池に適用すれば優れ
た性能を長期間発揮できる。
流出漏れなどによる欠点を防止して、かつ、従来のゲル
状電解質より粘度が低く作業性の問題点を解消すること
ができる。また、これをリチウム電池に適用すれば優れ
た性能を長期間発揮できる。
Claims (2)
- 【請求項１】多孔性合成樹脂フィルムおよび／または合
成繊維不織布に、活性光線で重合可能なモノマーあるい
はマクロマー、非水系溶媒、および無機イオン塩からな
る液状混合物を含浸させた後に、活性光線を照射するこ
とにより液状混合物をゲル化させることをを特徴とする
半固体高分子電解質膜。 - 【請求項２】請求項１に記載の半固体高分子電解質膜を
セパレータに用いたリチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233574A JP2715309B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半固体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233574A JP2715309B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半固体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282457A JPH0282457A (ja) | 1990-03-23 |
| JP2715309B2 true JP2715309B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16957204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63233574A Expired - Lifetime JP2715309B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半固体高分子電解質膜およびそれを用いたリチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715309B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0651455B1 (en) * | 1993-10-07 | 1997-07-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of a separator for a lithium secondary battery and an organic electrolyte lithium secondary battery using the same separator |
| JPH07122255A (ja) * | 1993-10-27 | 1995-05-12 | Advance Co Ltd | イオンの伝導方式 |
| EP0796510B1 (en) * | 1994-12-09 | 1999-04-21 | Danionics A/S | A non-aqueous electrolyte system for use in batteries, capacitors or electrochromic devices and a method for the preparation thereof |
| US6322923B1 (en) | 1998-01-30 | 2001-11-27 | Celgard Inc. | Separator for gel electrolyte battery |
| US6392867B1 (en) * | 1998-05-12 | 2002-05-21 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Electric double layer capacitor and method for preparing the same |
| US6689501B2 (en) | 2001-05-25 | 2004-02-10 | Ballard Power Systems Inc. | Composite ion exchange membrane for use in a fuel cell |
| JP5134781B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | 電池の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340270A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-20 | Yuasa Battery Co Ltd | 固体電解質電池 |
| JPS6394563A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Ube Ind Ltd | 固体電解質電池 |
| JPS6394501A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | 宇部興産株式会社 | イオン伝導性固体電解盾の製造法 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63233574A patent/JP2715309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0282457A (ja) | 1990-03-23 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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